Luokanopettajaopiskelijoiden motivaation yhteys matematiikan tehtävien suorittamiseen ViLLE-oppimisympäristössä

Lasse Eronen; Pasi Eskelinen; Henri Heiskanen; Antti Juvonen; Pertti Väisänen

doi:10.31129/LUMAT.10.1.1731

Authors

Lasse Eronen Soveltavan kasvatustieteen ja opettajankoulutuksen osasto, Itä-Suomen yliopisto https://orcid.org/0000-0002-7773-6476
Pasi Eskelinen Soveltavan kasvatustieteen ja opettajankoulutuksen osasto, Itä-Suomen yliopisto https://orcid.org/0000-0002-4035-6971
Henri Heiskanen Soveltavan kasvatustieteen ja opettajankoulutuksen osasto, Itä-Suomen yliopisto https://orcid.org/0000-0001-8927-0071
Antti Juvonen Soveltavan kasvatustieteen ja opettajankoulutuksen osasto, Itä-Suomen yliopisto
Pertti Väisänen Soveltavan kasvatustieteen ja opettajankoulutuksen osasto, Itä-Suomen yliopisto https://orcid.org/0000-0002-8316-1373

DOI:

https://doi.org/10.31129/LUMAT.10.1.1731

Keywords:

Matematiikka, motivaatio, sinnikkyys, opettajankoulutus, odotukset–arvo-motivaatioteoria

Abstract

Tutkimuksessa selvitetään matematiikan pedagogiikan kurssille osallistuneiden luokanopettajaopiskelijoiden (n = 122) motivaation yhteyttä ViLLE-oppimisympäristössä tapahtuvaan matematiikan opiskeluun erityyppisten tehtävien tekemisen ja ajankäytön avulla. Aineisto kerättiin lomakekyselyllä ja ympäristön lokitiedostosta. Motivaation mittaaminen perustui Ecclesin ja Wigfieldin odotukset–arvo-motivaatioteoriaan. Tehtävät luokiteltiin neljään tyyppiin proseduraalis–konseptuaalisen tietopainotuksen sekä vaativuustason avulla. Odotusten ja hyötyarvon kokemukset erottelivat voimakkaimmin opiskelijat vahvemman ja heikomman motivaatiotaustan kategorioihin. Opiskelijoiden työskentelyn tarkastelussa informatiivisimmaksi menetelmäksi osoittautui opiskelijoiden erottelu kolmeen erilaiseen ajankäytön ryhmään. Vahvimman motivaation opiskelijat suoriutuivat tehtävistä nopeammin. Heikomman motivaation opiskelijat jakautuivat eniten ja vähiten aikaa käyttäneisiin. Eniten aikaa käyttäneet suorittivat tehtävät sinnikkäästi. Vähiten aikaa käyttäneiden työskentelyssä näkyi luovuttaminen monimutkaisempien tehtävien kohdalla ja kasvava periksi antamisen trendi. Aikaisemmissa tutkimuksissa esitetään samankaltaisia yhteyksiä sinnikkyyden ja motivaation välille.

The connection between the motivation of prospective elementary teachers and the working in ViLLE learning environment

The study investigates the connection between the motivation of prospective elementary teachers (n = 122) and the working in ViLLE learning environment during the mathematics pedagogy course. The data was collected using a questionnaire and ViLLE learning analytics. Eccles and Wigfield's Expectancy-value theory were used measuring students’ motivation towards mathematics. The learning analytics data consists of the time used in the environment and the amount of finalized tasks. The tasks were classified into four types using the axis of knowledge (procedural-conceptual) and the axis of difficulty (simple-complex). The study revealed the experiences of expectancies and utility value most strongly separated the students into the categories of stronger and weaker motivation background. A greater experience of attainment value was connected to the amount of doing tasks, regardless of the type of task. Using a k-means cluster analysis to the time data of the learning analytics the separation of students into three different groups proved to be the most informative method. Students with the strongest motivation performed the tasks fastest. Students with weaker motivation were divided into those who spent the most and the least time in the environment. Those who spent the most time performed the tasks persistently. By contrast the ones who spent the least time gave up on complex tasks and a growing trend of giving up were recognized in this group. Previous studies have shown similar connections between persistence and motivation.

