Tidigare forskning visar att användandet av lösningsförslag kan vara fördelaktigt för elever som ska lära sig att lösa standarduppgifter inom ett, för eleven, nytt matematikområde. Om elever även bearbetar informationen i lösningsförslaget genom att föra "inre samtal", har det visat sig bidra till ett ännu effektivare lärande. Dessa återkommande resultat refereras numera till som "the worked example effect". Orsakerna till den positiva effekten lösningsförslag har på lärandet förklaras med hjälp av teorier inom den kognitiva forskningen. Att studera lösningsförslag har visat sig vara mindre kognitivt ansträngande jämfört med att lösa standarduppgifter utan tillgång till lösningsförslag. Detta frigör mentala resurser som eleverna kan ägna åt kognitiva aktiviteter som är gynnsamma för lärandet. Syftet med denna studie är att undersöka hur användandet av lösningsförslag, i lärarledda klassrumssituationer, påverkar elevers utveckling av begrepps- och procedur-förmåga, jämfört med traditionell matematikundervisning. Provresultat från 76 elever som haft traditionell undervisning har jämförts med provresultatet från 76 elever som undervisats i en miljö där lösningsförslag har studerats och diskuterats. Provuppgifterna omfattade både imitativa- och kreativa-resonemang vilket innebär att mer än enbart utantillkunskaper har mätts. Ingen påtaglig skillnad mellan elevgruppernas begreppsliga eller procedurmässiga förmågor kunde dock urskiljas i denna studie. Att studera lösningsförslag kan vara en effektiv metod att använda sig av när ingen annan vägledning finns tillgänglig för eleverna. I klassrumsundervisningen kan eleverna även få vägledning från läraren, vilket kan vara en av faktorerna som förklarar det likvärdiga resultatet för de två undervisningsmetoderna i denna studie. / Recent research indicate that learning from worked examples might be superior for novice learners compared to solving traditional math problems without solutions. Learners who also actively process the information in the presented example seem to profit noticeably from this learning mode. These reoccurring findings are now referred to as the "worked example effect". Cognitive load theorists argues that solving conventional problems imposes an extraneous cognitive load that interferers with learning, while worked examples reduces extraneous load which free working memory for germane cognitive activities beneficial for learning. The reason for this study is to examine how the uses of worked examples, in normal teacher-lead classroom conditions, affects conceptual- and procedural-skill acquisition in mathematics, compared to traditional teacher-lead education in Sweden. This is done by comparing the result of 76 tests done by students having traditional education with 76 similar tests done by students having used an educational method called SDL, which involves studying and discussing worked examples. The students are considered as novice within the studied area and the performance measured involves both imitative and creative reasoning. Although earlier studies indicate a superiority of different worked example approaches, no significant difference in skill acquisition between the groups where found in this study. Hence, this study questions the hypothesis that teacher- lead worked examples activities would be superior to traditional educational methods. Studying worked examples might be an effective learning method, when no other guidance is available. In traditional classroom education, guidance can also be given from teachers, which might explain the similar learning outcomes found in this study.

Den här studien syftar till att undersöka vilka matematiska resonemang som framträder när elever löser uppgifter i grupp. Det resultat som framkommit baseras utifrån fallstudie där elevers användning av matematiska resonemang har observerats i två klassrum. I studiens resultat visade det sig att imitativa matematiska resonemang framträdde när de löste uppgifter i grupp. Det visade sig även att kreativt matematiskt resonemang användes, men endast vid ett fåtal tillfällen. Slutsatsen utifrån studiens resultat är att uppgifter som främjar kreativa matematiska resonemang borde få en given plats i undervisningen, utan att imitativa resonemang försvinner. När det kommer till studiens resultat och dess relevans för vårt yrke så är det viktigt att skapa en medvetenhet kring matematiska resonemang och att ge elever möjlighet till att använda såväl imitativa som kreativa resonemang. Vidare forskning utifrån studiens resultat kan vara att undersöka öppna uppgifters påverkan på imitativa och kreativa resonemang.

