Kan elevers
koncentration och
matematiska prestation
förbättras med fysisk
aktivitet?
En kvantitativ studie med elever i årskurs 4
KURS:Examensarbete för grundlärare 4-6, 15 hp
PROGRAM:Grundlärarprogrammet med inriktning mot arbete i grundskolans årskurs 4-6 FÖRFATTARE:Alexander Axelsson
EXAMINATOR:Annica Otterborg TERMIN:VT 21
JÖNKÖPING UNIVERSITY Examensarbete för grundlärare 4–6, 15 hp.
School of Education and Communication Grundlärarprogrammet med inriktning mot arbete i grundskolans årskurs 4–6. Vårterminen 2021.
SAMMANFATTNING
_______________________________________________________________________ Alexander Axelsson
”Kan elevers koncentration och matematiska prestation förbättras med fysisk aktivitet?” En kvantitativ studie med elever i årskurs 4
Antal sidor: 29
_______________________________________________________________________ Denna studie vill pröva hypotesen att fysisk aktivitet ger positiva effekter på elevers koncentration och matematiska prestation. Hypotesen testades kvantitativt genom en kvasiexperimentell design i årskurs 4. Data från 17 elever i en kontrollgrupp och 20 elever i en experimentgrupp användes. Försöket genomfördes under två veckor med totalt sex lektioner i vardera grupp. I studien mättes två parametrar, koncentration via självskattning och matematisk prestation genom att eleverna beräknade multiplikationsuppgifter under två minuter. Mätningar genomfördes precis i början av lektionen och precis vid slutet av lektionen. Inför varje lektion utförde experimentgruppen fysisk aktivitet under tre minuter till en dansvideo. Data från studien visade att elever självskattade sin koncentration högre i slutet av lektionen i jämförelse med i början av lektionen. Koncentrationen och prestationen i matematik ökade i båda grupperna men båda delarna ökade mest i experimentgruppen. Skillnaden är dock väldigt liten mellan grupperna. För experimentgruppen är ökningen i prestationen i genomsnitt strax under en halv uppgift mer i omfattning av två minuter. Skillnaderna mellan grupperna testades med statistiska metoder (t-test), men ingen statistisk signifikant skillnad kunde noteras. I diskussionen diskuteras faktorer som kan ligga till grund för studiens resultat.
______________________________________________________________________________ Sökord: fysisk aktivitet, koncentration, prestation, matematik, undervisning
JÖNKÖPING UNIVERSITY Examensarbete för grundlärare 4–6, 15 hp.
School of Education and Communication Grundlärarprogrammet med inriktning mot arbete i grundskolans årskurs 4–6. Vårterminen 2021.
Abstract
_______________________________________________________________________ Alexander Axelsson
Does physical activity improve student’s concentration and performance in mathematics? A quantitative study with students in fourth grade
Number of pages: 29
_______________________________________________________________________ The aim of this study is to test the hypothesis that physical activity has positive effects on concentration and mathematical ability among students. The hypothesis was tested qualitatively through a quasi-experimental design in 4:th grade. Data was collected from a control group of 17 students, and an experimental group of 20 students. The experiment was conducted for two weeks with a total of six lessons in each group. In this study, two metrics were measured: concentration via self-assessment, and mathematical ability through two-minute-long multiplication exercises conducted by the students. The measurements were conducted at the very beginning and the very end of the lesson. Before each lesson, the experimental group performed physical activity by following a dance video. The results from this study show that students assessed their concentration higher at the end of the lesson compared to the beginning of the lecture. Concentration and mathematical ability increased in both of the groups, but the experimental group showed the largest increase in both metrics. However, the reported difference between the groups is very small. Students in the experimental group were on average able to correctly solve slightly less than one-half more exercises in the two-minute test, compared to the control group. The increase in the metrics between the groups was tested using statistical methods (t-test), which concluded that the increase is not statistically significant. Some possible factors contributing to the result of the study are discussed in the Discussion section.
_____________________________________________________________________________ Keywords: physical activity, concentration, performance, mathematics, teaching
Innehållsförteckning
1. Inledning ... 1
2. Fysisk aktivitet och matematiklärandet ... 2
2.1 Arbetsminnet ... 2
2.2 Fysisk aktivitet och matematiska prestationer ... 3
2.3 Fysisk aktivitet och koncentration ... 4
3. Syfte och frågeställning ... 6
4. Metod ... 7
4.1 Undersökningsmetod ... 7
4.1.1 Undersökningsdesign ... 7
4.2 Urval ... 8
4.3 Genomförande... 8
4.4 Bearbetning och analys ... 10
4.5 Studiens tillförlitlighet ... 12
4.6 Forskningsetiska aspekter ... 13
5. Resultat ... 14
5.1 Vilka effekter har fysisk aktivitet på elevers koncentration?... 14
5.2 Vilka effekter har fysisk aktivitet på elevers matematiska prestation i klassrummet? ... 17
5.3 Finns eventuella samband mellan elevers koncentration och matematiska prestation? ... 20
6. Diskussion ... 23
6.1 Metoddiskussion ... 23
6.2 Resultatdiskussion... 26
6.3 Slutsats och vidare forskning ... 29
Referenser ... 30 Bilagor... i Bilaga 1 ... i Bilaga 2 ... ii Bilaga 3 ... iii Bilaga 4 ... iv Bilaga 5 ... v Bilaga 6 ... vi
1
1. Inledning
Forskning har tidigare visat att fysisk aktivitet förbättrar elevers koncentration och matematiska prestation. En tidigare studie av Balan och Green (2019) synliggjorde att sju minuter fysisk aktivitet innan matematiklektionerna var tillräckligt för att elevers arbetsminne och koncentration skulle förbättras. Ett förbättrat arbetsminne är fördelaktigt för elevers matematiska prestation då arbetsminnet används vid utförandet av matematiska uppgifter (Derwinger, 2003). Arbetsminnet har även en avgörande roll vid all form av inlärning (Bentley & Bentley, 2016).