Keywords: Mathematics, Motivation, Expectancy-value theory, Persistence, Teacher education

References

Adams, R. V. & Blair, E. (2019). Impact of Time Management Behaviors on Undergraduate Engineering Students’ Performance. SAGE Open 9(1).

https://doi.org/10.1177/2158244018824506

Barr, D. & Wessel, L. (2018). Rethinking course structure: increased participation and persistence in introductory post-secondary mathematics courses. Fields Mathematics Education Journal, 3 (3). https://doi.org/10.1186/s40928-017-0004-8.

Cambridge dictionary (2021). https://dictionary.cambridge.org/dictionary/english/persevering [luettu 11.10.2021]

Cangur, S. & Ercan, I. (2015) Comparison of model fit indices used in structural equation modeling under multivariate normality. Journal of Modern Applied Statistical Methods, 14(1), 152–167. https://doi.org/10.22237/jmasm/1430453580

Canobi, K. H. (2009). Concept-procedure interactions in children’s addition and subtraction. Journal of Experimental Child Psychology 102, 131–149. https://doi.org/10.1016/j.jecp.2008.07.008.

Conley, A. M. (2012). Patterns of motivation beliefs: Combining achievement goal and expectancy–value perspectives. Journal of Educational Psychology, 104 (1), 32–47.

Eccles J. S., Adler, T. F., Futterman, R., Goff, S. B., Kaczala, C. M., Meece, J. L. & Midgley, C. (1983). Expectancies, values, and academic behaviors. Teoksessa J. T. Spence (toim.), Achievement and achievement motivation (s. 75–146). W. H. Freeman.

Ellis, P. D. (2010). The Essential Guide to Effect Sizes. Statistical Power, Meta-Analysis, and the Interpretation of Research Results. Cambridge University Press.

Eronen, L. (2019). Quasi-systematic minimalism within socio-constructivist learning of mathematics. The Electronic Journal of Mathematics and Technology 13(1), 25–60.

Eskelinen, P. (2005). Luokanopettajaopiskelijoiden tieto- ja oppimiskäsityksen muuttuminen kollaboratiivisessa design-prosessissa. Kasvatustieteellisiä julkaisuja, 110. Joensuun yliopisto.

Field, A. (2013). Discovering statistics using SPSS. (4. painos). Sage.

Frade, C. & Borges, O. (2006). The tacit-explicit dimension of the learning of mathematics: an investigation report. International Journal of Science and Mathematics Education, 4, 293–317. https://doi.org/10.1007/s10763-005-9008-5.

Gilmore, C. K., Keeble, S., Richardson, S. & Cragg, L. (2019). The Interaction of Procedural Skill, Conceptual Understanding and Working Memory in Early Mathematics Achievement. Journal of Numerical Cognition, 3, 400–416. https://doi.org/10.5964/jnc.v3i2.51.

Goldman, R. D., Hudson, D. & Daharsh, B. J. (1973). Self-estimated task persistence as a nonlinear predictor of college success. Journal of Educational Psychology, 65(2), 216–221. https://doi.org/10.1037/h0034989

Gupta, A., Datta, S. & Das, S. (2018). Fast automatic estimation of the number of clusters from the minimum inter-center distance for k-means clustering. Pattern Recognition Letters, 116 (1), 72–79.

Haapasalo, L. (2011). Oppiminen, tieto & ongelmanratkaisu. Medusa-Software.

Haapasalo, L. (2004). Pitäisikö ymmärtää voidakseen tehdä vai pitäisikö tehdä voidakseen ymmärtää? Teoksessa P. Räsänen, P. Kupari, T. Ahonen & P. Malinen (toim.) Matematiikka – näkökulmia opettamiseen ja oppimiseen (s. 50–83). Niilo Mäki Instituutti.

