När jag blir stor måste jag kunna matematik! − ett datorspel som stöd för lärande

När jag blir stor måste

jag kunna

matematik!

Jenny Arrsjö, Katarina Dagerhed, Susanne Henriksson

− ett datorspel som

stöd för lärande

Malmö Högskola

Konst, Kultur och Kommunikation, K3

Interaktionsdesign

Examensarbete

Abstract

This report is a product of our examination work on Bachelor level in Interaction Design. Our aim is to develop a prototype of a learning game in mathematics for target group grade 4-6. The game will explain why mathematics is important and connect the subject to reality by giving the student tasks which they can relate to. In this report we present a theoretical basis by giving a background and context description of the problems in school today regarding learning and motivation in mathematics, children and computers and school and computers from a gender perspective. We will also describe three

different areas in Interaction Design: Learner-Centered Design, Computer Supported Collaborative Learning and Motivation in Creative Digital World. We present a game concept based on theoretical findings, field studies and usability tests. The design process will be described and motivated and the result will be evaluated as well as discussed.

Keywords

Interaction Design, children, motivation, challenge, competition, teamwork, math, learning game, Learner-Centered Design (LCD), Computer Supported Collaborative Learning (CSCL), Motivation in Creative Digital World (MCDW).

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

1. Inledning... 4

2. Bakgrund ... 4

2.1. Problemställning ... 4

2.2. Syfte och frågeställningar ... 5

2.3. Målgrupp ... 5

2.4. Avgränsningar... 5

3. Kontext... 5

3.1. Skolan idag... 5

3.2. Barn och datorer ... 8

3.3. Könsskillnader i skolan ... 9

3.4. Könsskillnader i datorspel ... 9

3.5. Learner-Centered design... 11

3.6. Computer Supported Collaborative Learning ... 18

3.7. Motivation in Creative Digital World ... 24

4. Metod och genomförande ...28

4.1. Metodval ... 28

4.2. Intervjuer och frågeformulär ... 28

4.3. Genomförande av low-fi prototyp ... 32

4.4. Genomförande av high-fi prototyp... 32

4.5. Test av pedagogiska spel ... 33

4.6. Test av kommersiella spel ... 33

4.7. Urval ... 33

4.8. Etik ... 33

5. Förstudie...33

5.1. Intervjuer pedagoger ... 34

5.2. Intervjuer och enkäter elever ... 34

5.3. Pedagogiska och kommersiella spel ... 35

6. Designprocessen ...35

6.1. Brainstorming ... 36

6.2. Kravspecifikation ... 36

6.3. Konceptutveckling... 37

6.4. Personas och scenario ... 39

6.5. Low-fi prototyp/mock-up ... 41

6.6. Konceptförslag ... 43

6.7. Motivation in Creative Digital World ... 46

6.8. Computer Supported Collaborative Learning ... 50

6.9. Taskanalys ... 52

6.10. Designutveckling ... 53

6.11. High-fi prototyp... 56

7. Resultat/Analys ...62

7.1. Konceptresultat ... 62

7.2. Designresultat... 64

7.3. Learner-Centered design... 65

7.4. Computer Supported Collaborative Learning ... 68

7.5. Motivation in Creative Digital World ... 70

8. Diskussion/slutsatser ...71

9. Referenslista...73

9.1. Litteratur... 73

9.2. Internet ... 74

9.3. Rapporter, uppsatser, et cetera ... 74

9.4. Föreläsning ... 75

9.5. Intervjuer... 76

10. Bilder...76

11. Bilagor ...

Bilaga 1 Frågeformulär spelutvärdering Bilaga 2 Tillstånd föräldrar

Bilaga 3 Matematikfrågor fotbollsvärlden Bilaga 4 Matematikfrågor dansvärlden Bilaga 5 Frågor till high-fi prototyptest Bilaga 6 Skärmdumpar high-fi prototyp

1. Inledning

Att matematik är ett viktigt och relevant ämne i skolan känns ganska självklart. Det som på senare tid har hamnat i fokus är att det behövs stöd och åtgärder för att motivera eleverna till att läsa matematik då eleverna idag har svårt att se syfte och mål med detta. Även att barn och ungdomar spelar olika typer av spel, till exempel datorspel, känns inte heller särskilt konstigt. Vi tror på ett komplement till dagens traditionella undervisning och tycker att det vore intressant att förena matematik och ett datorspel för lärande genom att skapa något som är mer likt de populära kommersiella datorspelen som finns idag. Eftersom vår projektgrupp består av tre medlemmar delar vi en till merparten gemensam rapport. Vi har dessutom valt att fokusera på olika områden inom vårt huvudämne interaktionsdesign. Katarina kommer att inrikta sig på

”Learner-Centered design” vilket kommer att påverka vissa funktioner i designprocessen.

Susannes område innefattar ”Computer Supported Collaborative Learning” som är en del av konceptutvecklingen. Jenny har valt att arbeta utifrån ”Motivation in Creative Digital World”, det vill säga vad som gör konceptet motiverande för användaren. I den

gestaltande delen kommer high-fi prototypen att produceras av Katarina och Susanne. Jenny kommer att ansvara för den grafiska designen av prototypen.

2. Bakgrund

Grundskolans form för lärande är idag en traditionell undervisning som i stort sett går ut på att eleven lär sig genom text och genom en teoretisk föreläsning av läraren. Denna undervisningsform passar dock inte alla elever och inte inom alla ämnen. I ämnet matematik visar undersökningar att elever runt årskurs 5 uppfattar matematiken som abstrakt och svår att förstå. Tydligt är att det behövs ett komplement till den traditionella undervisningen. Vi vill med vårt arbete hjälpa elever att verklighetsförankra matematiken i deras egen värld och tydliggöra dess betydelse i framtiden. Kan vi genom interaktion och nya tekniker hjälpa barnen att förstå? Vi har tre ingångar till förståelse: ”Learner-Centered Design”, ”Computer Supported Collaborative Learning” och ”Motivation in Creative Digital World”. Se respektive problemställning.

2.1. Problemställning

Katarina Dagerhed kommer att undersöka och dokumentera metoder för LCD (Learner- Centered Design) som är en del av HCI (Human Computer Interaction). Har man kommit fram till förbättringar av interaktionen mellan användarna och ett datorspel för lärande och vad kan vi använda i vårt spel för att underlätta upplevelsen av matematik?

Susanne Henriksson kommer att koncentrera sitt undersökande arbete på CSCL (Computer Supported Collaborative Learning) en del av CSCW (Computer Supported Cooperative Work), där hon kommer att titta närmare på möjligheterna att utöka samarbetet i grupp rörande matematiska problem. Hur gör vi för att få användarna att dra nytta av sina olika bakgrunder och kompetenser i kommunikationen mellan spelarna i och/eller utanför spelet?

Jenny Arrsjö kommer att forska vidare i och försöka få en förståelse om hur motivation, i formerna av utmaning, feedback, belöning och mål kan hjälpa barnen att få en aha-upplevelse inför matematiska problem. Hur kan man hålla motivationsnivån uppe i ett datorspel som fungerar som ett hjälpmedel för inlärning?

Vi kommer att skapa ett designkoncept och en prototyp som kommer att utvecklas dels beroende på teoretiska studier och dels på fältstudier i en mellanstadieklass. Prototypen kommer att testas och utvärderas i en mellanstadieklass. Idéerna kommer också att diskuteras och förankras i samarbete med en fokusgrupp bestående av två pedagoger.

Den vetenskapliga uppsatsen kommer att bestå av två temadelar, en mindre del som syftar till att ge en teoretisk plattform genom att presentera en bakgrund samt sätta in vårt arbete i ett sammanhang, och en större del som kommer att fokusera på vårt arbete ur interaktionsdesign perspektiv genom att vi presenterar våra olika metodval,

genomförande och designprocess.

2.2. Syfte och frågeställningar

Vi ska skapa ett interaktivt pedagogiskt datorspel som ska hjälpa eleven att konkretisera ämnet matematik. Vi har tittat på befintliga pedagogiska datorspel och efter att ha pratat med pedagoger fått uppfattningen om att dessa datorspel idag till största delen är ett försök att översätta läroboken. Då vi gjort intervjuer med elever och pedagoger har vi funnit att eleverna inte alls är tilltalade av läroboken. De uppfattar den som ”tråkig” eftersom uppgifterna i boken liknar varandra eller upprepas, eleverna efterfrågar

omväxling. Detta föranleder vårt fortsatta arbete med att försöka komma en bit närmare en annan form av lärande och försöka utnyttja fördelarna av interaktiva verktyg.

Hur skapar man, med hjälp av datorstöd, förståelse för ämnet matematik och dess framtida användningsområden?

