Ett vikingaspel Lekolar 17 maj 1999 Sammanfattning Inom kursen Användarcentrerad programutveckling på KTH var årets tema Interaktiva lärande leksaker för barn. Vår grupp inriktade sig på matematik för lågstadiebarn i skolmiljö. Vi ville skapa ett intresseväckande läromedel som stimulerade till samarbete och inlärning av områden som till exempel logik, geometri och 3D-seende. Efter både fält- och litteraturstudier enades vi kring idén om ett matteäventyrsspel där man både måste samarbeta och lösa matematiska problem för att komma vidare. Som plattform valde vi en platt pekskärm där deltagare kan interagera samtidigt. Pekskärmen skulle kunna placeras på ett bord mellan deltagarna, ungefär som ett vanligt sällskapsspel. Vi byggde flera pappersprototyper där vi provade ut olika delproblem tillsammans med lågstadiebarn. De fick sedan komma med synpunkter både på innehåll och utformning innan vi gick vidare. Inom ramen för den här kursen kom vi inte mycket längre med utvecklingen av spelet än Lekolar består av Mikael Broms (KTH-D), Maria Dahlin (GI), Fredrik Dettner (KTH-D), Mårten Edgren (KTH-D), Martin Falgén (GI), Marc Giron (KTH-F), Åsa Stridsman (KTH-D) och Niclas Wahlgren (KTH-D). Gemensam e-postadress: acpu99- lekolar@nada.kth.se. till prototypstadiet. Vi har ändå fått intrycket av att vi är på rätt spår och vår produkt har fått ett mycket positivt bemötande av både elever och lärare. Trots att arbetet har varit mycket tidskrävande, till stor del beroende på att användarna var barn, har det varit väldigt givande och stimulerande att få utveckla en produkt tillsammans med slutanvändarna. 1 Inledning I kursen Användarcentrerad programutveckling, en årlig kurs som hålls på KTH, arbetar ett antal tvärvetenskapligt sammansatta projektgrupper med att utveckla en produkt utifrån ett givet tema. Speciellt för kursen är just användarcentreringen, vilken innebär att slutanvändaren inkluderas i alla faser av en systemutveckling. Årets tema var interaktiva lärande leksaker för barn. Interaktiva lärande leksaker för barn. Vad innebär det? Hur ser en lärande leksak ut? Hur skulle jag vilja att den såg ut, och vad ska den lära ut? Det var frågor vi ställde oss innan vårt arbete började. Vår grupp, som vi sedermera döpte till Lekolar, samlades kring följande: ett fokus på matematik; begreppslära och logiskt tänkande, 1
målgruppen: lågstadiebarn, den fysiska platsen: skolmiljö och ett tekniskt önskemål: vi ville bygga vår produkts användargränssnitt med någon form av ny teknik. I arbetet har vi försökt följa Goulds och Lewis modell av utvecklingsprocessen 1. Genom studier försökte vi identifiera och definiera problemen och lära känna både lärarnas och elevernas kunskaper och förmågor. På grundval av detta designade vi och byggde en prototyp som vi har låtit barnen pröva och vara med att utveckla. Denna rapport är ett försök att beskriva vad vi gjort och hur vi tänkt i vårt arbete. 2 Pedagogik i ny skepnad Behöver dagens skola interaktiva lärande leksaker? En lärare är oersättlig eftersom att hon är en människa. Som sådan kan hon fånga upp och anpassa sig efter barnens olika behov och förutsättningar, något som dagens teknik inte på något sätt kan göra. Samtidigt är en lärare just en människa. Hon kan inte vara på flera platser samtidigt och det är i praktiken omöjligt att tillfredsställa alla barnens individuella behov på en gång. Ett bra stöd och komplement till den vanliga undervisningen har därmed en plats i dagens klassrum. Ett tänkbart scenario är att läraren lättare kan ägna sig åt de elever som behöver mest hjälp, samtidigt som de andra eleverna på egen 1 J.D. Gould och C. Lewis (1985). Designing for usability: Key principles and what designers think. I Communications