Förbättrad matematikundervisning kräver samlade krafter från alla nivåer

Det finns många goda lärare som på egen hand arbetar hårt för att göra sin undervisning bättre. Men om undervisningen ska förbättras i stor skala räcker inte det. Resultat från ett unikt storskaligt forskningsprojekt i USA visar att det kräver ett sammanhängande system där mål, undervisningsmaterial, extra stöd till elever i behov samt organisation för lärares lärande bildar en helhet.

Forskaren Paul Cobb och hans kollegor genomförde 2007–2015 ett storskaligt forsknings- och utvecklingsprojekt med fokus på matematik i årskurs 5–9. Projektet är unikt både i sin skala och i att det involverade såväl elever och lärare som ledare på skol- och förvaltningsnivå i fyra olika distrikt i USA. Distrikt skulle kunna jämföras med kommuner i en svensk kontext.

Forskarna studerade elevers resultat på standardiserade tester, undervisningens kvalitet genom observationer i 120 lärares klassrum och intervjuade lärare, matematikcoacher, rektorer och ledare på förvaltningsnivå. Projektet har rapporterats i flera artiklar och i en bok.

Huvudresultatet från projektet är att förbättring av matematikundervisningen kräver ett sammanhållet system med fem delar, vilka vi presenterar nedan. Projektets resultat kan vara relevanta för svenska lärare, skolledare och skolförvaltningar i ljuset av det fortsatta behovet av att förbättra svenska elevers matematikkunskaper, trots de satsningar som hittills har gjorts.

Utgå från högt ställda lärandemål och en gemensam vision för högkvalitativ undervisning

Studierna inom projektet visade att om elevers lärande i matematik ska förbättras behöver skolan ha högt ställda mål för elevernas lärande. Målen bör innefatta förståelse för begrepp och hur metoder fungerar, samt förmåga att resonera, lösa problem och kommunicera om matematik.

Enligt forskarna finns det robust vetenskapligt stöd för hur matematikundervisning bör se ut för att uppnå sådana mål, det vill säga vad högkvalitativ matematikundervisning är:

• Eleverna bör få arbeta med utmanande uppgifter som kräver att de resonerar om det matematiska innehållet. Uppgifter där eleverna endast ska imitera en metod läraren har beskrivit leder inte till matematisk förståelse.
• Under matematiska samtal bör läraren utmana eleverna att utveckla sina resonemang, formulera argument för varför samband gäller och strategier fungerar, och göra kopplingar mellan olika strategier och idéer, snarare än att enbart visa och berätta vad de gjort.
• Läraren bör se alla elever som matematiskt kapabla. Om läraren ser målen som något bara vissa elever kan uppnå, kommer hen inte ge alla elever samma möjligheter att utvecklas, och därmed begränsa vissa elevers möjligheter till lärande.

Forskarna menar att undervisning som uppfyller punkterna ovan ställer höga krav på lärares lärande. Ett första steg är att lärare utvecklar en gemensam vision av högkvalitativ undervisning. De lärare vars vision överensstämde med punkterna ovan redan i början av projektet utvecklade sin undervisning mer än de lärare som hade en annan vision och såg vissa grupper av elever som mindre kapabla än andra.

Undervisnings- och bedömningsmaterial måste spegla målen

De material lärare använder för undervisning och bedömning är enligt studien viktiga verktyg för förbättrad undervisning, om de har följande egenskaper:

• Det huvudsakliga läromedlet måste spegla de högt ställda lärandemålen och visionen för högkvalitativ undervisning. Med ett sådant material ökar sannolikheten att lärarna kommer att ge utmanande uppgifter till sina elever. Det kollegiala lärandet blir också mer produktivt då lärarna kan diskutera lösningsstrategier, möjliga svårigheter eleverna kan stöta på, och hur läraren kan stödja eleverna.
• Prov och diagnoser behöver ge information om elevernas utveckling mot de högt ställda målen. Om proven speglar lägre ställda mål, kommer det sänka kraven i undervisningen. Analyser av prov och diagnoser bör ske i lärarlaget. Analyserna bör identifiera vilket innehåll som är svårt, i syfte att utforma kompletterande bedömningsuppgifter som ger djupare insikter i hur eleverna tänker om innehållet. Analyser av dessa bör sedan ligga till grund för utformning av en fortsatt undervisning som bygger på det eleverna redan kan och tar dem vidare.

Extra stöd måste utformas och ges i linje med ordinarie undervisning

Den vanligaste formen av extra stöd som förekom på skolor inom projektet var extra undervisningstid. Den extra tiden fokuserades ofta på färdighetsträning på dator eller arbetsblad och undervisningen genomfördes sällan av elevens ordinarie lärare, eller i samråd med denna. Färdighetsträningen fokuserade på grundkunskaper men ledde inte till att eleverna fick bättre resultat på prov. I vissa fall blev resultaten till och med sämre.