2.3. Målgrupp

Vår primära målgrupp är barn i mellanstadiet, årskurs 4, 5 och 6 som har tillräckliga kunskaper från lågstadiets matematik och grundläggande kunskaper i datoranvändning. Vår sekundära målgrupp är lärare och pedagoger i mellanstadiet som är viktiga att ha med i designprocessen eftersom det är deras uppfattning som avgör om spelet kan användas som ett komplement i undervisningen.

2.4. Avgränsningar

Vi har valt att titta på könsskillnader gällande datorer och datorspelande, men vi kommer endast att reflektera över genusperspektivet, och inte fokusera på manligt och kvinnligt vad gäller designen av spelet. Detta för att vårt primära mål är att väcka elevernas intresse för matematik snarare än att försöka bryta traditionella könsmönster. I våra användartester har vi valt att avgränsa målgruppen till att omfatta årskurs 5.

Anledningen till detta är att vi har en begränsad tidsram för vårt examensarbete. Vi tycker även att det är mer intressant att visa djupet i vårt spel genom att skildra

innehållet i matematik i en årskurs snarare än att visa på bredden genom alla årskurser. Den tekniska delen kommer att omfatta en Macromedia Flash high-fi prototyp. I vårt konceptförslag beskriver vi vårt spel som ett multiplayer online spel, vi kommer dock att utveckla vår prototyp som ett singleplayer spel. Detta beroende på begränsade tekniska kunskaper men också för att det för oss är svårt att sätta upp en lämplig testmiljö för ett multiplayer online spel.

3. Kontext

För att tillfullo förstå vårt examensarbete tycker vi att det är viktigt att ge en god teoretisk utgångspunkt. Vi kommer därför i detta kapitel ta upp forskningsunderlag, undersökningar och avhandlingar som vi har använt som stöd för vårt fortsatta arbete.

3.1. Skolan idag

Traditionell undervisning går i stort sett ut på det som Peter Gärdenfors, professor i kognitionsforskning på Lunds universitet, benämner ”prästutbildning”. Nämligen att eleven lär sig genom text och genom en teoretisk föreläsning av läraren. Eleven deltar inte aktivt utan sitter och lyssnar på läraren. Peter Gärdenfors menar också att det finns en annan grundtyp av utbildning, nämligen den han benämner ”mäster-lärling”. Här lär sig eleven genom handling och erfarenhet. Redan på tidigt stadium undervisar mamman sin baby genom att visa hur han/hon skall utföra handlingar som att äta, dricka och senare lägga pussel, rita och så vidare. Man tillämpar alltså praktiskt kunskap. För att

uppnå förståelse tror Peter Gärdenfors på kombinationen teori och erfarenhet

(Gärdenfors, 2005). Men som situationen är på skolorna idag så är det oftast en lärare på 20-30 elever. Undervisningen har inte förändrats nämnvärt och en lärare som var verksam på 60-talet skulle idag egentligen inte ha någon svårighet att undervisa (Papert, 1999).

Matematik

På uppdrag av Skolverkets kvalitetsgranskningsnämnd genomfördes åren 2001-2002 en granskning som syftade till att ta reda på hur lusten att lära sig matematik väcks och hålls vid liv genom de olika utbildningsfaserna förskola, grundskola, gymnasie- och vuxenutbildningar. Resultatet publicerades 2003 i rapporten ”Lusten att lära – med fokus på matematik”. Skolverket har valt att koncentrera granskningen till ämnet matematik eftersom man anser att det är ett ”/.../ämne som har betydelse för många livsområden” (Skolverket, 2003:7). De skriver vidare: ”Matematikkunnande skall bidra till

självförtroende, kompetens och reella möjligheter att påverka och delta i vårt samhälle” (Skolverket, 2003:10). Skolverket menar att alltför många elever har negativa

erfarenheter av matematik - den upplevs som meningslös. Eleverna vet inte vad de ska använda matematiken till och de anser att den är svår att förstå. Detta kan medföra dåligt självförtroende för ämnet ända upp till vuxen ålder och det är lätt för den vuxne att överföra denna känsla för matematik till nästa generation. ”Kunnande i och om matematik för alla är alltså mer än någonsin välmotiverat, både ur samhällets perspektiv och ur den enskilde medborgarens. Matematikutbildning skall idag lägga grunden för privat- och yrkesliv, för vidare studier och livslångt lärande” (Skolverket, 2003:11). Under förskola och de tidiga skolåren är motivationen och lusten att lära hög. Eleverna tycker att det är bra att lära sig olika saker och tilltron till läraren är stark. Under åren i grundskolan förändras dock både undervisningspraktiken och elevernas lust att lära, något som märks i matematiken. Framför allt kring årskurs 4-5 märks tydliga skillnader mellan de som upplever matematiken som svår att förstå och de som ser utmaningen i allt svårare uppgifter. Skillnaderna mellan de som har lätt för matematik och de som inte har det förstärks under resten av skoltiden. Men även de som har lätt för matematik behöver mer stimulans i form av större utmaningar och mer omväxling för att inte inta en negativ inställning till matematiken som tråkig. De elever som har svårt att förstå behöver mer begriplighet och relevans eftersom lusten att lära sig matematik beror på om de förstår eller ej. Eleverna arbetar med matematiken i text och talat språk och de har behov av en mer konkret undervisning. Rapporten visar att i grundskolans senare år avtar glädjen och lusten att lära har istället förvandlats till skoltrötthet. ”Skillnaderna ökar markant mellan dem som förstår och får ökad självtillit och dem som inte förstår och så småningom förlorar både lust att lära och tilltron till sin förmåga att lära matematik” (Skolverket, 2003:20).

Tydligt är att det finns ett problem i skolan idag vad gäller motivation och lusten att lära sig matematik. Ett problem som går att spåra till mellanstadiets årskurser. Skolverket tar upp flera faktorer som främjar lusten att lära. Med dessa faktorer som utgångspunkt finns det flera möjligheter att tillgodose elevernas motivation med hjälp av interaktiva läromedel. I stort sett kan dessa faktorer användas som underlag för att designa ett datorspel för lärande.

• Behovet av att förstå

”Att känna att man kan och förstår, att man lyckas och att man lär sig är det första elever, oavsett ålder, svarar på frågan om vad som påverkar lusten att lära positivt” (Skolverket, 2003:26). Omvänt gäller förstås för de elever som ständigt möter nya misslyckanden, de förlorar motivation och lust att lära.

Genom att eleven får spela ett datorspel som ger visuell feedback i form av belöning eller ledtrådar och hjälp vid svårigheter, så får eleven en stark känsla av att lyckas

och en förklaring och hjälp vid ett eventuellt fel. Detta är något som motiverar eleven att försöka igen, och därmed inte skapar en känsla av ett misslyckande.

• God självtillit

Att eleven tror på sin egen förmåga att lära sig matematik framstår i Skolverkets enkätstudie som den viktigaste faktorn för lusten att lära. Elever som tror på sig själva och som har ”/.../ positiv bild av sig själva som lärande individer söker också på olika vägar nya utmanande uppgifter att lösa på egen hand” (Skolverket, 2003:27). Att erbjuda eleven att arbeta med matematikuppgifter i ett datorspel kan

avdramatisera matematiken för de elever som har dåligt självförtroende. Eleven kan uppleva sig säkrare med datorn än med en lärobok och eleven erbjuds en möjlighet att sitta i lugn och ro för att i sin egen takt lösa uppgifter. Även för de elever med gott självförtroende erbjuds nya utmaningar då ett datorspel är mer flexibelt än till

exempel läroboken vad gäller uppgifterna eftersom de går att lösa på mer än ett sätt. • Behovet av begriplighet

Innehållet i skolarbetet och matematiken måste upplevas som relevant och begriplig. Många elever anser att mycket inom matematiken har liten eller ingen relevans och för att skapa förståelse behöver eleven relatera till något de känner igen. ”Matematik behöver ha någonting med livet utanför skolan att göra” (Skolverket, 2003:29). Idag spelar många barn och ungdomar datorspel. Varför inte använda något redan välkänt i undervisningen? Genom att skapa matematikuppgifter i spelet som är

verklighetsanknutna skapas en förståelse för vad man skall använda matematik till. En förståelse som förstärks genom att de upplevs visuellt.

• Behovet av en varierad undervisning

”Variation, flexibilitet och att undvika det monotona i undervisningen är viktigt för lusten att lära” (Skolverket, 2003:30).

Mer variation i klassrummet än lärarledda lektioner med individuellt arbete i en

lärobok behövs. Undervisningen måste utvecklas med alternativa utbildningsformer så som att använda datorn som ett stöd i undervisningen.

• Problemlösning i grupp

Att skapa en kommunikation mot bakgrund av elevernas tankar om och kring ämnet matematik. Eleverna menar att de ”/.../ibland lär sig mer när kompisar förklarar” (Skolverket, 2003:30).

