Information till medarbetare med anledning av covid-19 (Uppdaterad: 1 juli 2020)

Hoppa direkt till innehållet
printicon

Analytiska (relationella) och icke-analytiska (associativa) tankeprocesser vid matematiklärande - en funktionell hjärnavbildningsstudie.

Forskningsprojekt Syftet med forskningsprojektet är att undersöka hjärnaktivitet vid lärande med och utan förståelse. Vid en modellsituation i magnetkamera lär sig deltagarna antingen meningen hos symboler eller associationer mellan figurtyper.

Många elever förstår inte matematiken och utvecklar därmed inte sin problemlösningsförmåga. Teorier har framhållit Analytisk-Relationell kunskap som varande fundamental för högre tankeprocesser och kritisk för förståelse av matematiska begrepp. Lite är känt om vad som karaktäriserar matematiklärande med och utan förståelse i termer av hjärnaktivitet och involverade hjärnstrukturer. Denna studie använder sig av funktionell magnetresonansavbildning för att undersöka hjärnaktivitet vid lärande av relationer eller associationer, som kan kopplas till förståelse eller brist på förståelse i en lärandesituation.

Projektöversikt

Projektperiod:

2014-01-01 2015-12-31

Finansiering

Kempestiftelserna

Medverkande institutioner och enheter vid Umeå universitet

Institutionen för naturvetenskapernas och matematikens didaktik, Teknisk-naturvetenskaplig fakultet

Forskningsämne

Matematik, Utbildningsvetenskap

Projektbeskrivning

Detta projekt är en del i det övergripande projektet ”Att lära matematik genom imitativa och kreativa resonemang”.

Ett av de stora problemen inom matematikutbildning nationellt och internationellt är att många elever inte förstår matematiken och därmed inte utvecklar tillfredsställande problemlösningsförmåga. Begreppen "mening" och "förståelse" förekommer ofta i matematikdidaktiska sammanhang - vanligtvis som benämningar på eftersträvansvärda aspekter av lärande, och i kontrast till ytligare eller enklare aspekter som förefaller dominera.
Teorier och empiriska studier inom kognitiv psykologi har framhållit "Analytisk-Relationell" kunskap och hävdat att den är fundamental för högre tankeprocesser och kritisk för förståelse av matematiska begrepp. Analytisk-Relationell kunskap skiljer sig från "Icke-Analytisk-Associativ" kunskap på ett flertal sätt, främst genom användningen av symboler.
Mycket lite är dock känt om vad som karaktäriserar matematiklärande med och utan förståelse i termer av hjärnaktivitet och involverade hjärnstrukturer. Analytisk-Relationella kognitiva processer har kopplats till aktivitet i dorso- och rostrolaterala prefrontala kortex. Sannolikt är även hippocampus involverad när de analytisk-relationella processerna är en del av minnesinkodning eller inlärning. Icke-analytiska associativa kognitiva processer har kopplats till främst hippocampus hos människan, och kan beroende på graden av omedveten (implicit) inlärning involvera basala ganglierna. fMRI-studier med fokus på analytisk-relationella processer vid minnesinkodning och inlärning är dock få.

Syftet med denna studie är att undersöka skillnader i hjärnaktivitet vid matematiklärande med och utan förståelse. För detta syfte används en modellsituation som konstruerats så att en grupp av deltagarna förväntas att under övning spontant lära sig betydelsen av nya symboler, medan en annan grupp förväntas att spontant lära sig associationer mellan figurer, utan att förstå betydelsen av symbolerna. Försöksupplägget är identiskt för samtliga deltagare. Deltagarnas responser under övning, post-test och transfer-test registreras. Grupptillhörighet bestäms utifrån responsmönster vid post test. Hjärnaktivitet jämförs mellan grupperna under övning och test. De viktigaste undersökningsvariablerna är hjärnaktivering (fMRI) under övning och test, samt responsmönster och prestation under övning, post-test och transfertest. Prestation på transfertestet, som utförs efter magnetkamerasessionen, är den beteendevariabel som är den starkaste indikationen på förståelse, och förvärvandet av analytisk-relationell kunskap. Brist på förståelse av matematiken är kanske det mest uppmärksammade och viktigaste problemet inom forskning om matematikundervisning. Detta projekt förväntas bidra med neurovetenskaplig kunskap om involverade hjärnstrukturer och -processer.