Matematikutveckling genom digitala spel

NATURVETENSKAP– MATEMATIK–SAMHÄLLE

Självständigt arbete i fördjupningsämnet

Matematik och lärande

15 högskolepoäng, grundnivå

Matematikutveckling genom digitala spel

Mathematics development through digital games

Emma Andersson

Linnéa Freiding

Grundlärarprogramet med inriktning mot arbete i årskurs F-3, 240 högskolepoäng.

Självständigt arbete på grundnivå, 15 högskolepoäng. 2021-01-22

Examinator: Clas Olander Handledare: Elisabeth Rietz

Förord

Följande presenteras en litteraturstudie i fördjupningsämnet matematik, grundskollärarprogrammet f-3. Arbetet skrivs i kursen Självständigt Arbete på Grundnivå (SAG) 15 högskolepoäng, vid Malmö Universitet. Under arbetets gång har det varit regelbundna möten med handledare och andra studenter, men övervägande del av arbetet har skrivits självständigt i par. Detta arbete har som utgångspunkt att besvara om och hur digitala spel kan främja elevers utveckling i matematik. Det kommer presenteras ett abstract, en inledning och bakgrund, en metod, ett resultat samt en slutsats och diskussion. Hela arbetet har gjorts tillsammans och är därmed likvärdigt från båda parter.

Ett tack riktas till handledaren samt de studenter som bidragit till stor hjälp via givande diskussioner.

Abstract

The aim of this literature study is to critically examine if and how digital games can promote students' development in mathematics. Given that digitalization is increasing in society, this subject was considered interesting and relevant. To be able to give an accurate answer to the overall aim, two sub-question were formulated; what significance does the teacher have for how digital games can promote students’ development in mathematics, and how can digital games motivate students when teaching mathematics?

Data have been collected from several databases, and the results of the journals have been summarized and analyzed. The result indicates that digital games can increase students’ development if the teachers are well prepared and the games are motivating and contains a feedback-system.

Innehållsförteckning

1. Inledning och bakgrund ... 5 2. Syfte och frågeställning ... 8 2.1 Syfte ... 8 2.2 Frågeställning ... 8 3. Metod ... 9 3.1 Urvalsmetod ... 9 3.2 Sökprocessen ... 9 3.2.1 - Google Scholar ... 9 3.2.2 - ERIC ... 10 3.2.3 - Wiley Online Library ... 10 3.2.4 - Övrig litteratur ... 10 3.3 Reflektion och analys... 11 4. Resultat ... 12 4.1 Lärarrollens betydelse för hur digitala spel kan främja elevernas utveckling i matematik ... 12 4.1.1 Vikten av att läraren ger feedback ... 12 4.1.2 Lärarrollens kompetens... 12 4.1.3 Orkestrering ... 13 4.1.4 PCaRD (Play Curricular-Activity Reflection and Discussion) ... 14 4.2 Hur digitala spel kan motivera eleverna i matematikundervisningen ... 14 4.2.1 Motivation ... 14 4.2.2 Vikten av att spelet ger feedback ... 15 4.2.3 Elevernas intresse för matematik och digitala spel... 16 5. Slutsats och diskussion ... 18 5.1 Slutsats ... 18 5.2 Diskussion ... 20 5.3 Yrkesprofessionens relevans ... 21 5.4 Förslag på vidare forskning... 21 6. Referenslista ... 23 6.1 Litteratur ... 23 6.2 Elektroniska källor ... 23 7. Bilagor ... 26 7.1 Bilaga 1 ... 26

1. Inledning och bakgrund

Intresset för detta arbetet startade när den tredje verksamhetsförlagda utbildningsperiod på grundlärarutbildningen F-3 utfördes. Efter att ha observerat matematikundervisningen på två skolor som geografiskt ligger långt ifrån varandra, men ekonomiskt har samma förutsättningar har iakttagelser om lärares olika sätt att använda digitala verktyg gjorts. Dessutom har pedagogernas skilda erfarenheter kring hur de digitala spelen kan användas i undervisningen gjort att frågeställningen i detta arbete vuxit fram. Ämnet är relevant då digitaliseringen, enligt Edvardsson, Godhe och Magnusson (2018), ökar i dagens samhälle. Det står även i skolans styrdokument, Läroplanen för grundskolan, förskoleklassen och fritidshemmet (Skolverket 2011, rev. 2018) att “Skolan ska bidra till att eleverna utvecklar förståelse för hur digitaliseringen påverkar individen och samhällets utveckling. Alla elever ska ges möjlighet att utveckla sin förmåga att använda digital teknik.” (s.7–8). Genom att använda digitala spel i matematikundervisningen får eleverna möjligheten att uppnå detta. Dessutom skriver Read (2007) att “games [. . .] allow for holistic learning and the integrated physical, social, emotional and cognitive development of young children.” (s. 151).

Förhoppningen är att arbetet ska inspirera lärare och andra pedagoger samt lärarstudenter i om och hur digitala spel kan främja elevers utveckling inom matematik. Tanken är också att litteraturstudien som är vetenskapligt förankrad ska belysa om och hur elevernas motivation kan öka med stöd av digitala spel som ett komplement till den ordinarie matematikundervisningen samt vilken betydelse läraren har i denna fråga. Read (2007) menar att elever i de tidiga skolåren blir stimulerade och motiverade av att spela spel generellt, dock är det viktigt att läraren gör noggranna val av spel utifrån sin elevgrupp.

Elevernas lärande och utveckling är ett område som det har forskats om sedan lång tid tillbaka. Säljö (2018) beskriver en av de stora forskarna, Lev Semenovich Vygotskij, som genom sina psykologiska studier har grundat det sociokulturella perspektivet. Författaren förklarar att det är ett perspektiv som uppkom under tidigt 1900-tal men implementerades i skola och förskola som teori först under 1980- och 1990-talet. Utifrån ett sociokulturellt perspektiv är utveckling en naturlig process som sker hos människan genom hela livet. Vidare menar författaren att optimal utveckling till en början sker med stöttning av en mer kunnig person, men så småningom blir progressionen mer självständig. Säljö (2018) skriver “Det som man inledningsvis behöver en mer kunnig persons hjälp för att klara av, kan man så småningom genomföra på egen hand.” (s.261). I

denna litteraturstudie undersöks om stöttning av detta slag fungerar i samband med att digitala spel används i undervisningen.

