Press ‘run’ to improve mathematical expertice (PRIME)

Abstract

Press Run to Increase Mathematical Expertise (PRIME) investigates the implementation of programming in the mathematics classroom in upper secondary schools in Norway through the lens of designing mathematical programming tasks. Several countries have recently changed their curriculum to include programming as a part of mathematics. With this change comes the challenge of how to combine programming, as a tool, with mathematics to facilitate mathematical learning. A three-year iteration of task design is conducted in which programming is utilised in mathematics and subsequently implemented in classrooms. The implementation in classrooms is investigated through data collection of audio recordings of the students working on the designed task together with a video recording of their computer screen. The transcript of the data is analysed with a focus on exploratory talk and adversities. Exploratory talk is utilised to investigate how to design tasks facilitating exploratory talk as it is closely connected to learning. Adversities, which can advance and hinder learning, are investigated to inform changes to the task design to promote and limit different types of adversities. Through the investigation, PRIME presents a set of recommendations that could guide the task design of mathematical programming tasks which facilitate learning. (1) Design tasks in which programming is a tool for learning mathematics. (2) Task design should facilitate exploratory talk as this is closely connected to learning. (3) It is advantageous for students to engage in programming after they have learnt a mathematical theme, rather than to use programming to learn a new mathematical theme. (4) Tasks should mitigate non-mathematical adversities, that is, adversities relating to programming specifically. (5) Tasks should have a low floor and a high ceiling so as to facilitate the learning of all students. All of these recommendations are discussed in detail.

Trykk kjør for å øke matematisk kompetanse (PRIME) undersøker implementeringen av programmering i matematikklasserommet i videregående opplæring i Norge gjennom utforming av matematiske programmeringsoppgaver. Flere land har nylig endret læreplanen til å inkludere programmering som en del av matematikk. Med denne endringen kommer utfordringen av hvordan kombinere programmering som et verktøy i matematikk for å legge til rette for læring i matematikk. En treårig iterasjonssyklus der utforming av matematikkoppgaver med programmering og etterfølgende utprøving i klasserom ble gjennomført. Datainnsamlingen av utprøvingen i klasserom ble gjort gjennom lydopptak av elevene mens de arbeidet med oppgavene sammen med videoopptak av skjermen deres. Transkripsjon av datainnsamlingen ble kodet og analysert med søkelys på utforskende samtaler og hindringer. Utforskende samtaler er brukt da dette har en nær kobling til læring og utforming av oppgavene. Hindringer, som både kan legge til rette for og begrense læring, er undersøkt for å bidra til revideringen av oppgavene med mål om å begrense og promotere ulike former for hindringer. PRIME presenterer til slutt et sett med anbefalinger som kan hjelpe i prosessen med å lage matematiske programmeringsoppgaver som legger til rette for læring. (1) Designoppgaver der programmering er et verktøy for å lære matematikk. (2) Oppgavedesignet burde legge til rette for utforskende samtaler siden dette er nært knyttet til læring. (3) Det er fordelaktig å anvende programmering etter at elevene har lært en matematisk metode, mer enn å bruke programmering til å lære nye matematiske metoder. (4) Oppgavene burde minimere antallet ikke-matematiske hindringer, som ofte relateres til programmering spesifikt. (5) Oppgavene burde ha en lav terskel og et høyt tak for å legge til rette for læring for alle elever. Alle disse anbefalingene er diskutert.