Mathematics and mathematics education - two sides of the same coin : creative reasoning in university exams in mathematics

Sammanfattning: Avhandlingen består av två ganska olika delar som ändå har en del gemensamt. Del A är baserad på två artiklar i matematik och del B är baserad på två matematikdidaktiska artiklar. De matematiska artiklarna utgår från ett begrepp som heter polynomkonvexitet. Grundidén är att man skulle kunna se vissa ytor som en sorts ”tak” (tänk på taket till en carport). Alla punkter, eller positioner, ”under taket” (ungefär som de platser som skyddas från regn av carporttaket) ligger i något som kallas ”polynomkonvexa höljet.” Tidigare forskning har visat att för ett givet tak och en given punkt så finns det ett sätt att avgöra om punkten ligger ”under taket”. Det finns nämligen i så fall alltid en sorts matematisk funktion med vissa egenskaper. Finns det ingen sådan funktion så ligger inte punkten under taket och tvärt om; ligger punkten utanför taket så finns det heller ingen sådan funktion. Jag visar i min första artikel att det kan finnas flera olika sådana funktioner till en punkt som ligger under taket. I den andra artikeln visar jag några exempel på hur man kan konstruera sådana funktioner när man vet hur taket ser ut och var under taket punkten ligger. De matematikdidaktiska artiklarna i avhandlingen handlar om vad som krävs av studenterna när de gör universitetstentor i matematik. Vissa uppgifter kan gå att lösa genom att studenterna lär sig någonting utantill ur läroboken och sen skriver ner det på tentan. Andra går kanske att lösa med hjälp en algoritm, ett ”recept,” som studenterna har övat på att använda. Båda dessa sätt att resonera kallas imitativt resonemang. Om uppgiften kräver att studenterna ”tänker själva” och skapar en (för dem) ny lösning, så kallas det kreativt resonemang. Forskning visar att elever i stor utsträckning väljer att jobba med imitativt resonemang, även när uppgifterna inte går att lösa på det sättet. Mycket pekar också på att de svårigheter med att lära sig matematik som elever ofta har är nära kopplat till detta arbetssätt. Det är därför viktigt att undersöka i vilken utsträckning de möter olika typer av resonemang i undervisningen. Den första artikeln består av en genomgång av tentauppgifter där det noggrant avgörs vilken typ av resonemang som de kräver av studenterna. Resultatet visar att studenterna kunde bli godkända på nästan alla tentorna med hjälp av imitativt resonemang. Den andra artikeln baserades på intervjuer med sex av de lärare som konstruerat tentorna. Syftet var att ta reda på varför tentorna såg ut som de gjorde och varför det räckte med imitativt resonemang för att klara dem. Det visade sig att lärarna kopplade uppgifternas svårighetsgrad till resonemangstypen. De ansåg att om uppgiften krävde kreativt resonemang så var den svår och att de uppgifter som gick att lösa med imitativt resonemang var lättare. Lärarna menade att under rådande omständigheter, t.ex. studenternas försämrade förkunskaper, så är det inte rimligt att kräva mer kreativt resonemang vid tentamenstillfället.