FINNUT-Forskning og innovasjon i utdanningssektoren

Den manglende interessen for realfag har lenge vært et uløst problem i norsk utdanning fra ungdomsskole til universitetsnivå. Det er derfor viktig å utvikle intervensjoner som setter fokus på denne utfordringen og øker interessen for disse fagene. Tidligere forskning har funnet evidens for at ulike intervensjoner, slik som personalisering, valg av eksempler og relevansintervensjon, har en positiv effekt på interesse for realfag. Imidlertid finnes det intervensjoner som er brukt i matematikkundervisningen uten at det finnes tilfredsstillende evidens. To av dem er å stille spørsmål og å lage fortellinger i matematikkundervisningen. Disse to typer intervensjoner vil derfor være i fokus og undersøkes i to delprosjekter. Ved hjelp av eksperimentelle metoder vil det første delprosjektet utforske om det å høre eller å stille spørsmål om matematikk øker studentenes interesse for matematikk. Det andre delprosjektet ser på den mulige virkningen av å høre eller fortelle en historie på studentenes interesse for matematikk. Delprosjektet fokuserer ikke bare på virkningen, men prøver også å finne ut noe om de underliggende prosessene. Når man stiller spørsmål har man gjerne oppdaget et kunnskapshull man ønsker å tette. Vi antar derfor at å høre og særlig å stille spørsmål vekker nysgjerrighet. Samtidig vil å høre eller særlig å utvikle en historie rundt ulike matematikkproblemer, knytte matematikk til personlige interesser. Videre måler vi læring for å sikre at økende interesse ikke skal gå på bekostning av læringsprosessen, som det ble vist for oppmerksomvekkende bildemateriale. Til sist er forskningsprosjektet med lærerstudenter, som er blant de studentene vi undersøker, spennende fordi lærere ikke bare må forstå matematikk selv, men må kunne utforme den og gjøre den tilgjengelig for elever i skolen. Her kan vi se om bevisstheten omkring selve formidlingsprosessen vil kunne øke faglig og didaktisk interesse. Vi har startet prosjektet i mai 2019 med en pilotstudie hvor vi testet en psykofysiologisk metode for å analysere affekt (som er en komponent av interesse) gjennom måling av ansiktsmuskler; resultatene av denne studien ble publisert men vi kunne ikke bruke metoden i sammenheng med matematikkinteresse fordi (1) å løse matematikkoppgavene ikke førte til noen målbar affekt og (2) på grunn av Covid var det ikke mulig å bruke metoden hvor forsøkspersoner må tilknyttes målingsutstyr. Vi gjennomførte flere studier med lærerstudenter, fysikkstudenter og psykologistudenter. I disse studiene har vi utviklet en ny måte på brukermedvirkning. Vi laget standardiserte intervensjoner og mål men brukere (undervisere) kan velge hvilken av tre intervensjoner (å stille spørsmål; å skrive en fortelling; å lage sine egne oppgaver) de ønsker å teste og hvilket stoff de underviser. Vi som forskere tilpasser undersøkelsen. Vi har gjennomført en hovedstudie på lærerutdanningen på OsloMet og tre pilotstudier med fysikkstudenter og psykologistudenter. Med lærerstudenter har vi funnet ut at å stille spørsmål, noe som er propagandert i pedagogiske miljø, ikke automatisk fører til mer interesse og bedre læring. På grunn av Covid ble det færre deltakere enn forventet slik at vi også startet med å samle inn data fra studentene og lærere på onlineportalen Prolific. Vi kjørte en studie med over 500 studenter hvor vi tester om de synes at det er mest interessant og lage en fortelling for seg selv eller for andre. Studien viste at å skrive en fortelling er mer interessant enn å få en fortelling men det viste seg ingen forskjell mellom de gruppene som skrev en fortelling som er interessant for andre versus for seg selv. For et år siden har vi forberedt den samme studien som skal gjennomføres i Kina for å ha krysskulturelle data. Denne sammenligningen er spesielt interessant fordi vi forventer at individualistiske kulturer i Vesten synes det i større grad interessant å skrive en historie for seg selv mens kollektivistiske kulturer i Asia som liker å skrive fortellinger for andre. På grun av Covid-restriksjoner kunne denne studien ikke ennå gjennomføres. Nå kjørte vi en annen studie med bare en gruppe som skrev en fortelling som er interessant, en gruppe som fikk en fortelling og en kontrollgruppe. I denne studien kunne vi replisere funnet at å skrive en fortelling er mer interessant enn å få en fortelling eller å få informasjon. Vi nå analyserer denne andre studien i detalj. En annen studie på Prolific målte hva lærere gjør for å øke interesse. I en første studie fant vi at lærere bruker metoder som er lett å bruke. Dette kan føre til at noen metoder som lærere mener øker både interesse og læring kunne bli underbrukt fordi de er vanskelige å anvende. Dette er også viktig for intervensjonene vi undersøker i dette prosjektet. Vi har forberedt en annen studie for å replisere funn om interesse og vanskelighetsgrad av å anvende en metode. Denne studien vil bli gjennomført i vinter 2022/2023.

As interest in mathematics is low among students at all educational levels, it is timely to develop interventions aimed at increasing interest in mathematics. This collaborative project (UiO; HiOA, HVL) examines two new interventions to increase interest in mathematics with Norwegian student teachers; one is question asking and the other is storytelling. Both have become much advertised in science education but their empirical basis is sparse. At a theoretical level, question asking is supposed to increase situational interest because it raises awareness of knowledge gaps, thus increasing curiosity and engagement. Storytelling may increase interest because it embeds abstract principles into a meaningful and personally relevant context. For both interventions, we expect that active conditions where students ask questions or write stories are more effective to raise situational interest than passive conditions where the teacher asks questions or embeds a principle in a story. However, there are limits to cognitive capacity that may impair learning and thus counteract the positive effects on interest. We examine the effects of question asking (Subproject 1) and storytelling (Subproject 2) on both interest and learning outcomes. The first study in each subproject compares student-generated versus teacher-generated questions or stories, respectively. The second study of each subproject examines the type of questions (factual, conceptual, and control) or the type of stories (subject-specific language versus everyday language, and control). The final studies test interventions, one on question asking and another on storytelling, to translate experimental research into a higher education context. The project yields new insights into mechanisms that mediate the effects of question asking and storytelling on interest. At a practical level, these interventions will extend the range of possible interventions to increase interest in mathematics in higher education.