Genom datorspelet uppmuntras eleverna till samarbete, till exempel genom att ha ett forum i spelet där eleverna kan hjälpa varandra och genom att ha vissa uppgifter som ska diskuteras i klassrummet.

• Behovet av varierad återkoppling

”Elevers självtillit och lust att lära skulle otvivelaktigt stärkas om också något av all den kunskap de producerar kom till användning på ett konstruktivt sätt” (Skolverket, 2003:33).

Eleverna får träna och visa sina färdigheter i datorspelet, något som skapar en känsla av att matematiken kommer till nytta.

Läroboken

Skolverkets granskning visar att läroboken har en dominant roll i undervisningen och att den påverkar elevernas lust eller olust inför matematiken. Detta gäller framför allt från årskurs 4-5 och uppåt. Ett bra läromedel kan leda till en positiv utveckling och ”/.../ett alltför ensidigt läroboksanvändande leder till enformighet och till att många elever tar

avstånd från ämnet” (Skolverket, 2003:39). Skolverket skriver vidare att det är önskvärt med ”En minskning av lärobokens närmast totala dominans i undervisningen till förmån för olika läromedel och undervisningsmateriel för att nå de nationella målen” (Skolverket, 2003:56).

Vi önskar inte på något sätt ta bort läroboken från undervisningen men vi anser dock att Skolverkets rapport motiverar till att börja använda alternativa undervisningsmateriel. Ett exempel skulle kunna vara att använda sig av datorn och pedagogiska datorspel.

3.2. Barn och datorer

Barn och ungdomar tillbringar många timmar framför datorn, det är idag snarare en regel än ett undantag. Att till exempel spela spel eller att chatta med kompisar är inget ovanligt. Tillgången till en dator känns för många självklart och statistik från SCB (Statistiska Centralbyrån) bekräftar detta:

SCB gjorde en undersökning som sträcker sig från 1994-2004 och omfattar personer mellan 16-84 år. På frågan "Har Du i bostaden tillgång till dator?", antalet som svarar ja har ökat från att 1994 vara 25,6 % till att 2004 vara 77 %. Om man tittar på

hushållsgruppen ”sammanboende med barn” så har hela 96,4 % svarat att de har tillgång till dator i hemmet (Statistiska Centralbyrån).

Vad gör du?

Barbro Johansson (2000) har i sin avhandling ”Kom och ät! Jag ska bara dö först..” frågat barn i åldern 7-12 år vad de brukar göra vid datorn och drar slutsatsen att spel är den vanligaste aktiviteten. Men hon menar också att ”variationerna är många och det är vanskligt att försöka säga någonting generellt” (Johansson, 2000:57). Detta eftersom barnens intresse för datorer förändras med tiden beroende på om det kommer nya spel eller om barnet upptäcker något speciellt program som roar dem. Barbro Johansson har vidare frågat barnen om datorns fördelar och sammanfattar svaren i följande grupper:

• Man lär sig mycket med datorer • Datorn har många möjligheter • Det är roligt

• Datorn är praktisk • Tidsfördriv

(Johansson, 2000:57)

En stor skillnad mellan datorn och andra medier så som till exempel TV:n är att det vid datorn sker en interaktivitet. Det är personen framför datorn som själv handlar, väljer och är aktiv, fördelar som barn betonar (Johansson, 2000). Detta medför också att det lämnas ett större utrymme för fantasin. Det är ingen färdig berättelse, som ett

tv-program, utan det är barnet själv som skapar berättelsen och styr händelserna i ett spel. Naturligtvis får man inte glömma bort den grupp av barn som inte är intresserade av datorer. Det framkommer dock vid Barbro Johanssons intervjuer med barnen att

”/.../bortväljande av datorer inte är helt oproblematisk” (2000:66). Vid en intervju med en flicka som reflekterar över datorer och internet framkommer det att hon är medveten om att den som väljer bort datorn ”går mot strömmen”. Vidare skriver Barbro

Johansson: ”Den dominerande uppfattningen är att datorer tillhör framtiden och att barn både har rätt till och bör använda datorer” (2000:66).

Att barn ändå är mestadels positiva till datorer och att de är en del av våra barns vardag, oavsett om den används för lek eller lära, känns inte konstigt med tanke på

datortätheten i hushållen. Detta kan och bör skolan dra nytta av genom att utnyttja detta intresse som ett alternativt tillvägagångssätt att undervisa barnen.

3.3. Könsskillnader i skolan

Undersökningar visar att det finns skillnader mellan pojkar, flickor och hur de blir behandlade i klassrummet. Öhrn (2002) statuerar ett exempel baserat på Sandqvists undersökning att flickor som har matematisk talang inte får korrekt feedback i form av betyg i förhållande till sin förmåga. Detta ger en bild av att flickor är mindre matematiskt talangfulla än pojkar. Enligt Öhrn (2002) menar Kimball också att pojkar ser sig själv som skickligare i matematik än flickor, och deras lärare verkar dela denna uppfattning. Statistik åren 2003/2004 från SCB (Statistiska Centralbyrån) visar inte på några större skillnader mellan pojkar och flickor vad gäller slutbetygen i matematik från den nioåriga grundskolan. Likväl väljer ett betydande antal av pojkarna jämfört med flickorna

vetenskapliga och tekniska gymnasiestudier. Som exempel, 297 flickor och 1814 pojkar avslutade utbildningen naturvetenskap med huvudämnena matematik och data

(Skolverket, 2005). Det finns inget enkelt svar på varför kvinnor är underrepresenterade inom dessa områden, men vi har hittat några faktorer som verkar påverka detta.

Självkänsla

Observationer gjorda av Skolverket om flickors brist på självförtroende när det gäller matematikstudier, får stöd i litteraturen. I sin bok ”Könsmönster i skolan? – en

kunskapsöversikt om unga i skolan” presenterar Elisabet Öhrn en undersökning från år 2000. Denna är gjord av Ann-Katrin Jakobsson och visar på skillnader i självkänslan inom matematikämnet, där ”/…/pojkar uppfattar sig själv som överlägsna flickor, även om de har samma betyg i ämnet” (Öhrn, 2002:59).

Matematik – maskulint

Matematik och vetenskapliga ämnen ses oftare som manliga snarare än kvinnliga

områden. Denna hypotes är delvis baserad på statistik som visar på en manlig dominans inom forskning och studier vid högre matematikutbildningar (GeMaprojektet, 2003). Detta är också fastställt i litteraturen där matematik anses som logisk, rationell och objektiv – kvaliteter som betraktas som manliga (Walkerdine, 1998). Intervjuer gjorda av GeMa (2003) med studenter i gymnasieskolan visar att nästan alla studenter, oavsett kön, tror att manliga yrken oftare kräver matematik. Detta gör att studenter tror att matematikstudier är viktigast för pojkar (GeMaprojektet, 2003). Öhrn (2002) presenterar intervjuer gjorda av Kimball 1994, som visar att bland studenter anses matematik vara ett viktigt ämne att prestera väl i, och att matematisk förmåga är en högt rankad kompetens sett ur ett socialt perspektiv. Men flickor med höga betyg i matematik föredrar att välja utbildningar med inriktning på sjukvård framför utbildningar med matematik. En förklaring till detta skulle kunna vara att matematik anses vara en manlig domän.

3.4. Könsskillnader i datorspel

Barn socialiseras in i samhället redan från början genom interaktion med sin omvärld och de människor som omger dem (familj, vänner, dagispersonal et cetera). Barnen får olika leksaker att leka med som ofta speglar en könsskillnad. Vi ger pojkar mekaniska leksaker så som fordon och plastverktyg, medan flickor oftast får hem- och hushållsleksaker så som babydockor och matlagningsredskap. Eftersom datorer ofta anses vara mekaniska leksaker är det mer troligt att vi ger dem till pojkarna eller att pojkarna i större

utsträckning har tillgång till dem. Detta innebär att vuxna sätter gränserna och anger vilka barn som är bäst lämpade att använda datorer (Cooper och Weaver, 2003). Maria Klawe, grundaren till projektet E-Gems (Electronic Games for Education in Math and Science), samt studier gjorda av projektet Supporting Women in Information Technology (SWIFT, 2002), visar också att flickor spenderar mindre tid och har mindre tillgång till datorer. Maria Klawe tror också att pojkar oftare ser sig vara bättre på datavetenskap och programmering, även av sin omgivning, flickor, föräldrar och lärare (Klawe, 2002).

• Datorångest

i skolan och sättet man använder datorer på, är i högre utsträckning anpassade för pojkar än för flickor. Eftersom flickorna därför måste försöka anpassa sig till detta sätt att lösa problem och inte känner sig väl till mods med det, skapar det datorångest (Cooper och Weaver, 2003) (Klawe, 2002) (Kollberg, 2000).

• Datormaskulinitet

Kulturen runt datorer är internetcaféer och sportarenor. Detta är inte en vanlig och tilltalande värld för flickor och det är mycket troligt att de undviker denna värld (Keisler et al, 1985).