Vid de verksamhetsförlagda delarna av min utbildning har jag upplevt att elever under lektionstid tappar fokus på sina arbetsuppgifter. Främst är det under matematiklektionerna då elever drömmer sig bort, tappar pennor och verkar frånvarande. Utifrån mina upplevelser har det vuxit fram ett intresse att undersöka om införandet av fysisk aktivitet i början av matematiklektionerna förbättrar elevers koncentration och matematiska prestation. Det även om den fysiska aktiviteten har en varaktighet på mindre än sju minuter. Studien grundas därför på en hypotes att fysisk aktivitet förbättrar elevers koncentration och prestation i matematik. Avsikten är därför att undersöka om även tre minuters fysisk aktivitet är tillräckligt för att påverka elevers koncentration och prestation i matematik. Studien kommer också se om eventuella samband finns mellan elevers koncentration och matematiska prestation. Undersökningen riktar sig mot elever i mellanstadiet då det är elever i de åldrarna som min utbildning har riktats mot.
2
2. Fysisk aktivitet och matematiklärandet
2.1 Arbetsminnet
Vid huvudräkningar och andra former av matematiska beräkningar används arbetsminnet. Arbetsminnet hjälper hjärnan att aktivt behålla information i medvetandet. Det innebär att när beräkningar görs har arbetsminnet koll på valda räknemetoder, behåller siffror och gör beräkningar fram tills att de är avklarade. Arbetsminnet är därmed viktig i förmågan att utföra olika matematiska beräkningar (Derwinger, 2003). Ett samband kan därför ses mellan förbättrat arbetsminne och förbättrade matematiska prestationer (Bull & Scerif, 2001).
Flera studier visar att fysisk aktivitet har en positiv inverkan på elevers arbetsminne. En studie av Hall et al. (2015) som använde ett program kallat BOKS, införde två till tre fysiska aktivitetspass i veckan utöver de ordinära idrottslektionerna. Varje extrainsatt aktivitetspass hade en varaktighet på 40 minuter. Dessa fysiska aktivitetspass pågick under morgonen innan den ordinarie skolan började. Studien pågick under tre år på fem olika skolor och påvisade att de extrainsatta fysiska aktivitetspassen bidrog till att arbetsminnet förbättrades hos eleverna. Resultatet visade att förmågan att memorera matematisk information hade förbättrats. Även Balan och Green (2019) visade i sin studie att elever som inledde sina matematiklektioner med ett intensivt fysiskt aktivitetspass på sju minuter förbättrade sitt arbetsminne jämfört med elever som inte inledde matematiklektionerna med fysisk aktivitet. Studien pågick under fem månader där 175 elever i årskurs sju från fyra olika skolor deltog. Det vetenskapliga läget är dock inte helt enkelt då en annan studie av Lindroos et al. (2019) visade att två till tre extrainsatta fysiska aktivitetspass i veckan under en period av tre månader inte förbättrade elevers arbetsminne. Det efter att ha jämfört elever i kontrollgrupp respektive experimentgrupp. Studien hade använt sig av 129 elever från tre olika skolor. Den fysiska aktiviteten som användes i studien var bland annat olika former av bollekar och stafetter. I den fysiska aktiviteten användes pulsband för att säkerställa att eleverna kom upp i en viss puls under tillräckligt lång tid där det i studiens fall handlade om att under 20 minuter hålla en puls omkring 60–70 procent av individens maxpuls.