of the ACM. Vol. 28, Nr 3 (sid. 300 311). hand, med hjälp av en interaktiv lärande leksak, utforskar de delar av ämnet som de själva är nyfikna på. Det går även att identifiera ett behov av ny pedagogik. Dagens samhälle är i hög och växande grad ett informationssamhälle, vilket i förlängningen innebär att den enskilda människans välstånd beror på hur väl hon lyckas tillgodogöra sig information. Vi frågar oss om detkommeratträckamedattlärasigdetsom läraren lär ut när informationsmängdens omfattning och betydelse kontinuerligt ökar. Den traditionella klassrumssituationen, där läraren står framme vid katedern inför en passivt lyssnande skara elever är redan på väg ut. Lärandet måste istället utgå från eleven själv, som tack vare sin motivation vill utforska det ämne hon själv är intresserad av. Ambjörn Naeve, projektledare för projektet Kunskapens trädgård 2, uttrycker det så här: lärarna ska inte lära eleverna något, de ska hjälpa eleverna att lära sig själva och vidare: lärarens roll måste förändras från informationsfilter till intresseväckare. Lena Engstedt, lågstadielärare på Mälarhöjdens skola, säger att det idag redan finns ett stort utbud av lärande spel. Hon tycker tyvärr att många av dem tar ett steg bakåt i utvecklingen eftersom de till sin utformning påminner om gamla tiders övningsböcker, med ett mekaniskt drillande av t.ex. räkneövningar. Vi vill därför skapa någonting där barnen tack vare sitt intresse utforskar ett ämne. Lyckas vi med det, har vi kommit en bra bit på väg. 2 Kunskapens trädgård är ett forskningsprojekt på CID, Centrum för användarorienterad IT-design, ett kompetenscentrum på KTH. Se http://cid.nada.kth.se/cid/jml.cgi/f_view.jml?lang=s 2
3 Inledande studier När vi hade bestämt oss för att inrikta oss på matematikundervisning började vi med att läsa in oss på området. Vi lånade böcker om både matematikundervisning och om pedagogik i allmänhet. Bland annat insåg vi då vikten av att låta barn leva sig in i en annan värld och på så sätt skapa en lustfylld och kravlös inlärningsmiljö. 3 Vid ett besök på Bonniers läromedelsutställning kunde vi se hur dagens undervisningsmaterial ser ut. Under de första skolåren fokuseras arbetet på att ge eleverna en god taluppfattning. Stor vikt läggs också vid att träna huvudräkning och att visa enkla och effektiva tankeformer. För tränande av logiskt tänkande och geometri fanns det bland annat övningar med olika regelbundna mönster som skulle göras färdiga. För att få idéer om andra undervisningsformer besökte vi Ambjörn Naeve och Kunskapens trädgård. Han poängterade framförallt vikten av att undervisningen bör fungera som intresseväckare och stimulera eleverna till att själva söka svar på sina frågor istället för att svar enbart serveras rakt upp och ner av lärarna. Vi tittade också på ett antal olika dataspel som till exempel Pettson och Findus, Krakels ABC och Mästerkatten. Pettson och Findus hade en övning där olika saker skulle kopplas ihop i en lång rörelsekedja som på ett bra sätt stimulerade till logiskt tänkande. I övrigt förefaller utbudet av matematikprogram på datorn vara magert. Mästerkatten är ett matematikprogram, men som de flesta andra är det väldigt enkelt och tillför inte något nytt utan 3 L. Henriksson (1992), Lära i lek och drama, Natur och kultur, Stockholm. består mest av tråkiga lucktextövningar. Vi genomförde även studiebesök på två olika lågstadieskolor, på Björknässkolan i Nacka (åk 2) och på Mälarhöjdens skola (åk 1). Detta dels för att studera undervisningen och det material som användes på de olika skolorna, och dels för att prata med lärarna och eleverna och försöka fånga upp deras tankar om matematikundervisningen där. På Björknässkolan använde de ett undervisningsmaterial