Effects of using manipulative materials to teach remedial algebra to community college students on achievement and attitudes towards mathematics

This dissertation derived hypotheses from the theories of Piaget, Bruner and Dienes regarding the effects of using Algebra Tiles and other manipulative materials to teach remedial algebra to community college students. The dependent variables measured were achievement and attitude towards mathematics. The Piagetian cognitive level of the students in the study was measured and used as a concomitant factor in the study.^ The population for the study was comprised of remedial algebra students at a large urban community college. The sample for the study consisted of 253 students enrolled in 10 sections of remedial algebra at three of the six campuses of the college. Pretests included administration of an achievement pre-measure, Aiken's Mathematics Attitude Inventory (MAI), and the Group Assessment of Logical Thinking (GALT). Posttest measures included a course final exam and a second administration of the MAI.^ The results of the GALT test revealed that 161 students (63.6%) were concrete operational, 65 (25.7%) were transitional, and 27 (10.7%) were formal operational. For the purpose of analyzing the data, the transitional and formal operational students were grouped together.^ Univariate factorial analyses of covariance ($\alpha$ =.05) were performed on the posttest of achievement (covariate = achievement pretest) and the MAI posttest (covariate = MAI pretest). The factors used in the analysis were method of teaching (manipulative vs. traditional) and cognitive level (concrete operational vs. transitional/formal operational).^ The analyses for achievement revealed a significant difference in favor of the manipulatives groups in the computations by campus. Significant differences were not noted in the analysis by individual instructors.^ The results for attitude towards mathematics showed a significant difference in favor of the manipulatives groups for the college-wide analysis and for one campus. The analysis by individual instructor was not significant. In addition, the college-wide analysis was significant in favor of the transitional/formal operational stage of cognitive development. However, support for this conclusion was not obtained in the analyses by campus or individual instructor. ^

Causal attributions for success or failure by passing and failing students in College Algebra

Success in mathematics has been identified as a predictor of baccalaureate degree completion. Within the coursework of college mathematics, College Algebra has been identified as a high-risk course due to its low success rates. ^ Research in the field of attribution theory and academic achievement suggests a relationship between a student's attributional style and achievement. Theorists and researchers contend that attributions influence individual reactions to success and failure. They also report that individuals use attributions to explain and justify their performance. Studies in mathematics education identify attribution theory as the theoretical orientation most suited to explain academic performance in mathematics. This study focused on the relationship among a high risk course, low success rates, and attribution by examining the difference in the attributions passing and failing students gave for their performance in College Algebra. ^ The methods for the study included a pilot administration of the Causal Dimension Scale (CDSII) which was used to conduct reliability and principal component analyses. Then, students (n = 410) self-reported their performance on an in-class test and attributed their performance along the dimensions of locus of causality, stability, personal controllability, and external controllability. They also provided open-ended attribution statements to explain the cause of their performance. The quantitative data compared the passing and failing groups and their attributions for performance on a test using One-Way ANOVA and Pearson chi square procedures. The open-ended attribution statements were coded in relation to ability, effort, task difficulty, and luck and compared using a Pearson chi square procedure. ^ The results of the quantitative data comparing passing and failing groups and their attributions along the dimensions measured by the CDSII indicated statistical significance in locus of causality, stability, and personal controllability. The results comparing the open-ended attribution statements indicated statistical significance in the categories of effort and task difficulty. ^

Algebra I and other predictors of high school dropout

This study investigated the relation of several predictors to high school dropout. The data, composed of records from a cohort of students ( N = 10,100) who entered ninth grade in 2001, were analyzed via logistic regression. The predictor variables were: (a) Algebra I grade, (b) Florida Comprehensive Assessment Test (FCAT) level, (c) language proficiency, (d) gender, (e) race/ethnicity, (f) Exceptional Student Education program membership, and (g) socio-economic status. The criterion was graduation status: graduated or dropped out. Algebra I grades were an important predictor of whether students drop out or graduate; students who failed this course were 4.1 times more likely to drop out than those who passed the course. Other significant predictors of high school dropout were language proficiency, Florida Comprehensive Assessment Test (FCAT) level, gender, and socio-economic status. The main focus of the study was on Algebra I as a predictor, but the study was not designed to discover the specific factors related to or underlying success in this course. Nevertheless, because Algebra I may be considered an important prerequisite for other major facets of the curriculum and because of its high relationship to high school dropout, a recommendation emerging from these findings is that districts address the issue of preventing failure in this course. Adequate support mechanisms for improving retention include addressing the students' readiness for enrolling in mathematics courses as well as curriculum improvements that enhance student readiness through such processes as remediation. Assuring that mathematics instruction is monitored and improved and that remedial programs are in place to facilitate content learning in all subjects for all students, but especially for those having limited English proficiency, are critical educational responsibilities.

