Hoppa till huvudinnehåll
Göteborgs universitet
Bild
ett barn med pincett och skyddsglasögon
Länkstig

Matematik/ naturvetenskap, inriktning utbildningsvetenskap

Matematik eller naturvetenskap med inriktning utbildningsvetenskap som forskningsområde är mångvetenskaplig till sin natur. Områdena sträcker sig från studieteknik inom naturvetenskap och framgångsrika undervisningsmetoder till forskning om särbegåvade elevers villkor och möjligheter. Forskningsområdenas bredd innebär att samarbete med forskare inom olika inriktningar är väsentligt för utbildningen.

Utbildningen syftar till att utveckla dig till en självständig och kritisk forskare som ska bidra till samhällets utveckling och stödja andras lärande. Genom sin avhandling ska den studerande bidra till kunskapsutvecklingen inom kunskapsbildning, undervisning och utbildning inom något matematiskt/naturvetenskapligt område.

Målet med utbildningen är att vidareutveckla fördjupade ämneskunskaper och en förtrogenhet med vetenskapliga metoder inom såväl matematik/naturvetenskap som inom utbildningsvetenskap och en medvetenhet om ämnesområdenas olika kunskapsteoretiska grund.

Inför ansökan

Kontakta de personer som är ansvariga för enskilda projektförslag eller hör av dig till kontaktpersonen inom ditt ämnesområde för att diskutera utformning av eget projektförslag. Vi rekommenderar att du kontaktar universitetet för att se om ditt projekt är genomförbart eller inte.

Läs mer om ansökan

Behörighet

För att antas till forskarskolan i utbildningsvetenskap behöver du uppfylla dels villkor för grundläggande behörighet, dels villkor för särskild behörighet.

Läs mer om grundläggande behörighet

Särskild behörighet

Särskild behörighet har du som:

  • har avlagt lärarexamen på avancerad nivå där det ingår ett examensarbete om minst 15 högskolepoäng eller motsvarande självständigt arbete, samt minst 90 högskolepoäng  inom en matematiskt respektive  naturvetenskapligt ämne (varav för utbildning  i matematik minst 60 högskolepoäng i ämnet  matematik på avancerad nivå), eller
  • på något annat sätt inom eller utom landet  förvärvat i huvudsak motsvarande kunskaper.

Urval

Fakulteten utgår från flera urvalskriterier i urvalet av sökande. 

Urvalskriterier: 

  • meriter från tidigare utbildning
  • examensarbetet eller motsvarande självständigt arbete
  • bifogad projektbeskrivning över det tänkta  avhandlingsarbetet
  • dokumenterad yrkeserfarenhet som lärare är meriterande

Projektförslag vid de olika institutionerna

Tools to assess plant physiological responses to the environment
In their natural habitat, plants experience changes in various environmental factors (e.g., temperature, light, nutrients) daily, seasonally or frequently (within seconds to minutes). They may also be attacked by pathogens (e.g., bacteria, fungi, worms, insects). How plants sense and respond to these factors is the subject of intensive research because of the detrimental effects in agricultural fields, forests, gardens, and in the wild nature. Global warming is predicted to affect plants as well, but more research is needed to achieve a correct picture of the interaction with the already existing environmental changes.

This project is aimed to develop tools for gymnasium schools in the assessment of plant responses to the environment. Such a tool could be a non-invasive photosynthetic measurement providing a snapshot of plant fitness in its habitat.

The supervisor will be Prof. Cornelia Spetea Wiklund, leading a research group on photosynthesis with access to a variety of non-invasive portable instruments at the Department of Biological and Environmental Sciences.

The beautiful Botanical Garden, where the department is located, will be an excellent field of study with a variety of plant species, but the student may choose additional sites for measurements as well. We are seeking a pedagogical skilled person with interest in plant physiology to develop such tools and bring them to the schools to increase awareness and understanding of plant responses to the ever-changing environment.