Lärare bör även vara medvetna om vilken förståelse eleverna har för ämnet. Skemp (1976) förklarar förståelsen som att den kan vara instrumentell eller relationell. Den instrumentella förståelsen innebär att eleven vet hur en uppgift ska lösas, medan den relationella förståelsen innebär att eleven dels vet hur uppgiften ska lösas och dels vet varför den löses på detta sätt. Med andra ord finns en relation mellan hur och varför. Utifrån Skemp (1976) presenteras följande ett exempel för att förtydliga författarens begrepp; en elev ska räkna ut arean på en triangel. Om eleven har en instrumentell förståelse vet vederbörande att formeln är (basen x höjden) dividerat med två, genom att använda denna formel får eleven rätt på alla uppgifter och tror sig förstå. Dock saknas en relation om eleven inte förstår varför formeln ser ut så. Om eleven har en relationell förståelse är vederbörande medveten om att triangelns ursprungliga form är en rektangel i denna formel och när basen multipliceras med höjden täcks hela rektangelns yta. Vidare behövs produkten divideras med två och kvoten blir då triangelns area. Eleven förstår då även varför formeln ser ut som den gör. Ambitionen med litteraturstudien var att se om digitala spel kan skapa en relationell förståelse genom dess varierade arbetssätt samt om lekfullheten kan bidra till en ökad motivation.

Figur 1: Illustrerar en rektangel med h för höjden och b för basen.

Den streckade delen på rektangeln symboliserar att en triangel är en halv rektangel och försvinner när den divideras med två.

I en skola där digitala spel används som komplement i matematikundervisningen är lärarens roll att förmedla den kunskap som finns i spelet till eleven. Lantz-Andersson och Säljö (2014) menar att en lärare idag inte är den som besitter all kunskap utan i många lärandesituationer används kompletterande verktyg som innehar den tänkta kunskap som eleven ska utveckla. Därför är det viktigt att läraren är kunnig om de spel som ska användas för att enkelt förmedla spelets innehåll till eleverna. Genom förberedelser skapas goda förutsättningar för att bli insatt i spelen kombinerat med undervisningen. Att ha en didaktisk plan med goda förberedelser och sen genomföra denna

planering kallas orkestrering. Skolverket (2019) förklarar att en god orkestrering är avgörande för att använda digitala spel i matematiken på ett framgångsrikt sätt.

Med koppling till text ovan leder detta in på den aktuella litteraturstudien som har syftet att undersöka om och hur digitala spel kan främja utvecklingen hos eleverna i ämnet matematik. För att uppnå syftet formuleras två delfrågor. Följande presenteras övergripande syfte och frågeställningar, samt en metod på hur relevanta vetenskapliga artiklar har valts ut och vad dessa förespråkar. Avslutningsvis redogörs en diskussion, med förankring i teorier, som besvarar syftet.

2.

Syfte och frågeställning

Nedan presenteras syftet med denna litteraturstudie samt den problematiserade frågeställning som valts att fördjupas i.

2.1 Syfte

Syftet med detta arbete är att kritiskt granska om och hur digitala spel kan främja utvecklingen hos eleverna i ämnet matematik. I studien undersöks hur lärarrollens förhållningssätt till digitala spel kan påverka matematikutvecklingen hos eleverna, samt hur elever kan motiveras genom implementering av digitala spel.

2.2 Frågeställning

Det övergripande syftet i detta arbete är om och hur digitala spel kan främja utvecklingen hos eleverna i ämnet matematik. Detta syfte bryts ner i två delfrågor för att tydligare kunna besvaras och undersökas.

- Vilken betydelse har lärarrollen för hur digitala spel kan främja elevernas utveckling i matematik?

3. Metod

Nedan kommer en beskrivning av hur sökprocessen i arbetet gått till för att hitta relevanta källor att använda till de valda frågeställningarna. Det redogörs även för en reflektion och analys kring de valda källorna. Referenserna kommer även presenteras i tabellform, se bilaga 1.

3.1 Urvalsmetod

Inledningsvis sammanställdes adekvata sökord i ett dokument som blev utgångspunkten i de olika söktillfällena. Dessa ord är direkta nyckelord eller synonymer kopplade till syftet och frågeställningarna. I alla sökningar angavs peer review, vilket enligt Friberg (2017) är en begränsning för att hålla sökningen till vetenskapliga publikationer. De sökord som använts är till exempel: digital games, motivation, teachers, mathematics, digitala spel, matematikundervisning. Ambitionen med studien var att söka efter artiklar både nationellt och internationellt, därav angavs sökordens på svenska och engelska. För att få en överblick av vilka artiklar som varit relevanta till denna studie bearbetades abstract, metod och resultat i varje enskild text. Med tanke på att digitala spel i matematikundervisningen fortfarande är en relativt ny metod att använda sig av har ingen begränsning i tid gjorts för att hämta väsentliga källor.

3.2 Sökprocessen

3.2.1 - Google Scholar

Första sökningen var bred och gav en inblick i hur många arbeten det finns kring det valda området. Den gjordes via Google Scholar, som Backman (2016) menar är en bas där det finns olika typer av vetenskapligt granskade texter. Sökningen var “digitala spel i matematikundervisning f-3 peer review” och gav 384 träffar. Dock kunde det sållas bort många texter då de flesta träffar endast innehöll “digitala” och inte “digitala spel”, vilket berodde på att citationstecken inte användes i sökningen. Till sist valdes två texter varav den ena är en empirisk studie på avancerad nivå, 30 hp, skriven av Karlsson (2019). Den andra är en doktorsavhandling gjord av Berg Marklund (2015) som bygger på artiklar han skrivit. Utifrån dessa valdes Berg Marklund och Alklind Taylor (2015) samt Berg Marklund och Alklind Taylor (2016), som är studier utförda i åk 5 och 7, men trots det upplevs relevant till frågeställningen om lärarens betydelse i undervisningen. När referenser i ett arbete granskas och väljs ut kallas detta enligt Friberg (2006) för sekundärsökning.