• Olikheter i datorspelande

Intervjuer med totalt 101 barn, 6-12 år, visar att barn har en bestämd uppfattning om vad som särskiljer det som kallas ”flickspel”, så som Barbie och My Little Pony, och ”pojkspel”, så som Doom och Quake. Några flickor är stolta över att spela ”pojkspel” och att bli betraktad som en ”pojkflicka” men inga pojkar vill erkänna att de tycker om eller någonsin har spelat ”flickspel”, och det tycks vara mer kontroversiellt att kalla en pojke ”flickpojke” (Klawe, 2002).

Framhäva likheter

Vi har tidigare argumenterat för varför lärandet av matematik och användandet av datorer skiljer sig åt mellan pojkar och flickor. De argumenten bekräftas av marknaden och datorspelstillverkarna som i det närmaste har tvingat forskarna att hitta bättre lösningar på hur man kan göra för att flickor ska bli mer tilltalade av och mer motiverade att använda datorspel. Datorspelsindustrin producerar datorspel i rosa boxar som

innehåller egenskaper som icke-våld och söta karaktärer, detta gör att den redan

gapande könsskillnaden blir ännu större (Cassell och Jenkins, 1998). Vi anser att en mer grundlig och lämplig attityd vore att hitta likheter i motiveringsfaktorer istället för att befästa könsrollerna. Cassel och Jenkins refererar till Malone och Leppers rapport där de fann ett antal faktorer som alla spelare värdesätter (1998). Dessa faktorer understöds i flera olika forskningsrapporter.

• Samarbete

Det finns undersökningar som visar att samarbete är motiverande för problemlösning både för pojkar och för flickor (E-GEMS, 1999).

• Tävling

Undersökningar visar att flickor gillar att tävla men inte på samma sätt som pojkar. Flickor koncentrerar sig på sin egen spelstrategi och på att förbättra sin egen poängställning. När man jämförde två grupper med flickor, en tävlande och en icke-tävlande, fann man ingen skillnad i förutsättningarna för inlärning (Chappell, 1997). Detta får oss att tänka på att det kanske beror på vem de tävlar med.

• Utmaning

När flickor i mellanstadiet fick utvärdera datorspel som ”design partners”, tyckte en majoritet av flickorna att ett spel måste vara utmanande och att, om de måste välja, extrema situationer vinner över mer traditionella spel (Flanagan, 2005).

Vi tror att datorspel kan fungera som ett bra komplement i undervisningen för att lära sig och för att tycka om matematik, speciellt för flickor. Kamran Sedighian och Andishe Sedighian, verksamma på avdelningen för Computer Science vid University British Columbia i Kanada argumenterar för att “One of the most important aspects of

motivating children to learn mathematics is to understand their needs” (Sedighian och Sedighian, 1996:2). De fortsätter genom att säga att användandet av datorspel i

matematikutbildningen placerar barnen i situationen “/…/in which learning mathematics becomes a tangible need” (Sedighian och Sedighian, 1996:2). De anser att det är en tillgång för barn att spela datorspel. Vid slutet av deras två år långa undersökning med nästan 50 elever från årskurs 6 och 7 gjorde de en lista med följande faktorer som de

hävdar påverkar barns inlärning av matematik när de använder datorer (Sedighian och Sedighian, 1996).

• Meningsfullt lärande Ger relevans till ämnet. • Mål

Problem på stencil gav inte samma meningsfulla mål som datorspel gjorde. • Framgång

Att nå målen kan ge barnen en känsla av framgång vilket är en viktig faktor för att barnen ska vilja lära sig mer.

• Utmaning

Barn behöver spännande utmaningar för att inte bli uttråkade ― så som de var av matematik.

• Kognitiv artefakt

Interaktion och kommunikation ― för att omedelbart se konsekvenserna av sina handlingar utvecklade barnen en känsla för den matematik de lärde sig. De barn som var för blyga för att diskutera matematik under lektionstid var motiverade att prata fritt när de spelade datorspel.

• Association genom glädje

Barnen behöver associera matematik med roliga minnen eller något annat angenämt. • Attraktion

Barn behöver placeras i en lärande miljö som hjälper dem att känna sig attraherade till matematiken.

• Sinnesstimulans

Ljud och trevlig grafik som gör att inlärningen blir mer angenäm och lätt att komma ihåg.

Baserat på detta kan vi dra slutsatsen att när barn spelar datorspel för lärande i

matematik, får han eller hon omedelbar feedback, vilket är till fördel för flickor och kan hjälpa dem att känna sig mer säkra i ämnet. När flickor känner sig mer säkra i att använda datorer kan de, i mindre omfattning, sluta se sig själva som mindre talangfulla än pojkar och sluta se datorer och matematik som en manlig domän. Användandet av datorspel som ett komplement till den traditionella läroboken kan hjälpa till att göra matematiken mer konkret när barnen får möjligheterna att verkligen praktisera vad de lärt sig.

3.5. Learner-Centered design

I det här avsnittet kommer Katarina Dagerhed att presentera Learner-Centered design samt reflektera och diskutera ämnet i förhållande till gruppens pedagogiska spel. För att förtydliga för läsaren samt undvika eventuella missförstånd vill jag här klargöra att när jag använder pronomet ”jag” syftar det på mig, Katarina. När jag använder pronomen som ”vi” och ”våra” syftar jag på oss som grupp det vill säga Katarina, Susanne och Jenny. Detta gäller även i vidare kapitel med avsnitt Learner-Centered design, avsnitt 6.12 och 7.3.

Som interaktionsdesigners är en av våra primära uppgifter att tillgodose våra användares olika behov. För att fånga dessa behov kommer vi att använda oss av olika metoder och verktyg som till exempel användartester, personas och scenarion. I vårt examensarbete arbetar vi med en målgrupp som består av barn och vi har dessutom som mål att skapa en artefakt som ska användas i en mycket specifik miljö, nämligen skolan. Vi ska, i

egenskap av interaktionsdesigners, skapa ett pedagogiskt datorspel för elever. Trots att vi har begränsade kunskaper inom ämnet pedagogik är det vår uppgift att tillgodose användarens behov och krav. Jag har därför valt att fördjupa mig i ämnet Learner-Centered design för att se om det är någon skillnad mellan användaren i traditionell, User-Centered design, jämfört med design med ett lärosyfte. Finns det faktorer som vi kan använda i vårt spel för att underlätta upplevelsen av matematik?

Bakgrund

Learner-Centered design (LCD) är ett område inom Human Computer Interaction där fokus ligger på att utveckla verktyg som hjälper människor att lära sig (Luchini et al, 2004). Viktigt är användaren, eleven, och dennes behov, kunnande och intresse för det han/hon ska lära sig. LCD fokuserar på uppgifter och mål hos den som lär sig och vad som motiverar, förändrar och påverkar eleven. Målet är att eleven aktivt ska undersöka, konstruera och lära snarare än att passivt lyssna på en föreläsning eller läsa i en lärobok (Norman, 1996).

Learner

Inom Learner-Centered design benämns användaren med det engelska ordet ”learner”, vilket kan översättas enligt följande:

”learner = elev; lärljunge; nybörjare” (Engelsk-svensk ordbok, Prisma)

Då det inte finns något liknande ord på svenska som innehåller dessa olika karaktärer har jag valt att använda mig av översättningen elev. Detta för att skilja på den

traditionella användaren (user) och eleven (learner).

Men vem är då eleven? “The audience of learners includes novices in some work practice who are trying to develop a better understanding of that practice” (Quintana et al, 2002:825). Lucchini et al (2004) definierar användaren som en individ som behöver mer stöd för att helhjärtat engagera och lära sig inom ett hittills okänt område. De menar att lärobaserad mjukvara skall vara användarvänlig men inte mer än att eleven måste engagera sig själv. Det får inte bli så att arbetet utförs automatiskt.

Skillnader

För att förstå Learner-Centered design tycker jag att det är viktigt att börja med att ta upp de skillnader som finns i jämförelse med traditionell design, User-Centered design. Denna jämförelse utgår från två olika användare, benämnda användare och elev. Ett begrepp som återkommer i texten är ”verktyg”. Jag har valt att använda ”verktyg” som ett slags samlingsbegrepp och avser med detta en datorbaserad applikation av något slag, som till exempel ett program, ett spel eller en webbapplikation. Jämförelserna är i vissa avseenden något generella, men visar ändå på att det finns betydande skillnader: User-Centered design:

Primärt designmål är att designa användbara verktyg och redskap för att stödja användaren att enkelt och effektivt utföra sina arbetsuppgifter.