Haapasalo, L. & Kadijevich, D. (2000). Two types of mathematical knowledge and their relation. Journal Für Mathematikdidaktik, 21 (2), 139–157. https://doi.org/10.1007/BF03338914.

Hannula-Sormunen, M., Mattinen, A., Räsänen, P. & Ruusuvirta, T. 2018. Varhaisten matemaattisten taitojen perusta: synnynnäiset valmiudet, tietoinen toiminta ja vuorovaikutus. Teoksessa J. Joutsenlahti, H. Silfverberg & P. Räsänen (toim.) Matematiikan opetus ja oppiminen (s. 294–305). Niilomäki instituutti.

Heikkinen, H., Hästö, P., Kangas, V. & Leinonen, M. (2015). Promoting exploratory teaching in mathematics: A Design Experiment on a CPD course for Teachers, Lumat 3(6), 905–924. https://doi.org/10.31129/lumat.v3i6.1007.

Heinonen, J.-P. (2005). Opetussuunnitelmat vai oppimateriaalit – peruskoulun opettajien käsityksiä opetussuunnitelmien ja oppimateriaalien merkityksestä opetuksessa. Tutkimuksia 257. Helsingin yliopisto.

Heiskanen, H. (2016). Utilizing the MODEM philosophy in orchestrating integrated investigation spaces within the pit stop philosophy. Teoksessa Eronen, L. & Zimmermann, B.(toim.) Mathematics and education: learning, technology, assessment: Festschrift in honor of Lenni Haapasalo (s.49–58). Münster: WTM, Verlag für wissenschaftliche Texte und Medien.

Heiskanen, H., Eronen, L., Eskelinen, P. & Väisänen, P. (2021). Eri tiedonalapainotteiset tehtävätyypit luokanopettajaopiskelijoiden omaehtoisessa matematiikan opiskelussa. FMSERA Journal, 4(1), 16–30. https://journal.fi/fmsera/article/view/95438.

Hiebert, J. & Lefevre, P. (1986). Conceptual and procedural knowledge in mathematics: An introductory analysis. Teoksessa J. Hiebert (toim.) Conceptual and procedural knowledge: The case of mathematics (s. 1–27). Lawrence Erlbaum.

Hoffmann, J.D, Ivcevic, Z., Zamora,G., Bazhydai, M. & Brackett, M. (2016). Intended persistence: comparing academic and creative challenges in high school. Social Psychology of Education, 19, 793–814. https://doi.org/10.1007/s11218-016-9362-x

Hu, L.-T. & Bentler, P. M. (1998). Fit indices in covariance structure modeling: sensitivity to underparameterized model misspecification. Psychological Methods, 3(4), 424–453.

Juvonen, A., Lehtonen, K. & Ruismäki, H. (2012). Musiikki vahvistaa uskoa omaan menestymiseen myös muissa aineissa: Musiikkiharrastus ja oppilaiden suhtautuminen koulun oppiaineisiin. Musiikkikasvatus, 15(1), 7–23.

Joutsenlahti, J. & Kulju, P. (2017). Multimodal languaging as a pedagogical model - a case study of the concept of division in school mathematics. Education Sciences 7(1), 1–9. https://doi.org/10.3390/educsci7010009

Joutsenlahti, J., & Lehtonen, D. (2018). Luokanopettajaopiskelijoiden arviointeja ei-rutiinimaisista matematiikan tehtävistä. FMSERA Journal, 2(1), 89–98. Retrieved from https://journal.fi/fmsera/article/view/69880

Joutsenlahti, J. & Vainionpää, J. (2008). Oppikirja vai harjoituskirja? Perusopetuksen luokkien 1–6 matematiikan oppimateriaalin tarkastelua MOT-projektissa. Teoksessa A. Kallioniemi (toim.) Uudistuva ja kehittyvä ainedidaktiikka. Ainedidaktinen symposiumi 8.2.2008 Helsingissä. Tutkimuksia. (s. 547–558). Helsingin yliopisto.