Kontaktperson:  Cornelia Spetea Wiklund, professor i växtcell fysiologi vid institutionen för Biologi och miljövetenskaper, e-post: cornelia.spetea.wiklund@bioenv.gu.se, tel: 031-7869332, 0766-229332, besöksadress: Carl Skottsbergs gata 22B, 41319 Göteborg

 

Plast i naturen 
Problemet med plast i naturen har uppmärksammats på alla olika nivåer i samhället, från förskolebarn, dagstidningar, till nationella beslutsfattare, industrier, återförsäljare och akademiska forskare.

Nedskräpning av främst plast är ett internationellt problem. Plast används till många olika ändamål och har varit viktig för samhällsutveckling och inom medicin, bygg, transport, teknologi, mat säkerhet mm.  Problem med plast är att det är ett hållbart material som används slösaktig och  felaktigt. Ett stort problem är att plastmaterial läcker ut från hela produktkedjan, från råplast produktion, till användning och avfallshantering.

Kommunikation om plast i media har centrerat kring problem som till exempel skadade djurarter, det vill säga använt känslor och rädsla, samt en del kring lösningar inriktade på städningskampanjer. Konsumenterna och barn har varit de främsta målgrupperna trots  att orsakerna bakom nedskräpningen är mer komplex.

I detta projekt avser vi att dels undersöka hur problematiken med plast och nedskräpning bäst bör kommuniceras för att ändra konsumentbeteende och få till de bästa mest lämpliga lösningar, dels möjliga policyförändringar på olika offentliga nivåer i samhället. Andra relevanta frågor är incitament för företag samt  identifiering av strukturella hinder genom några fallstudie. Den sökande har stor möjlighet att  påverka utformningen av projektet beroende på bakgrund och intresse. 

Projektet kommer att bedrivas på ett interdisciplinärt och tvärvetenskaplig sätt.

Kontaktpersoner: 

  • Bethanie Carney Almroth, ekotoxikolog vid institutionen för Biologi och miljövetenskaper och vid Center for Collective Action Change (CeCar), Göteborgs universitet
  • Helen Sköld på Havets Hus i Lysekil och Havsmiljöinstitutetet i Göteborg.

 

Giftigt lärande eller lärande om gifter…..?  ”Det är giftigt, farligt för miljön”; ”Nejdå, det är naturligt, inga problem!”
Förståelsen och begreppsförvirringen kan upplevas som stor i samhället när det kommer till vad som är giftigt för miljön. Vad giftighet kan vara och kan leda till, men även hur man kommer fram till sådana slutsatser och osäkerheterna i kunskapen behöver belysas bättre. Vem är bättre lämpad att göra det än en lärare, i sin roll som kunskapsbärare och inspiratör?

Fokus i det här projektet är att studera lärande och/eller undervisningspraktiker för att uppnå en större förståelse om miljögifters spridning och effekter, speciellt i förhållande till hållbar utveckling.

En CUL-doktorand inom detta område skulle vara placerad på institutionen för biologi och miljövetenskap där forskning inom ekotoxikologi bedrivs. Doktoranden kommer också att tillhör FRAM https://fram.gu.se/ – ett tvärvetenskapligt forskningscenter inom Göteborgs universitet med fokus på framtida riskbedömning och förvaltning av kemikalier.

Förutom en huvudhandledare inom naturvetenskap/ekotoxikologi (Ingela Dahllöf), kommer det finnas en biträdande handledare inom utbildningsvetenskap.

Kontaktperson: Ingela Dahllöf, Professor i miljövetenskap med inriktning mot ekotoxikologi, e-post: ingela.dahllof@bioenv.gu.se, tel: 031-786 93 33

Art and Science
Study of artistic and historical artifacts using spectroscopy This intrinsically interdisciplinary project will employ the tools provided by advanced spectroscopic techniques (Raman spectroscopy, LIBS) to the study of artifacts of artistic and historical relevance.

Background: The application of advanced analytical tools to the study of artifacts of artistic and historical relevance has the potential to give new insights into how these artifacts were produced and utilized. This has the potential to provide important insight into important aspects of how these artifacts were produced and utilized. Project: The first phase of the project will be to learn the basic spectroscopic technique and implement the relevant experimental setups.