3.2.2 - ERIC

Andra sökningen gjordes i ERIC som enligt Backman (2016) är en sökmotor som innehåller pedagogiska publikationer. I denna sökning angavs “Digital games” AND “Motivation” AND “Mathematics” och gav 12 träffar. Även här söktes det endast efter vetenskapligt granskade artiklar, peer reviewed. De relevanta texterna för den valda ålderskategorin lästes igenom och två valdes ut. Den första är en studie gjord av Ku, Chen, Wu, Lao, Andrew och Chan (2014), och handlar om Digital Game Based Learning (DGBL)i matematiken och dess betydelse. Den andra är en kunskapsöversikt av Byun och Joung (2018) vars vetenskapliga nivå inte är tillräcklig. Därför gjordes en sekundärsökning där ytterligare två relevanta studier valdes: Huang, Huang och Wu (2013), vars studie undersöker effekten av en inbyggd mekanism i digitala spel som ger direkt feedback, samt Bakker, van den Heuvel-Panhuizena och Robitzsch (2015) som handlar om vilken effekt digitala matematikspel har för lärandemålen.

Efter denna sökning i ERIC ändrades “Motivation” till “Teachers”, medan de andra sökorden kvarstod, samt peer review. Det gav 19 resultat och en artikel av Zhang, Shang, Pelton och Francis Pelton (2020) ansågs relevant då de undersökte effektiviteten av matematikutvecklingen med hjälp av digitala spel.

3.2.3 - Wiley Online Library

Tredje sökningen gjordes i Wiley Online Library, där vetenskapligt granskade artiklar kan publiceras. Sökorden “Digital games” AND “Mathematics” AND “Motivation” och gav fem träffar. Två artiklar ansågs relevanta, en av Rodríguez-Aflecht, Jaakkola, Pongsakdi, Hannula-Sormunen, Brezovszky och Lehtinen (2018) vars studie är utförd på femteklassare men går att implementera i alla årskurser. Den andra är en studie av Denham (2017)som belyser hur modellen The Play Curricular-Activity Reflection and Discussion (PCaRD) kan användas som stöd för lärare som använder digitalt spelbaserat lärande i sin undervisning.

3.2.4 - Övrig litteratur

Det har även gjorts övrig litteraturinsamling utöver sökningarna i de olika databaserna. Dels har artiklar och böcker från tidigare kurser på grundskollärarprogrammet f-3 valts ut; Skemp (1976), Lundgren, Säljö och Liberg (2018) samt Read (2007). Dels har en bok av Lantz-Andersson och Säljö (2014) från biblioteket som funnits genom besök lånats, denna bok presenterar bland annat

från kurslitteraturen till detta SAG-arbete nyttjats, Friberg (2006), Backman (2016) samt Thurén (2019).

3.3 Reflektion och analys

De vetenskapliga artiklar som valts ut från de olika sökningarna har en vetenskaplig tyngd. I de fall där den vetenskapliga tyngden ansetts vara för låg har istället artikeln eller bokens referenser använts. Detta sätt att söka efter relevanta källor kallar Friberg (2006), som nämnts ovan, för sekundärsökning. De källor som valts ut anses relevanta för att kunna besvara de frågor samt den åldersgrupp på elever som denna studie riktar sig till. Genom den sökning som gjorts finns det en medvetenhet om att andra relevanta arbeten har förbisetts, då en stor del av sökningen har skett utifrån relevanta artiklars referenslistor. Därmed har inte alla uppkomna resultat i sökningarna analyserats. Under arbetets gång, men framförallt under litteratursökningen, har ambitionen varit att sätta upp tidsramar för att hinna med hela arbetet på drygt åtta veckor och inte riskera att fastna i litteratursökningen. Att göra upp en tidsplan för arbetet framhåller Friberg (2006) som viktigt, däremot förklarar hon att rubrikerna inte skrivs en i taget eller utesluter varandra utan textens alla rubriker bearbetas ständigt.

Genom hela sökprocessen har en medvetenhet kring artiklarnas tillförlitlighet funnits. Alla texter har analyserats och valts ut beroende på forskarfrågan samt syftet och dess relevans till denna litteraturstudie. Att de inhämtade empiriska studierna har en hög validitet och reliabilitet har varit en viktig faktor i urvalet. När någonting har hög validitet menar Thurén (2019) att undersökningen endast fokuserar på det som ska undersökas och ingenting annat. Om det som undersöks inte är relevant till den tänkta frågeställningen blir resultatet inte väsentligt och validiteten är obefintlig. Vidare förklarar författaren att om den relevanta undersökningen får samma resultat om och om igen är reliabiliteten hög. Reliabilitet innebär med andra ord att samma undersökning ska kunna göras om utan att resultatet påverkas, resultatet går att lita på.

Dessutom har det, genom arbetets gång, funnits en medvetenhet i huruvida de valda artiklarna är kvantitativa eller kvalitativa. Kvantitativ betyder enligt Backman (2016) att undersökningen resulterar i statistik, det vill säga en sammanställning av till exempel enkäter och tester. Kvalitativ förklarar författaren som en undersökning som resulterar i verbala uttryck. Artiklarna i denna litteraturstudie är framförallt kvantitativa då de flesta är baserade på förtester och sluttester, däremot finns inslag av kvalitativt gjorda intervjuer.

4. Resultat

I denna del kommer en redovisning av resultaten i de valda artiklarna från sökprocessen som beskrivs i 3.2 att presenteras. Att resultatet bara ska kopplas till litteraturstudiens syfte, att kritiskt granska om och hur digitala spel kan främja utvecklingen hos eleverna i ämnet matematik, är något Backman (2016) poängterar. Därav är det uppdelat i två rubriker samt underrubriker, för att få en tydlig struktur.