3 2.2 Fysisk aktivitet och matematiska prestationer
I flera studier framkommer det att fysisk aktivitet har en positiv inverkan på elevers matematiska prestationer. I en studie som gjordes i Nederländerna med 499 elever i årskurs tre från tolv olika skolor synliggjordes att en förbättring av matematikkunskaper kunde ses bland elever som muntligt besvarade matematikuppgifter i kombination med pågående fysisk aktivitet. Förbättringen sågs i jämförelse med de elever som inte utförde fysisk aktivitet i samband med besvarande av matematikuppgifter. Exempel på fysisk aktivitet som gjordes var squats. Studien pågick under två år och omkring sju till nio månader efter avslutad studie gjordes en uppföljning. I uppföljningen synliggjordes att de positiva effekterna från den fysiska aktiviteten fortfarande fanns kvar bland de elever som hade utfört fysisk aktivitet i samband med muntliga besvaranden av matematikuppgifter. Dessa elever presterade nämligen fortsatt bättre i matematiken i jämförelse med de elever från kontrollgruppen som inte utförde fysisk aktivitet (Mullender-Wijnsma et al., 2019). Positiva effekter av fysisk aktivitet visades även i undersökningen av Howie et al. (2015), där elever som genomförde fysiska aktivitetspauser under 10 till 20 minuter fick bättre poäng i matematiktest jämfört med elever som hade stillasittande lektioner. Olika typer av fysiska aktivitetspass som utfördes var att eleverna exempelvis fick hoppa eller vandra bredvid sin bänkplats. Ytterligare studie som påvisade att fysisk aktivitet har positiv inverkan på elevers matematiska prestationer är Vetter et al. (2019) som gjorde sin studie med 172 elever i årskurs tre från två olika skolor. Resultatet visade att elever som hade tre fysiskt aktiva matematiklektioner i veckan med en varaktighet på 30 minuter vardera, snabbare utvecklade kunskaper om multiplikationstabellen än elever som inte fick ha fysiskt aktiva lektioner. Således visar flera studier att matematiska prestationer förbättras av fysisk aktivitet.
En annan studie undersökte om fysisk aktivitet bidrog till att fler elever klarade av kunskapskraven i matematik och konstaterade att elevers betyg i matematik gynnades av fysisk aktivitet (Käll et al., 2014). Studien gjordes med 408 elever i en experimentgrupp från en skola och hade 1557 elever i kontrollgrupp från flera andra skolor. Studien varade mellan åren 2004 och 2008 där slutbetygen jämfördes för elever i årskurs fem. Resultatet visade att när den fysiska aktivitetsmängden fördubblades från två till fyra pass i veckan ökade antal elever som klarade av kunskapskraven i matematik. Ökningen gick från 86% till 94% under studiens år. Därmed synliggör flera studier att ett samband mellan fysisk
4
aktivitet och matematiklärande finns. Dock verkar det inte finnas ett entydigt samband då andra studier inom området inte kunnat påvisa några signifikanta skillnader mellan kontrollgrupp och experimentgrupp (Lindroos et al., 2019; Balan & Green, 2019; Snyder et al., 2017). Enligt Balan och Green (2019) kan en anledning till att de inte funnit ett samband mellan fysisk aktivitet och matematisk prestation vara att de matematiktester som hade använts prövade matematikens alla arbetsområden. De tror att resultatet hade kunnat se annorlunda ut om testet endast hade prövat de områden som eleverna arbetat med under perioden. Deras antagande baseras på att studien fann ett samband mellan fysisk aktivitet och förbättrat arbetsminne.
2.3 Fysisk aktivitet och koncentration
Begreppet koncentration innebär en individs förmåga att via sina sinnen sortera ut och ta in den viktigaste informationen. Det innebär att ju bättre koncentration en individ har, desto bättre är individen på att avlägsna information som kan vara störande eller irrelevant. Det gör att individen blir bättre på att starta upp, hålla kvar och färdigställa pågående uppgifter (Kadesjö, 2008). Den selektiva uppmärksamheten är därför betydelsefull i en individs koncentrationsförmåga då den är med och bestämmer vilken information som ska sparas och vilken information som ska uteslutas (Hansen, 2016).
Att kunna koncentrera sig är grundläggande vid den matematiska inlärningen då koncentrationen bidrar till att sortera ut fakta och rikta sitt fokus på det relevanta (Bentley & Bentley, 2016). En studie av Balan och Green (2019) visade att elevers koncentration förbättrades på lång sikt under matematiklektionerna om lektionerna inleddes med fysisk aktivitet. Utövandet av fysisk aktivitet innan matematiklektionerna var även fördelaktigt för elevers koncentration i studien av Hall et al. (2015). Där synliggjordes att två till tre extrainsatta fysiska aktivitetspass i veckan med en varaktighet på 40 minuter innan skolan började, bidrog till att elevers koncentration förbättrades. Resultatet visade ökad vilja att utföra matematikuppgifter men också ökad förmåga att växla mellan och slutföra uppgifter. Altheden och Rasmusson (2020) har sin studie undersökt hur införandet av fem minuters fysiskt aktivitetspass i mitten av varje matematiklektion påverkade eleverna. Studien pågick under totalt fem veckor. Resultatet baserades utifrån upplevelser från 23 elever i årskurs åtta och visade att majoriteten av eleverna upplevde att de koncentrerade sig bättre och närmare hälften av eleverna ansåg att deras matematiska prestationer också hade
5
förbättrats. Olika fysiska aktiviteter som gjordes under lektionerna var exempelvis upphopp, dans och olika bollekar. I resultatet framkom också att den fysiska aktivitetens påverkan på koncentrationen upplevdes vara mer betydelsefull under matematiklektionerna än i andra skolämnen enligt eleverna. Anledningen var att matematiklektionerna ansågs mer påfrestande och koncentrationskrävande än andra lektionsämnen.
