Vår avsikt med detta arbete har varit att utforma ett arbetsmaterial, en Storyline som vi har kallat ”This is it”, ett komplement till de läromedel som finns i skolan idag. Storyline är en redan beprövad metod i en del skolor och ligger som underlag för detta utvecklingsarbete.För att få insikt i hur erfarna lärare i Storyline ser på detta arbetssätt har vi som vetenskaplig metod valt att genomföra en kvalitativ intervju i kombination med enkäter. Dessa har, tillsammans med teoretiska belägg mynnat ut i ”This is it”. Vi ville undersöka om Storyline som undervisningsmetod skapar förutsättningar för utveckling av ”speciella” kompetenser hos eleverna, kompetenser som vi anser innefattas av eller är en grund till utvecklingen av handlingskompetens. Förmågorna som avses är: kritisk granskning, empati, respekt, tillit, samarbetsförmåga, problemlösning och ansvarstagande. Arbetet består av två delar: den ena är resultatet från vårt empiriska material och den andra är den Storyline som utgör den färdiga produkten. / Teaching action competence through Storyline – a bridge to future science education

Detta examensarbete har undersökt hur låg- respektive högpresterande elever påverkas av problemlösningsuppgifter i matematikundervisningen. Är det främst de relativt högpresterande eleverna som har störst nytta av matematisk problemlösning för att få en djupare förståelse i matematik? Kan problemlösning användas för att få upp intresset för lågpresterande elever? Spelar det någon roll hur problemuppgifter är formulerade? Arbetet har genomförts genom en begränsad systematisk litteraturöversikt genom en databassökning via sökmotorerna DiVA, ERIC och Springer följt av en narrativ analys av tolv utvalda artiklar. Resultatet från detta examensarbete tyder på det främst är de relativt högpresterande eleverna som har störst nytta av matematisk problemlösning för att få en djupare förståelse i matematik. Det är främst dessa elever som möter problemlösning i sin matematikundervisning, vilket gör att de blir mer vana vid problemlösning än andra elever. De lågpresterande eleverna ges inte samma möjligheter att utveckla sin förmåga att lösa matematiska problem. Problemlösning kan dock användas för att få upp intresset för lågpresterande elever. Gruppsammansättningar kan här ha en stor betydelse för hur bra elever kan prestera. Lågpresterande elever presterar t.ex. bättre efter samverkan i en heterogen grupp tillsammans med mer högpresterande eleverna. Resultatet tyder också på att det har betydelse hur problemuppgifter är formulerade för att öka elevernas förutsättning att utveckla sina förmågor att lösa matematiska problem. Textbaserade problemlösningsuppgifter anpassas sällan till elevernas kunskapsnivå. Problemlösningsuppgifter bör därför vara konstruerade så att de inte är för svåra utan är anpassade till elevens kunskapsnivå. Det finns t.ex. en tydlig koppling mellan textbaserad problemlösning och elevernas läsförståelse. Examensarbetet drar också slutsatsen att elever får begränsade förutsättningar att skapa lösningsmetoder eftersom uppgifterna i deras läroböcker mycket sällan kräver ett kreativt matematiskt resonemang för att kunna lösas. Läroböckerna behöver därför kompletteras med flera problemlösningsuppgifter, särskilt på en enklare nivå och i sammanhang som eleverna kan relatera till. / This thesis has investigated how low- and high-achieving students are affected by problem-solving tasks in mathematics education. Is it primarily the relatively high-achieving students who benefit most from mathematical problem solving to gain a deeper understanding in mathematics? Can problem solving be used to raise the interest of low-achieving students? Does it matter how problem solving tasks are formulated? The work has been carried out through a rapid systematic literature review through a database search via the search engines DiVA, ERIC and Springer, followed by a narrative analysis of twelve selected articles. The results from this thesis indicate that it is primarily the relatively high-achieving students who benefit most from mathematical problem solving to gain a deeper understanding in mathematics. It is mainly these students who encounter problem solving in their mathematics teaching, which means that they become more accustomed to problem solving than other students. The low-achieving students are not given the same opportunities to develop their ability to solve mathematical problems. However, problem solving can be used to raise the interest of low-achieving students. Here, group compositions can have a major impact on how well students can perform. Low-achieving students perform e.g. better after collaboration in a heterogeneous group together with higher performing students. The results also indicate that it is important how problem tasks are formulated to increase the students' prerequisites for developing their abilities to solve mathematical problems. Text-based problem-solving tasks are rarely adapted to the students' level of knowledge. Problem solving tasks should therefore be constructed so that they are not too difficult but are adapted to the student's level of knowledge. There is e.g. a clear connection between text-based problem solving and students' reading comprehension. The thesis also concludes that students are given limited opportunities to create solution methods because the tasks in their textbooks very rarely require creative mathematical reasoning in order to be solved. The textbooks therefore need to be supplemented with several problem-solving tasks, especially at a simpler level and in contexts that the students can relate to.