4.1 Lärarrollens betydelse för hur digitala spel kan främja

elevernas utveckling i matematik

4.1.1 Vikten av att läraren ger feedback

Genom att skapa mening mellan digitala spel och matematik samt regelbundet ge feedback till eleverna, ökar deras förståelse. Detta är något Bakker, van den Heuvel-Panhuizena och Robitzsch (2015) har undersökt i en studie med syfte att undersöka om kunskapen kring multiplikation kan utvecklas med hjälp av digitala minispel. Minispel förklaras av författarna som korta, lättanvända spel som går snabbt att utöva, dessutom kan de spelas flera gånger om. Författarna undersöker även om elevernas lärandemål relateras till deras spelbeteende samt om de digitala minispelen har störst effekt om de spelas hemma, spelas i skolan eller spelas hemma med feedback i skolan. Genom förkunskapstest och sluttest i början och slutet av åk 1, åk 2 och åk 3 hos 1661 elever fördelat på 66 skolor visar resultatet en stor utveckling i kunskapen om multiplikation. Störst utveckling påvisades hos de elever som spelar hemma och får feedback i skolan, jämfört med de elever som spelar hemma utan feedback där ingen märkbar utveckling anträffades. Detta tyder på att feedback från lärarna är viktig för att eleverna ska vidareutvecklas.

4.1.2 Lärarrollens kompetens

Förutom feedback är lärarens kompetens vid undervisning med digitala spel viktig för att syftet med spelet ska nå fram. Detta är något som Karlsson (2019) har undersökt genom en studie där syftet var att ta reda på vad spelifiering är samt hur lärarens kunskap kring begreppet kan påverka matematikundervisningen. Undersökningen gjordes i form av enkäter (84 deltagare) och intervjuer (5 deltagare) med verksamma lärare runt om i Sverige. Begreppet spelifierat lärande handlar om att motivera och engagera elever i dels den digitala undervisningen och dels den fysiska. Genom

Resultatet visar att lärarens kunskap är viktig vid valet av vilka digitala spel som används i undervisningen då det kan ha en avgörande roll i elevernas utveckling. Alla lärare behöver känna till begreppet spelifiering för att få större förståelse kring elevernas tankar i området då spelet många gånger är en lek som kan göra dem både glada och ledsna. Begreppet är även viktigt att känna till för att kunna utveckla elevernas matematiska förmågor både i grupp och individuellt.

4.1.3 Orkestrering

Att planera och vara väl förberedd inför lektionerna är viktigt för att få ett gynnsamt klassrumsklimat. Berg Marklund och Alklind Taylor (2015) har utfört en studie där de undersöker vilken roll läraren behöver ha när digitala spel används i matematikundervisningen. Undersökningen har genomförts i en grundskolekontext under två fem månaders perioder och baseras på observationer samt intervjuer med en lärare som är verksam i åk 5 samt en lärare som är verksam i åk 7. Syftet var att ta reda på hur eleverna utvecklade sina geometriska kunskaper med hjälp av relevanta digitala spel. Resultatet visar att läraren behöver välja sina spel varsamt för att dels förhålla sig till de krav som finns i läroplanen, men även för att anpassa efter klassrumsklimatet och förutsättningarna hos elevgruppen. Dessutom blir undervisningen mer gynnsam om läraren är väl förberedd och har kunskap om spelet, med andra ord hur lärare orkestrerar undervisningssituationen. Att orkestrera på ett förmånligt vis kräver tid till planering, dock skiljer sig både planeringstimmarna samt de tekniska förutsättningarna från skola till skola i Sverige.

Att välja lämpliga spel är inte tillräckligt, läraren behöver även förstå spelen samt skapa en förståelse för hur dessa kan användas för att uppnå matematikens kunskapskrav. Utifrån Berg Marklund och Alklind Taylor (2015) har författarna även analyserat undersökningen med syftet att belysa varför implementeringen av spel i matematikundervisningen är sällsynt, samt fördomen många lärare har om att spel dels är resurskrävande och dels få till antalet (Berg Marklund och Alklind Taylor 2016). Resultatet visar att lärarens roll är avgörande vad gäller spelens integrering med matematikämnet. Dock menar lärarna att det är svårt, då de anser att de största problemen är deras bristfälliga erfarenhet samt förtroende för spelen. I en del fall är spelet inte designat för att uppnå kunskapskraven i läroplanen, vilket ger läraren ett större ansvar att förmedla hur spelets innehåll kan vara lärorikt för att följa kunskapskraven. Resultatet av undersökningen visar dessutom att implementeringen av ett nytt spel ofta tar tid då läraren behöver ha en fungerande orkestrering. De intervjuade lärarna påpekar att forskning och information om spelbaserat lärande har en stor betydelse för att underlätta planeringen av undervisningen. Dock tycks informationen vara

bristfällig då lärarna menar att det inte finns behjälplig lärarhandledning eller utvecklade modeller, strategier, att ta till hjälp av i implementeringen av digitala spel.

4.1.4 PCaRD (Play Curricular-Activity Reflection and Discussion)

Det finns en modell som heter PCaRD, den är framtagen för att hjälpa lärare i användandet av digitala spel. Allt eftersom förståelsen för modellen ökar skapas en positiv uppfattning kring de digitala spelen i matematikundervisningen. Denham (2017) har skrivit en artikel om en studie baserad på intervjuer med tre matematiklärare på mellanstadiet som fick testa PCaRD (Play Curricular-Activity Reflection and Discussion) under undervisningen i algebra, som är en modell framtagen för att handleda lärare i implementeringen av DGBL (Digital Game Based Learning). Tanken med modellen är att strategiskt hjälpa lärare att använda digitala spel i undervisningen genom att delvis låta eleverna ta ansvar för sitt eget lärande och delvis låta läraren ha det yttersta ansvaret. Studien vill visa hur lärarnas kunskaper om spelbaserat lärande påverkar eleverna genom att använda PCaRD-modellen samt vilken effekt den ger på deras prestation och engagemang. Resultatet pekar på att modellen fungerar bra men att lärarna upplevde det svårt att anpassa den utifrån sin egen klass. Det framgick även att lärarna ansåg sig ha ett bristfälligt förtroende i användandet av modellen, men allt eftersom erfarenheten utvecklades ökade detta och upplevelserna blev mer positiva. En annan positiv konsekvens är att lärarna upptäckte att modellen även går att använda i den fysiska undervisningen.

