The effects of the equality parameter on mathematics students’ performance. A comparative analysis of Peer Education interventions in teaching-learning of linear and quadratic functions.

La dissertazione investiga metodologie di Peer Education per l’insegnamento-apprendimento della matematica per la scuola secondaria superiore. Le metodologie di Peer Education pongono al centro dell’azione didattica gli allievi attraverso la suddivisione della classe in gruppi. È stata effettuata una comparazione tra tre strutture interattive (peer tutoring, cooperative learning e peer collaboration) rispetto all’insegnamento di due unità didattiche: funzioni lineari e quadratiche. L’applicazione di queste modalità passa attraverso l’analisi e la valutazione di tre strutture (task, goal and reward) e due parametri (equality and mutuality). L’obiettivo consiste nell’analisi dei possibili effetti derivanti dall’uso di una specifica modalità di interazione tra pari (equality) sul rendimento degli studenti in un determinato dominio matematico, cercando di minimizzare l’influenza delle restanti variabili e considerandone alcune come covariabili (mutuality) e altre come costanti (le tre strutture sopracitate). Fissati gli obiettivi di apprendimento, le attività didattiche e i metodi valutativi, si è proceduto al raffronto tra le tre metodologie osservando da un lato l’atteggiamento adottato dagli studenti durante i lavori di gruppo e le loro interazioni sociali; dall’altro, analizzando il loro rendimento disciplinare al termine dell’esperienza. I risultati mostrano come la metodologia più efficace sia la peer tutoring, seppur nel caso delle funzioni lineari non vi siano delle differenze significative con le altre due metodologie. Inoltre, l’osservazione degli atteggiamenti socio-relazionali manifestatisi durante le sperimentazioni ha mostrato come vi possano essere alcune condotte caratterizzanti ciascuno dei tre approcci. Il primo capitolo si apre con l’analisi della situazione scolastica italiana in merito alla diffusione di queste pratiche didattiche nella scuola secondaria superiore. Tale prospetto risulta fondamentale per inquadrare l’ambiente scolastico italiano rispetto al panorama internazionale. Viene poi richiamata la definizione di Peer Education nelle sue diverse accezioni, delineando gli aspetti salienti del quadro teorico basato sulla teoria dell’interdipendenza sociale e sulle teorie costruttiviste dello sviluppo e dell’apprendimento. In seguito si tracciano le tre metodologie sopracitate e una loro comparazione teorica costruita a partire dalla definizione dei parametri di equality e mutuality. Infine si illustrano alcuni dei risultati sperimentali più rilevanti emersi dalle ultime ricerche sul tema e gli obiettivi di ricerca oggetto di questo studio. Nel secondo capitolo si descrive la metodologia di ricerca utilizzata per dare risposta alle sopracitate questioni. Partendo dall’esposizione dell’impianto investigativo, dei partecipanti coinvolti e delle procedure di lavoro adottate, si passa all’illustrazione delle tre strutture pensate per la ricerca e caratterizzanti tutte le modalità cooperative. Segue la spiegazione dei criteri di formazione dei gruppi e la descrizione dello schema adottato per l’osservazione del parametro mutuality. Infine si delineano gli strumenti di indagine utilizzati per l’analisi dei risultati di apprendimento prima e dopo la sperimentazione e l’organizzazione dei questionari di valutazione dell’esperienza. Il terzo capitolo contiene i risultati emersi dai test statistici utilizzati per l’osservazione dell’effetto del parametro equality sulle performance di apprendimento e per l’analisi delle risposte degli studenti ai questionari di valutazione sull’esperienza. Nel quarto capitolo si procede all’interpretazione psicopedagogica dei risultati ottenuti e all’analisi dell’intera esperienza sia dal punto di vista didattico che socio-relazionale. Nella discussione finale si inseriscono i risultati all’interno del quadro investigativo attuale e si formulano nuove ipotesi di lavoro in vista di possibili ricerche future.

This dissertation investigates the application of peer education methodologies in teaching-learning of mathematics in upper secondary school. Peer education methodologies focus on students’ learning through the subdivision of the class in working groups. A comparison among three different interactive structures (peer tutoring, cooperative learning, peer collaboration) against the teaching of two specific didactic units (linear and quadratic functions) has been made in this work. The application of each methodology implies the analysis and the assessment of three structures (task, goal, reward) and two parameters (equality and mutuality). The main objective is to analyse the possible effects caused by the use of a specific interaction procedure among peers (equality) on the students’ performance in a specific mathematical domain (linear and quadratic functions), while trying to minimise the influence of the remaining variables by considering some of these as covariables (mutuality) and some others as constant (the three structures). After specifying the learning objectives, the teaching activities to be used and the assessment methods, the comparison among the three methodologies has been carried out following two directions: the observation of the students’ behaviour during the group work and their social interactions and the analysis of the students’ disciplinary performance at the end of the experience. The results identified show how peer tutoring is, in both cases, the most efficient methodology, although there are no significant differences between this and the other two methodologies, relatively to linear functions case. Furthermore, the observation of the socio-relational aspects occurring during the experiments showed that some specific behaviour characterises each of the three approaches. The 1st chapter begins with the analysis of the current level of employment of these methods among upper secondary school teachers in Italy. This overview is fundamental to contextualise the school environment considered against the international one. The definition of peer education is then re-called, specifying the different meanings given to this term by showing its main characteristics. The theoretical framework is mainly based on the social interdependence theory and on the constructivist theories on learning and development. Then, the three methodologies above mentioned are illustrated along with a theoretical comparison among them. Finally, the research objectives and some of the most important experimental results from the latest related research are shown. In chapter 2 the investigation structure, the participants involved and the working procedures employed are introduced. The three structures characterising all cooperative methods and specifically designed for this research are duly illustrated. The explanation of the criteria for group forming and the description of the scheme used for the observation of the mutuality parameter follows. Finally, the research tools used for the analysis of the results on learning along with the organisation of the questionnaires for the evaluation of the experience are shown. In chapter 3 there is a description of the statistical tests used for the observation of the effect of equality parameter on the learning results and for the analysis of the answers given by students on the questionnaires. The objective results deriving from these tests are then presented, specifying the grade of significance of each analysis. In chapter 4 a psycho-pedagogic interpretation of the results obtained and the analysis of the entire experience, both from the didactic and from the socio-relational point of view, is given. In the final discussion the results are seen within the broader context of the current investigative framework and new hypotheses are formulated considering possible future research.