Abstrakt Syftet med denna studie är att undersöka faktorer som kan påverka elevers matematiska resonemang. Detta gjordes genom att undersöka vilken typ av resonemang elever i årskurs 9 använde när de löste olika uppgifter och även elevernas uppfattningar om matematik. Teoretiska perspektiv för studien är baserad på Lithners teoretiska ramverk som skiljer på två huvudtyper av matematiska resonemang: den första är imitativt resonemang, där eleven imiterar lösningsalgoritmer som hen känner till, och kreativt matematiskt resonemang, där eleven skapar en lösning för att lösa en uppgift. Metoderna som användes i studien var observation och ostrukturerade intervjuer. Resultaten visar att elever använde imitativa resonemang för att lösa uppgifter och sällan använde kreativa matematiska resonemang. Det är rimligt att anta att arbetssättet hade en roll för vilken typ av matematiska resonemang elever använde för att lösa olika övningsuppgifter. Resultatet tyder även på att elevens träning på att lösa uppgifter som krävde användning av kreativt matematiskt resonemang påverkade betyget eleven fick i det skriftliga provet. Eleverna indikerade uppfattningar om att uppgifter som krävde användning av kreativa matematiska resonemang för att lösas var svåra, särskilt svåra att förstå. De slutsatser som dras är att antalet uppgifter som kräver användning av kreativt matematiskt resonemang för att lösas bör utökas och eleverna behöver utveckla sitt matematiska språk.

Syftet med denna kunskapsöversikt är att undersöka vad det innebär att resonera inom matematik på lågstadiet. I läroplanen (Skolverket, 2019) kan det utläsas på flera ställen att eleverna från och med förskoleklass i någon grad ska kunna resonera inom matematik. Sökord (resonera matematik, mathematical reasoning, primary school, mathematics education och matematiska resonemang) och urvalskriterier (peer review, tidsintervallet 2011-2021, svenska eller engelska artiklar och artiklarna ska innehålla matematiska resonemang) togs fram innan sökprocessen kunde börja. Sökningarna gjordes i databaserna SwePub, ERC och ERIC. Artiklarna valdes ut utifrån rubrik och abstrakt med utgångspunkt i urvalskriterierna. Artiklar som valdes ut gav ett brett resultat som delades in i olika teman med utgångspunkt i Lithners artikel A research framework for creative and imitative reasoning (2008) som vi hittade genom en sekundärsökning. De teman som resultatet delats upp i Imitativt resonemang, Kreativt matematiskt resonemang ochModeller för resonemang. Varav det sistnämnda temat inte är grundat i Lithners artikel. Resultatet visar på bredden av att resonera inom matematik och att det finns flera olika sätt att se på begreppet. Slutsatsen är att resonera inom matematik innebär att kunna se rimligheten i sina val av metoder och sina lösningar. Att kunna motivera och förklara varför det blir som det blir.

Denna kvalitativa studie fokuserar på att undersöka hur kreativa och imitativa resonemang kommer till uttryck i en lågstadiekontext. Genom observationer av videoinspelningar av när 20 elever i årskurs 3 arbetar med rika problem har vi kommit fram till fem teman som beskriver tillfällen där kreativa och imitativa resonemang uttrycks. Dessa är när: elever utgår från tidigare matematiska kunskaper, elever använder sig av bilder eller plockmaterial, elever tar hjälp från andra, elever gissar sig fram, och elever diskuterar de matematiska förutsättningarna. Resultatet visar att kreativt resonemang förekommer i alla teman, och att de ofta är tätt sammanflätade med de imitativa resonemang som förekommer.