4.2 Hur digitala spel kan motivera eleverna i

matematikundervisningen

Inte nog med att lärarens kunskap kring och inställning till digitala spel påverkar undervisningen, så kan spelen även fungera som en motivationshöjare för eleverna. Med motivation menas att eleverna ska bli inspirerade och känna en vilja att fortsätta utvecklas. Följande presenteras resultat från empiriska studier kring detta ämne.

4.2.1 Motivation

Att få eleverna motiverade i matematikundervisningen kan vara avgörande i hur de uppfattar ämnet. Lärarna i studien av Karlsson (2019) uttrycker att deras elever blir motiverade av att använda digitala spel i undervisningen, dock kan de inte svara på varför mer än att alla oftast tycker det är roligt. Samtidigt kan det belöningsstyrda systemet skapa en känsla av nedstämdhet då många

barn är tävlingsinriktade och jämför sig med varandra. Att eleverna blir positivt motiverade av digitala spel är också något Denham (2017) belyser i resultatet i sin studie. Där ansåg alla medverkande lärare att deras elever blev positivt motiverande av modellen PCaRD. Lärarna ansåg också att de elever som hade svårt att förstå matematiken blev mer stimulerade och motiverade av de digitala spelen, vilket ledde till en mer gynnsam och utvecklande undervisning.

Digitala verktyg som utformas för undervisning ökar med tiden. Hillman (2011) har utfört en studie om grafritare där tekniska utvecklarna, matematikutbildningskonsulter samt lärare vid högstadiet och deras elever medverkat. Undersökningen baseras på intervjuer och observationer och resultat visar att det finns fördelar med att använda sig av digital undervisning kombinerat med den traditionella undervisningen med papper och penna. Ett exempel kan vara sättet att dokumentera, arbeten kan på ett enkelt sätt sparas i filer för att återvända till vid behov.

Användandet av digitala spel i undervisningen ger inte alltid en ökad motivation. Zhang, Shang, Pelton och Francis Pelton (2020) som gjort en studie om hur effektivt användandet av digitala spel är vid generell bråkinlärning i matematikundervisningen. Studien utfördes på två klasser i årskurs tre varav den ena var en experimentgrupp som fick spela spel halva lektionen och hade traditionell lektion andra halvan. Den andra var en kontrollgrupp som fick ha traditionell lektion hela passet. Efter att forskarna jämfört förtestet med sluttestet visade resultatet att båda grupperna hade ökat sin kunskap kring bråk lika mycket. Med andra ord gav det digitala spelet ingen större effekt på inlärningen än den traditionella undervisningen. Dock gjordes ett enstegs-test som mätte eleverna kunskap i endast bråkets storlek. Resultatet av detta visade att experimentgruppen hade en större förståelse kring området än kontrollgruppen, men på grund av den okända förkunskapen blir resultatet osäkert. Forskarna menar att det trots allt finns potential för eleverna att öka motivationen och engagemanget genom digitala spel då spelen ger en djupare förståelse kring bråk. Den traditionella undervisningen i Kina fokuserar på att eleverna genom regler och formler ska lära sig bråk, vilket endast ger en ytlig förståelse.

4.2.2 Vikten av att spelet ger feedback

Det finns digitala spel som har ett inbyggt feedback-system där eleverna kan få resultat och eller en kommentar på deras prestation direkt efter en uppgift är löst, detta kan vara en bidragande faktor till att eleverna blir motiverade. Huang, Huang och Wu (2013) har utfört en studie där fokus har varit att ta reda på om elever utvecklas och motiveras inom subtraktion och addition med hjälp av en inbyggd mekanism i digitala spel som dels bedömer var eleverna befinner sig och dels

anpassar nivån efter förmågan. I studien har 56 elever delats in i två grupper där den ena gruppen var en kontrollgrupp och spelade det digitala spelet utan den inbyggda mekanismen, medan den andra gruppen var testgrupp och hade mekanismen i spelet. Genom förtest, sluttest och intervjuer visade resultatet att experimentgruppen presterade bättre än kontrollgruppen. Testerna visade att det inbyggda feedback-systemet dels gav eleverna hjälp att utveckla sin matematiska förmåga inom subtraktion och addition och dels höll motivationen levande. Eleverna indikerade att det var roligt och kändes bra att få snabb feedback vilket gav dem viljan och motivationen att fortsätta. Intervjun efter testerna visade att lärare ansåg sig ha svårt att hinna ge feedback till alla, så ofta som eleverna hade behövt. Med hjälp av den inbyggda mekanismen som klarar av att ge feedback på egen hand upplevde lärarna att det underlättade för dem.

Att eleverna får feedback på deras prestationer i undervisningen är viktigt för ett fortsatt intresse att utvecklas och ökat självförtroende. Ku, Chen, Wu, Lao, Andrew och Chan (2014) har utfört en studie för att ta reda på om elevernas självförtroende och lärandeprestanda kan öka inom matematiken med hjälp av spelbaserat lärande. Forskarna undersöker även om elever med olika kunskapsnivåer utvecklas på liknande sätt när de spelar. Studien utfördes på elever i åldern tio och elva år som delades in i två grupper där den ena, med 26 deltagare indelade i hög- och lågpresterande, fick spela två olika digitala minispel. Den andra, med 25 deltagare fördelade i hög- och lågpresterande, fick använda papper och penna. Resultatet efter ett sluttest visar att eleverna som fick feedback direkt i de digitala spelen presterar bättre än de elever som använde papper och penna då de fick vänta med sin feedback. Resultatet visar även en stor ökning hos eleverna i experimentgruppens självförtroende efter sluttestet, medan det inte var någon skillnad hos eleverna i kontrollgruppen. Både de hög- och lågpresterande eleverna i experimentgruppen visade en ökning av motivationen, men den största skillnaden fanns hos den lågpresterande experimentgruppen.