Karaktärsdrag hos användaren; användarna har ofta en grundlig kunskap inom sitt arbetsområde. De vet vad de vill åstadkomma, varför och vilket mål de har med att använda verktyget. Gruppen är homogen eftersom de delar en gemensam arbetskultur. Uppgiften de utför är ofta ganska lika mellan användarna vilket medför att designern kan lita på en förebild när han/hon designar verktyget. Användarna är motiverade till sina arbetsuppgifter vilket medför att verktyget inte behöver innehålla några extra

motiveringsfaktorer. Verktyget används inte för att användaren ska lära sig något inom sitt arbetsområde, snarare för att underlätta arbetet. Detta medför att användarens kunskap inte förändras nämnvärt under tiden de använder verktyget vilket betyder att verktyget inte heller behöver förändras under tiden det används.

Användaren och verktyget; det finns två avvikelser i användarens mål och verktyget. Dessa avvikelser ligger som ”gap” mellan användaren och verktyget vad gäller utförande och utvärdering. Med utförande menas skillnaden mellan användarens mål och avsikter och vilka handlingar verktyget tillåter. I utvärderingen ligger hur mycket användaren måste anstränga sig för att tolka verktyget. Storleken på gapen motsvarar de svårigheter som användaren möter vad gäller att förstå och använda verktyget. För att ena

användaren och verktyget måste ett användarcentrerat system minimera båda dessa gap.

Överbrygga gapen; genom att analysera arbetsuppgifter och skapa sig en förståelse för hur användaren utför sina uppgifter kan designern skapa ett passande system som användaren kan manövrera och förstå.

Learner-Centered design:

Primärt designmål är att designa datorverktyg som stödjer eleven till att utveckla en förståelse inom ett okänt arbetsområde

Karaktärsdrag hos eleven; eleverna har en ofullständig eller naiv mental modell av

arbetet de försöker utföra och de har inte någon betydande sakkunskap inom området de utför. Gruppen är heterogen eftersom de inte nödvändigtvis delar en gemensam

arbetskultur eller sakkunskap. Designern måste ta hänsyn till de olikheter som kan förekomma vad gäller till exempel bakgrund, kön och ålder. Eleverna är inte alltid

motiverade till att fortsätta med nya arbetsuppgifter och motivationen kan vara beroende av vilka hinder eleven möter på vägen. Om eleven till viss del är motiverad kan han/hon tappa den beroende på hur invecklad den nya uppgiften är. Förståelsen växer och förändras vart efter eleven ägnar sig åt arbetsuppgiften och lär sig mer och mer. Detta medför att verktyget de ursprungligen använder inte behöver vara samma som när de har utvecklat en större kunskap alternativt att verktyget förändras i takt med ökad kunskap.

Användaren och verktyget; ett centralt problem med lärobaserad mjukvara är gapet mellan eleven och experten inom arbetsområdet. Med expert menas någon som har full förståelse och som kan delta fullt ut i ett arbete. Eleven är till en början en nybörjare och målet blir då att få eleven att förändras och växa till att fullt ut kunna delta i arbetet. För att detta ska vara möjligt måste eleven skapa sig en förståelse och föreställning om uppgiften. Storleken på gapet är alltså beroende av hur långt eleven har kommit i denna förståelse/föreställning. Designerns uppgift är att stödja eleven till att röra sig över detta gap och bli en expert med full förståelse.

Överbrygga gapet; genom att använda sig av olika inlärningsteorier så som

Behaviorismen, Informationsprocesser – kognition och Socialkonstruktivismen vilka innebär olika tillvägagångssätt vad gäller att designa teknologi i utbildningssyfte (Quintana et al, 2002).

För interaktionsdesigners är det en annan typ av utmaning att arbeta gentemot

målgruppen elever. Vi är vana att möta den traditionella användaren och måste nu ta in en del nya aspekter i vår designprocess. I detta examensarbete är vårt pedagogiska datorspel tänkt som ett komplement till traditionell undervisning, det vill säga det primära är inte att eleven ska lära sig något nytt utan att eleven ska träna på det matematikområde som de för tillfället arbetar med. Detta innebär att karaktärsdragen hos ”vår” elev till viss del skiljer sig eftersom de inte är att betrakta som noviser utan redan har någon kunskap om det område de skall arbeta med. Detta är till fördel då vi inte behöver ta hänsyn till vissa aspekter i spelet, till exempel att förklara vad de olika matematikområdena innebär. Eleverna förstår vilken typ av uppgifter som finns i ett område som heter ”Geometri” och så vidare. Det är dock viktigt att ta i beaktande att en klass är en heterogen grupp. Vi har tillgodosett detta genom att utveckla det koncept som vi anser passar olikheterna, nämligen ett koncept där eleven kan välja mellan olika

teman att räkna matematikuppgifter inom. Dessa teman är till exempel fotboll, hästar eller scen och teater. I detta koncept anser jag att majoriteten av eleverna kan hitta ett område de finner intressant i motsats till om vi hade valt att utveckla ett koncept med till exempel enbart ett hästtema. När vi har testat och diskuterat vårt spelkoncept ute på skolorna med elever och lärare känner vi att vi har fått positiv respons från både flickor och pojkar i de tre årskurser vi vänder oss till (årskurs 4-6) oavsett bakgrund och fritidsintresse. Vårt matematikspel uppfattas av eleverna som något nytt och spännande då det är ett annorlunda sätt att få räkna matematik på. Det är något som skiljer sig från boken och det liknar inte de pedagogiska spel eleverna mött tidigare vad gäller innehåll och utseende. Att eleverna är positivt inställda från början är till fördel vad gäller motivation och en extra inbyggd ”morot” är att eleven efter utfört område får en belöning, vilket kan väcka elevens nyfikenhet och öka motivationen för eleven att fortsätta med matematikuppgifterna. Samtidigt är det viktigt att spelet inte försvårar matematikområdet genom att uppgifterna i spelet känns för invecklade, meningen är att sättet på vilket eleven får feedback i spelet ska tilltala både de elever som är duktiga och de som behöver träna extra på ett område. Eftersom spelets uppgifter förändras med årskurs vad gäller svårighetsgrad och innehåll tillgodoser det elevens behov vad gäller att förståelsen förändras och växer. Jag anser att gapet från det att eleven är nybörjare till att vara en typ av expert, det vill säga har nått målet för förståelse i årskursen, inte är att betrakta som väldigt brett. Detta eftersom eleven inte är någon nybörjare utan redan har en grundförståelse och en föreställning om uppgiften.

Faktorer

Norman (1996) pekar på tre faktorer, engagemang, effektivitet och livskraft, som är viktiga vid konstruktion av ett datorbaserat läromedel:

Engagemang - En engagerad elev är en motiverad elev och motivation är en viktig faktor som kan vara skillnad mellan framgång och misslyckande. En datorbaserat verktyg kan engagera eleven genom att ge snabb utmanande interaktion och feedback. Det kan också engagera eleven genom att ge relevant information som är lätt att uppfatta och genom val av ämne.

I Skolverkets rapport talas det mycket om just motivation och att det hänger samman med lusten att lära (se kapitel 3.1). Det primära är att få eleven att känna sig motiverad och engagerad till ämnet matematik oavsett om det handlar om en duktig elev eller en elev som behöver träna extra för att förstå. Dagens elever är spelvana och ställer krav på datorspel vad gäller grafik och innehåll. Vi har inte möjlighet att jämföra oss med de kommersiella spelen, men vi har valt att hålla en grafisk profil som ska kännas modern genom att använda oss av mer abstrakta figurer och dova färger. Det finns inga långa introduktioner eller förklaringar utan eleven skall snabbt kunna interagera med spelet och utföra det de vill. Eleven får genomgående feedback på sitt agerande i spelet. Det råder ingen tvekan om vilka områden som är valbara (klickbara) eller vilka områden som är möjliga att arbeta med. Eleven får feedback på klarade uppgifter genom en indikator som oavsett hur väl eleven genomför uppgiften alltid ökar. Detta för att inte skapa en känsla av misslyckande hos den elev som inte lyckades väl med uppgiften. Eleven får alltid visuell feedback på klarad uppgift genom att resultatet av beräkningen visas. Består uppgiften till exempel av att räkna ut hur mycket gräs man skall köpa till sin fotbollsplan visas också resultatet visuellt i form av att man ser hur stor del av ytan som täcks. Vi tror att vår värld tilltalar majoriteten av eleverna genom att det finns olika teman att välja mellan och att det därmed borde gå att hitta minst ett tema som intresserar eleven.

Effektivitet – En relevant fråga vad gäller undervisningsmetoder är hur mycket eleven lär sig? I traditionell undervisning mäts ofta kunskapen genom prov av olika slag. Ett

datorbaserat läromedel måste vara effektivt för om inte eleven lär sig något av att använda verktyget så spelar det inte någon roll hur engagerad eleven än är.