6
3. Syfte och frågeställning
Studien utgår från en hypotes att fysisk aktivitet har en positiv inverkan på elevers koncentration och matematiska prestation. Syftet med studien är därför att testa denna hypotes. Studien vill besvara följande frågor:
• Vilka effekter synliggörs i elevers koncentration och prestation i matematik om matematiklektionerna inleds med fysisk aktivitet?
• Kan ett samband ses mellan elevers koncentration och matematiska prestation, vilket samband kan i så fall ses?
7
4. Metod
Studiens syfte och frågeställningar grundar sig i ovannämnda hypotes vilket innebär att ett påstående har preciserats utifrån redan befintlig kunskap och där dess giltighet ska prövas genom att samla in och analysera data. Vid formation av en hypotes ställer undersökaren sig öppen för framtida resultat där motsatsen till en hypotes är att undersökaren endast riktar sig till en förklaring (Eriksson & Hultman, 2014).
4.1 Undersökningsmetod
Till studiens syfte och frågeställningar valdes en kvantitativ metod, vilket innebar att undersökningen ville mäta förändringar som sker på en variabel baserat på yttre förändringar som tillsätts (David & Sutton, 2016, kap. 12). I studiens fall är elevers koncentration och matematiska prestation variabeln och den fysiska aktiviteten är förändringen som tillsätts i experimentgruppen. Kvantitativ metod ansågs mest lämpligt för att ge studien en större och mer övergripande syn på undersökningsområdet då fler deltagare kan delta i studien. Fördelar med kvantitativ metod är att det görs logiskt och analytiskt då undersökaren inte blandar in egna upplevelser och känslor (Patel & Davidson, 2019). Vidare nämner författarna att undersökaren ska kunna bytas ut och ändå ge studien liknande resultat.
4.1.1 Undersökningsdesign
I studien tillämpades en kvasiexperimentell design, vilket innebar att ingen slumpmässig fördelning av deltagare i kontrollgrupp respektive experimentgrupp gjordes. En ny slumpmässig fördelning bland deltagarna var inte möjlig eftersom deltagarna redan var uppdelade i två klasser (se David & Sutton, 2016, kap. 12). I den kvasiexperimentella designen valdes en icke-ekvivalent kontrollgruppsdesign. Det innebar att både kontrollgruppen och experimentgruppen inför varje besökstillfälle gjorde ett förtest innan experimentet. Därefter gjordes experimentet i experimentgruppen. Kontrollgruppen fick istället ha ordinarie undervisning där alla moment var så likartade som möjligt så att endast själva experimentet skiljdes åt mellan de båda grupperna. Det gjordes för att endast experimentets påverkan skulle testas i experimentgruppen. Slutligen fick båda grupperna avsluta med ett eftertest. Både förtestet och eftertestet bestod av en enkätfråga för att mäta elevers koncentration ur elevens perspektiv. Förtestet och eftertestet bestod även av ett
8
multiplikationstest för att se elevers matematiska prestation ur ett elevperspektiv. Det gjordes för att kunna jämföra resultaten mellan de båda grupperna och för att upptäcka eventuella skillnader i elevers koncentration och matematisk prestation.
4.2 Urval
I studien deltog två klasser i årskurs fyra med totalt 48 elever från samma skola. En klass blev kontrollgrupp och en annan blev experimentgrupp. Urvalet baserades på ett bekvämlighetsurval då jag sedan tidigare varit i kontakt med de båda klasserna på min senaste verksamhetsförlagda utbildning. Därmed hade jag kunskap om att undersökningen var lämplig att genomföra i de båda klasserna då deltagarna inte tidigare använt sig av fysisk aktivitet i början av matematiklektionerna. Deltagarna var därmed lämpliga i undersökningen av studiens syfte. För tillfället pågår en pandemi vilket också gjorde det lämpligt att genomföra undersökningen i klasser som jag nyligen varit i kontakt med. Deltagarna var sedan tidigare indelade i två klasser och därför genomfördes inte en slumpmässig fördelning av kontrollgrupp och experimentgrupp. Istället gjordes en lottning om vilken av de två utvalda klasserna som skulle bli kontrollgrupp respektive experimentgrupp. På så vis kunde en viss grad av slumpmässighet uppnås. Valet att inte slumpmässigt fördela eleverna i nya grupper (kontrollgrupp respektive experimentgrupp) ligger i linje med Nilholms (2016) rekommendation om att i möjligaste mån utgå från lärarens ordinarie undervisning.
4.3 Genomförande
Studien startade med att en verksam matematiklärare kontaktades med förfrågan om att genomföra undersökningen i lärarens två klasser. Läraren informerades om projektet och därefter bestämdes tid och datum om när besöken var lämpliga att genomföra. Sedan besöktes båda klasserna och informerades om undersökningen. Alla elever fick var sin samtyckesblankett (se bilaga 1) som togs hem för att vårdnadshavare skulle få ta del av informationen. På samtyckesblanketten kunde vårdnadshavare signera för att delge sitt samtycke att elevens data fick användas till studien. Av de 48 tillfrågade eleverna fick data från 37 elever användas.