4.2.3 Elevernas intresse för matematik och digitala spel

Det är inte endast en snabb feedback som får elevernas motivation att hållas uppe, det krävs även att eleverna har ett genuint intresse för matematiken och det digitala spelet. Rodrigues-Aflecht, Jaakkola, Pongsakdi, Hannula-sormunen, Brezovzky och Lehtinen (2018) har gjort en studie om hur digitala spel kan utveckla intresset kring de fyra räknesätten (multiplikation, division, addition och subtraktion), samt om elevernas intressen spelar någon roll i utvecklingen. I studien medverkade 212 elever i årskurs fem från 12 olika klasser där eleverna fick göra ett test vid tre olika

lärarna om lärandemål och spelteknik samt blev ombedda att inte stötta eleverna när de spelade då resultaten skulle bli så rättvisa som möjligt. Under sex veckor fick eleverna spela två gånger i veckan, ungefär 30 minuter per gång. Efter sluttestet visade resultatet att intresset för spelet har en påverkan för elevernas prestationer. Forskarna menar att desto högre intresset är för något, desto högre blir motivationen och desto högre motivationen är desto bättre blir resultatet.

5. Slutsats och diskussion

Detta avsnitt kommer fokusera på att besvara litteraturstudiens övergripliga syfte; om och hur digitala spel kan främja utvecklingen hos eleverna i ämnet matematik. En förankring mellan resultatet i avsnitt 4 och teorier samt annan forskning från avsnitt 1 kommer att presenteras. Dessutom redogörs en kortfattad diskussion samt ett förslag på hur vidare forskning kan utformas.

5.1 Slutsats

En lärares förhållningssätt kan påverka hur eleverna formas. Säljö (2018) menar att en lärare utifrån ett sociokulturellt perspektiv kan hjälpa eleverna att bli självständiga individer. Dessutom behöver läraren förhålla sig till Lgr 11 (Skolverket, 2018) som säger att digitalisering behöver implementeras i undervisningen. Detta kan ske på olika vis där digitala spel är ett exempel. Spel är något som Read (2007) lyfter fram som positivt då de ger eleverna en inkluderande känsla. Dock räcker det inte att spela spelet för att fortsätta utvecklas, vilket visas i resultatet av Bakker, van den Heuvel-Panhuizena och Robitzsch (2015). Regelbunden feedback från läraren ger eleverna en möjlighet att se sambandet mellan spelet och innehållet i undervisningen. Även resultatet i Ku, Chen, Wu, Lao, Andrew och Chan (2014) studie visar att återkoppling är viktig för eleverna. Dessutom säger deras resultat att desto snabbare läraren ger feedback, desto högre självförtroende och motivation fick eleverna.

Idag är elevgrupperna ofta stora vilket kan göra det svårt för läraren att hinna ge feedback snabbt till alla. Huang, Huang, Wu (2013) studie resulterar i att en del digitala spel fungerar som ett hjälpmedel för läraren genom att ha ett inbyggt feedback-system som kommer med direkt feedback till eleverna. För att detta ska fungera behöver läraren enligt Karlsson (2019) ha en medvetenhet om vilket spel som väljs ut samt skapa en förståelse för hur spelen fungerar och vad som är relevant i undervisningen.

För att lyckas genomföra en bra lektion krävs tid för förberedelser. Genom en fungerande orkestrering menar Skolverket (2019) att undervisningen med digitala verktyg blir framgångsrik. Detta är även något som Berg Marklund och Alklind Taylor (2015) kommer fram till i resultatet av deras studie. Där skriver de att klassrumsklimatet påverkas positivt när läraren får tid att förbereda undervisningen och välja ett spel som fungerar dels med elevgruppen och dels uppfyller de krav som finns i Lgr11. Tiden och resurserna som krävs för att uppnå detta menar deltagande

När tiden upplevs begränsad kan PCaRD-modellen vara behjälplig. Dock framgår det i resultatet i Denhams (2017) studie att modellen behöver anpassas efter den specifika elevgruppen, vilket till en början kan vara tidskrävande. Däremot ansåg de medverkande i studien att allt eftersom erfarenheten kring modellen ökade sparade de planeringstid vilket genererade en positiv upplevelse. För att implementera denna modell och använda den på ett optimalt sätt krävs att läraren är väl förberedd i de spel som valts ut. Detta menar Lantz-Andersson och Säljö (2014) är viktigt för att läraren ska vara kapabel att medla mellan spelets innehåll och den tänkta kunskapen som eleverna ska utveckla. Dessutom förklarar Read (2007) att spelet även behöver vara stimulerande och motiverande för att väcka ett intresse för spelandet, som i sin tur kan leda till reflektioner och diskussioner.

En elev kan ha relationell eller instrumentell förståelse, vilket påverkar den vidare utvecklingen. Resultatet som Zhang, Shang, Pelton och Francis Pelton (2020) presenterade visade att matematiska regler och formler inte gav en lika djup förståelse som de digitala spelen. Detta tack vare att spelen lät eleverna undersöka och leka sig fram till varför det blev som det blev, reglerna stod inte i centrum. Detta kan kopplas till Skemp (1976) som menar att förståelse för sammanhanget och varför något görs på ett visst sätt utvecklar en djupare, det vill säga en relationell, förståelse. Den relationella förståelsen för ett ämne kan vara en motivationshöjare som även kan göra att intresset lever kvar.

Det finns olika strategier för att bibehålla intresset och motivationen hos eleverna. Karlsson (2019) belyser vikten av att lärare behöver vara medvetna om begreppet spelifiering för att kunna välja ett passande spel där olika belöningssystem motiverar eleverna. Dessutom menar Ku, Chen, Wu, Lao, Andrew och Chan (2014) att ett spelbaserat lärande med en direkt feedback i spelet ger eleverna ett ökat självförtroende som i sin tur motiverar. I denna studie visar resultatet även att den direkta feedbacken påverkade de lågpresterande eleverna mest. Detta kan kopplas ihop med Rodrigues-Aflecht, Jaakkola, Pongsakdi, Hannula-sormunen, Brezovzky och Lehtinen (2018) som i resultatet kom fram till att elevernas intresse för matematikundervisningen påverkade deras prestationer. När eleverna får se sina prestationer dokumenteras och förbättras menar Hillman (2011) att eleverna motiveras ytterligare.