Joutsenlahti J. & Vainionpää J. (2007). Minkälaiseen matemaattiseen osaamiseen peruskoulussa käytetty oppimateriaali ohjaa? Teoksessa K. Merenluoto, A. Virta, P. Carpelan (toim.) Opettajankoulutuksen muuttuvat rakenteet: Ainedidaktinen symposium 9.2.2007. (ss. 184–191). Turun yliopiston kasvatustieteiden tiedekunnan julkaisuja B 77.

Kaasila, R., Hannula, M. S., Laine, A & Pehkonen, E. (2008). Socio-emotional orientations and teacher change. Educational Studies in Mathematics volume 67(2), 111–123.

Kadijevich, D. M. (2018). Relating Procedural and Conceptual Knowledge. Journal Teaching of Mathematics, 21(1), 15–28.

Laakso, M., Kaila, E. & Rajala, T. (2018). ViLLE – collaborative education tool: Designing and utilizing an exercise-based learning environment. Education and Information Technologies, 23(3), https://doi.org/10.1007/s10639-017-9659

Laine, A. & Hannula, M. (2010). Matematiikan didaktiikka luokanopettajakoulutuksessa. Teoksessa A. Kallioniemi, A. Toom, M. Ubani & H. Linnansaari (toim.), Akateeminen luokanopettajakoulutus: 30 vuotta teoriaa, käytäntöä ja maistereita (s. 197–212). Finnish Educational Research Association. University of Jyväskylä.

Lauritzen, P. (2012). Conceptual and Procedural Knowledge of Mathematical Functions. Publications of the University of Eastern Finland Dissertations in Education, Humanities, and Theology, 34. University of Eastern Finland.

Lehtonen, D. (2022). ´Now I Get It!´: Developing a Real-World Design Solution for Understanding Equation-Solving Concepts. Tampere University Dissertations, 538. University of Tampere. https://trepo.tuni.fi/handle/10024/136918

Lukin, T. (2013). Motivaatio matematiikan opiskelussa–seurantatutkimus motivaatiotekijöistä ja niiden välisistä yhteyksistä yläkoulun aikana. Dissertations in Education, Humanities, and Theology, 47. University of Eastern Finland.

Locke, E.A. (1991). The motivation sequence, the motivation hub and the motivation core. Organizational Behavior and Human Decision Processes 50, 288–299.

McGrath, C. A., Gipson, K., Pierrakos, O., Nagel, R., Pappas, J. & Peterson, M. (2013). An evaluation of freshman engineering persistence using Expectancy-Value Theory. IEEE Frontiers in Education Conference (FIE), 1644–1650. https://doi.org/10.1109/FIE.2013.6685117.

McPherson, G. E. & O’Neill, S. A. (2010). Students’ motivation to study music as compared to other school subjects: A comparison of eight countries. Research Studies in Music Education, 32(2) 101–137. https://doi.org/10.1177/1321103X10384202.

Merenluoto, K. &. Pehkonen, E. (2004). Luokanopettajiksi opiskelevien matemaattinen osaaminen ja ymmärtäminen. Teoksessa P. Räsänen, P. Kupari, T. Ahonen & P. Malinen (toim.) Matematiikka – näkökulmia opettamiseen ja oppimiseen (s. 414–436). Niilo Mäki Instituutti.

Metsämuuronen, J. (2009). Tutkimuksen tekemisen perusteet ihmistieteissä. 4. laitos 1. painos. International Medhelp ky.

Metsämuuronen, J. (2017). Oppia ikä kaikki Matemaattinen osaaminen toisen asteen koulutuksen lopussa 2015. Kansallinen koulutuksen arviointikeskus Karvi. Haettu 2.9.2021 osoitteesta https://karvi.fi/app/uploads/2017/03/KARVI_0117-1.pdf

Mononen, R., Aunio, P. Väisänen, E., Korhonen, J. & Tapola, A. (2017). Matemaattiset oppimisvaikeudet. PS-kustannus.

Niemi, E. K. (2004). Perusopetuksen oppimistulosten kansallinen arviointi ja tulosten hyödyntäminen koulutuspoliittisessa kontekstissa. Perusopetuksen matematiikan oppimistulosten kansallinen arviointi 6. vuosiluokalla vuonna 2000. Turun yliopiston julkaisuja C 216. Turun yliopisto.