Innan första datainsamlingstillfället gjordes en pilotstudie med tre elever i samma ålder och som inte deltog i undersökningen. Pilotstudiens deltagare hade heller ingen koppling
9
med deltagarna i någon av de båda klasserna. Pilotstudien gjordes för att säkerställa att enkätfrågorna var tydliga och för att elever i samma ålder skulle förstå frågorna och kunna besvara dem utan missförstånd. Även multiplikationstestet testades för att få en uppfattning om tabellens längd och tid var rimlig i ett genomförande. Efter pilotstudien fick jag veta att multiplikationstestet behövdes förlängas med fler uttryck samt att enkätfrågorna behövde förtydligas för att eleverna skulle tolka och besvara frågorna korrekt. Förändringar som gjordes var att multiplikationstestet förlängdes med ytterligare 30 uttryck att beräkna och enkätfrågorna förtydligades. Inför lektion fem och sex infördes ytterligare ett frågetillfälle som gjordes direkt efter den fysiska aktiviteten för experimentgruppen och efter den icke-fysiska aktiviteten för kontrollgruppen. Det för att se om den fysiska aktiviteten hade en direkt påverkan på elevers koncentration.
En översikt för de olika händelserna under lektionstillfällena finns beskriven i figur 1. Figuren visar den ordning momenten pågick i och hur långt in i lektionen momenten byttes av. Lektionerna varade i 40 minuter. Kontrollgruppen och experimentgruppens lektioner pågick inte under samma tidpunkt då lektionerna låg efter varandra.
Vid varje besökstillfälle inledde de båda grupperna sina matematiklektioner med att alla elever besvarade enkät 1 genom självskattning. Självskattningsverktyget var en visuell analog skala (VAS) där eleverna fick sätta ett kryss på en 100 millimeter lång sträcka mellan ”Inte alls koncentrerad” och ”Jättekoncentrerad” (se bilaga 2). Efter enkättillfälle 1 samlades svaren in för att inte ge eleverna möjlighet kunna se vad de tidigare svarat när nästa enkättillfälle genomförs. Sedan delades första multiplikationstabellen (se bilaga 3 &
10
5) ut. Alla elever fick genomföra den under två minuter med gemensam start. När tiden var ute släppte alla elever sina pennor och data samlades in. I delen som skilde mellan kontrollgruppen och experimentgruppen fick experimentgruppen utföra fysisk aktivitet genom att röra sig till en dansvideo under tre minuter. Under alla sex lektionstillfällen användes samma dansvideo. Dansvideo användes för att eleverna tidigare var vana vid konceptet från idrottslektioner. Kontrollgruppen fick istället under sin lektion lyssna på samma musik och teckna. Eleverna i kontrollgruppen fick lyssna på samma musik för att säkerställa att den fysiska aktivitetens påverkan testades och att det inte var musiken som påverkade resultatet. Kontrollgruppens och experimentgruppens lektioner hade samma upplägg för att göra experimentförhållandena så lika som möjligt och minska risken för falska samband genom exempelvis Hawthorn-effekten. Hawthorn-effekten innebär att förbättring sker hos deltagarna endast på grund av att de är medvetna om att de testas (Fox et al., 2008).
Efter att experimentgruppen fått göra sin fysiska aktivitet och kontrollgruppen fått lyssna till samma musik hade eleverna ordinarie undervisning som handlade om bråk-räkning med ordinarie lärare. Läraren försökte göra lektionerna så likartade som möjligt mellan grupperna. Vid slutet av varje lektion fick båda grupperna göra multiplikationstabell 2 (se bilaga 4 & 6). Även här fick eleverna två minuter på sig med gemensam start. Därefter besvarades enkätfråga 2 som handlade om koncentration som också baserades på visuell analog skala.
4.4 Bearbetning och analys
Efter varje lektionstillfälle samanställdes insamlad data. Data fördes sedan in i Excell för att bearbetas och analyseras. Via Excell skapades lådagram (se figur 2) och punktdiagram för att upptäcka likheter och skillnader i resultatet mellan kontrollgrupp och experimentgrupp och för att upptäcka om koncentrationen och prestationen påverkades av fysisk aktivitet.
11
I lådagrammen representerar krysset medelvärdet och det vågräta strecket medianen. Lådans armar visar spridningen mellan deltagarnas svar och visar det minsta respektive de största värdena där varje arm innehar 25 procent av svaren (David & Sutton, 2016, kap. 24). Lådans armar får inte överskrida 1,5 gånger lådans längd. De värden som hamnar utanför lådans armar kallas för extremvärden (Körner & Wahlgren, 2015). I studien markerades extremvärden med en tydlig punkt. Själva lådan motsvarar resterade 50 procent av alla svar vilka är fördelade utifrån lådans median (David & Sutton, 2016, kap. 24).
För att upptäcka eventuella samband mellan koncentration och matematisk prestation användes punktdiagram. Där innehar varje punkt en elevs utveckling i koncentration från enkättillfället i början av lektionen till enkättillfället i slutet av lektionen. Varje punkt innehar också en elevs utveckling i matematisk prestation från multiplikationstestet i början av lektionen till multiplikationstestet i slutet av lektionen.
Ett t-test användes också för analysering av insamlad data. t-test används för att bedöma en studies kvantitativa resultat i förhållande till kvalitativ variabel där två grupper ingår (David & Sutton, 2016, kap 26). I studiens fall var den kvantitativa variabeln resultatet från elevers självskattning och från prestationen i multiplikationstesten. Den kvalitativa variabeln var kontrollgruppen respektive experimentgruppen.
