Utveckla matematisk förståelse och kreativa resonemang med innovativt datorspel

Transkript

1 UDDEVALLA KOMMUN Utveckla matematisk förståelse och kreativa resonemang med innovativt datorspel Lena Pareto forskare, spelutvecklare, Högskolan Väst Ylva Dahl, skolutvecklare, pedagog Forshällaskolan 1

2 Idé: matematik i ny förklädnad koncept: positiva tal negativa tal decimal systemet addition subtraktion multiplikation division beräkningar språk: 5 4= 3+16= = 12 4= 832 Mikrovärld Rutiga Familjen 2

3 Rutiga Familjen en mikrovärld Grafisk modell nytt matematiskt språk (färgade rutor, lägga till och ta bort rutor, packa och packa upp lådor förklarar modellen Sagor introducerar spelen använder modellen Spel Lena Pareto, KLA100,

4 Rutiga Familjen en mikrovärld Grafisk modell Sagor ger intuition till direkt översättning regler inbyggda Spel tränar aspekter av aritmetik Lena Pareto, KLA100,

5 Leka till matematisk förståelse introduktions- och inspirationsfilmer Lena Pareto, KLA100, 2009-

6 Utgångspunkt elever med inlärningssvårigheter Misconception counting Bristande talförståelse Ok symbol ???? tre storhet ord Lena Pareto, KLA100,

7 Talförståelse varför svårt? symbol 3 tre Behöver alla tre representationerna och kunna översätta emellan för att utföra aritmetik uppgifter storhet ord Lena Pareto, KLA100,

8 Mer svårigheter generell regel x+y = y+x generalisera till regel från exempel exempel 3+5 = 5+3 exempel = Elever med inlärningssvårigheter har mycket svårt att abstrahera/generalisera utifrån egna erfarenheter. Lena Pareto, KLA100,

9 Syfte: förstå koncept och upptäcka samband X (-Y) = X + Y X Y = Y X X/1 = X 9

10 Lägga till och ta bort röda rutor 10

11 Lägga till och ta bort blå rutor 11

12 Lägga till röda rutor = ta bort blå rutor 12

13 Lägga till röda rutor = ta bort blå rutor X + Y = X (-Y) 13

14 Bygga fyrkanter Är det lika många rutor nu? X Y = Y X 14

15 strategi, prata, välja Lena Pareto, KLA100, 2009-

16 resonera, reflektera Lena Pareto, KLA100, 2009-

17 Den grafiska modellen Positivt tal Plusvärlden (lekgården) nollinjen Minusvärlden (fantasivärld) Negativt tal Lena Pareto, KLA100,

18 Grafisk modell - decimalsystemet positiva tal över nollinjen 243 nollinjen -243 Lena Pareto, KLA100, negativa tal under nollinjen

19 Grafiska tal Grafisk Symbol 446 Liknande egenskaper: samma struktur siffrans position viktig likheten mellan 4orna Grafisk: annan vy?? ändra vy Storhet Liknande egenskaper: kan räkna rutor kan se siffrans storhet kan se talets storhet ord Lena Pareto, KLA100,

20 Grafisk modell - operationer addition är att lägga till rutor till spelbrädet subtraktion är att ta bort rutor från spelbrädet multiplikation är upprepad addition division är upprepad subtraktion som går jämt upp Lena Pareto, KLA100,

21 Exempel spel = spelar plus = spelar minus plus-kort minus-kort ifyllda rutor tomma rutor Lena Pareto, KLA100,

22 Nuvarande forskningsprojekt: Talking and Seeing Math in Games Stanford Lärande agenter Högskolan Väst Rutiga Familjen Liknande mål: inre motivation förståelse meta kognition Rutiga Familjen med lärande agenter WGLN-finansierat samarbete: Lena Pareto, KLA100,