Vårt spel ska, som tidigare nämnts, fungera som ett komplement i undervisningen. Tanken är alltså inte att eleven ska lära sig något helt nytt i spelet utan använda det som ett sätt att träna och få förståelse för ett matematikområde. Vi kommer därför inte ha något form av prov eller liknande för att mäta elevens kunskap utan endast konstatera om eleven blir godkänd på ett matematikområde eller om han/hon ska få fler uppgifter att träna på. Matematikuppgifterna skapas i samrådan med pedagoger och elever, men vi kommer inte att utvärdera i vilken grad eleven lär sig matematik i vårt spel. Vår uppgift är att skapa designkonceptet, testa det och utvärdera det som

interaktionsdesigners, inte pedagoger.

Livskraft – En applikation kanske är utmanande, engagerande och effektiv, men är den livskraftig? Applikationen kanske inte passar en stor skara elever och lärare, eller den kanske inte tillräckligt stödjer arbetet, är den kostnadseffektiv? För att fungera ska applikationen ha en viss social och kulturell infrastruktur. Viktigt för att applikationen skall leva vidare efter pilottest.

Naturligtvis tror vi starkt på vårt koncept och spel. Vi anser att dessa har mottagits positivt både av de lärare och av de elever som vi har talat med. Eleverna pratar om att läroboken är tråkig och att de vill räkna matematik på andra sätt än i en bok. De flesta elever spelar datorspel i någon form på sin fritid och tycker att det vore roligt att få räkna matematik med hjälp av ett datorspel.Även lärarna efterfrågar ett pedagogiskt datorspel som passar för mellanstadiet. De spel som finns tycker de är antingen för lätta eller tar för lång tid – det tar tid för eleven att komma igång med spelet och eleven kan inte välja specifikt vad de vill göra utan måste räkna uppgifterna i en viss ordning. Det har känts viktigt att från början ha med pedagoger i designprocessen. Dels för att diskutera och utvärdera designkonceptet och få en god bild av vår målgrupp men också eftersom det är läraren som i slutändan bestämmer när och hur mycket tid eleven får tillbringa framför datorn. Det är större sannolikhet att en lärare som tilltalas av vårt spel också använder det i undervisningen än tvärtom! Det ekonomiska perspektivet är en svårare faktor att lösa och vi har idag ingen uppfattning om vad det skulle tänkas kosta att utveckla vårt spel samtidigt som vi är medvetna om att skolan idag kämpar med bristande resurser. Det vi vet är att det inte finns något liknande pedagogiskt spel på marknaden men vi möter en efterfrågan när vi är ute på skolorna.

Även Soloway (1994) tar upp speciella behov som man måste ta hänsyn till: Målet är förståelse. Hur skapar man det?

Eleverna måste förstå syfte och mål med att studera matematik. Genom att ge eleverna uppgifter inom områden som de lätt kan associera till och som har en

verklighetsförankring, till exempel fotboll eller musik, hjälper man eleverna att skapa denna förståelse. Målet är inte ett korrekt svar utan det är vägen till svaret som är det primära, att få eleven att reflektera över vad de faktiskt gör genom att få eleven att fundera, ifrågasätta och diskutera kring ämnet matematik.

Motivation är en förutsättning. Hur motiverar man eleven?

Genom att ge eleven alternativ att arbeta med. Det går att räkna matematik på flera olika sätt, ett av dem är att använda sig av datorspel. Olika tillvägagångssätt passar olika elever och genom att ge eleven en möjlighet att själv påverka eller välja tror jag att man ökar motivationen.

Det är skillnader i bakgrund, kön, intresse, talang och förmåga. Hur skapar man en applikation som passar alla?

Genom att ha olika teman i spelet tror jag att varje individ kan hitta något som tilltalar dem.

Utmaningen ligger i förändringen hos eleven som hela tiden utvecklas och lär sig mer. Hur följer applikationen med i denna förändring?

Genom att spelets matematikuppgifter förändras efter årskurs vad gäller innehåll och svårighetsgrad. För årskurs 4 är uppgifterna till exempel ”enklare” både vad gäller nivå men också hur uppgifterna är formulerade jämfört med högre årskurser.

Lärandeteorier

Som sagts tidigare så är målet för designern att utveckla lärobaserad programvara som hjälper eleven att skapa förståelse. För att visa på de problem som kan uppstå när man ska designa lärobaserade verktyg, har man influerats av tre olika ”idéskolor”:

behaviorismen, informationsprocesser och socialkonstruktivismen. Varje infallsvinkel syftar till att utveckla lärobaserad mjukvara, men de olika teoretiska bakgrunderna resulterar i tre olika typer av applikationer (Quintana et al, 2002).

Behaviorismen innebär att man koncentrerar sig på en persons yttre beteende, det vill säga det som man kan iaktta, och inte mentala aktiviteter så som tankar och känslor. För själva applikationen innebär det att man låter eleven utföra en aktivitet eller svara på frågor, applikationen försöker sedan forma elevens beteende genom att belöna rätt svar eller straffa fel svar. Det kan betyda belöning i form av poäng eller att man får fortsätta till nästa nivå i till exempel ett spel. Bestraffningen kan vara i form av någon negativ händelse som påverkar spelets karaktär. Om man ska utveckla applikationen enligt behaviorismens principer ligger fokus på att analysera uppgiften. Det betyder att man bryter ned en komplex uppgift i ett antal detaljerade små steg. Eleven lär sig då den komplexa proceduren genom att öva på ett fördefinierat kriterium för varje steg i processen. Programmet övervakar elevens framsteg och kan på så sätt ge feedback när han/hon har lärt sig ett steg tillräckligt väl för att få fortsätta till nästa. En behavioristisk infallsvinkel på designen passar för att öva på väl definierade aktiviteter eller frågor och kan vara svårt att använda för områden som är mer utforskande och som kanske inte har några klara svar (Quintana et al, 2002).

Informationsprocesser handlar om, till skillnad från behaviorismen, att ta hänsyn till uppfattningsförmåga - kognition. Kognition handlar om människans tankeprocess och hur våra hjärnor söker förståelse genom att se ett mönster (Gärdenfors, 2005). Peter

Gärdenfors, professor i kognitionsforskning på Lunds universitet, menar att målet med utbildning är att ge information, kunskap och förståelse. Det centrala är hur man gör för att skapa förståelse. Här menar Peter Gärdenfors att ”förstå är att se ett mönster”. Människan har lätt för att se mönster och hjärnan letar efter mönster att ta in, tolka och bearbeta. När vi har fått en förståelse får vi också en aha-upplevelse som gör att vi blir motiverade till att vilja veta mer. För att skapa förståelse i utbildningen tror Peter Gärdenfors på en kombination av teori och erfarenhet, det vill säga eleven måste även själv få utföra uppgiften praktiskt. Gärdenfors menar att det finns tre områden för effektiv användning av IT i utbildningen:

• Visualisering, till exempel multimedia, bildmetaforer

• Simulering, till exempel bil, flyg, bilkörning, ger en virtuell erfarenhet • Vägledning, intelligenta handledningssystem (tutoring systems)

Vad gäller utbildning så är, enligt Quintana et al (2002), den mest vanliga inriktningen vad gäller informationsprocesser att utveckla ”Intelligent tutoring systems – ITS” ITS utvecklas för ett speciellt område, till exempel geometri, och eleven lär sig genom att träna på delar inom detta specifika område. Systemet övervakar elevens arbete för att följa utvecklingen och för att kunna avgöra om eleven behöver hjälp för att kunna

fortsätta med uppgiften. För designern ligger utmaningen i att utveckla modeller, dels en modell av uppgifterna som beskriver den kunskap man behöver för att arbeta inom området, den kunskap som eleven försöker nå. Dels en modell av eleven eller elevens kunskapsnivå, för att kunna bedöma elevens framsteg och styra vidare instruktioner. Att utveckla en mjukvara enligt principer från socialkonstruktivismen innebär att stödja ett mer öppet och omfattande arbetssätt och arbetsmiljö genom att på olika sätt stödja

eleven till att öva och engagera sig i uppgiften, till exempel genom samarbete, så att de börjar utveckla en förståelse inom området. Eleven arbetar i ett system som består både av människa och teknik, vilket innebär både hjälpverktyg i systemet och en mänsklig hjälp i form av en lärare eller mentor. Socialkonstruktivismen ser lärandet som en aktiv process där det handlar om att lära sig genom att vara uppmärksam på sina handlingar. Eleven måste medvetet styra materialet för att skapa länkar av förståelse från det nya materialet till sina egna tidigare erfarenheter och kunskaper. Eleven ska medverka aktivt inför en ny lärosituation, men eftersom de är att betrakta som nybörjare så behöver de också en given struktur att arbeta efter. Denna struktur kan tillhandahållas genom att man använder sig av ”software scaffolds”, det vill säga stöd i mjukvaran, i sin design. Detta betyder att mjukvaran innehåller egenskaper som stödjer en genomtänkt handling av nybörjaren. Genom att med hjälp av gränssnittet eller strukturen i programmet göra arbetet mer lättillgängligt och möjligt att utföra hjälper man eleven att komma in i det nya arbetet (Qunitana et al, 2002).