När elever står inför uppgifter inom problemlösning är det ett flertal steg som eleven ska ta sig igenom: Förstå uppgiften, göra någon form av plan, sedan genomföra planen och i bästa fall även gå tillbaka till uppgiften och reflektera över lösning och svar. Syftet med studien var att undersöka och belysa lösningsstrategier inom problemlösning ur ett elevperspektiv. För att besvara syftet har en kvalitativ ansats varit till grund för studien, som bestod av två datainsamlingar: ett elevtest och efterföljande gruppintervjuer. Resultatet för den första datainsamlingen analyserades med ett begreppsligt ramverk som definierar och begreppsliggör lösningsstrategier. Det visade att eleverna till stor del valde mellan algebraisk lösning och blockmodellen. Elevperspektivet har belysts genom att elever efter ett genomfört test ombetts reflektera gällande deras val av lösningsstrategi. Intervjuerna analyserades utifrån en induktiv ansats där data tematiserades och påvisade fem centrala motiveringar till att elever väljer de strategier de väljer. Dessa var: enkelhet att tolka, tid spenderad på varje uppgift, erfarenhet och självförtroende, uppgiftens karaktär och lärarens undervisning. / When students face tasks in problem-solving, there are several steps they need to go through: understanding the task, devising some form of plan, executing the plan, and ideally, revisiting the task to reflect on the solution and answer. The purpose of the study was to investigate and illuminate problem-solving strategies from a student perspective. To address this purpose, a qualitative approach was employed, consisting of two data collection phases: a student test followed by group interviews. The results of the initial data collection were analyzed using a conceptual framework that defines and elucidates problem-solving strategies. It was found that students largely chose between algebraic solutions and block modeling. The student perspective was illuminated by having students reflect on their choice of solution strategy after completing the test. The interviews were analyzed using an inductive approach where data were themed, revealing six central motivations for why students choose the strategies they do. These were: simplicity of interpretation, time spent on each task, experience and self-confidence, the nature of the task, and teacher instruction.

Undersökningens syfte är att belysa på vilket sätt teknikundervisningen med sin praktiskestetiskakaraktär kan gynna språkutveckling. Teknikundervisning handlar om att ställasinför ett problem som ska lösas, om att misslyckas, förändra, pröva igen och lyckas. Idenna studie har åtta elever i åldrarna tio till femton från en förberedelseklass skapat ensaga och arbetat praktiskt med konstruktioner, dokumentation, och textbearbetning ianslutning till denna. Undersökningen ger svar på frågor kring hur de praktiska delar inomteknikundervisning kan gynna språkutveckling hos barn med svenska som andraspråk.Särskilt fokus har legat på hur eleverna interagerar när de får konstruera figurer ochåterberätta sin saga med hjälp av dessa och praktiskt–estetiskt teknikarbete. Arbetet gertydligt svar på frågan hur teknikämnets problemlösande delar kan vara speciellt lämpligapedagogiska verktyg för språkutveckling vid arbete med elever i förberedelseklass.Berättarlust och språkutveckling stimuleras genom kreativt arbete och resultatet pekar påatt elever från förberedelseklasser klarar uppgiften med bravur. / The aim of this examination is to throw light on how the school subject Technology with itspractical aesthetical quality can support language development. Technology deals with thefact that you are faced with a problem that should be solved, about failure, change, tryagain and succeed. In this examination, the pupils have created a short story and workedpractically with constructions, documentation and revision connected to their story. Theexamination answers questions concerning in what way teaching in Technology supportlanguage development among children who have another mother tongue than Swedish.How pupils interact when they are able to construct diagrams and retell their story bydiagrams and practical aesthetical work in Technology have particularly been in focus. Thiswork clearly gives an answer to the question how Technology with its quality of solution ofproblems can be particularly suitable as a pedagogical tool within language developmentamong pupils in preparatory classes. Pleasure in storytelling and language development arestimulated by creative work and the result points to the fact that pupils from preparatoryclasses solve the task with dash.