Nogueira de Lima, R. & Tall, D. (2008). Procedural embodiment and magic in linear equations. Educational Studies in Mathematics, 67. https://doi.org/10.1007/s10649-007-9086-0.

Nummenmaa, L. (2009). Käyttäytymistieteiden tilastolliset menetelmät. Tammi.

Phuong, M. T. H. (2019). On the procedural – conceptual based taxonomy and its adaptation to the multi-dimensional approach SPUR to assess students’ understanding mathematics. American Journal of Educational Research, 7(3), 212–218.

Rittle-Johnson, B. & Schneider, M. (2015). Developing Conceptual and Procedural Knowledge of Mathematics. Teoksessa: R. C. Kadosh & A. Dowker (toim.), Oxford handbook of numerical cognition, (s. 1118–1134). Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/oxfordhb/9780199642342.013.014.

Schaefers, K. G., Epperson, D. L. & Nauta, M. M. (1997). Women's career development: Can theoretically derived variables predict persistence in engineering majors? Journal of Counseling Psychology, 44(2), 173–183. https://doi.org/10.1037/0022-0167.44.2.173

Shena, C., Mielea, D. B. & Vasilyevaa, M. (2016). The relation between college students' academic mindsets and their persistence during math problem solving. Psychology in Russia: State of the Art Volume 9 (3), 38–56.

Shulman, L. S. (1986). Those who understand: Knowledge growth in teaching. Educational Researcher, 15 (5), 4–14.

Tall, D. (2004). Introducing three worlds of mathematics. For the Learning of Mathematics, 23 (3), 29–33.

Tossavainen, T. & Juvonen, A. (2015). Finnish primary and secondary school students’ interest in music and mathematics relating to enjoyment of the subject and perception of the importance and usefulness of the subject. Research Studies in Music Education, 37 (1), 107–121. https://doi.org/10.1177/1321103X15589259

Tossavainen, T. & Leppäaho, H. (2018). Matematiikan opettajien ja opettajaksi opiskelevien matemaattisesta osaamisesta. Teoksessa J. Joutsenlahti, H. Silfverberg & P. Räsänen (toim.) Matematiikan opetus ja oppiminen (s. 294–305). Niilomäki instituutti.

Tossavainen, T., Väisänen, P., Merikoski, J. K., Lukin, T. & Suomalainen, H. (2015). A Survey on the Permanence of Finnish Students’ Arithmetical Skills and the Role of Motivation. Education Research International. https://doi.org/10.1155/2015/213429.

Viholainen, A., Partanen, M., Piiroinen, J., Asikainen, M. & Hirvonen, P. E. (2015). The role of textbooks in Finnish upper secondary school mathematics: theory, examples, and exercises. Nordic Studies in Mathematics Education, 20(3–4), 157–178.

Viljaranta, J. & Tuominen, H. (2018). Oppiaineiden arvostukset: tärkeää, hyödyllistä, kiinnostavaa vai kuormittavaa. Teoksessa K. Salmela-Aro (toim.) Motivaatio ja oppiminen. (s. 101–119). PS-kustannus.

Wigfield, A. & Eccles, J.S. (2000). Expectancy–value theory of achievement motivation. Contemporary Educational Psychology 25, 68–81. https://doi.org/10.1006/ceps.1999.1015.

Wigfield, A., Eccles, J.S., Schiefele, U., Roeser, R. & Davis-Kean, P. (2006). Development of achievement motivation. Teoksessa W. Damon & N. Eisenbeg (toim.) Handbook of child development. (s. 121–146). Wiley.

Wu, F., Fan, W., Arbona, C. & Rosa-Pohl, D. (2020). Self-efficacy and subjective task values in relation to choice, effort, persistence, and continuation in engineering: an Expectancy-value theory perspective. European Journal of Engineering Education, 45(1), 151–163. https://doi.org/10.1080/03043797.2019.1659231