Sammanfattningsvis kan man säga att de olika inriktningarna passar olika miljöer och arbetsuppgifter. Det kanske är som Quintana et al (2002) menar, att det intressanta med att utveckla lärobaserad mjukvara är att överväga den potentiella påverkan det innebär att ha flera olika lärande teorier till sitt förfogande. Istället för att försöka bestämma den ultimata lösningen för en lärobaserad teknologi vore en mer genomtänkt lösning vara att överväga de centrala strategierna i respektive inriktning för att sedan se vilken som passar i varje specifik lärosituation.

Jag anser att vårt spel är en kombination mellan informationsprocesser – kognition och socialkonstruktivismen. Detta eftersom vi strävar efter att skapa förståelse och hjälpa eleven till en aha-upplevelse genom visuell feedback och genom att få eleven att förstå att det är viktigare att förstå en formel i geometri (area = längd multiplicerat med bredd) än att komma fram till ”rätt” svar. Vårt spel är att till viss del betrakta som ett

”Intelligent tutoring system” eftersom eleven tränar på ett visst område och systemet övervakar elevens framsteg. Men vi har inte utvecklat modeller för uppgifternas och elevernas kunskapsnivå. Istället har vi valt att ha ett antal uppgifter inom

matematikområdet och sedan beroende på resultat avgöra om eleven blir godkänd inom området eller ej. Samtidigt ser vi lärande som en aktiv process och uppmuntrar

samarbete och att även läraren skall finnas som en hjälp till eleven. Vi ser gärna att läraren ”plockar” ut delar av spelet och diskuterar i helklass med eleverna. Vi

uppmuntrar eleven till att medverka aktivt i spelet genom till exempel forum eller chatt där de kan dela med sig av sina erfarenheter och kunskaper inom matematik. Vi strävar efter att ha en struktur som eleverna ska känna sig bekanta med. Vi använder ett ”traditionellt” utseende på inloggning, likt det eleverna kan möta på internetsidor och chattar, så som till exempel Lunarstorm eller Blipville.se. Eleven ska lätt kunna avgöra vad som är klickbart och ska direkt kunna sätta igång med ett matematikområde och uppgifter utan att behöva gå igenom alltför många steg eller läsa instruktioner först.

Scaffolding

”scaffolding = [material för] byggnadsställning” (Engelsk-Svensk ordbok, Prisma)

”Scaffolding” är en viktig term i Learner-Centered design. Eftersom det är svårt att hitta en liknande lämplig term på svenska, har jag valt att använda det engelska ordet

”scaffolding”.

Scaffolding innebär ett tillfälligt stöd som hjälper eleven att uppmärksamt engagera sig i ett hittills okänt arbete (Luchini et al, 2004). Att använda sig av ”scaffolds” i Learner-Centered design innebär att designa mjukvara som innehåller verktyg eller inslag som hjälper eleven att göra nya komplexa uppgifter tillgängliga och möjliga att utföra. Det ska även hjälpa eleven att utveckla en förståelse för uppgiften genom en form av ”learning-by-doing” (Quintana et al, 2000). I en lärare-elev situation, när eleven ska börja med en ny uppgift, tillhandahåller läraren scaffolding genom att hjälpa eleven på

olika sätt till exempel genom att ge ledtrådar, rätta fel på olika sätt, öva med eleven, ge eleven råd, eller ge positiv/negativ kritik. Nyckeln är att eleven utför uppgiften och att läraren ”guidar” eleven till att lyckas. Ju duktigare eleven blir desto mindre behöver läraren hjälpa till (Soloway et al, 1994). Från ett designperspektiv kan scaffolding införlivas i mjukvaruapplikationen för att på liknande sätt hjälpa eleven till exempel genom att tvinga eleven att reflektera över sitt arbete eller genom att visualisera svårigheter. Ett tillvägagångssätt att göra information och scaffolding visuell är att använda flera ramar eller fönster på skärmen samtidigt (Luchini et al, 2004). Allt

eftersom eleven blir duktigare inom området bör scaffoldingen avta. Detta bör styras av läraren, eleven eller av applikationen själv. Om detta inte sker så kan det vara så att scaffoldingen snarare är ett hinder än en hjälp i arbetet (Quintana et al, 2002). Bra scaffolding finns tillgänglig när eleven vill det och syns inte när eleven vill arbeta självständigt (Soloway et al, 1994).

3.6. Computer Supported Collaborative Learning

I det här avsnittet kommer Susanne Henriksson att presentera Computer Supported Collaborative Learning samt reflektera och diskutera ämnet i förhållande till gruppens pedagogiska spel. För att förtydliga för läsaren samt undvika eventuella missförstånd vill jag här klargöra att när jag använder pronomet ”jag” syftar det på mig, Susanne. När jag använder pronomen som ”vi” och ”våra” syftar jag på oss som grupp det vill säga

Susanne, Katarina och Jenny. Detta gäller även i vidare kapitel med avsnitt Computer Supported Collaborative Learning, avsnitt 6.8 och 7.4.

Som interaktionsdesigner är jag intresserad av att se om man kan frammana samarbete inom ett datorspel för lärande. Det finns några begrepp som jag har tagit till hjälp för att hitta det sätt som jag tror att eleverna kan använda i vårt datorspel för lärande.

Bakgrund

Jag kommer här att förklara de olika begreppen inom Computer Supported Collaborative Work technology, CSCW och lite om dess utveckling genom åren. CSCW har vuxit fram med tekniken då man har insett att det finns möjlighet och behov av att arbeta med till exempel gemensamma dokument eller arbetsuppgifter utan att behöva sitta i samma rum eller ens i samma land. Det finns vissa engelska begrepp inom detta område som kan var svåra att översätta eller som är så väl inarbetade begrepp inom detta område att de inte kan eller bör översättas. För vissa begrepp kommer jag därför att nämna den engelska beteckningen och därefter göra min egen tolkning med hjälp av Oxfords English Lexikon, om så behövs.

Genom framgångarna med CSCW och dess verktyg har det också varit möjligt att tittat på samarbete inom program för lärande, detta kallas allmänt för Computer Supported Coorperative Learning technology, CSCL. Det är detta område jag kommer att försöka hitta metoder och forskningsresultat inom för att bilda mig en uppfattning om det går att använda även i ett datorspel för lärande. Det finns också en annan gren som man har börjat titta på för att utveckla och använda i datorspel för lärande som heter

Collaborative Virtual Environment technology, CVE. CVE används till stor del inom multiuser online datorspel, detta område är enligt min mening väldigt intressant och jag kommer därför att även titta på dess möjligheter och metoder. För att göra texten mer lättläslig har jag valt att i fortsättningen använda förkortningarna CSCW, CSCL och CVE.

Computer Supported Collaborative Work technology, CSCW

Introducerades i mitten av 1980-talet och är en beskrivning av asynkroniska och

synkroniska datorsystem för att underlätta den växande globala företagsverksamhet som vi har idag. Begreppet asynkroniska betyder här samarbete vid olika tidpunkter och synkroniska betyder samarbete i realtid. Exempel på synkroniska system är audio- och video konferenssystem, gemensamma whiteboard och fildelningssystem där man kan arbeta samtidigt i och med en gemensam fil. Dessa används för att ge användarna en möjlighet att dela arbetsplats till exempel när man inte sitter i samma rum eller land.

Däremot asynkroniska system är en annan benämning på programvaror för samarbete som används för att dela allmän och gemensam information. Det som i regel ligger till grund för dessa mjukvaror är en databas där informationen sparas och som sedan kan delas av alla som har tillgång och access till den. Exempel på dessa programvaror är diskussionsforum och delade serverplatser. Det finns också en tredje benämning på verktyg som kan användas inom CSCW, som kallas Coordination technologies och som hjälper till att hålla det kollaborativa arbetet strukturerat och organiserat. Coordinate har i Oxfords English Lexikon betydelsen att föra ihop olika element av, en komplex aktivitet eller organisation, till ett harmonisk eller effektiv samband. Det vanligaste verktyget är kalendern (Benyon et al, 2005).

Computer Supported Coorperative Learning technology, CSCL

Enligt Koschmann är CSCL en ny paradigm inom instruktionsteknologin, de tidigare paradigmerna var CAI (Computer-Assisted Instruction), ITS (Intelligent Tutoring System) och Logo-as-Latin. En möjlig översättning till CAI kan vara datorassisterande

instruktioner och de första programvarorna skapades på 1960-talet. Dessa kursbyggande verktyg gjorde det möjligt, för många pedagoger, att själv designa sina datorbaserade lärandehjälpmedel utan att vara kunniga i programmering eller datorkunskap, dessa verktyg var upptakten till CAI. Pedagogiken går ut på att eleven passivt absorberar eller skaffar sig kunskap via pedagogen. Pedagogen skaffar sig kunskap och letar effektiva sätt att dela med sig av denna kunskap till eleverna och undersöker sedan så att

eleverna verkligen har tagit till sig kunskapen. Denna paradigm lever i allra högsta grad fortfarande kvar och kan framför allt ses i så kallade drill-and-practice programvaror och i nätverksbaserade internetdokument (Koschman, 1996).