Self-Identified Capabilities and Experiences with Mathematics of Adults Who Have Taken a Developmental Algebra Course

Some were born to do math, some persevered past fearful environments, while others withdrew. In this qualitative study, adults describe life with algebra and the meaning they sought. For all, pedagogy was critical, either positively or negatively; and all found salvation in intervention.

A retrospective-longitudinal examination of the relationship between apportionment of seat time in community-college algebra courses and student academic performance

During the past decade, there has been a dramatic increase by postsecondary institutions in providing academic programs and course offerings in a multitude of formats and venues (Biemiller, 2009; Kucsera & Zimmaro, 2010; Lang, 2009; Mangan, 2008). Strategies pertaining to reapportionment of course-delivery seat time have been a major facet of these institutional initiatives; most notably, within many open-door 2-year colleges. Often, these enrollment-management decisions are driven by the desire to increase market-share, optimize the usage of finite facility capacity, and contain costs, especially during these economically turbulent times. So, while enrollments have surged to the point where nearly one in three 18-to-24 year-old U.S. undergraduates are community college students (Pew Research Center, 2009), graduation rates, on average, still remain distressingly low (Complete College America, 2011). Among the learning-theory constructs related to seat-time reapportionment efforts is the cognitive phenomenon commonly referred to as the spacing effect, the degree to which learning is enhanced by a series of shorter, separated sessions as opposed to fewer, more massed episodes. This ex post facto study explored whether seat time in a postsecondary developmental-level algebra course is significantly related to: course success; course-enrollment persistence; and, longitudinally, the time to successfully complete a general-education-level mathematics course. Hierarchical logistic regression and discrete-time survival analysis were used to perform a multi-level, multivariable analysis of a student cohort (N = 3,284) enrolled at a large, multi-campus, urban community college. The subjects were retrospectively tracked over a 2-year longitudinal period. The study found that students in long seat-time classes tended to withdraw earlier and more often than did their peers in short seat-time classes (p < .05). Additionally, a model comprised of nine statistically significant covariates (all with p-values less than .01) was constructed. However, no longitudinal seat-time group differences were detected nor was there sufficient statistical evidence to conclude that seat time was predictive of developmental-level course success. A principal aim of this study was to demonstrate—to educational leaders, researchers, and institutional-research/business-intelligence professionals—the advantages and computational practicability of survival analysis, an underused but more powerful way to investigate changes in students over time.

Effects of worked examples and algebra problem -solving skill on error and cognitive load

This study determined the levels of algebra problem solving skill at which worked examples promoted learning of further problem solving skill and reduction of cognitive load in college developmental algebra students. Problem solving skill was objectively measured as error production; cognitive load was subjectively measured as perceived mental effort. ^ Sixty-three Ss were pretested, received homework of worked examples or mass problem solving, and posttested. Univarate ANCOVA (covariate = previous grade) were performed on the practice and posttest data. The factors used in the analysis were practice strategy (worked examples vs. mass problem solving) and algebra problem solving skill (low vs. moderate vs. high). Students in the practice phase who studied worked examples exhibited (a) fewer errors and reduced cognitive load, at moderate skill; (b) neither fewer errors nor reduced cognitive load, at low skill; and (c) only reduced cognitive load, at high skill. In the posttest, only cognitive load was reduced. ^ The results suggested that worked examples be emphasized for developmental students with moderate problem solving skill. Areas for further research were discussed. ^

The Inner Corona Algebra of a C0(X)-Algebra

Date of Acceptance: 15/07/2015

The Inner Corona Algebra of a C0(X)-Algebra

Date of Acceptance: 15/07/2015

Investigation du débit sanguin choroïdien dans la dégénérescence maculaire liée à l'âge

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Investigation du débit sanguin choroïdien dans la dégénérescence maculaire liée à l'âge