The subsequent phase of the project will be to apply these techniques to the study of several artifacts of archeological or artistic interest (in collaborations with museums and archeologists).

International collaborations: Part of the work will be done in collaboration with international groups working at ICFO – the Institute of Photonic Sciences (Barcelona, Spain), CIOp – Centro de Investigaciones Ópticas (Universidad de La Plata, Argentina), and UNAM – Universidad Nacional Autónoma de México (Mexico City, Mexico).

Interdisciplinary aspects: This is a highly interdisciplinary project that will be realized in close collaboration between groups working in physics and humanities. Its results will also be of relevance to very different disciplines: its technical aspects will be relevant for physics and spectroscopy; and its more concrete results can potentially influence our understanding of history, the arts and literature.

Kontaktperson : Giovanni Volpe, professor vid institutionen för fysik, giovanni.volpe@physics.gu.se, tel: 031-786 9137, 0766-229137

 

 

Collective dynamics of autonomous robots in a complex environment
This project involves the development of small robots and their applications to study collective behaviors of relevance for, e.g., biology, ecosystems, and autonomous systems.

Background: The behavior and interaction of autonomous individuals capable of sensing and reacting to their environment play a critical role in many natural phenomena and artificial systems. For example, animals organize into flocks, swarms, and colonies, and we would like to understand how their collective behaviors are coordinated. Groups of autonomous robots could potentially be organized in similar ways. Furthermore, often such systems of autonomous agents have to interact with a complex environment, where for example obstacles are present. Current research is now trying to understand and engineer these behaviors.

Project: This project aims at studying the collective motions and behaviors of a systems of autonomous agents in a complex environment. It will in particular consider how systems of simple agents (where each agent follows very simple rules, senses only its immediate surroundings, and directly interacts only with nearby agents, without having any knowledge of an overall plan) can lead to very complex behaviors.

The project will consist of simulations with MatLab, experiments realized with Elisa-3 microrobots, and possibly the realization of new, more advanced robots. The results of this project can be used to develop teaching modules for high-school students. Literature:

  • Viswanathan, G. M., Da Luz, M. G., Raposo, E. P., & Stanley, H. E. (2011). The physics of foraging: an introduction to random searches and biological encounters. Cambridge University Press.
  • Mijalkov, M., McDaniel, A., Wehr, J., & Volpe, G. (2016). Engineering sensorial delay to control phototaxis and emergent collective behaviors. Physical Review X, 6(1), 011008.
  • http://www.gctronic.com/doc/index.php/Elisa-3

Kontaktperson : Giovanni Volpe, professor vid institutionen för fysik, giovanni.volpe@physics.gu.se, tel: 031-786 9137, 0766-229137

 

 

Nanotechnology Experimental study of critical Casimir forces
This project will focus on measuring, understanding, and engineering the interactions between nanoscopic particles. Its results will be relevant for the future development of nanoscience and nanotechnology.

Background: Nanoscience and nanotechnology are in the process of revolutionising the way we live and do science. In some years, nanorobots may be injected in the bloodstream of patients to help diagnose and cure diseases. Functional nanoparticles may be used to discover malignant cells inside the body and destroy them. Environmental screening may be greatly enhanced by microscopic lab-on-achip devices. Hence, the study of functional nanomaterials heralds a new era for microand nanodevices with unprecedented possibilities in sensing and information processing at the nanoscale.

In the context of this drive towards the nanoscale, the specific aim of the present project is to provide new tools to harness forces and interactions at mesoscopic and nanoscopic lengthscales, such as the forces arising between several nanodevices.

Project: This project aims at studying experimentally critical Casimir forces emerging between multiple objects, going beyond the kinds of configurations that have been studied so far. Thus, this project will elucidate what is the influence on critical Casimir forces of, e.g., three-body effects, hydrodynamic interactions and hydrodynamic synchronization; these insights will prove useful in the engineering of critical Casimir forces for realistic applications.