som de hade tagit fram helt själva på skolan. Eleverna hade således ingen vanlig mattebok att räkna i, utan följde ett schema med olika övningar som de gick och hämtade själva ur en pärm i klassrummet och jobbade med i sin egen takt. Övningarna var rätt blandade och det ingick även en del mattespel som de spelade två och två. Ylva Öhman, lärare i klassen, tyckte att materialet fungerade bra, men saknade områden som till exempel logik, geometri och avbildningsövningar. Dessutom skulle hon gärna vilja få in mer intressanta övningar på datorn som morot för barnen. På båda skolorna tyckte lärarna också att det vore bra att få in fler samarbetsövningar i undervisningen. Vi frågade också barnen om datorer och datorspel. Om man skulle göra ett datorspel där man skulle lära sig matematik tyckte de flesta att de vore roligast med någon form av äventyrsspel där man ställdes inför lite olika matematiska problem under tiden. De tyckte också att det var roligast att sitta två och två framför datorn och spela tillsammans. För att vi inom gruppen skulle kunna få del av allas erfarenheter från de olika studierna utnyttjade vi vår webbplats 4 flitigt för informationsutbyte. Vi lade kontinuerligt upp små rapporter från de olika besök vi gjorde och korta 4 Se http://www.nada.kth.se/projects/acpu99/lekolar/ 3
sammanfattningar från den litteratur vi läste så att informationen kom alla till del. Detta var till stor hjälp då alla projektdeltagarna sällan kunde träffas samtidigt. 4 Grundidén Efter våra inledande studier och framförallt besöken ute på skolorna var vi överens om att vi skulle utveckla någon form av mattespel i äventyrsmiljö. Spelet skulle bestå av ett ramäventyr och ett antal mindre delproblem i form av matematikuppgifter som var tvungna att lösas för att man ska kunna komma vidare. För att lösa problemen skulle det krävas både mattekunskaper och samarbete. De områden av matematiken vi ville rikta in oss på var områden som normalt inte ges något större utrymme i dagens undervisningsmaterial. Delproblemen skulle således ta upp dessa och uppmuntra barnen till logiska resonemang och abstrakt tänkande. 5 Plattformen Vårt mål var att spelet skulle kunna spelas av flera deltagare samtidigt på ett sätt som stimulerade till samarbete. Vi funderade på olika tekniska lösningar för interagerande och kom fram till att en pekskärm var den bästa lösningen. Vi valde pekskärm (figur 1) som interaktionssätt av flera anledningar. Tangentbord och mus kändes inte som en bra lösning eftersom man då skulle behöva ansluta flera tangentbord och möss samtidigt för att alla verkligen skulle kunna agera samtidigt och det skulle kunna bli komplicerat. På en pekskärm kan däremot f- lera användare utan svårighet peka samtidigt. Figur 1: Plattformen en liggande platt pekskärm. Tekniskt sett bedömde vi det inte som svårt att lösa och det borde vara intuitivt och lätt för användaren att förstå hur skärmen fungerar. Vi kom också fram till att skärmen skulle vara tunn och kunna placeras liggande på ett bord mellan barnen, ungefär som en spelplan i ett vanligt sällskapsspel. Enheten skulle på så sätt vara lätt att hantera och flytta runt i klassrummet och lätt att samlas kring. En nackdel med en liggande skärm skulle kunna vara att användarna får olika perspektiv på det de ser, men med vanliga sällskapsspel är detta inget problem och det skulle inte behöva bli det här heller. Under våra besök ute på skolorna kom vi fram till att antalet spelare nog inte borde vara fler än fyra. Det vore även bra om man kunde spela både en, två och tre personer. Detta ledde till en spelplan med fyra hörn, ett för varje spelare. I dessa hörn tänkte vi oss att de olika 4