Som ett svar på att den svenska skolans matematikundervisning är i behov av ett lyft har denna studie utförts. Målet har varit att kunna uppvisa en idé gällande hur gymnasieskolans matematikundervisning kan individanpassas till följd av en utökad och mer riktad användning av exempellösningar. Detta har gjorts genom att en alternativ undervisningsmetod har införts i två klasser på en gymnasieskola i Stockholm, som sedan har genomfört matematikprov med och/eller utan den alternativa undervisningsmetoden. Utöver matematikprov har intervjuer och enkäter genomförts. Studiens resultat tyder på att elevernas prestation ökar vid inslag av en undervisning med exempellösningar. Vidare pekar undersökningen på att de elever som lyckas höja sina matematikresultat allra mest vid implementeringen av den imitativa undervisningen är de som i normala fall presterar allra svagast vid ordinarie undervisning. Studien visar även att elever ur olika kunskapsintervall uppskattar studerandet av de färdiga exempellösningarna, och finner sitt sätt på vilket de hanterar dem. Sammanfattningsvis åskådliggör detta arbete att färdiga exempellösningar med fördel kan användas som inslag i matematikundervisning vid exempelvis introduktion av nya procedurer eller teorier för att lättare och mindre tidskrävande kunna ge eleverna möjlighet till den stöttning de erfordrar. / This study has been conducted due to the need of a boost of the Swedish school's mathematics education. The aim has been to be able to show an idea of how high school mathematics education can be customized as a result of an extended and more targeted use of sample solutions. This has been done by introducing an alternative teaching method into two classes at a secondary school in Stockholm. The students has then performed mathematical tests with and/or without the alternative teaching method. In addition to mathematical tests, interviews and surveys have been conducted. The results of the study indicate that students' performance increase when teaching with sample solutions. Furthermore, the study points out that those who are most successful in raising their mathematical results often are the students who usually perform the weakest in regular education. The study also shows that students with different academic background appreciate to work with sample solutions, and can find their own way in how to use them. To summarize, this work indicates that sample solutions can be used as an element in mathematics education, for example, when introducing new procedures or theories in order to easier and less time-consuming provide students with the support they need and require.

Som ett led i att stärka den digitala kompetensen i den svenska skolan så beslöt regeringen2017 att införa användandet av programmering i matematikämnet. Sedan höstterminen 2018 så har flertalet matematikkurser för gymnasiet fått uppdaterade kursplaner med tillägget att programmering ska användas som verktyg för problemlösning. I praktiken innebär detta att drygt hälften av de nationella gymnasieprogrammen nu får programmering som antingen obligatorisk eller valbar genom någon av matematikkurserna i c-spåret eller matematik 3b. I samband med de uppdaterade styrdokumenten så har förlagen givit ut reviderade läromedel i matematik eller webresurser med programmeringsuppgifter. I detta arbete utreds i vilken utsträckning dessa programmeringsuppgifter relaterar till problemlösning. Analysen visar att endast en dryg fjärdedel av samtliga analyserade programmeringsuppgifter kategoriseras som problemlösningsuppgifter. Metoden för dataanalys bygger på Lithners ramverk för imitativa och kreativa resonemang. Metoden definierar tre olika lösningstyper (kategorier) av matematikuppgifter; High relatedness tasks (HR), Local low relatedness tasks (LLR) och Global low relatedness tasks (GLR). När lösningen till en uppgift är en procedur tagen från läroboken så räknas det till HR kategorin och räknas då som ett imitativt resonemang. När en uppgift tillhör någon av de två övriga kategorierna (LLR eller GLR) så innebär det att eleven själv behövt konstruera stora delar av lösningen till en uppgift. För att främja utvecklingen av problemlösningsförmågan som räknas som ett kreativt resonemang, så måste eleven få arbeta med uppgifter som tillhör LLR eller GLR kategorierna. Metoden för datainsamling är en innehållsanalys av läromedel i matematik som utgörs av förlaget Natur & Kulturs serie Matematik 5000+ samt förlaget Gleerups serie Exponent med en tillhörande webresurs. I arbetet analyserades 86 programmeringsuppgifter ur Matematik 5000+ samt ytterligare 20 programmeringsuppgifter publicerade som en webresurs med hänvisning till Exponent. Ett antal av de 20 programmeringsuppgifterna relaterade till två läromedel vilket ledde till att det totala antalet analyserade programmeringsuppgifter blev 113. Det visade sig att en delmängd av de analyserade uppgifterna var sådana att någon lösningsalgoritm inte behövdes för att lösa uppgiften, exempelvis genom att facit varit givet i problemformuleringen. Eftersom den typen av uppgifter inte kunde kategoriseras till någon av de tre befintliga kategorierna så definierades en ny fjärde kategori None relatedness