12 4.5 Studiens tillförlitlighet
Av de 48 tillfrågade var det vårdnadshavare till 37 elever som godkände att data fick användas. Det anses vara ett tillräckligt deltagande eftersom både kontrollgruppen och experimentgruppen hade ett deltagande på över 70 % av de tillfrågande. Ett deltagande över 70% ligger väl inom spannet för vad Bryman (2018, kap. 10) klassar som ett högt deltagande.
Till lektionerna förhöll jag mig så objektiv och konsekvent som möjligt. Under alla lektionstillfällen var därför min introduktion så likartad som möjligt i de båda grupperna. Ett objektivt förhållningssätt är viktigt i undersökningen för att upprätthålla studiens tillförlitlighet (Patel och Davidson 2019). För att upprätthålla enkätsvarens tillförlitlighet pågick varje undersökningstillfälle under ledning. Det innebär att undersökaren är på plats när enkäten besvaras, vilket skapar möjlighet att kunna göra förtydligande och besvara eventuella frågor (Patel & Davidsson, 2019).
Till datainsamlingen om elevers självskattade koncentration användes visuell analog skala (VAS). Genom VAS kan deltagarna inte påverkas av utsatta siffror eller markeringar i sina svar (Redke, 2000). Därmed fick deltagarna göra en markering i form av ett kryss inom skalans sträcka. Deltagarna kunde heller inte se vad de tidigare svarat då enkäterna alltid samlades in innan nästa enkättillfälle. Syftet var att upprätthålla tillförlitligheten då deltagarna förhåller sig mer objektivt i sina svar. Innan undersökningen gjordes en pilotstudie för att se om enkäten och testet var anpassade för deltagarnas ålder. Det gjordes för att minimera risken att enkäten var otydlig eller gick att missuppfatta. Pilotstudien gjordes också för att se att multiplikationstestet inte blev för svårt eller för lätt. En pilotstudie är något som David och Sutton (2016, kap. 4) menar är av stor vikt för att kunna skapa sig en förståelse om hur deltagare tänker. Till enkäten användes slutna frågor för att göra enkäten enklare att besvara för deltagarna.
Multiplikationstestens tillförlitlighet upprätthölls då gemensam start skedde under given signal där alla elever under två minuter räknade ut så många multiplikationsuppgifter som möjligt. När tiden var ute skulle alla elever släppa sin penna för att tiden skulle bli lika för alla. Genom att undvika att elever memorerade uppgifternas ordningsföljd var det alltid ett annat multiplikationstest i multiplikationstest 2 jämfört med multiplikationstest 1. Dessutom varierade multiplikationstesten mellan varje lektionstillfälle. Multiplikationstest
13
1 varierade mellan bilaga 3 och 5 och multiplikationstest 2 varierade mellan bilaga 4 och 6. Däremot innehöll samtliga multiplikationstest samma uppgifter i varje rad då endast ordningen varierade vilket gjordes för att testens svårighetsgrad skulle vara likvärdiga. För att upprätthålla hög tillförlitlighet utgick valet av kontrollgrupp och experimentgrupp från de redan uppdelade klasserna. Tillförlitligheten i en kvasiexperimentell design med en icke-ekvivalent kontrollgruppsdesign anses upprätthållas när valet av kontrollgrupp och experimentgrupp baseras på redan fördelade grupper (David och Sutton, 2016, kap. 12). Fördelningen av vilken klass som blev kontrollgrupp och experimentgrupp skedde genom slumpmässig fördelning via lottning. En slumpmässig fördelning anses upprätthålla studiens tillförlitlighet (Bryman, 2018, kap. 3). Grupperna hade samma lärare som försökte göra lektionerna så likartade som möjligt. Därmed blir det färre yttre faktorer som kan påverka resultatet (David & Sutton, 2016, kap. 12). För att upprätthålla studiens validitet fick kontrollgruppen lyssna på samma musik som experimentgruppen så att endast den fysiska aktivitetens påverkan testades och inte musikens påverkan.
4.6 Forskningsetiska aspekter
För att upprätthålla de forskningsetiska aspekterna i studien har jag utgått från vetenskapsrådets (2017) fyra huvudkrav. Huvudkraven är följande: informationskravet, samtyckeskravet, konfidentialitetskravet och nyttjandekravet.
Utifrån informationskravet informerades alla deltagare både muntligt och skriftligt om studiens syfte och innehåll. Den muntliga informationen introducerades endast till eleverna och den skriftliga informationen följde med samtyckesblanketen så att även elevers vårdnadshavare skulle få ta del av informationen. Samtyckesblanketen togs hem för att vårdnadshavarna skulle kunna skriva under sitt samtycke att elevens data fick användas i studien. Elever och deras vårdnadshavare hade även när som helst möjlighet att ta tillbaka sitt samtycke samt att elevens data då inte skulle användas. Det gjordes för att uppnå samtyckeskravet. Konfidentialitetskravet uppfylldes genom att ingen data som visas i tabellerna går att koppla till en viss specifik elev. För att uppfylla nyttjandekravet har den insamlade data endast använts för studiens syfte.
