För att man ska kunna upprepa eller kontrollera denna studie, är det viktigt att återge tillvägagångssättet detaljerat. Det viktigaste dokumentet för att kunna repetera denna
undersökning är intervjumallen, bilaga 3. Analyserna som förekommer i metoddelen är grundlag för intervjumallen, vilken ger upphov till huvudanalyserna i analysdelen. De delar av den
transkriberade texten som analysen baserar sig på, återfinns som bilaga 4.
3.5.1 Från tankar till intervju via intervjumall
Tankarna kring och utformningen av förundersökningen påverkade utformningen av
intervjumallen, bilaga 3, vilken jag följde kronologiskt för alla fyra intervjuerna som utfördes.
Med en intervjumall har man mer kontroll på intervjusituationen så att intervjuerna, till utförandet, avviker så lite som möjligt, samt att repeterbarhet möjliggörs. Ett antal frågor med olika fokus på derivatan testades ut, under en väldigt givande rollspelsintervju, med Silje Jørgensen, fjärdeårsstudent på lektorutdanningsprogrammet. Hon kom med flera goda inspel, vilket underlättade valet och ordningen av intervjufrågorna tillsammans med inledning och avslutning av de efterföljande fyra intervjuerna. Bland annat bättrade Jørgensen på den skriftliga norskan till frågorna och att varje fråga presenterades på ett separat A4-ark, vilket bidrog till bättre översiktlighet och kontroll, i och med att informanterna inte kunde se andra frågor samtidigt. Jørgensen poängterade även att informanterna har mest av sin relevanta matematiska begreppsförståelsebakgrund i L97 samt att differentialekvationer inte ingick i kurslitteraturen på gymnasiet, vilket borde beaktas i undersökningen. Jag valde därefter att ha med frågan om differentialekvationer som utmanande extrafråga.
3.5.2 Inledningsfrågor
Inledningen av intervjun utformades så att kontrollfrågor kan visa användningen av begreppet derivata relaterat till förundersökningens indelning i process och/eller objekt. Frågan, när man inte kan använda derivata eller derivation möjliggjorde högre matematiskt tänkande. Inledningen avslutades med en specifik fråga, genom vilken det är tänkt att man ska kunna diskutera svaret man får, relaterat till frågans utformning och ordval.
Efter inledningsfrågorna följde fem numrerade frågor där utgångspunkten var visualisering av grafer, vilket även preciserades och poängterades under intervjusituationen precis innan fråga 1 påbörjades. Det var i första hand tänkt att dessa fem frågorna skulle användas för att basera den
numrerade frågan bort från huvudanalysen. För att ha en möjlighet att följa och analysera resonemang, underlättar det om informanten tänker högt. Att tänka högt är ingen naturlig situation. Därför var det som hjälp till både mig och informanterna, när jag fetstilt lade in ”Tenk HØYT!”, en till två gånger i var och en av de fem numrerade frågorna. Vilken effekt detta hade på vad eller hur informanterna svarade vet jag inte, men det påverkade mest troligt den
intervjuade personen på något sätt, eftersom de annars kanske inte skulle ha tänkt högt i lika stor utsträckning.
3.5.3 Fråga 1
Fråga 1 (och 4d) är till en början resultatet av en reflektion kring en kvalitativ studie med fokus på elevers grafiska förståelse av derivation:
Vidare kunne analysen av intervjua tyda på at nokre av dei kognitive konfliktane hadde utgangspunkt i upresist matematisk språk. Kva er skilnaden på at grafen til den deriverte er stigande og at den er positiv? Det kunne sjå ut som at elevane vart forvirra av dette, men for å avgrensa oppgåva vart ikkje dette gått nærare inn på. Språkdimensjonen kan såleis vera eit utgangspunkt for vidare arbeid. (Jørgensen, 2006, s. 100)
I fråga 1 förekom endast texten: “Kan grafen til den deriverte funksjonen stige samtidig som derivaten til funksjonen er negativ? Hvorfor / hvorfor ikke? Tenk HØYT!”
Denna fråga hade två syften. Det ena var att se om och i så fall vilka slags svårigheter som uppstår på grund av att endast text finns att relatera till, när fokus är på visualisering av grafer.
