Silent video tasks – their definition, development, and implementation in upper secondary school mathematics classrooms

Abstract

This thesis introduces results from a design-based, task design research study in mathematics education, within which silent video tasks were defined, developed, and implemented in upper secondary school mathematics classrooms. It discusses a research problem concerning the identification of opportunities and challenges that arise from the use of silent video tasks. To tackle that problem, the researcher worked with seven teachers in six Icelandic upper secondary schools who implemented silent video tasks in their classrooms.

In short, silent video tasks involve the presentation of a short silent mathematics video clip that students are asked to discuss in pairs as they prepare and record their voice-over to the video. On the basis of students’ recorded responses to the task, that are listened to by the whole group, the teacher leads a discussion with the aim to deepen and widen students’ understanding of the mathematical topic presented in the video.

The idea of silent video tasks is grounded in social constructivist theories. It is considered important that interaction happens between teacher and learners and among learners themselves, who work together (support each other) toward richer understanding of mathematical content. The learner is seen as an active participant in the teaching and learning process and in the case of silent video tasks, learners get an opportunity to become aware of their own and their peers’ current ways of describing or explaining mathematical phenomena.

Two implementation phases were conducted in 2017 and 2019, during which interview data on teachers’ expectations and experiences of using silent video tasks was collected and analysed. In the first phase, four mathematics teachers in randomly selected upper secondary schools in Iceland assigned a silent video task to their 17-year-old students. Results from the first phase indicated that silent video tasks might be a helpful tool for formative assessment.

Thus, teachers in the second phase were purposefully selected to work at schools that aim for active use of formative assessment. One teacher assigned three silent video tasks to his 16-year-old students and two teachers assigned one silent video task to their 16-year-old students. Besides interview data, classroom observation protocols were collected during the second phase.

Influenced by theory and empirical results, the process of assigning a silent video task developed. To conclude the project, some characteristics that make a video suitable for use in silent video tasks were defined and the instructional sequence of silent video tasks was described. Together with the underlying theoretical and empirical arguments, they form design principles for silent video tasks.

Hljóðlaus myndbandsverkefni – skilgreining, þróun og beiting nýstárlegra verkefna í stærðfræðikennslu á framhaldsskólastigi. Í þessari ritgerð er greint frá niðurstöðum hönnunarmiðaðrar rannsóknar um skilgreiningu, þróun og notkun talsetningarverkefna í stærðfræðikennslu á framhaldsskólastigi. Rannsóknin var unnin í samstarfi við sjö stærðfræðikennara í sex íslenskum framhaldsskólum sem lögðu talsetningarverkefni fyrir nemendur sína. Augu rannsakanda beindust einkum að því að greina tækifæri og áskoranir sem felast í fyrirlögn verkefna af þessu tagi. Fræði og fagstarf voru fléttuð saman til að verkefnin gætu nýst kennara og nemendum sem best við námið. Við fyrirlögn talsetningarverkefnis velur kennari stutt hljóðlaust myndband sem sýnir stærðfræði á kvikan hátt og kynnir það fyrir nemendum. Tvö og tvö saman undirbúa þau og taka upp talsetningu við myndbandið. Öll hlusta saman á afraksturinn, fjölbreyttar talsetningar, og ræða þær með það að leiðarljósi að nálgast sameiginlegan skilning á þeim stærðfræðilegu fyrirbærum sem fyrir koma í myndbandinu. Nákvæmni og ýmiss konar blæbrigði í orðalagi eru meðal þess sem getur orðið að umfjöllunarefni umræðnanna. Í grunninn eru talsetningarverkefni sprottin úr félagslegri hugsmíðahyggju þar sem litið er á nemendur sem virka þátttakendur í lærdómsferlinu og smiði eigin skilnings. Talsetningarverkefnin gefa nemendum meðal annars tækifæri til að taka eftir og ígrunda eigin sýn og sýn félaga sinna á þeirri stærðfræði sem birtist í myndbandinu. Þeim er þannig ætlað að ýta undir samstarf og samtal jafnt milli kennara og nemenda sem og milli nemenda innbyrðis. Í tveimur samstarfsköflum rannsóknarinnar haustin 2017 og 2019 var viðtalsgögnum safnað og þau greind með tilliti til væntinga og reynslu kennara af notkun talsetningarverkefnanna. Haustið 2017 lögðu fjórir slembivaldir stærðfræðikennarar, hver í sínum skóla, eitt og sama hljóðlausa myndbandið fyrir 17 ára nemendur sína. Niðurstöður bentu til þess að verkefni sem þessi gætu gagnast við leiðsagnarmat í stærðfræði. Haustið 2019 var því leitað til framhaldsskóla sem leituðust við að nýta leiðsagnarmat. Einn kennari lagði þrjú ólík talsetningarverkefni fyrir 16 ára nemendur sína með nokkurra vikna millibili og tveir kennarar í öðrum skóla lögðu eitt slíkt verkefni fyrir 16 ára nemendur sína undir lok annarinnar. Auk viðtalsgagna voru skráðar áhorfsathuganir úr kennslustundum þessara þriggja kennara. Á rannsóknartímabilinu þróaðist ferlið við fyrirlögn talsetningarverkefnanna og gætti þar áhrifa kenninga um kennslu og nám sem og niðurstaðna fyrri rannsókna. Verkefninu lauk með framsetningu hönnunarstaðals sem inniheldur lista yfir einkenni myndbanda sem henta við gerð talsetningarverkefna og lýsingu þess hvernig best þyki henta að leggja talsetningarverkefnin fyrir nemendahóp.