Hösten 2018 skedde en förändring i matematikämnets kursplan på gymnasiet. Förändringen berörde området problemlösning där programmering nu ska ingå som ett digitalt verktyg för problemlösning. Syftet med detta examensarbete är att identifiera vilka utmaningar och möjligheter gymnasielärare i matematik har upplevt sedan programmering implementerades i matematikämnet, samt att undersöka vilka strategier som lärare har använt för att programmeringen ska kunna användas i matematiken. Studiens data samlades in med hjälp av kvalitativa intervjuer med gymnasielärare på naturvetenskaps- och teknikprogrammet. Datan analyserades sedan med hjälp av tematisk analys. Lärarna i denna studie har upplevt mer utmaningar än möjligheter med programmeringen i matematiken. De största utmaningarna som beskrivs av lärarna är att planeringen tar längre tid och att elevernas förkunskaper är bristfälliga. Programmering ska användas till problemlösning inom matematiken men det som istället har hänt är att mycket tid måste tas av lektionerna för att matematiklärarna ska lära ut grunderna inom programmering till eleverna. / In the Fall of 2018, a change in the mathematics syllabus took place in the Swedish high school. The change affected the area of problem solving, where programming is now to be included as a digital tool for problem solving. The purpose of this Master’s thesis is to identify what challenges and opportunities high school teachers in mathematics have experienced since programming was implemented in the mathematics subject, and to investigate what strategies teachers have used for programming to be able to be used in mathematics. The data was collected through interviews with high school teachers in the natural science and technology program. The data was analyzed using thematic analysis. The teachers in this study have experienced more challenges than opportunities with programming in mathematics. The biggest challenges described by the teachers are that planning takes longer and that students' prior knowledge is inadequate. Programming should be used for problem solving in mathematics, but what has instead happened is that a lot of time must be taken from the lessons for the mathematics teachers to teach the basics of programming to the students.

När elever står inför uppgifter inom problemlösning är det ett flertal steg som eleven ska ta sig igenom: Förstå uppgiften, göra någon form av plan, sedan genomföra planen och i bästa fall även gå tillbaka till uppgiften och reflektera över lösning och svar. Syftet med studien var att undersöka och belysa lösningsstrategier inom problemlösning ur ett elevperspektiv. För att besvara syftet har en kvalitativ ansats varit till grund för studien, som bestod av två datainsamlingar: ett elevtest och efterföljande gruppintervjuer. Resultatet för den första datainsamlingen analyserades med ett begreppsligt ramverk som definierar och begreppsliggör lösningsstrategier. Det visade att eleverna till stor del valde mellan algebraisk lösning och blockmodellen. Elevperspektivet har belysts genom att elever efter ett genomfört test ombetts reflektera gällande deras val av lösningsstrategi. Intervjuerna analyserades utifrån en induktiv ansats där data tematiserades och påvisade fem centrala motiveringar till att elever väljer de strategier de väljer. Dessa var: enkelhet att tolka, tid spenderad på varje uppgift, erfarenhet och självförtroende, uppgiftens karaktär och lärarens undervisning. / When students face tasks in problem-solving, there are several steps they need to go through: understanding the task, devising some form of plan, executing the plan, and ideally, revisiting the task to reflect on the solution and answer. The purpose of the study was to investigate and illuminate problem-solving strategies from a student perspective. To address this purpose, a qualitative approach was employed, consisting of two data collection phases: a student test followed by group interviews. The results of the initial data collection were analyzed using a conceptual framework that defines and elucidates problem-solving strategies. It was found that students largely chose between algebraic solutions and block modeling. The student perspective was illuminated by having students reflect on their choice of solution strategy after completing the test. The interviews were analyzed using an inductive approach where data were themed, revealing six central motivations for why students choose the strategies they do. These were: simplicity of interpretation, time spent on each task, experience and self-confidence, the nature of the task, and teacher instruction.