This study will employ an array of optical tweezers to position the particles and digital video microscopy to track the trajectories of the particles and the forces acting on them. Numerical simulations will also be employed to validate the experimental findings.

Literature:

• S. Paladugu, A. Callegari, Y. Tuna, L. Barth, S. Dietrich, A. Gamabassi & G. Volpe (2016). Nonadditivity of critical Casimir forces. Nature Communications 7, 11403.

• F. Schmidt, A. Magazzù A. Callegari, L. Biancofiore, F. Cichos & G. Volpe (2017). Microscopic engine powered by critical demixing, arXiv 1705.03317.

Kontaktperson : Giovanni Volpe, professor vid institutionen för fysik, giovanni.volpe@physics.gu.se, tel: 031-786 9137, 0766-229137

 

 

Perturbation of Photosynthetic Organisms – Single cell analysis using laminar flow chambers, fluorescence microscopy imaging and signal processing
The student will use laminar flow chambers (i.e. microfluidics - small, confined chambers that can be infused with fluid), in combination with time lapse fluorescence imaging of cells residing inside the devices. Due to the laminar flow conditions that exist inside the chambers, full control of the environment around the cells can be achieved.

This project aims in using technologies like microfluidics and image analysis to interpret the attained data together with researchers active in the field of microalgae for future biodiesel production. The metabolism (how nutritions are taken up by the algae and utilized) and its fluctuations can be followed by imaging, but in concert having control of the extracellular milieu is totally novel and never previously performed for this cell type and, hence, requires a proper interdisciplinary approach be for a successful outcome.

The PhD student’s role, will be to focus on the experimental setup and the signal processing of the attained data. The experimental setup involves the fluorescence microscope combined with a laser used as optical tweezers to manipulate the algae cells inside the microfluidic device. The optical table, pump speeds to infuse the fluid into the microfluidics and the imaging is controlled and automatized via software.

The experimental preparation involves fabricating the microfluidics and possibly alter the design to fit the application if necessary, algae culturing and cell preparation, the actual measurements and last but not least, the image analysis and signal processing. Skills and experience in MatLab is preferential.

The supervisor at the dep of Physics is Caroline Beck Adiels and the collaborating partner Prof. Benoit Schoefs (at Dep of Sea Molecules & Health, France) will be co-supervisor. The student will have the opportunity to attain hands on experience on how novel technologies can be applied and utilized for research questions in another field, hence, the bridge between biology and physics is very obvious from a teaching perspective. If the appropriate candidate is found, the affiliation at the department of Physics is optimal, since here are situated the experienced teachers and students already working in the field of optics, microfluidics and metabolic signaling and this interdisciplinary research topic fits well into the strategic research fields of the department.

There is always a need at the department for pedagogical skilled persons with the appropriate experience, and since the student has experience of teaching, she/he could serve as supervisor for physics teacher students at the university. 

The student could also potentially teach in the department’s course “Miljöfysik”, which fits its content. Moreover, possibly, there will also be an opportunity for the student to be involved in the didactic teaching of other PhD students enrolled at the department of physics. The leading teacher and supervisor at that level would be Jonas Enger.

Kontaktperson: Caroline Adiels, caroline.adiels@physics.gu.se, tel: 031-786 9123, 0766-229123, Besöksadress: Origovägen 6 B, 41296 Göteborg

Why don’t students in science use proven effective study techniques?
There is a wealth of information in pedagogic literature about effective study techniques for students to maximize their academic achievement. Self-regulated learning (SRL) strategies are a compilation of techniques encompassing metacognition, strategic planning, self-evaluation and motivation to learn (e.g., SI-Pass). Notably, SRL strategies have been correlated with academic success and this has been suggested to increase the success of underrepresented groups of students in science.

Teachers at CMB note that their students have difficulties with SRL and this would of course have a negative impact on their success. Further, there is a very high rate of students who fail to complete their very first course in Chemistry. Do students come to university prepared with SRL methods from their previous gymnasium studies? If so, why don’t science students use them?