5.2 Diskussion

I denna litteraturstudie visar resultatet kopplat med teorier att digitala spel kan främja utvecklingen för eleverna inom matematik. Dock krävs det att läraren har tillräcklig kunskap om de utvalda spelen och kan orkestrera bra. Dessutom motiveras eleverna genom att dels tycka digitala spel är roligt, dels genom de inbyggda belöningssystemen samt genom den snabba feedbacken som spelen ger. Detta ökar i sin tur deras prestationer. När elevernas prestationer synliggörs genom dokumentationer som till exempel nivåer i spelen, bibehåller de motivationen och viljan av att fortsätta sitt lärande.

Slutsatsen i 5.1 kan ses utifrån Fig. 5.1. Om skolan samt dess personal förhåller sig till det sociokulturella perspektivet och varje enskild lärare strävar efter att inkludera alla samt behärskar begreppet orkestrering och dess innebörd, kan det leda till en relationell förståelse hos eleverna. Detta kan i sin tur öka deras motivation i matematikundervisningen. Figuren är formad likt en tratt då det sociokulturella perspektivet ses som övergripande på organisationsnivå, medan orkestreringen sker på gruppnivå av dels lärarlag och dels enskilda lärare. Slutligen kan en relationell förståelse skapas på individnivå vilket, som nämns ovan, kan leda till ökad motivation.

5.3 Yrkesprofessionens relevans

Denna litteraturstudie har som huvudsak att rikta sig till personal inom den pedagogiska yrkesprofessionen, framförallt för lärare i de tidiga skolåren. Genom att analysera texten är förhoppningen att verksamma pedagoger kan få en förståelse för hur dels de själva och dels de utvalda spelen kan påverka elevernas vidareutveckling vid implementeringen av digitala spel inom matematikämnet. En väl utförd orkestrering samt feedback av relevans vid rätt tidpunkt har en stor inverkan på elevernas motivation och utveckling. Ett undersökande arbetssätt, ett lekfullt lärande och en medvetenhet för den relationella förståelsen är även viktiga aspekter för att stötta eleverna i deras utveckling och bibehålla intresset för ämnet. Förhoppningen är att uppmärksamma hur olika förhållningssätt i lärarrollen kan påverka ett spelbaserat lärande. Genom att granska denna studie kan varje enskild lärare reflektera över vilket förhållningssätt hen har och möjligtvis utveckla sin yrkesprofession.

5.4 Förslag på vidare forskning

Denna litteraturstudie visar om och hur digitala spel kan främja utvecklingen hos eleverna i ämnet matematik. Däremot saknar forskningen i denna studie hur specifika spel kan påverka utvecklingen inom matematik. Hur främjar till exempel adaptiva spel utvecklingen jämfört med icke adaptiva? Alternativt hade en vidare forskning på olika modeller att tillämpa vid implementeringen av digitala spel i matematikundervisningen varit intressant.

Exempel på en sådan frågeställning kan vara

- Hur främjar de adaptiva spelen elevernas utveckling inom matematik?

- Hur kan implementeringen och användandet av digitala spel i matematik ske med hjälp

av olika modeller?

Genom att utse en kontrollgrupp som inte spelar ett adaptivt spel och en experimentgrupp som gör det, hade den första frågeställningen kunnat undersökas. För att möjliggöra detta krävs både ett förkunskapstest samt ett sluttest på båda grupperna. Svaren kommer behöva jämföras och eventuella intervjuer med pedagoger kan behövas som komplement för ett så korrekt resultat som möjligt. Detta hade blivit en kvantitativ undersökning.

digitala spel. Lärarna intervjuas sedan en och en och frågor om förväntningar och resultat ställs. Under en bestämd tid får lärarna implementera och använda antingen den ena modellen eller den andra, för att slutligen medverka i en intervju som svarar på till exempel om deras förväntningar uppnåddes, vad de tyckte var bra/mindre bra, vad de hade velat utveckla och vad de eventuellt tyckte var onödigt. I en slutsats hade förhoppningen varit att kunna se om modellerna kan vara till hjälp eller om de behöver utvecklas. Detta hade blivit en kvalitativ undersökning.

6. Referenslista

6.1 Litteratur

Backman, J. (2016). Rapporter och uppsatser (3 uppl.). Lund: Studentlitteratur

Edvardsson, J., Godhe, A-L., & Magnusson, P. (2018). Digitalisering, literacy och multimodalitet ( 2 uppl.). Lund: Studentlitteratur.

Friberg, F. (red.) (2017). Dags för uppsats: vägledning för litteraturbaserade examensarbeten (3 uppl.) Lund: Studentlitteratur

Lantz-Andersson, A., & Säljö, R. (red.) (2014). Lärare i den uppkopplade skolan. Malmö: Gleerup

Read, C. (2007). 500 Activities for the Primary Classroom. London: Macmillan Education.

Säljö, R. (2017). Den lärande människan - teoretiska traditioner. I Lundgren, U.P. Säljö, R., & Liberg, C. (red.), Lärande, skola, bildning (4 uppl. s.203–263). Stockholm: Natur & Kultur

Thurén, T. (2019). Vetenskapsteori för nybörjare (3 uppl.) Stockholm: Liber

6.2 Elektroniska källor

Bakker, M., van den Heuvel-Panhuizena, M., & Robitzch, A. (2015). Effects of playing

mathematics computer games on primary school students’ multiplicative reasoning ability. Contemporary Educational Psychology 40, 55–71.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0361476X14000538

Berg Marklund, B. (2015). Unpacking Digital Game-Based Learning: The complexities of developing and using educational games. Institutionen för informationsteknologi, University of Skövde. 1-300.

https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:891745/FULLTEXT01.pdf Berg Marklund, B., & Alklind Taylor, A-S. (2015). Teachers’ Many Roles in Game-Based

Learning Projects. Conference: the 9th European Conference on Games Based Learning (ECGBL´15) At: Steinkjer, Norway, 1-9.

