Back to search

INNOFFARENA-Innovasjonsarena for stat og kommune

Press Run to Increase Mathematical Expertise (PRIME)

Alternative title: Trykk Kjør for å Øke Matematisk Ekspertise (PRIME)

Awarded: NOK 1.7 mill.

PRIME (Press Run to Increase Mathematical Expertise) investigates how students learn mathematics through programming. Programming in mathematics education is a subject much discussed especially with the revised curriculum in Norway. Research on the use of programming in mathematics in upper secondary school is scarce in both Norway and the world. There are several areas within mathematics, for instance probability, equations, and function analysis, which are well suited to simulations and facilitating discussions between students with the help of programming. One example for equations is where the students create a program that solves quadratic equations. The program will run correctly until we divide by zero or take the square root of a negative number. This will facilitate discussions of why the program does not work and how to alter the program to yield correct information. This involves discussions, problem-solving strategies, and mathematical competence. It is also productive to present students with mathematical problems that are not solvable by algorithmic procedures. There are several functions that are not possible to integrate, and most differential equations are not solvable by a given method. These can however be solved by numerical methods. The thesis also investigates different types of obstacles and barriers programming brings to the classroom. Through 3 years of data collection in a classroom where programming was implemented in the science mathematics subjects R1 and R2, PRIME presents examples of design and development of programming tasks and different types of challenges with the implementation of programming. PRIME also presents a set of recommendations concerning the use of programming in the classroom. The project contributes to the understanding of how programming can contribute to increased mathematical competence amongst the students.

Gjennom hele perioden har arbeidet bidratt til utvikling og formidling av hvordan bruke programmering i skolen. Doktorgradsarbeidet har bidratt til økt kunnskap om programmering i norsk skole blant annet gjennom omfattende foredrag- og kursvirksomhet. Resultatene fra arbeidet har blitt formidlet til den enkelte lærer på kurs, til statsråder og direktorat på ulike formidlingsarenaer. Flere opplegg er utviklet for bruk i skolen, og det er per 2022 stor etterspørsel etter eksempler på hvordan bruke programmering i skolen. Ved UH-sektoren ser vi også en økt forespørsel etter kunnskapen ervervet gjennom prosjektet. Ettersom studenter fra H2023 har en varierende grad av kunnskap om programmering, har UH-sektoren erfart at de må endre sine grunnkurs for å følge opp fagfornyelsen. I tillegg er utvikling av nettressurser for både skolen og UH-sektoren også en direkte følge av doktorgradsarbeidet. En potensiell virkning av denne utviklingen kan bidra til en bedre overgang mellom videregående opplæring og høyere utdanning for elever/studenter, i tillegg til at koblingen mellom forskning og skole innenfor flere felter kan bli betydelig mindre. Et typisk eksempel på dette er at vi nå kan lage opplegg i naturfag og biologi der vi bruker data fra ENCODE-prosjektet, noe vi aldri ha kunnet tidligere.

I 2015 presenterte Ludvigsensutvalget sine funn i NOU 2015:8, der de beskriver fire kompetanseområder som de finner sentrale for fremtiden til både norsk skole og arbeidsmarkedet elevene vil møte i fremtiden. De fire kompetanseområdene er fagspesifikk kompetanse, lære å lære, lære å kommunisere, samarbeide, og delta, og lære å utforske og kreere. I tillegg er det en betydelig mengde litteratur som konkludere med at motivasjon hos elevene er en viktig suksessfaktor. Dette er blant annet nevnt i den siste analysen av TIMSS 2015. Med bakgrunn i dette ønsker vi å undersøke hvordan vi kan danne, opprettholde, og/eller øke elevers matematiske kompetanse ved å introdusere programmering. Matematiske kompetanse er vanskelig å definere, men i dette prosjektet bruker vi definisjonen til Kilpatrick et al som består av frem deler, begrepsforståelse, prosedyrekunnskap, strategisk kompetanse, adaptiv resonering, og engasjement. Prosjektet vil være med på å utvikle norsk skole i en retning som retter seg mer mot fremtidens arbeidsmarked i tillegg til å legge til rette for at elever kan utvikle og utarbeide en dypere forståelse av matematikken og dens logiske oppbygning. Programmering er en økt satsning på ungdomskolenivå, og vi ønsker at dette skal blir videreført til videregående skole. Prosjektet vil være et innspill til hvordan programmering kan inkluderes i fag på videregående skoler.

Funding scheme:

INNOFFARENA-Innovasjonsarena for stat og kommune