This research project will first examine how familiar natural science students are with SRL methods, whether they use them in their studying and if not, why they make this decision. Further, their level and sources of motivation for studying science will be considered.

Incoming students to natural sciences at the university will be surveyed for their views on this topic. Results will be analyzed and this information will guide the second phase of the research project.

During the second phase, interventions will be implemented and assessed in large first year courses at the department of Chemistry and Molecular Biology. Depending on the success of these interventions, subsequent studies will involve new interventions and/or application of interventions in gymnasium science classes.

Kontaktpersoner:

 

 

Verktyg för att visualisera kemi
Kemi betraktas ofta som något abstrakt och svårbegripligt av elever på såväl grundskolan som gymnasiet. Genom att vi s.a.s. inte kan se atomerna och molekylerna i våra provrör, utan bara effekten av hur de reagerar och interagerar, är det svårt att ta till sig vad som faktiskt sker, och varför. Detta leder till att allt färre studenter intresserar sig för kemi (med samma nedåtgående trend även inom övriga naturvetenskapliga ämnen), och med allt sämre grundförståelse - en utveckling vi sett från universitetshåll under de senaste 15 åren. Men behöver det verkligen vara så?

I dagens datoriserade undervisningsmiljö och med ständigt uppkopplade ungdomar kommer också nya möjligheter att utforma och använda visualiserings-verktyg för att lättare ta till sig kemiämnet. Målet med detta doktorandprojekt är att analysera datorbaserade visualiserings-verktyg som hjälpmedel i undervisning av kemiämnet, och utveckla enkla och pedagogiska datorbaserade laborationer lämpade för grundskola och gymnasium. Genom att bygga molekyler, vrida och vända på dem, studera var vi har positiva och negativa laddningar, göra enkla datorberäkningar, m.m., ökar vi också förståelsen och intresset för kemi.

Exempel på frågeställningar som kan inkluderas är: • Hur kan vi förklara atomstruktur (”K-, L- och M-skalen…”) och periodiska systemet?

  • Vad är egentligen en molekyl, hur kan vi få en bild av dess 3-dimensionella struktur, och dess egenskaper?
  • Hur kan vi visualisera kemiska reaktioner, t.ex. ”knallgas” (2H2 + O2 à 2 H2O), förbränning av kolväten, fotosyntes, biokemiska reaktioner, läkemedelsmolekyler och deras verkan, osv.
  • Hur ser DNA, proteiner och biologiska membran egentligen ut?
  • Hur visualiserar vi fysikaliska fenomen såsom tryck och temperatur, ur ett molekylärt perspektiv?
  • Varför är vattenlösningar så speciella (och viktiga)?

Parallellt med detta kommer doktoranden att bedriva datorbaserad forskning inom läkemedelsutveckling. Arbetet i denna del är helt datorbaserad, och inkluderar att utforska proteinytor, genomsöka stora databaser av substanser för att utröna vad som kan blockera aktiva säten och hämma protein-protein-interaktion, storskaliga simuleringar av stabilitet hos erhållna komplex, m.m. Som ett viktigt led i det arbetet ingår förmågan att kunna visualisera sina resultat på ett tydligt och pedagogiskt sätt, vilket kopplar till den didaktiska delen av arbetet.

Kontaktperson, Leif Eriksson, professor vid institutionen för kemi och molekylärbiologi, e-post: leif.eriksson@chem.gu.se, tel 031-7869117.

Algebradidaktik
För att klara studier i matematik efter grundskola och gymnasium är det viktigt med goda förkunskaper i matematik. Flera studier visar att nybörjarstudenter har stora svårigheter med universitetsmatematiken på grund av bristande förkunskaper framför allt inom algebra. Internationella studier visar även att algebrakunskaper hos elever i den svenska skolan ligger under genomsnittet.