14
5. Resultat
5.1 Vilka effekter har fysisk aktivitet på elevers koncentration?
I figur 3 och 4 synliggörs kontrollgruppen och experimentgruppens självskattade koncentration från enkättillfället i början av lektionen till enkättillfället i slutet av lektionen. I båda figurerna synliggörs att elevers självskattade koncentration under alla lektionstillfällen i genomsnitt har förbättrats från enkättillfället i början av lektionen till enkättillfället i slutet av lektionen.
Figur 3. Illustration av elevers koncentration i kontrollgruppen. Varje låda
15
Förbättring synliggörs i båda grupperna då medelvärdet och medianen i lådagrammen har höjts i de svarta lådorna i jämförelsevis med de vita lådorna vid 5 av 6 lektionstillfällen. För att synliggöra hur stor den genomsnittliga ökningen var bland elevernas självskattade koncentration i de båda grupperna mellan de båda enkättillfällena räknades det totala medelvärdet ut för samtliga lektionstillfällen. Då synliggörs att kontrollgruppens genomsnittliga självskattade koncentration vid enkättillfället i början av lektionen låg på 71,05 och vid enkättillfället i slutet av lektionen på 78,40. För experimentgruppen låg motsvarande siffror på 68,87 och 76,31. Därmed var kontrollgruppens genomsnittliga ökning i självskattad koncentration 7,35 och experimentgruppens ökning var 7,44. Det innebär att experimentgruppen endast ökade med 0,09 mer i sin självskattade koncentration gentemot kontrollgruppen. Ökningens statistiska signifikans i de båda grupperna testades via paired samples t-test. För att statistisk signifikans ska gälla behöver p-värdet vara under 5% (p <0,05). Båda gruppernas ökning visades vara statistiskt signifikant säkerställda då kontrollgruppens t-test visade t(93) = 3,7971, p = .0003 och för experimentgruppen synliggjorde t-testet att t(107) = 4,1822, p = ,0001.
16
Då experimentgruppens självskattade koncentration ökade med 0,09 mer i genomsnitt från enkättillfället i början av lektionen till enkättillfället i slutet av lektionen kunde den fysiska aktivitetens betydelse inte synliggöras. För att se hur statistiskt signifikant skillnaden i ökningen mellan de båda grupperna var gjordes ett unpaired samples t-test som visade att t(200) = ,2026, p = ,8396 vilket innebär att ökningens statistiska signifikans inte kunde säkerställas.
I båda figurerna synliggörs också att spridningen på elevers självskattade koncentration minskade vid majoriteten av alla lektionstillfällen vid enkättillfället i slutet av lektionen jämfört med enkättillfället i början av lektionen. Spridningen minskade då framförallt de elever som ansåg sig ha lägst koncentration vid enkättillfället i början av lektionen uppskattade sig ha bättre koncentration vid enkättillfället i slutet av lektionen. I båda figurerna synliggörs att spridningen minskas då både lådan och lådans armar i de svarta lådorna förflyttar sig uppåt i de båda figurerna jämfört med de vita lådorna vid de olika lektionstillfällena.
Vid lektionstillfälle 5 och 6 infördes ytterligare ett enkättillfälle direkt efter experimentgruppens fysiska aktivitet för att synliggöra om den fysiska aktiviteten hade någon direkt inverkan på elevers självskattade koncentration (se figur 5).
Figur 5. Illustration av kontrollgruppen och experimentgruppens självskattade
17
Utifrån kontrollgruppens självskattningar synliggörs att koncentrationen upplevs förbättras direkt efter att den icke fysiska aktiviteten gjordes. Förbättringen syns då både medelvärdet och medianen vid enkättillfället efter den fysiska aktiviteten ökade vid både lektionstillfälle 5 och 6. Det går att jämföra med experimentgruppens självskattning där den självskattade koncentrationen efter den fysiska aktiviteten upplevdes vara likvärdig då både medelvärdet och medianen ligger på samma nivå jämfört med hur koncentrationen uppskattades i början av lektionen. Däremot går det att i båda figurerna se att spridningen minskar vid enkättillfället efter lektionen. Vid enkättillfället efter fysisk aktivitet/icke fysisk aktivitet minskade hela spridningen för båda grupperna vid de båda lektionstillfällena förutom vid lektionstillfälle 6 för kontrollgruppen. Där synliggörs att den totala spridningen ökade trots att både medelvärdet och medianen ökade.
5.2 Vilka effekter har fysisk aktivitet på elevers matematiska prestation i klassrummet?
I figur 6 och 7 visas resultatet av elevers matematiska prestation från multiplikationstest 1 och multiplikationstest 2. Multiplikationstest 1 genomfördes i början av varje lektion och multiplikationstest 2 genomfördes i slutet av varje lektion.