Forskarna drar några slutsatser från de få fall där stödet ledde till bättre resultat:

• Stödundervisningen behöver beröra samma saker och på liknande sätt som den ordinarie undervisningen. För att det ska vara möjligt behövs undervisningsmaterial av hög kvalitet och en lärare som har höga förväntningar på eleverna.
• Stödundervisningen bör antingen bedrivas av ordinarie lärare eller av en lärare som regelbundet samplanerar med den ordinarie läraren. Ett sätt att stödja den ordinarie undervisningen är att ge ”för-undervisning” som stödjer elevernas möjlighet att ta till sig en kommande lektion i helklass.
• Den som ger stödundervisningen behöver också få kompetensutveckling, om det ska vara möjligt att uppfylla de två första punkterna.

Skapa tid och struktur för kollegialt lärande

För att enskilda lärare och lärarlag ska kunna förbättra sin undervisning visar resultaten från projektet att det behövs en struktur där fyra delar stödjer varandra.

Kompetensutveckling som hänger ihop med de utvecklingsprocesser som pågår på skolan

Föreläsningar och workshops ger lärare en fördjupad förståelse för arbetssätt som de sedan får tillfälle att testa och praktisera i sina egna klassrum.

Tid för kollegialt lärande på skolan

Projektet visade att elevers kunskaper ökar mer på skolor med fungerande kollegialt lärande. På sådana skolor klarar lärarna att hålla i sin utvecklingsprocess i större utsträckning.

När kollegialt lärande fungerar som bäst innebär det att lärarlaget tillsammans tolkar erfarenheter från undervisningen där de både diskuterar hur undervisningen gick till och varför den utfördes på det sättet, och använder insikter om detta för utformning av kommande undervisning.

Ledare för matematiklärarlaget

Kollegialt lärande behöver ledas. Forskarna beskriver det som en komplex och svår uppgift att leda sina kollegor.

De som leder lärarlaget behöver själva vara kunniga i det matematiska innehållet och i vad högkvalitativ undervisning innebär, och förmedla en syn på alla elever som matematiskt kapabla. Dessutom behöver de ha sina kollegors förtroende. Utan tillit kommer kollegorna inte vilja öppna upp sin undervisning för auskultationer och diskussioner i lärarlaget.

Kollegiala nätverk

Om rektor och ledaren för lärarlaget skapar ett tillåtande och tillitsfullt klimat kommer det stödja ett professionellt nätverk mellan lärare. Ett sådant nätverk skapar möjligheter för professionella samtal mellan mer och mindre erfarna kollegor.

Rektorer och förvaltning måste stödja planen

Forskarna konstaterar att rektorer och ledare högre upp i förvaltningen inte behöver utveckla en detaljerad vision av hur bra matematikundervisning ser ut. Det som i projektet visade sig vara viktigt var att de

• ser värdet av och kommunicerar att undervisningen ska bygga på högt ställda mål för alla elever
• skapar och skyddar tid för kollegialt lärande i matematik, till exempel genom att schemalägga gemensam tid för lärarlaget att diskutera matematikundervisning varje vecka
• litar på, samarbetar med och ger ledarskapsansvar till de som innehar expertis i organisationen. I en svensk kontext skulle detta kunna handla om att identifiera lärare som redan bedriver undervisning av hög kvalitet och ge dem förstelärar- och matematikutvecklaruppdrag med ansvar för att leda det kollegiala lärandet på skol- och kommunnivå.

Slutligen trycker forskaren Paul Cobb och hans kollegor särskilt på vikten av att alla delarna finns på plats och hänger samman. Högt ställda mål är svåra att realisera utan material av hög kvalitet och en struktur för kollegialt lärande som stödjer enskilda lärares strävanden mot målen.

Material av hög kvalitet leder inte till förbättrade elevresultat om lärare har en bild av elever och undervisning som inte ligger i linje med materialets intentioner. Författarna understryker också att förbättring tar tid. De såg förändringar under projekttiden, men i många fall behövdes fortsatt arbete för att nå matematikundervisning av hög kvalitet.

Text: Anna Ida Säfström, Catarina Andersson och Johan Sidenvall, Umeå universitet

Källor:

Cobb, P., Jackson, K., Henrick, E., Smith, T. S., & the MIST Team. (2018). Systems for instructional improvement: Creating coherence from the classroom to the district office. Harvard Education Press.

MIST Project. Länk till annan webbplats. Projektets webbplats. Här finns de instrument som använts för intervjuer och klassrumsobservationer.

Classroom Measures. Länk till annan webbplats. Elevenkäter som har utvecklats av författarna.