När forskare inom Artificiell Intelligens (AI) började titta närmare på utbildningsfältet på 1970-talet dök nästa paradigm upp, Intelligent Tutoring System (Intelligent Instruktions System), ITS. Nu fanns det inte längre någon orsak varför inte ett så intelligent verktyg som datorn skulle kunde överta rollen som välutbildad pedagog/handledare. Detta skulle medföra att alla elever kan ha sin egen personliga ”tutor” (handledare). ITS skiljer sig inte pedagogiskt från CAI utan är fortfarande baserat på att eleverna ska bli matade med kunskap (Koschman, 1996).

Den tredje paradigm som Koschman (1996) nämner i sin bok är Logo-as-Latin (Logo som Latin) vilket är baserat på pedagogiken konstruktivismen som har sin förlaga i

psykologen Piagets arbete. Piaget introducerade sin teori om lärande och säger att ny information samspelar med tidigare kunskap genom en process av likhet och anpassning. Namnet Logo-as-Latin har genom Koschman (1996) fått sitt namn av att pedagogiken går ut på att använda programmeringsspråket Logo för att självständigt bygga olika programvaror. Detta arbetssätt gör att eleverna måste lära datorn att utföra uppgifter genom programmering vilket i sin tur ger eleven rollen som pedagog, ”tutee”

(Koschman, 1996).

CSCL som är nästa nya paradigm enligt Koschman (1996) inom instruktionsteknologin är baserad på olika antagande om inlärning och integrerar nya forskningsområden. CSCL är byggt på forskningstraditioner inom disciplinerna antropologi, sociologi, språk, kultur och andra aspekter på sociala omgivningar. Huvudmeningen med denna pedagogik är att eleverna ska lära sig att lösa problem tillsammans. Det finns flera sidor av denna metod så som att förbinda sig att lära genom att göra, engagemanget hos eleverna genom samarbete i jakten på kunskap, omvandling av instruktörens roll från auktoritet och chef till informationskälla, coach och vägledare. CSCL pradigmen inleddes enligt Koschman (1996) vid en workshop ledd av NATO Special Program on Advanced Educational Technology som hölls i Acquafredda di Maratea, Italien 1989.

CSCL applikationerna kan förekomma i flertalet olika former och kan delas in i olika kategorier, till exempel var de används, hur användandet är koordinerat i tid, och vilken instruktionsroll de är designade för att utföra. Exempel på var applikationerna kan

användas är i klassrummet, att sammanbinda användare på olika ställen i klassrummet och dessutom virtuella klassrum. Det går att använda applikationerna synkroniserat, chatt program, och asynkroniserat, e-mail. Applikationerna kan också ge service åt olika roller så som att introducera en ny resurs i klassrummet, för att presentera eller simulera ett problem, hjälp med att visa problemet i en verklighetsbaserat kontext och att

arkivera grupparbeten för att stödja kunskapsuppbyggande (Koschman, 1996).

När det kommer till skillnader mellan CSCW och CSCL är huvuddragen de att med CSCL måste man tänka på att vissa elever behöver mer instruktioner än andra och att det finns en flexibilitet för de eleverna som har olika önskan och intresse (Koschman, 1996). Efter att ha läst om CSCL har jag kommit fram till att en liten bit av det kan vara intressant för vårt spel. För att anamma hela CSCL i konceptet måste det till en omstrukturering av den traditionella skolan. Det finns alltså inga möjligheter att genomföra detta i vårt projekt men det kommer att vara intressant att se vad som händer i framtiden, då får vi utveckla spelet ytterliggare och se var vi kan implementera nya CSCL applikationer. Jag kommer därför att gå in på ytterliggare en gren av CSCW som heter CVE, denna teknik tror jag mer på för vår spelutveckling.

Collaborative Virtual Environment technology, CVE

Detta är också en del av CSCW teknologin och den del som kommer att passa vårt datorspel bäst. CVE är en datorstödd applikation som tar användarna till en virtuell värld eller plats. Vanligtvis används en så kallad avatar, ett virtuellt föremål, som

representerar användaren i denna virtuella värld. Denna avatar får användaren att känna sig som hon/han interagerar i realtid med andra användare och med andra föremål i världen. Det är också möjligt för användaren att manipulera eller använda dessa andra föremål i eget syfte. Det går att kommunicera med andra användare genom skrift och ibland också genom rörelser och mimik. Denna typ av samarbetssystem används både vid samarbete i företag och som del av datorspel för lärande (Benyon et al, 2005). Det vanligaste är att använda verktyg för möte och att dela filer mellan användarna. I regel är dessa verktyg inte designade för samarbete när användarna befinner sig på olika platser vid olika tider och har olika arbetssätt (Biuk-Aghai och Simoff, 2001). CVE används vid ett flertal tillfällen till exempel i undervisning, för visualisering, vid

simulering, som design och underhållning. Detta stöds till största delen av stora mängder data som kan representeras både som objekt och variabler (Benford et al, 1996).

Exempel på system som använder CVE är många och används för det mesta inom

arbetslivet, det är till exempel audio- och videokonferens system och simuleringsprogram där man kan dela rum eller platser.

Det finns ett flertal exempel på dessa program i forskningen, Benford et al (1998), har till exempel undersökt blandade verkligheter i ett program kallat Poetry Performance där de experimenterar med en verklig teater, ett verkligt café och en virtuell teater. Det finns fler exempel på delade virtuella världar så som The Distributed Legible City. Här cyklar användarna på modifierade motionscyklar, de befinner sig fysiskt på olika geografiska platser men tillsammans i tre olika virtuella världar/städer och kan kommunicera via en audiolänk och hörlurar (Mitchell et al, 2002). Delade platser eller rum kan också vara en hjälp för landskaps- och inredningsarkitekter där åtskilliga perspektiv används för att utforma och utvärdera designförslag (Schafer och Bowman, 2005).

Vi kommer mest i kontakt med detta sätt att samarbeta genom de så kallade multiplayer datorspelen som kan spelas över internet. Jag har därför valt att göra en användarstudie och har under en timmes tid studerat Marcus Jönsson (2006), 17 år när han spelar World of Warcraft över Internet för att ta reda på om det kan vara möjligt att använda liknande verktyg i ett datorspel för lärande.

World of Warcraft

World of Warcraft är ett avatar spel där du tar skepnaden av en avatar som du själv bestämmer utseende och kön på. Du väljer också vilken kategori av avatar du vill

representera, det finns en mängd där vissa är goda och andra är onda, du går också med i en klan. I första hand väljer du den kategori och klan som dina vänner tillhör. Du jobbar dig upp genom nivåer genom att döda fiender, de andra kategorierna av avatarer. På detta tjänar du ”pengar” som du sedan kan använda för att köpa bättre utrustning eller för att ge till dina vänner för att de ska kunna förvärva bättre utrustning. Allt går ut på att samla så många som möjligt av dina vänner runt dig och uppnå så hög nivå som möjligt.

Först av allt används en chatt där du får uppgifter på vem som är online, när någon ansluter får du också en indikation på detta. För att prata med dina vänner eller andra avatarer i världen väljer du namnet på avataren och skriver sedan in ett kort

meddelande. Här har du möjlighet att ta reda på var dina vänner befinner sig i världen. Du har möjlighet att se dina koordinater och därför också möjlighet att meddela dina vänner exakt var du befinner dig.

I spelet kan du samarbeta med vänner för att bekämpa fienden. Du inbjuder dina vänner att delta i en strid och de ska svara om de accepterar inbjuden eller inte. Det finns då en möjlighet att hjälpa någon att nå högre nivåer eller att själv bli hjälpt att nå högre. Det finns alltid någon i din klan och vänkrets som är intresserad av att hjälpa till, antingen för betalning eller för att också ta sig högre upp i nivåerna.

Jag tycker att systemet att chatta med sina vänner och sättet att inbjuda till strid är mycket enkelt och ger ett intryck av att vara lättanvänt. Det finns dessutom en text ovanför varje avatar som indikerar vem han/hon är och vilken klan de tillhör som också är väl anpassad efter övrig grafik och gör det lätt att identifiera andra avatarer. Jag vill här visa på den grafiska utformningen av dessa verktyg:

Bild 1 Exempel på hur chatt kan se ut

,

Bild 2 Exempel på avatarer och hur du kan identifera vilka av dina vänner

som deltar i spelet

,