Vid matematiska vetenskaper intresserar vi oss för forskning inom algebradidaktik ut flera olika perspektiv. Bland annat studeras i ett pågående doktorandprojekt gymnasieelevers kunskaper om och svårigheter med specifika begrepp som till exempel variabelbegreppet. I en studie har vi även undersökt och jämfört elever från Sverige, Finland och Spanien med syfte att studera deras förmåga att lösa ekvationer samt vilka olika strategier de använder sig av. Utöver detta har vi undersökt lärarstudenters utveckling av matematisk kunskap som är nödvändig vid deras framtida yrkesutövning.

I ett pågående projekt analyserar vi läromedel och styrdokument ur ett historiskt perspektiv med syfte att karakterisera algebrainnehållet samt för att studera vilken roll algebra tidigare har spelat i den svenska skolan och vilken roll den spelar idag.

Kontakt: Forskargruppen "Teaching and learning in mathematics"

Läs mer om  Algebradidaktik

 

 

Undervisningskompetenser
Lärarutbildning skall förbereda blivande lärare för att kunna undervisa. Vad är det då man behöver utveckla för att bli framgångsrik i undervisning? Som ett tänkbart sätt att närma sig detta har vi på Matematiska vetenskaper utvecklat en modell för undervisningskompetenser som nu ligger till grund för utveckling av Chalmers lärarutbildning.

Vi står nu i begrepp att utforska modellens relevans och användbarhet vetenskapligt. Här finns flera tänkbara kontexter att studera. Dels finns lärarutbildningar och deras mål och genomförande. Vad får modellens för konsekvenser på lärarutbildning? Hur påverkar den lärarstudenternas förståelse av yrket och sin egen utveckling? Modellen kan också studeras i samband med matematikundervisning i skolmiljöer. Till exempel kan man fråga sig om man, med modellens som analysverktyg, kan synliggöra kompetensbehov och hur dessa är kopplade till klassrummets specifika förutsättningar. E

n tredje kontext är lärares livslånga lärande, och det kommande nationella professionsprogrammet. Vad för förståelse ger modellen för lärares utvecklingsbehov? I detta arbete finns också möjlighet att utveckla modellen vidare så att det fångar det väsentliga i verklig undervisningsskicklighet.

Kontakt: Forskargruppen "Teaching and learning in mathematics"

Läs mer om undervisningskompetenser

 

 

Hur utvecklas studenters matematiska förmågor?
En student som läser matematik utvecklar sina matematiska förmågor. Dessa mäts i viss mån av examination i varje kurs, men vi saknar en helhetsbild av hur studentens förmågor växer under utbildningen. I ett pågående projekt undersöker vi vad som utgör en lärarstudents matematisk kunskap efter utbildningen.

Målet är att måla en bild av några studenters ämneskunskap som grund både för deras utövning av matematik och deras undervisning. Det finns olika modeller för att beskriva lärares ämneskunskaper. En modell baseras på Shulmans Pedagogical Content Knowledge och Balls Mathematical Knowledge for Teaching. En annan modell bygger på ATD (anthropological theory of the didactic). Ytterligare en utgår ifrån modellen för undervisningskompetenser utvecklad på MV och Lärande fokuserar på ämneskompetenser i matematik.

Det finns möjligheter att delta i undersökningen av ämneslärarstudenter, men även att undersöka en annan grupp med liknande frågeställningar (skolelever eller universitetsstudenter), eller att jobba med att bearbeta själva modellen för matematisk kompetens (se projektet om undervisningskompetens).

Kontakt: Forskargruppen "Teaching and learning in mathematics"

Lär mer om  att utveckla studenters matematiska förmågor

 

 

Läraralumners perspektiv på sin utveckling
Matematiska vetenskaper har aktiv roll i flera olika ämneslärarprogram i matematik, både 5-åriga utbildningar och kompletterande pedagogiska program.

Genom alumnienkät har vi samlat in information om alumners syn på sin egen utveckling. En initial studie om läraralumneras syn på vad som varit mest värdefullt och vad de saknat under sin utbildning är under arbete. Ur detta kommer flera frågor att väckas kring hur lärarutbildning bör utvecklas för att bättre förbereda studenterna för yrket.

Därefter finns behov att studera alumners utveckling under den första åren i yrket.