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mécanismes psychophysiques et neuronaux de la compensation dynamique de multiples champs de force : facilitation et anticipation liée à des indices de couleur

Dans cette thèse, nous abordons le contrôle moteur du mouvement du coude à travers deux approches expérimentales : une première étude psychophysique a été effectuée chez les sujets humains, et une seconde implique des enregistrements neurophysiologiques chez le singe. Nous avons recensé plusieurs aspects non résolus jusqu’à présent dans l’apprentissage moteur, particulièrement concernant l’interférence survenant lors de l’adaptation à deux ou plusieurs champs de force anti-corrélés. Nous avons conçu un paradigme où des stimuli de couleur aident les sujets à prédire la nature du champ de force externe actuel avant qu’ils ne l’expérimentent physiquement durant des mouvements d’atteinte. Ces connaissances contextuelles faciliteraient l’adaptation à des champs de forces en diminuant l’interférence. Selon le modèle computationnel de l’apprentissage moteur MOSAIC (MOdular Selection And Identification model for Control), les stimuli de couleur aident les sujets à former « un modèle interne » de chaque champ de forces, à s’en rappeler et à faire la transition entre deux champs de force différents, sans interférence. Dans l’expérience psychophysique, quatre groupes de sujets humains ont exécuté des mouvements de flexion/extension du coude contre deux champs de forces. Chaque force visqueuse était associée à une couleur de l’écran de l’ordinateur et les deux forces étaient anti-corrélées : une force résistante (Vr) a été associée à la couleur rouge de l’écran et l’autre, assistante (Va), à la couleur verte de l’écran. Les deux premiers groupes de sujets étaient des groupes témoins : la couleur de l’écran changeait à chaque bloc de 4 essais, tandis que le champ de force ne changeait pas. Les sujets du groupe témoin Va ne rencontraient que la force assistante Va et les sujets du groupe témoin Vr performaient leurs mouvements uniquement contre une force résistante Vr. Ainsi, dans ces deux groupes témoins, les stimuli de couleur n’étaient pas pertinents pour adapter le mouvement et les sujets ne s’adaptaient qu’à une seule force (Va ou Vr). Dans les deux groupes expérimentaux, cependant, les sujets expérimentaient deux champs de forces différents dans les différents blocs d’essais (4 par bloc), associés à ces couleurs. Dans le premier groupe expérimental (groupe « indice certain », IC), la relation entre le champ de force et le stimulus (couleur de l’écran) était constante. La couleur rouge signalait toujours la force Vr tandis que la force Va était signalée par la couleur verte. L’adaptation aux deux forces anti-corrélées pour le groupe IC s’est avérée significative au cours des 10 jours d’entraînement et leurs mouvements étaient presque aussi bien ajustés que ceux des deux groupes témoins qui n’avaient expérimenté qu’une seule des deux forces. De plus, les sujets du groupe IC ont rapidement démontré des changements adaptatifs prédictifs dans leurs sorties motrices à chaque changement de couleur de l’écran, et ceci même durant leur première journée d’entraînement. Ceci démontre qu’ils pouvaient utiliser les stimuli de couleur afin de se rappeler de la commande motrice adéquate. Dans le deuxième groupe expérimental, la couleur de l’écran changeait régulièrement de vert à rouge à chaque transition de blocs d’essais, mais le changement des champs de forces était randomisé par rapport aux changements de couleur (groupe « indice-incertain », II). Ces sujets ont pris plus de temps à s’adapter aux champs de forces que les 3 autres groupes et ne pouvaient pas utiliser les stimuli de couleurs, qui n’étaient pas fiables puisque non systématiquement reliés aux champs de forces, pour faire des changements prédictifs dans leurs sorties motrices. Toutefois, tous les sujets de ce groupe ont développé une stratégie ingénieuse leur permettant d’émettre une réponse motrice « par défaut » afin de palper ou de sentir le type de la force qu’ils allaient rencontrer dans le premier essai de chaque bloc, à chaque changement de couleur. En effet, ils utilisaient la rétroaction proprioceptive liée à la nature du champ de force afin de prédire la sortie motrice appropriée pour les essais qui suivent, jusqu’au prochain changement de couleur d’écran qui signifiait la possibilité de changement de force. Cette stratégie était efficace puisque la force demeurait la même dans chaque bloc, pendant