23 Fortsättning WGLN-projket: Talking and Seeing Math in Games Högskolan Väst, Thn Forshälla + Udd skolor Stanford, CA, USA PC hembaserad intressestyrd Hawes Elementary School Digitala whiteboard användning i ordinarie undervisning årskurs 1,3 och 5 lärarledd integration många lärare inblandade PC i undervisning forskarstyrd integration Lund Universitet Backaskolan Lovisskolan (årskurs F-5) 23

24 Lärande Agenter grundidé Att lära ut är ett bra sätt att lära sig själv Användaren är experten, inte agenten (som i vanliga datoragenter som wizards) barnen lär upp sin agent spegla sin egen förståelse i agenten och gör den explicit och observerbar agenten blir deras lärling emotionell relation (motiverar till engagemang i agenten prestation) agenten presterar inte eleven separerar kunskapen från jaget (agenten som kan/inte kan) Lena Pareto, KLA100,

25 Lärande Agenter i Rutiga Familjen Eleverna lär en agent att spela spelet Lär ut genom guidning: Eleven visa & svara på agentens frågor Agenter observera & ställa frågor lära erkänna eller korrigera agentens val observera agentens spelande välja kort, vänta på barnets svar spela enligt sin erhållna kunskap Lena Pareto, KLA100,

26 Lära ut genom guidning Fördelar Agenten formulerar förklaringar som flervals frågor Agenten hjälper eleven att bli medveten om sitt eget handlande Hjälper eleven att ta stegen från att spela bra känna igen regler förstå regler. Agentens frågor i 4 svårighetsnivåer: 1) erkänna bra drag; 2) förklara ett bra drag (efter utfört) 3) förutse ett drags resultat innan utfört 4) som 3), men en mer detaljerad förklaring Lena Pareto, KLA100,

27 Studier runt spelet Typ av studie Plats 1 årskurser antal v spel instruktion tester place value semantik attityd annan pilot, Åre 2006 X 1 I klass/ forskardriven X Lund XX X 10 plocka ut/ forskardriven X X X X Uddevalla X X X 10 I klass/ lärardriven X X X X Göteborg Special undervisning X 4 plocka ut/ lärardriven X X X X Stanford X? plocka ut/ forskardriven X X 27

28 Resultat hittills pilot Lund Uddevalla, Göteborg Stanford I klass/ forskardriven plocka ut/ forskardriven I klass/ lärardriven plocka ut/ forskardriven Svaga eleverna verkar förbättra sig mest. Med mycket stöd förbättrar sig alla elever Igen, svaga eleverna förbättrar sig mest. Utan stöd ser vi ingen läreffekt alls Kontrollklass Math test: Control class Spelklass Math test: Game playing class change frp m pre test to p ro st test students o rdered by pre test -10 students ordered by pre test 28

29 I klass/lärardriven (special undervisning) Studie med 6 elever som fick specialundervisning i matematik, årskurs 5-7. Examensarbete: Lärsituationens komplexitet för elever som upplever svårigheter i matematik Rutiga Familjen i ny lärmiljö Vann nationellt pris för bästa IT-relaterade uppsats! 29

30 Resultat från studie Student profiles estimated level low >> high attitude self-efficacy math performance D M E L N S students trots bara 6 elever hade alla väldigt olika elevprofiler gällande attityd, självvärdering och matematikkunnande 30

31 Vår tolkning av studieresultaten om eleverna utmanar sig själva I spelet, så lär de sig mycket varierande om de utmanar sig själva fungerar bättre för äldre elever barn förstår spelet mycket bättre än vuxna strukturerade lärsituationer med uttalade utmaningar fungerar bättre mindre grupper fungerar bättre forskardrivna studier verkar fungera bättre 31

32 Vad vi gör nu Förbättrar motivationselement i spelet poängsystem, bättre feedback explicit mål struktur (nivåindelning, topplistor, ) Utforskar olika lärmodeller hur kan spelet integreras effektivt i undervisningen? Skapar lärarstöd framstegsrapporter front-of-class display Introducerar nya klasser och lärare 32

33 Veta mer om Rutiga Familjen? Finns lite information och webbaserad prototyp att titta på (kräver att java 1.6 är installered) Kontakt: 33