The purpose of this thesis is to investigate if increasing complexity for a problem makes a difference for a learning system with dual parts. The dual parts of the learning system are modelled after the Actor and Critic parts from the Actor-Critic algorithm, using the reinforcement learning framework. The results conclude that not any difference can be found in the relative performance in the Actor and Critic parts when increasing the complexity of a problem. These results could depend on technical difficulties in comparing the environments and the algorithms. The difference in complexity would then be non-uniform in an unknowable way and uncertain to use as comparison. If on the other hand the change of complexity is uniform, this could point to the fact that there is an actual difference in how each of the actor and critic handles different types of complexity. Further studies with a controlled increase in complexity are needed to establish which of the scenarios is most likely to be true. In the discussion an idea is presented of using the Actor-Critic framework as a model to understand the success rate of psychological treatments better. / Syftet med den här uppsatsen är att undersöka om en ökande komplexitet på ett problem, innebär en skillnad för ett lärande system med två samverkande. De två samverkande delarna som används är från “Actor” och “Critic”, som kommer ifrån algoritmen “Actor-Critic”. som implementeras med hjälp av ramverket “Reinforcement learning”. Resultaten bekräftar att det inte verkar vara någon skillnad i relativ effektivitet mellan “Actor” och “Critic” när komplexiteten ändras mellan två problem. Detta kan bero på tekniska svårigheter att jämföra miljöerna i experimentet och algoritmerna som används. Om det finns problem med jämförelserna skulle skillnaden i komplexitet vara icke-uniform på ett obestämbart sätt, och att kunna göra jämförelser blir därför svårt. Däremot om skillnaden i komplexitet är uniform, skulle det kunna tyda på det kanske finns en skillnad i hur “Actor” och “Critic” hanterar olika typer av komplexitet. Vidare studier med kontrollerade ökningar för komplexiteten är nödvändiga för att fastställa hur “Actor-Crtic” algoritmen samverkar med skillnader i komplexitet. I diskussionen presenteras iden att använda Actor-Critic modellen för att förstå metoder för psykologiska behandlingar bättre.

Syftet med studien är att synliggöra lärares erfarenheter av undervisningsutformning när de lär ut problemlösning genom blockmodellen på mellanstadiet. Tidigare forskning har visat att blockmodellen är en framgångsrik problemlösningsmetod med både för- och nackdelar. Studien anses relevant då det inte finns mycket forskning om blockmodellen i svenska sammanhang. För att samla in data användes individuella semistrukturerade intervjuer och materialet analyserades genom en tematisk analys. Fem lärare som är verksamma på mellanstadiet intervjuades med fokus på vilka hinder och anpassningar de erfarit i sin undervisning med blockmodellen. Studiens teoretiska utgångspunkt är sociokulturell teori med fokus på hur elever tar till sig kulturella redskap. Resultatet visar fyra teman som kunde identifieras i lärarnas utsagor. I resultatets två första teman hanteras hinder som lärarna beskriver i samband med problemlösningsundervisning med blockmodellen. I resultatets två sista teman hanteras anpassningar som lärarna beskriver i samband med problemlösningsundervisning med blockmodellen. Samtliga lärare har en positiv inställning till blockmodellen som problemlösningsmetod men de är överens om flera utmaningar som behöver hanteras när undervisningen med metoden utformas. / The purpose of this study is to make teachers’ experiences of instruction design when teaching problem solving with the bar model in middle school visible. Previous research has shown that the bar model is a successful method for mathematical problem solving with both pros and cons. The study is considered relevant since there has not been much research conducted on the bar model in Sweden. Individual semi-structured interviews were conducted in order to collect data which later was analysed through a thematic analysis. Five active middle school teachers were interviewed with focus on the obstacles they have experienced and the adaptations they have implemented while teaching with the bar model. The theoretical framework used in this study is sociocultural theory with focus directed at how pupils assimilate cultural tools. The result shows four themes that could be identified from the teachers’ responses. The teachers’ descriptions of obstacles connected to teaching using the bar model are compiled in the first two themes. In the two following themes teachers’ descriptions of adaptations are compiled. All the teachers share a positive attitude towards using the bar model when teaching mathematical problem solving. They are however in agreement about several challenges that needs to be handled when designing instruction for problem solving with the bar model.

