Working at the nexus of cognitive activation and differentiation: exploring the effectiveness of a professional learning and development program

Abstract

This study addresses two significant gaps in educational research. The first gap pertains to the interplay of cognitive activation and differentiation, which have historically been examined separately, but their synergistic potential remains underexplored. Working at their nexus suggests a model of ambitious mathematics teaching, which aims to engage all students in challenging mathematical endeavors. While this kind of teaching promotes student learning, the question of how practicing teachers can be supported in adopting it remains unresolved. The second gap relates to the empirical examination of the effectiveness of Professional Learning and Development (PLD) programs in fostering ambitious mathematics teaching. Previous research has shown inconsistent results of PLD effectiveness, indicating a need for more comprehensive studies that evaluate both end results and the underlying processes and challenges influencing teacher change. Building upon these gaps, the study scrutinized the effectiveness of a PLD program focusing on cognitive activation, differentiation, and their interplay, utilizing Kirkpatrick's (2007) model. This model provided a detailed exploration of the program’s effectiveness across four dimensions: teachers' reactions, learning processes, behavioral improvements in teaching, and final results. This study examined eight Cypriot elementary teachers in a video-club program, and three heterogeneous case studies to deeply explore their unique learning trajectories and teaching evolutions. Drawing on a rich dataset of videotaped lessons, lesson plans, interviews, video-club sessions, and reflection cards, the study combined quantitative assessments of teachers’ teaching performance and experimentation, with qualitative evaluations of their conceptual development, behavioral changes, challenges, and reactions to the program. Teachers as a collective displayed a predominantly positive attitude toward the program (Reaction). Their teaching performance throughout the PLD program and in their final lessons yielded mixed outcomes (Behavior and Results). However, Wilcoxon signed-rank tests uncovered statistically significant differences in teacher performance across different timepoints, particularly in their maxima. The case studies revealed varied patterns of change (Learning and Behavior). Pina's case exemplified continuous improvement, focusing on the interplay of cognitive activation and differentiation. Kate's journey underscored the difficulties in sustaining consistency and quality while juggling multiple practices. Michelle's narrative illustrated how well-intentioned teacher caring can inadvertently impede student thinking. The main findings unpacked the concept of PLD effectiveness, teachers' reactions, evolving understanding, behavioral changes, and end results. Also, they enriched the literature on the features of effective PLD and highlighted the diverse learning and behavioral paths of teachers within PLD programs. Finally, they illuminated the affordances and limitations of Kirkpatrick’s model in evaluating teacher PLD. This study offers insightful implications for ambitious mathematics teaching through PLD, revealing the complexity of teacher change. It values holistic evaluations of PLD programs, emphasizing the effectiveness of video clubs and advocating for mixed metrics (both mean and maxima) to assess teaching performance. Also, it demonstrates the viability of merging cognitive activation with differentiation, underlining the importance of PLD features that support this integration and the need for PLD programs to cater to diverse teacher needs. These findings contribute to the discussion on PLD effectiveness in ambitious mathematics teaching and invite future research.