Berg Marklund, B., & Alklind Taylor, A-S. (2016). Educational Games in Practice: The

challenges involved in conducting a game-based curriculum. Electronic Journal of e-Learning, 14(2), 122-135.

https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:929646/FULLTEXT01.pdf

Byun, J., & Joung, E. (2018). Digital game-based learning for K–12 mathematics education: A meta-analysis. School Science and Mathematics 118, 113-126.

https://doi.org/10.1111/ssm.12271

Denham, A R. (2017). Using the PCaRD digital game-based learning model of instruction in the middle school mathematics classroom: A case study. British Journal of Educational Technology 50(1).

https://doi.org/10.1111/bjet.12582

Hillman, T. (2011). The inscription, translation and re-inscription of technology for mathematical learning. Technology, Knowledge and Learning, 16(2), 103-124.

http://dx.doi.org.proxy.mau.se/10.1007/s10758-011-9182-1

Huang, Y-M., Huang, S-H., & Wu, T-T. (2013) Embedding diagnostic mechanisms in a digital game for learning mathematics. Educational Technology Research and Development 62, 187–207. https://doi.org/10.1007/s11423-013-9315-4

Karlsson, C. (2019). Digitala verktyg och spelifiering i matematikundervisning inriktning grundskolan F-3.[Examensarbete, Akademin för teknik och miljö, Högskolan i Gävle.] 1–55.

https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1321501/FULLTEXT01.pdf

Ku, O., Chen, S.-Y., Wu, D.-H., Lao, A.-C.-C., & Chan, T.-W. (2014). The Effects of Game-Based Learning on Mathematical Confidence and Performance: High Ability vs. Low Ability. Educational Technology & Society, 17(3), 65–78.

https://web-a-ebscohost-com.proxy.mau.se/ehost/detail/detail?vid=3&sid=4371a863-

3301-4580-9925-146b9c1a92ba%40sessionmgr4006&bdata=JmxvZ2luLmFzcCZzaXRlPWVob3N0LWxpd mUmc2NvcGU9c2l0ZQ%3d%3d#AN=EJ1038973&db=eric

Rodríguez-Aflecht, G., Jaakkola, T., Pongsakdi, N., Hannula-Sormunen, M., Brezovszky, B., & Lehtinen, E. (2018) The development of situational interest during a digital mathematics game. Journal of Computer Assisted Learning 34(3).

https://doi.org/10.1111/jcal.12239

Skemp, R. (1976). Relational understanding and instrumental understanding. Mathematics Teaching 77, 20-26.

Skolverket. (2011). Läroplan för grundskolan, förskoleklassen och fritidshemmet. (Rev. 2018).

https://www.skolverket.se/download/18.6bfaca41169863e6a65d48d/1553968042333/pdf 3975.pdf

Sollervall, H., Ryan, U., Lignefjärd, T., & Helenius, O. (2019) Orkestrering av matematikundervisning med stöd av digitala verktyg. Hämtad från:

https://larportalen.skolverket.se/LarportalenAPI/api-

v2/document/path/larportalen/material/inriktningar/1- matematik/Grundskola/416_matematikundervisningmeddigitalaverktyg_%C3%A5k1-3/2_orkestreringavmatematikundervisningmedstodavikt/material/flikmeny/tabA/Artiklar /IKT1-3_02A_01_orkestrering.docx

Zhang, L., Shang, J., Pelton, T., & Francis Pelton, L. (2020). Supporting Primary Students' Learning of Fraction Conceptual Knowledge through Digital Games. Journal of Computer Assisted Learning 36(4).

7. Bilagor

7.1 Bilaga 1

Författare Insamlingsmetod

Bakker, M., van den Heuvel-Panhuizena, M., & Robitzch, A. (2015).

Effects of playing mathematics computer games on primary school students’ multiplicative reasoning ability.

Contemporary Educational Psychology

Sökning: Sekundärsökning Berg Marklund, B. (2015)

Unpacking Digital Game-Based Learning: The complexities of developing and using educational games.

Institutionen för informationsteknologi, University of Skövde

Sökning: Google Scholar

Berg Marklund, B., & Alklind Taylor, A-S. (2015). Teachers’ Many Roles in Game-Based Learning Projects.

Conference: the 9th European Conference on Games Based Learning (ECGBL´15) At: Steinkjer, Norway

Sökning: Sekundärsökning

Berg Marklund, B., & Alklind Taylor, A-S. (2016).

Educational Games in Practice: The challenges involved in conducting a game-based curriculum.

Electronic Journal of e-Learning,

Sökning: Sekundärsökning

Byun, J., & Joung, E. (2018).

Digital game-based learning for K–12 mathematics education: A meta-analysis.

School Science and Mathematics

Sökning: ERIC

Denham, A R. (2017).

Using the PCaRD digital game-based learning model of instruction in the middle school mathematics classroom: A case study.

British Journal of Educational Technology

Sökning: Wiley Online Library

Hillman, T. (2011).

The inscription, translation and re-inscription of technology for mathematical learning.

Technology, Knowledge and Learning

Sökning: ERIC

Huang, Y-M., Huang, S-H., & Wu, T-T. (2013)

Embedding diagnostic mechanisms in a digital game for learning mathematics.

Educational Technology Research and Development

Sökning: Sekundärsökning

Karlsson, C. (2019).

Digitala verktyg och spelifiering i matematikundervisning inriktning grundskolan F-3.

Akademin för teknik och miljö, Högskolan i Gävle

Sökning: Google Scholar

Ku, O., Chen, S.-Y., Wu, D.-H., Lao, A.-C.-C., & Chan, T.-W. (2014).

The Effects of Game-Based Learning on Mathematical Confidence and Performance: High Ability vs. Low Ability.

Educational Technology & Society

Sökning: ERIC

Rodríguez-Aflecht, G., Jaakkola, T., Pongsakdi, N., Hannula-Sormunen, M., Brezovszky, B., & Lehtinen, E. (2018)

The development of situational interest during a digital mathematics game.

Journal of Computer Assisted Learning

Sökning: Wiley Online Library

Zhang, L., Shang, J., Pelton, T., & Francis Pelton, L. (2020).

Supporting Primary Students' Learning of Fraction Conceptual Knowledge through Digital Games.

Journal of Computer Assisted Learning

Sökning: ERIC