spelarna skulle ha olika verktyg, knappar eller saker som de kunde delta i spelet med. En fördel med den här typen av hårdvara var att den skulle kunna bli anpassningsbar till många olika nivåer och användbar för olika skolämnen. Vi valde dock att koncentrera oss på matematik på lågstadienivå. möblera ett vikingahus. Utifrån en interiörbild ritad med djup skulle barnen placera ut olika möbler och föremål i en platt modell av huset där allting sågs uppifrån. 6 Prototypen För att tillsammans med barnen kunna pröva våra funderingar behövde vi en prototyp. Dels ville vi pröva själva plattformen och interaktionssättet, dels ville vi prova en variant av äventyr och ett antal olika typer av matematikproblem. Som övergripande tema för spelet valde vi vikingar. Äventyret skulle utspela sig i en vikingaby och på en resa med ett vikingaskepp. Detta hoppades vi skulle intressera barnen och väcka deras nyfikenhet. Vi tog fram tre olika pappersprototyper på olika matematiska delproblem i spelet som vi ville testa. Vi valde att kalla delprototyperna för 3D-seendet, Mönsteruppgiften och Tankekedjan. Figur 3: Delprototypen Mönsteruppgiften. I Mönsteruppgiften (figur 3) övades logiskt tänkande och geometri. Här i form av att man skulle se regelbundenheter och symmetrier i ett halvfärdigt mönster som barnen tillsammans skulle bygga färdigt. Figur 4: Delprototypen Tankekedjan. Figur 2: Delprototypen 3D-seendet. I första delprototypen (figur 2) övades 3Dseendet genom att barnen skulle hjälpa till att I sista uppgiften, Tankekedjan (figur 4), övades logiskt tänkande i form av att ett antal olika saker skulle placeras i en viss ordning för att resultatet skulle bli det önskade. I det här fallet skulle man segla iväg med en vikingabåt och för att kunna göra det måste seglet hissas, ankaret vindas upp och Tor fås att börja blåsa 5
tack vare att en runsten rests med hjälp av en planka som hävstång, bland annat. Gemensamt för alla övningarna var att de skulle stimulera till samarbete och diskussion mellan barnen tack vare att alla barnen fick olika delar som skulle placeras ut på den gemensamma spelplanen. De skulle vara tvungna att komma överens om en gemensam lösning för att komma vidare. Uppgifterna knöts samman av en vikingaberättelse där ett antal vikingabarn skulle ge sig ut på en seglats med ett vikingaskepp. För att få låna ett skepp var de tvungna att hjälpa hövdingen att ställa i ordning möblerna i hans hus efter en fest (3D-seendet). De behövde även göra ett antal förberedelser, bland annat dekorera ett segel (Mönsteruppgiften) och till sist få båten att segla iväg (Tankekedjan). 7 Utprovning För utprovning och fortsatt utveckling vände vi oss till klass 1a i Mälarhöjdens skola. Den halva av klassen som deltog bestod av 14 sjuåringar varav 5 var killar. Barnen delades in i fyra grupper med mellan två till fyra barn. Grupperna hade varierande könsfördelning. Vi ville ta reda på ett antal saker: Kommer interaktionssättet, med pekskärm, att fungera? Förstår barnen vad uppgifterna går ut på? Vad tycker barnen om våra delprototyper? Är de roliga? Hur väl fungerar samarbetet? Lär barnen av varandra? Hur kan man förändra vårt spel så det blir bättre? Ett stationssystem utarbetades så att alla grupper i tur och ordning fick pröva våra tre prototyper. På den fjärde stationen fick barnen rita vikingar; hur de såg ut och vad de gjorde eller hur barnen trodde och ville att vikingar skulle se ut. Vi höll till i barnens fritidshem, en miljö som de känner väl. Alla stationerna var belägna avskiljt från varandra i var sitt rum. På en station hade vi två försöksledare och på de övriga tre hade vi en. En av oss videofilmade. Barnen fick i samlad grupp veta att de skulle hjälpa oss med att utforma ett spel. De specifika