Η παρούσα μελέτη συνεισφέρει σε δύο σημαντικά ερευνητικά κενά. Το πρώτο αφορά τη σύζευξη της γνωστικής ενεργοποίησης και της διαφοροποίησης, οι οποίες έχουν εξεταστεί χωριστά στο παρελθόν, αλλά η αλληλεπίδρασή τους δεν έχει πλήρως εξερευνηθεί. Η συνένωση των δύο ερευνητικών ρευμάτων προτείνει ένα μοντέλο φιλόδοξης διδασκαλίας Μαθηματικών, με στόχο την ενεργή εμπλοκή όλων των μαθητών/τριών. Ενώ τέτοια διδασκαλία είναι επωφελής για τη μάθηση, παραμένει ανοιχτό το ζήτημα της υποστήριξης των εκπαιδευτικών στην αποτελεσματική εφαρμογή της. Το δεύτερο κενό σχετίζεται με την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας των προγραμμάτων Επαγγελματικής Μάθησης και Ανάπτυξης (ΕΜΑ) στην ενίσχυση της φιλόδοξης διδασκαλίας Μαθηματικών, καθώς προηγούμενες μελέτες παρουσιάζουν ανομοιογενείς ενδείξεις αποτελεσματικότητας και καλούν για πολύπλευρη αξιολόγηση των αποτελεσμάτων, των διαδικασιών και των προκλήσεων που επηρεάζουν την εκπαιδευτική αλλαγή. Η μελέτη αξιοποίησε το μοντέλο Kirkpatrick (2007) για να αξιολογήσει την αποτελεσματικότητα ενός προγράμματος ΕΜΑ που επικεντρώνεται στη γνωστική ενεργοποίηση, τη διαφοροποίηση και τη σύζευξή τους. Αυτό το μοντέλο παρείχε μια λεπτομερή εξέταση της αποτελεσματικότητας ΕΜΑ σε τέσσερα επίπεδα: αντιδράσεις, διδακτική συμπεριφορά κατά τη διάρκεια του προγράμματος, μάθησή γύρω από τους άξονες, καθώς και διδακτική απόδοσή των εκπαιδευτικών στο τελευταίο τους μάθημα. Η μελέτη εστίασε σε μια ομάδα οκτώ Κύπριων εκπαιδευτικών Δημοτικής Εκπαίδευσης που συμμετείχαν σε μία Λέσχη Ανάλυσης Οπτικογραφημένων Διδασκαλιών (ΛΑΟΔ) και στη συνέχεια, σε τρεις ετερογενείς μελέτες περίπτωσης για πιο εμβριθή ανάλυση των διαφορετικών διαδρομών μάθησης και διδακτική αλλαγής. Αξιοποιώντας οπτικογραφημένα μαθήματα, σχέδια μαθημάτων, συνεντεύξεις, οπτικογραφημένες ΛΑΟΔ και κάρτες αναστοχασμού, συνδυάστηκαν ποσοτικές μέθοδοι για τη μελέτη της διδακτικής απόδοσης και του πειραματισμού των εκπαιδευτικών, με ποιοτικές μεθόδους για τη μελέτη της κατανόησης τους γύρω από τους άξονες, των αλλαγών στη διδασκαλία τους, των προκλήσεων και της στάσης τους απέναντι στο πρόγραμμα. Συνολικά, οι εκπαιδευτικοί έδειξαν κυρίως θετική στάση. Η απόδοση τους καθ' όλη τη διάρκεια και στο τέλος του προγράμματος ΕΜΑ έδωσε μικτά αποτελέσματα. Ωστόσο, το Wilcoxon signed-rank test εντόπισε στατιστικά σημαντικές διαφορές στην απόδοσή τους σε διάφορα χρονικά σημεία του προγράμματος, ιδίως στις μέγιστες αποδόσεις τους. Οι μελέτες περίπτωσης αποκάλυψαν διαφορετικά μοτίβα αλλαγής. Η Πίνα χαρακτηρίζεται από συνεχή βελτίωση, με έμφαση στη σύζευξη των αξόνων. Η Κέιτ υπογραμμίζει τις δυσκολίες στη διατήρηση συνέπειας και ποιότητας κατά την ενασχόληση με πολλαπλές πρακτικές. Η Μισέλ αναδεικνύει πώς η καλοπροαίρετη υποστήριξη του/της εκπαιδευτικού μπορεί να παρεμποδίσει τη σκέψη των μαθητών/τριών. Τα κύρια ευρήματα αποσυνθέτουν την έννοια της αποτελεσματικότητας της ΕΜΑ, η οποία αποτελεί ένα συνονθύλευμα επιπέδων αξιολόγησης. Επίσης, εμπλουτίζουν τη βιβλιογραφία σχετικά με τα χαρακτηριστικά της αποτελεσματικής ΕΜΑ και τονίζουν τις διαφορετικές διαδρομές αλλαγής των εκπαιδευτικών. Τέλος, φωτίζουν τα πλεονεκτήματα και τα όρια του μοντέλου Kirkpatrick στην αξιολόγηση της ΕΜΑ. Τα ευρήματα έχουν σημαντικές προεκτάσεις για τη φιλόδοξη διδασκαλία Μαθηματικών μέσω της ΕΜΑ, αποκαλύπτοντας την πολυπλοκότητα της αλλαγής των εκπαιδευτικών. Αναδεικνύουν τις ολιστικές αξιολογήσεις των προγραμμάτων ΕΜΑ, τονίζοντας την αποτελεσματικότητα των ΛΑΟΔ και υποστηρίζοντας τη χρήση πολλαπλών μεθόδων μέτρησης (π.χ. μέσους όρους και μέγιστα). Επίσης, εμπλουτίζουν τα χαρακτηριστικά αποτελεσματικής ΕΜΑ και την ανάγκη για προγράμματα που να ανταποκρίνονται στις διαφορετικές ανάγκες των εκπαιδευτικών. Αυτά τα ευρήματα συμβάλλουν στη συζήτηση για την αποτελεσματικότητα της ΕΜΑ και προσκαλούν σε περαιτέρω έρευνα.