tasks (NR). Resultatet visar att nästan hälften av de analyserade uppgifterna (55 av 113) tillhör NR kategorin. En del av förklaringen ligger i att Matematik 5000+ introducerar eleverna till programmering genom färdiga exempel. Analysen visade att ytterligare 28 uppgifter hamnade i HR kategorin vilket således innebär att endast en dryg fjärdedel av samtliga analyserade programmeringsuppgifter klassas som problemlösning. För matematik 3c derivata och matematik 3c integraler så analyserades totalt tio uppgifter där ingen av dessa relaterade till problemlösning. Här används programmeringen istället som ett verktyg för att förklara viktiga begrepp som ingår i dessa kapitel. De matematiska moment som visade sig lämpa sig väl för problemlösningsuppgifter var bl.a. matematik 1c aritmetik och matematik 2c linjär algebra. Sammanfattningsvis så visar studien att en stor majoritet av programmeringsuppgifterna leder till att eleven introduceras till programmering eller leder till att eleven får arbeta med procedurförmågan. Exponent hade en jämförelsevis stor andel programmeringsuppgifter för problemlösning, med sina 44 %. Matematik 5000+ i sin tur presenterar ett större antal uppgifter för problemlösning med deras 18, vilket dock motsvarar endast 21 % av de totalt 86 uppgifterna. / As part of increasing the digital competence in the Swedish school, the government decided in 2017 to introduce the use of programming in the subject of mathematics. Since the autumn term 2018, several mathematics courses for upper secondary school have received updated syllabi with the addition that programming will be used as a tool for problem solving. In practice, this means that just over half of the national upper secondary school programs now receive programming that is either compulsory or elective through one of the mathematics courses in the c-track or mathematics course 3b. In conjunction with the updated governing documents, the publishers have published revised teaching aids in mathematics or webresources with programming tasks. In this thesis, it is investigated to what extent these programming tasks relate to problem solving. The analysis shows that only just over a quarterof all analyzed programming tasks are categorized as problem-solving tasks.The method of data analysis is based on Lithner's framework for imitative and creative reasoning. The method defines three different solution types (categories) of mathematical problems; High relatedness tasks (HR), Local low relatedness tasks (LLR) and Global low relatedness tasks (GLR). When the solution to a task is a procedure taken from the textbook, it is considered part of the HR category and is then categorized as an imitative reasoning. When a task belongs to one of the other two categories (LLR or GLR), it means that the student has had to construct large parts of the solution for the task. In order to promote the development of problem-solving ability, which is considered as creative reasoning, the student must be allowed to work with tasks that belong to the LLR or GLR categories. The method of data collection is content analysis of teaching aids in mathematics, which consists of the publisher Natur & Kultur’s series Matematik 5000+ and the publisher Gleerups's series Exponent with an associated web resource. In this study, 86 programming tasks from Matematik 5000+ were analyzed and another 20 programming tasks published as a web resource with reference to Exponent. Some of the 20 programming tasks referred to two teaching aids, which led to the total number of analyzed programming tasks becoming 113. It turned out that a subset of the analyzed tasks was such that no solution algorithm was needed to solve them, for example by the fact that the results had been given in the problem formulation. As this type of data could not be categorized into any of the three existing categories, a new fourth category None relatedness tasks (NR) was defined. The results show that almost half of the analyzed tasks (55 of 113) belong to the NR category. Part of the explanation lies in the fact that Matematik 5000+ introduce the students to programming through ready-made examples. The analysis showed that a further 28 tasks ended up in the HR category, which thus means that only just over a quarter of all analyzed programming tasks are classified as problem solving. For mathematics 3c derivatives and mathematics 3c integrals, a total of ten tasks were analyzed, none of which related to problem solving. The programming tasks were instead used as a tool to explain important concepts from these chapters. The mathematical chapters that proved to be well suited for problem-solving tasks were e.g. mathematics 1c arithmetic and mathematics 2c linear algebra. In summary, this study shows that a large majority of the programming tasks rather introduce the student to programming or to tasks requiring mere procedural skills, than to tasks that require problemsolving skills. Exponent had a comparatively large proportion of programming tasks for problem solving, with its 44%. Matematik 5000+ in turn presents a larger number of tasks for problem solving with their 18, which, however, corresponds to only 21% of the total 86 tasks.