Løs ikke bare for x:At lade børn udforske virkelige scenarier vil holde dem i matematiktimerne

I det virkelige liv, at bestille pizza til en gruppe mennesker involverer en samtale om, hvad folk kan lide, hvor meget de kan spise, hvor meget de vil bruge, og om ananas virkelig hører hjemme på pizza.

Men i forbindelse med en traditionel matematiktime, konceptet med at bestille en pizza bliver typisk et problem som dette:

"Hvis en pizza serverer fire børn, hvor mange pizzaer har vi brug for til en klasse på 28 børn?"

Et alarmerende antal australske elever vælger ikke matematik i ungdomsskolen. Tal fra 2017 – den seneste tilgængelige – viser, at kun 9,4 % af australske elever i år 11 og 12 var indskrevet i udvidet matematik. Det er den laveste procentdel i mere end 20 år.

Undersøgelser af seniorelever viser, at de mener, at matematik er for svært, for bevogtet af et rigidt sæt regler og ikke gældende for det virkelige liv.

Klart, måden, vi underviser på, slår eleverne fra matematik. Men en undersøgelsesbaseret tilgang kan gøre matematik relevant og interessant.

Så, hvad er undersøgelsesbaseret læring?

Ifølge OECD, nutidens børn går en usikker fremtid i møde på grund af teknologisk disruption.

For at imødekomme disse udfordringer, rapporten noterer:

"[...] studerende bliver nødt til at udvikle nysgerrighed, fantasi, modstandsdygtighed og selvregulering; de bliver nødt til at respektere og værdsætte ideerne, andres perspektiver og værdier […]"

Disse færdigheder kan ikke undervises ved udenadslæring eller en række procedurer.

En spørgende tilgang i matematik er, når læring typisk starter med et komplekst spørgsmål. I tilfældet med pizzaeksemplet, det spørgsmål kunne være:"Hvilke pizzaer skal vi bestille til vores klassefest?"

Mens eleverne engagerer sig i spørgsmålet, de arbejder sammen – vejledt af læreren – for at udvikle en forståelse af matematikken på en mere naturlig måde.

I stedet for at resultatet er en enkelt, korrekt svar ("Vi skal bruge syv pizzaer til en klasse på 28"), studerende fremlægger en potentiel løsning. De forklarer derefter deres ræsonnement og den matematik, de anvendte for at retfærdiggøre deres beslutninger.

Spørgsmålet om, hvilke pizzaer en klasse har brug for, fremkalder en udvidet undersøgelse, der går ud over simpel aritmetik. Det kræver beslutninger om, hvor mange og hvilke pizzamuligheder der skal overvejes (planlægning af dataindsamling), undersøgelse af elevernes pizzapræferencer (dataindsamling og registrering), opsummering af svarene (datarensning og repræsentation), og rapportering af resultater (dataopsummering).

Eleverne analyserer dataene for at bestemme, hvor mange og hvilke typer pizzaer der skal bestilles (brøkrepræsentation og aritmetik), mens de bemærker, at i sammenhængen, hele pizzaer skal bestilles.

Matematiske beviser indsamlet af elever bruges til at understøtte, retfærdiggøre og overbevise kolleger om deres konklusion. Klassen kan derefter udvide denne undersøgelse til at overveje drikkevarekøb, samlede omkostninger og så videre.

Ved at gøre dette, eleverne udvikler en dybere forståelse af både den anvendte matematik og hvornår og hvordan den er nyttig.

Forespørgsel stemmer mere overens med matematikeres virkelige arbejde. I praksis, matematikere identificerer, eller bliver kontaktet med, et problem. De skal tage stilling til den matematik, de kan bruge til at løse det. Så kommer de med en procedure, løse ved hjælp af matematikken og overvåge resultatet.

I traditionelle klasser, studerende matematikere løser typisk kun matematikken - ironisk nok, dette er det eneste skridt, der kan overdrages til teknologien.

Ved vi, at det virker?

Forskning, der understøtter undersøgelser i matematik, er ved at opbygge. En af de mest omfattende gennemgange af forskningsbeviset, der evaluerer den undersøgelsesbaserede tilgang til undervisning i matematik og naturvidenskab fra grundskolen til universitetet, blev udført i 2013.

Den identificerede en række fordele for studerende. Disse omfattede en øget kapacitet til at:overføre læring til nye situationer; søge udfordringer; tolerere svigt; og opbygge modstandskraft til at kæmpe med udfordrende problemer.

Forespørgsel viste sig at forbedre læringsresultaterne for både lavere og højere præstationsstuderende og studerende med specifik kulturel baggrund, herunder First Nations-folk.

Elever, der lærte via denne metode, rapporterede også, at de så matematik som interessant og motiverende.

Forskning viser, at den undersøgelsesbaserede tilgang er effektiv på alle årsniveauer. Eksempler inkluderer, at børn helt ned til 5-6 år kan lave forudsigelser ved hjælp af data, til mere komplicerede begreber som at beregne og justere volumen og proportioner ved hjælp af en skaleret husplan.

Den største begrænsning ved at implementere undersøgelse i sekundære klasseværelser er den nødvendige fleksibilitet til at engagere sig i problemer, der ofte går på tværs af discipliner.

For eksempel, spørgsmålet "Hvad er det bedste design til et papirfly?" trækker på videnskaben for principperne om flyvning, matematik til statistik og måling, og teknologi til design.

Stiv planlægning af klasser kompromitterer sådan læring. Men det kan overvindes med forbindelse mellem lærerteams.

Strenge vurderingsordninger lægger også pres på lærere til at gennemføre undervisningsenheder på bestemte tidspunkter. Men forespørgsel kan betyde, at mere indhold er dækket dybere, mere forbundne måder.

Vigtigheden af ​​lærerkompetencer

Selvom undersøgelsesmetoden er elevcentreret, tilskyndelse til selvstændig, kreativ og kritisk tankegang skal drives og understøttes af en dygtig lærer. Det betyder at erkende, hvornår eleverne skal udfordres, og hvornår de skal yde støtte.

Undersøgelsens natur egner sig til at afsløre, hvad eleverne ikke ved. Under diskussioner i små grupper, elever fremsætter ideer, og læreren kan identificere vejspærringer i deres tilgange.

På disse tidspunkter, en lydhør lærer kan arbejde sammen med eleverne om at udvikle den konceptuelle viden, der er nødvendig for at komme videre med deres undersøgelse.

Ligeledes, elever, der er klar til at blive udfordret, kan anvende mere avancerede koncepter, når de presser sig selv til at bruge og udvikle mere komplekse matematiske løsninger. Som med al undervisning, a balanced approach is key.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.