  • Vilka former av stöd till utveckling har de fått och hur har de påverkats av detta?
  • Vilka utmaningar finns under introduktionstiden på första arbetet som matematiklärare och under de första arbetsåren?
  • Hur hanteras detta av arbetsgivarna?
  • Vad får det för konsekvenser för alumnens kompetensutveckling, förmågor och syn på yrket?

Vi har idag ett enkätmaterial som kan utgöra startpunkten för arbetet, och som senare kan kompletteras med mer data, tex genom intervjuer.

Kontakt: Forskargruppen "Teaching and learning in mathematics"

Läs mer läraralumners perspektiv på sin utveckling

 

 

Programmering i matematikundervisning
Som ett resultat av att digital kompetens under de senaste åren har blivit allt viktigare i samhället så har programmering och datalogiskt tänkande introducerats i skolan i flera länder. I Sverige har programmering sedan 2018 implementerats i matematikundervisningen, både inom grundskolan och på gymnasiet.

På gymnasiet är målet att eleverna ska lära sig att använda programmering som en strategi i problemlösningssituationer. I ett pågående samverkansprojekt med en gymnasieskola undersöker vi på vilka sätt programmering kan erbjuda möjligheter för lärande i matematik jämfört med en mer traditionell undervisning. Bland annat är vi intresserade av att undersöka hur verksamma lärare tillämpar programmering i matematikundervisningen och vilka möjligheter, utmaningar och svårigheter de identifierar. Idag har vi inslag av programmering i flera av matematik- och VFU-kurserna inom ämneslärarutbildningen, men det finns ett behov av att utveckla dessa programmeringsinslag.

En intressant fråga att undersöka är hur lärarstudenternas kunskaper kring hur programmering kan användas som ett verktyg i undervisningen utvecklas under deras utbildning. Det finns även ett behov av att studera hur undervisningen fungerar i praktiken och hur programmeringsinslag i matematikundervisningen påverkar elevers lärande i matematik, framförallt deras problemlösningsförmåga samt hur deras förståelse för det matematiska innehållet och de behandlade matematiska begreppen påverkas.

Kontakt: Forskargruppen "Teaching and learning in mathematics"

Läs mer om: Programmering i matematikundervisning

 

 

Instruktionell undervisning med elevaktiva inslag och återkoppling
Olika former av instruktionell undervisning, tex i forma av föreläsningar, filmer eller texter, är vanligt förekommande i matematikundervisning både på gymnasie- och på universitetsnivå.

Den instruktionella undervisning ifrågasätts dock av många och ställs ofta emot studentaktiva undervisningsformat, där studenterna svarar på frågor eller diskuterar, samt mot återkoppling på studenternas svar och aktiviteter. En hel del vetenskapliga studier har ägnats åt att visa på hur effektiva studentaktiva undervisningsformer och återkoppling är för lärande. Det finns dock mycket som tyder på att instruktioner är en viktig beståndsdel i lärandet.

Vi är intresserade av att undersöka instruktionell undervisning som inkluderar studentaktiviteter och återkoppling.

  • Vad blir tex konsekvenserna av föreläsande som inkluderar att studenterna med jämna mellanrum ges uppgifter att lösa och diskutera med bänkgrannar, eller av att filmerna stannar upp för att studenten skall svara på frågor?
  • Vad gör studenterna vid dessa tillfällen och vilka olika reaktioner finns bland studenterna?
  • Vad behöver beaktas i det didaktiska kontraktet för att olika sorters studenter skall delta?
  • Vad spelar till exempel återkopplingens utformning för roll för studenterna, deras aktiviteter och deras lärande?

Vi tänker oss detta delvis som designstudier där undervisning genomförs och jämförs.

Kontakt: Forskargruppen "Teaching and learning in mathematics"

Läs mer om Instruktionell undervisning med elevaktiva inslag och återkoppling

 

 

Matematikens historia
Vid institutionen pågår forskning inom matematikens historia; dels studeras den tidiga svenska matematikhistorian (1600- och 1700-tal), dels studeras den svenska skolmatematikens historia med fokus på algebraundervisning sedan grundskolans införande fram till idag.