instruktionerna fick barnen på respektive station. Varje station tog mellan tjugo och trettio minuter att genomföra och på den tiden skulle barnen höra på instruktioner, utföra själva uppgiften, svara på några frågor och förflytta sig till nästa station. Videokameran använde vi för att registrera det som skedde så att vi i lugn och ro i efterhand kunde analysera vad som skett. Utöver detta så antecknade vi när något speciellt hände och efter varje moment fick barnen svara på några frågor. Till exempel frågade vi om barnen tyckte att det de just gjort var kul, om de förstod vad man skulle göra och hur de skulle vilja förändra spelet för att det skulle bli bättre. 7.1 Osäkerhetsfaktorer Undersökningar av detta slag är till sin natur behäftade med felkällor. På grund av det begränsade antalet försökspersoner är det omöjligt att finna några sanningar eller statistiska bevis. Det gör emellertid inte så mycket eftersom det vi var ute efter var just subjektiva åsikter och ledtrådar till hur vi ska skulle 6
kunna förändra och förbättra vår idé. 5 7.2 Erfarenheter Vi drog många erfarenheter, både om vår prototyp och om det användarcentrerade arbetet, här följer de mest framträdande: De flesta av barnen sade att tyckte att uppgifterna var roliga. Detta var även det intryck vi fick. Samarbetet fungerade i varierande grad. Personkemin är till stor del avgörande. Men det var trevligt att observera när det fungerade, barnen hjälpte varandra och kom med tips. Vi blev positivt överraskade över att pojkarna inte dominerade så mycket som vi på förhand misstänkte att de kunde göra. Det kan bero på att flickorna var fler, att uppgifterna passade dem bättre eller helt enkelt för att vår testgrupp var sammansatt på ett visst sätt. Barnen ville ha fler människor i spelet, mer äventyr och mer rörelse. Införde vi detta skulle spelet genast bli mycket roligare. Att använda pappersprototyper är bra en metod för att utvärdera gränssnitt. Trots detta märkte vi att det var svårt att modellera vår idé eftersom den egentligen är mer dynamisk än vad ett papper tillåter. Vårt gränssnitt med pekskärm är på detta sätt nyskapande jämfört med vanliga bräd- och sällskapsspel. 5 Se avsnitt 9.4.2 i T.K. Landauer (1997), Behavioral Research Methods in Human-Computer Interaction, I Handbook of Human-Computer Interaction, Elsevier Science, Amsterdam. Barnens och våra förväntningar skilde sig. Till exempel när vi berättade om att vi höll på med att göra ett spel fick barnen datorspel eller brädspel i tankarna. Detta gjorde oss tvungna att förklara att barnen skulle samarbeta, inte tävla mot varandra. 8 Slutsatser Mycket längre än till pappersprototyper har vi inte kommit inom ramen för den här kursen. Det hade varit intressant att få fortsätta utvecklingen tillsammans med barnen. Dels skulle vi gärna ha velat genomföra fler iterationer, och dels skulle vi, om tiden hade medgivit det, gärna ha velat genomföra samma saker på Björknässkolan som på Mälarhöjdens skola. Att kunna jämföra erfarenheterna från dessa båda grupper hade varit intressant. Vi kan dock konstatera att det känns som om vi har träffat rätt med vår produkt. Både elever och lärare är nöjda och väldigt positiva till det material som vi hittills har tagit fram tillsammans med dem. Det förefaller också f- innas både behov och utrymme för vår produkt inom skolan. Att plattformen är flexibel och anpassningsbar till liknande program inom andra områden inom skolan verkar göra den än mer användbar. En av de mest framträdande erfarenheterna har annars varit insikten om den oerhörda tid som användarcentrerad utveckling tar, i synnerhet när användarna är barn, samtidigt som det är väldigt stimulerande att utveckla en produkt tillsammans med användarna. 7