lequel la couleur de l’écran restait inchangée. Cette étude a démontré que les sujets du groupe II étaient capables d’utiliser les stimuli de couleur pour extraire des informations implicites et explicites nécessaires à la réalisation des mouvements, et qu’ils pouvaient utiliser ces informations pour diminuer l’interférence lors de l’adaptation aux forces anti-corrélées. Les résultats de cette première étude nous ont encouragés à étudier les mécanismes permettant aux sujets de se rappeler d’habiletés motrices multiples jumelées à des stimuli contextuels de couleur. Dans le cadre de notre deuxième étude, nos expériences ont été effectuées au niveau neuronal chez le singe. Notre but était alors d’élucider à quel point les neurones du cortex moteur primaire (M1) peuvent contribuer à la compensation d’un large éventail de différentes forces externes durant un mouvement de flexion/extension du coude. Par cette étude, nous avons testé l’hypothèse liée au modèle MOSAIC, selon laquelle il existe plusieurs modules contrôleurs dans le cervelet qui peuvent prédire chaque contexte et produire un signal de sortie motrice approprié pour un nombre restreint de conditions. Selon ce modèle, les neurones de M1 recevraient des entrées de la part de plusieurs contrôleurs cérébelleux spécialisés et montreraient ensuite une modulation appropriée de la réponse pour une large variété de conditions. Nous avons entraîné deux singes à adapter leurs mouvements de flexion/extension du coude dans le cadre de 5 champs de force différents : un champ nul ne présentant aucune perturbation, deux forces visqueuses anti-corrélées (assistante et résistante) qui dépendaient de la vitesse du mouvement et qui ressemblaient à celles utilisées dans notre étude psychophysique chez l’homme, une force élastique résistante qui dépendait de la position de l’articulation du coude et, finalement, un champ viscoélastique comportant une sommation linéaire de la force élastique et de la force visqueuse. Chaque champ de force était couplé à une couleur d’écran de l’ordinateur, donc nous avions un total de 5 couleurs différentes associées chacune à un champ de force (relation fixe). Les singes étaient bien adaptés aux 5 conditions de champs de forces et utilisaient les stimuli contextuels de couleur pour se rappeler de la sortie motrice appropriée au contexte de forces associé à chaque couleur, prédisant ainsi leur sortie motrice avant de sentir les effets du champ de force. Les enregistrements d’EMG ont permis d’éliminer la possibilité de co-contractions sous-tendant ces adaptations, étant donné que le patron des EMG était approprié pour compenser chaque condition de champ de force. En parallèle, les neurones de M1 ont montré des changements systématiques dans leurs activités, sur le plan unitaire et populationnel, dans chaque condition de champ de force, signalant les changements requis dans la direction, l’amplitude et le décours temporel de la sortie de force musculaire nécessaire pour compenser les 5 conditions de champs de force. Les changements dans le patron de réponse pour chaque champ de force étaient assez cohérents entre les divers neurones de M1, ce qui suggère que la plupart des neurones de M1 contribuent à la compensation de toutes les conditions de champs de force, conformément aux prédictions du modèle MOSAIC. Aussi, cette modulation de l’activité neuronale ne supporte pas l’hypothèse d’une organisation fortement modulaire de M1.

Begreppens roll vid inlärning av algebra : En litteraturstudie om den roll begrepp och begreppsförmåga spelar vid inlärning av algebra för elever i årskurs 4-6

Svenska elever har presterat dåligt i internationella undersökningar en längre tid när det gäller algebraområdet i matematik. Elevernas begreppsförståelse har pekats ut som en faktor som spelar in i de dåliga resultaten för svenska elever del. Syftet med denna studie har därför varit att ta reda på den roll som begrepp och begreppsförmåga spelar vid inlärning av algebra samt vilken begreppsförståelse elever i årskurs 4-6 har. Genom en systematisk litteraturstudie har frågeställningarna besvarats. Resultaten visar att brister i begreppsförståelse i algebra också leder till brister i kunskap i algebra. Undervisning med fokus på begrepp leder till bättre förståelse för begrepp samtidigt som det även leder till procedurell kunskap. Elever i årskurs 4-6 kan hantera variabler och använda dem i matematiska uttryck. Fördelar med en tidig introduktion av variabelbegreppet är att elever bygger en bättre förståelse för begreppet.