Internationellt pågår det inom det matematikdidaktiska forskningsområdet en diskussion om integrering av matematikens historia i undervisningen. Det finns en mängd argument för varför och hur matematikens historia kan användas i undervisning: till exempel anses matematikens historia vara en motivationsfaktor för elever och matematikhistoria kan dessutom användas för att stödja elevers lärande genom att erbjuda andra perspektiv på matematiska begrepp.

Kunskap om matematikens historia kan leda till en bättre förståelse för olika delar av matematiken och ge oss en djupare medvetenhet om vad matematik som disciplin kan vara.

Vi är nu intresserade av att dels fördjupa kunskapen om den svenska skolmatematikens historia (tex med fokus på något specifikt begrepp eller område), dels bidra till forskningen om integrering av matematikens historia i undervisningen. I det senare fallet kan gärna undervisningsexempel hämtas från den svenska matematikhistorian.

Kontakt: Forskargruppen "Teaching and learning in mathematics"

Läs mer om forskning om matematikens historia

 

 

Problemlösning
Problemlösning anses vara en viktig del av matematisk kompetens i utbildning på alla nivåer och i yrkeslivet. I gymnasiets ämnesplaner ingår problemlösning både som förmåga och som centralt innehåll. Alltså är det väsentligt att som lärare ha kunskap om hur man kan bedriva undervisning så att eleverna kan utveckla problemlösningsförmågan.

I ett tidigare doktorandprojekt genomfördes interventioner i klassrum genom att inkluderade undervisning om problemlösningsstrategier i den ordinarie matematikundervisningen på gymnasiet. I designen användes variationsteori som utgångspunkt för vad studenterna fick erfara. Utfallet gav att elever som deltog i denna undervisning som inkluderade problemslösningsstrategier lyckades bättre med problemlösningsuppgifter.

Vi är nu intresserade av att fördjupa förståelsen av hur problemlösningsförmåga i matematik kan utvecklas i klassrummet. Det finns flera olika intressanta riktningar att gå. Man kan börja med att utveckla och återupprepa delar av tidigare undervisningsexperiment för att se om resultaten återskapas. Man kan sedan till exempel studera hur uppgifters variation och utformning påverkar utvecklingen av problemlösningsförmåga samt vad integrationen med matematikstudierna inom ett område betyder för problemlösningsförmåga inom ett annat område.

Kontakt: Forskargruppen "Teaching and learning in mathematics"

Läs mer om problemlösning

 

 

Särbegåvade
Särbegåvade ungdomar har under lång tid inte funnits direkt omnämnda i svenska styrdokument. Sedan några år finns dock en ökad förståelse för att skolan också skall hjälpa dessa elever.

På Matematiska vetenskaper har vi tidigare haft ett doktorandprojekt där vi bland annat studerat särbegåvade elevers villkor och möjligheter på de spetsgymnasier som startades strax efter millennieskiftet. Merparten av alla särbegåvade elever återfinns i vanliga klassrum. Det finns därför stort behov att undersöka hur lärare i vanliga blandade klassrum också kan lyckas stödja de särbegåvades utveckling.

En startpunkt för projektet kan vara att utgå ifrån en bank med uppgifter med lärarhandledningar som utvecklats vid Matematiska vetenskaper, tänkt som en resurs för lärare i deras möte med elever som behöver stimuleras ytterligare. Denna resurs kan förslagsvis utgöra en grund för en datainsamling, kanske för att studera frågor som:

  • Vad karakteriserar uppgifter som hjälper lärarna blir mer framgångsrika i att stödja särbegåvades utveckling?
  • Vad är väsentligt när det gäller tillgänglighet för att lärarna skall använda uppgifter av detta slag?

Kontakt: Forskargruppen "Teaching and learning in mathematics"

Läs mer om särbegåvade

Video (0:01:19)
Alexina Thorén Williams lär blivande lärare att lära ut naturvetenskap