I en kvalitetsgranskning gjord av Skolinspektionen redovisades brister i undervisningens genomförande. Huvudsakligen otillräcklig undervisningstid som leder till att eleverna inte får möjlighet att utforska sitt eget matematiska tänkande, vilket motverkar deras förmåga att exempelvis resonera, hantera matematiska algoritmer och problemlösning. Det är tydligt att den svenska grundskolan står inför en utmaning när det gäller att hitta en balans i skolans arbete för att kompensera för elevers olikheter när det gäller matematik och läsförståelse. Därför kan det finnas ett värde i att fånga röster från de som i skolan anses kompetenta, såsom lärare, speciallärare och specialpedagoger i deras arbete med elever i behov av mer stöd i klassrummet. Genom individuella och anpassade stödinsatser, kommer det ges större möjligheter för elevers engagemang samt deltagande i undervisningen. En tidig identifiering av elever som visar på svårigheter inom matematik, kommer också ge möjlighet till att sätta in rätt stöd så eleven får möjlighet till en förbättrad matematisk förståelse. I klassrummet kan insättning av stödåtgärder i undervisningen leda till ett funktionellt samspel i den aktuella elevgruppen som främjar lärandemiljön. Produktiv inlärning och kunskapsutveckling går inte att åstadkomma i en kaotisk lärmiljö. Genom strukturella förändringar och anpassningar till de elever som har behov av lugnare skolmiljö skapas möjlighet till en jämlik inlärning.

Problemlösning är en central kompetens för framgång i ämnet matematik och lärare har en nyckelroll i att främja denna förmåga hos elever. Men de möter också utmaningar i att stödja alla elever, vilket den här kvalitativa studien syftar till att undersöka hur de hanterar. Genom intervjuer med sju lärare har dessa tre forskningsfrågor undersökts; Hur kommunicerar lärare i mellanstadiet mål för elevers lärande och utveckling inom problemlösning? Hur arbetar lärare i mellanstadiet för att identifiera elevers kunskaper och utmaningar med problemlösning i samband med undervisningen och arbetet kring den, och vilka är utmaningarna? Samt hur hanterar lärare i mellanstadiet utmaningarna med problemlösning i samband med undervisningen och arbetet kring den? För att uppfylla studiens syfte och besvara forskningsfrågorna har en variant av tematisk analys använts i kombination med ett ramverk baserat på tre nyckelaspekter av formativ bedömning. Resultatet visade att det, utifrån studiens ramverk, finns förbättringspotential kring hur lärare kommunicerar mål men att de har en bred variation av metoder och tillvägagångssätt vid både identifiering och hantering av utmaningar. / Problem-solving is a central skill for success in mathematics, and teachers play a key role in fostering this ability in students. However, they also face challenges in supporting all students, which this qualitative study aims to investigate how they address. Through interviews with seven teachers, these three research questions have been explored: How do middle school teachers communicate goals for students' learning and development in problem-solving? How do middle school teachers identify students' skills and challenges in problem-solving in connection with teaching related work, and what are the challenges? And how do middle school teachers handle challenges in problem-solving in connection with teaching and related work? To fulfill the study's purpose and answer the research questions, a version of thematic analysis has been used in combination with a framework based on three key aspects of formative assessment.  The results showed that, based on the study's framework, there is room for improvement in how teachers communicate goals, but they have a wide variety of methods and approaches in both identifying and addressing challenges.