Det andra syftet var att kunna diskutera formuleringen av en textuppgift. För att kunna diskutera om en graf kan vara till hjälp för förståelsen av derivata eller inte, finns en identisk fråga som 1 men vid ett långt senare tillfälle under intervjun, nämligen under delfråga 4d då texten
kompletterades med grafen till den deriverade funktionen.
3.5.4 Fråga 2 och 3
Genom fråga 2 kan en grafisk tolkning av derivatan studeras, medan fråga 3 kopplar förståelsen av en text till förståelsen av ett fysiskt fenomen relaterat till derivation. Frågorna 2 och 3
möjliggör jämförelse mellan denna studie och resultat från rapporten TIMSS 1995 (Angell, Kjærnsli & Lie, 1999), eftersom frågorna 2 och 3 är identiska med frågorna K05 respektive K03 i TIMSS 1995. Bägge frågorna finns med i Vikses (1999) studie och tillsvarande fråga 2 är
inkluderad i Jørgensen (2006). Graferna och funktionerna i K05 har många pilar som kan förvirra.
I fråga 2 har pilar tagits bort från funktionerna och de pilar som inte anger x- och y-axlarnas positiva riktningar i graferna.
3.5.5 Fråga 4
Denna fråga inleds med texten ”Grafen y = f ’ (x) er vist på figuren. Anta at funksjonen y = f(x) viser salget av en ny mattebok de første årene” och grafen till den deriverade funktionen. Frågan består av fem delfrågor, varav delfrågorna 4a, 4b och 4c samt grafen kommer direkt från
Jørgensen (ibid.) och är tänkt att användas för att dels läsa ut information från en graf och dels för visualisering av inte bara förstaderivatan utan även andraderivatan. 4d kompletterar fråga 1 med grafen till den deriverade funktionen.
Förstaårsstudenterna som precis har läst Kalkulus 1 vid Universitetet i Tromsø är vana att
visualisera och analysera derivatan till en funktion f(x) när funktionen är känd. Delfråga 4e säger förhoppningsvis någonting om hur studenterna ”tänker omvänt än de är van till”, nämligen hur de visualiserar och analyserar funktionen f(x) då grafen till den deriverade funktionen, det vill säga f '(x) är känd. Delvis motsvarar detta att studenterna sätter sig in i en ny situation, reflekterar och resonerar under problemlösningsprocessen, vilket kan liknas vid att man möjliggör för CR som Lithner (2008) och Bergqvist (2007) förespråkar.
3.5.6 Fråga 5
Syftet med denna fråga är att möjliggöra att intervjusituationen momentant kan bredda
begreppsförståelsen hos informanten. Studenten ska på olika sätt avbilda grafen till derivatan av funktionen f(x), när grafen till funktionen av f(x) är given. Denna fråga utvecklades med hjälp av PPU-heltidsstudent Ingar Mæhlum Arntzens upplägg, då tillägnat en gymnasieklass som
repeterade derivation. Han planerade och utförde upplägget under en praktikperiod studieåret 2008/2009 vid Universitetet i Tromsø. Ett möte med Arntzen då han redogjorde för sina erfarenheter kring sitt upplägg skapade god reflektionsgrund till min anpassning av fråga 5.
3.5.7 Avslutningsfrågor, E1 och E2
Avslutningsvis i intervjumallen finns två extrafrågor, E1 och E2, för att kunna användas vid behov. Syftet med E1 var att diskutera mer kring begreppsbilden av derivatan i relation till en graf. Sjögren (2004) använde E1 som diskussionsuppgift vid Högskolan i Skövde och man kan till exempel diskutera vad man kan ”se” i en graf.
Förhoppningsvis kan denna uppgift vara till hjälp för en student som på en grundläggande nivå sliter med att resonera kring derivationsbegreppet. E2 är en utmaning som, baserat på
förundersökningen, kräver högre matematiskt resonemang för var och en av de fyra
informanterna för att kunna lösas. Den är identisk med en uppgift i Hole (1997) och kan lösas med hjälp av en linjär differentialekvation av första ordningen, vilket ingår i kurslitteraturen till Kalkulus 1 men inte i L97.