18
Utifrån medianen och medelvärdet synliggörs att en genomsnittlig förbättring skedde från multiplikationstest 1 till multiplikationstest 2 i båda grupperna. För att se hur stor den genomsnittliga ökningen var räknades medelvärdet ut för samtliga multiplikationstest 1 och 2. Därefter jämfördes multiplikationstesterna med varandra. Det gjordes för både kontrollgruppen och experimentgruppen. Kontrollgruppens medelvärde för samtliga multiplikationstest 1 låg på 49,90 avklarade uppgifter och i multiplikationstest 2 låg medelvärdet på 51,72. Motsvarande siffror för experimentgruppen var 48,03 och 50,32. Kontrollgruppens ökning i antal gjorda uppgifter var 1,82 och experimentgruppens ökning var 2,29. Experimentgruppens ökning var därmed 0,47 mer i jämförelse med kontrollgruppen. Ett paired samples t-test gjordes för att se om ökningen i de båda grupperna var statistiskt signifikant. t-testet visade att ökningen var statistiskt signifikant säkerställd i båda grupperna. Kontrollgruppens t-test visade att t(93) = 3,0900, p = .0026 och för experimentgruppen visade t-testet att t(107) = 4,6464, p = .0001.
I båda diagrammen synliggörs också att en förbättring sker för deltagarnas matematiska prestation över tid då medelvärdet och medianen i båda grupperna succesivt förbättras
19
genom besökstillfällena. Figur 6 som visar kontrollgruppens matematiska prestation synliggör också hur spridningen är mellan de båda multiplikationstesten under de olika lektionstillfällena. Spridningen av lådans båda armar vid lektionstillfälle 1, 2 och 5 synliggör en minskad spridning vid multiplikationstest 2. Det bland de elevprestationer som motsvarar den övre armen, alltså de elever som presterat bäst. Det synliggörs då den övre armen har sjunkit i tabellen vilket indikerar att de elever som presterat bäst vid multiplikationstest 2 presterade sämre jämfört med multiplikationstest 1. Däremot synliggör lektionstillfälle 3, 4 och 6 en förbättring i multiplikationstest 2 av prestationen bland de elever som presterade bäst då den övre armen vid multiplikationstest 2 sträcker sig högre upp gentemot den övre armen i multiplikationstest 1. Det indikerar att de elever som presterat bäst vid multiplikationstest 2 presterade bättre gentemot hur de presterade i multiplikationstest 1 under dessa lektionstillfällen. Vid spridningen bland de elevprestationer som motsvarar lådan synliggörs det att vid lektionstillfälle 5 blir spridningen mindre då den svarta lådan drar ihop sig från båda hållen och där medelvärdet vid de båda multiplikationstesten är på samma nivå. Vid lektionstillfälle 2 synliggörs också att lådan koncentreras då den dras ihop från båda hållen trots att medelvärdet och medianen ökar. Det indikerar att de elever som motsvarar lådans övre del försämrades vid multiplikationstest 2 gentemot multiplikationstest 1. Samtidigt synliggörs att de elever som motsvarar lådans nedre del förbättrade sin matematiska prestation. En förbättring i medelvärdet och medianen indikerar att fler elever förbättrar sig även om spridningen minskade från båda hållen. I övrigt är den vanligaste skillnaden för de svarta lådorna som motsvarar multiplikationstest 2 en ökad spridning och förflyttning uppåt i tabellen. Det synliggörs då de elevprestationer som motsvarar de svarta lådornas övre del förbättrade sig vid multiplikationstest 2 gentemot multiplikationstest 1. Det skedde framförallt vid lektionstillfälle 1, 3 och 6 där de elevprestationer som motsvarar de svarta lådornas nedre del ligger på liknande nivå som vid multiplikationstest 1.
I figur 7 som visar experimentgruppens matematiska prestation synliggörs att vid de fyra sista lektionstillfällena presterade de elever som gjorde minst uppgifter vid multiplikationstest 1 fler uppgifter vid multiplikationstest 2. Det synliggörs då lådornas nedre arm har förflyttats upp vid multiplikationstest 2 i jämförelse med multiplikationstest 1. För lådorna synliggörs det inte lika tydligt att en minskad spridning sker då de båda lådornas storlek under de tre första lektionstillfällena är densamma. Endast vid de tre sista lektionstillfällena synliggörs en minskad spridning på lådorna för multiplikationstest 2 då
20
dessa lådor blir mindre. Däremot är det endast vid lektionstillfälle 5 som den svarta lådans spridning blir mindre genom att den nedre delen flyttas upp vilket indikerar att de elevprestationer som motsvarar lådans nedre del förbättras. Vid lektionstillfälle 4 och 6 är det istället de svarta lådornas övre del som förflyttas ner vilket indikerar att de elevprestationer som representerar lådornas övre del har försämrats. Det trots att medianen vid multiplikationstest 2 förbättrades vid lektionstillfälle 4.
Av insamlad data kunde resultatet inte synliggöra att fysisk aktivitet påverkar elevers matematiska prestation där det i studiens fall riktade sig till att kunna räkna ut så många multiplikationsuppgifter som möjligt under två minuter. Den fysiska aktivitetens påverkan kunde inte synliggöras då den matematiska prestationens utveckling i de båda grupperna var likartad då experimentgruppen endast ökade med 0,47 fler gjorda uppgifter i genomsnitt. För att se hur statistiskt signifikant skillnaden i resultatet mellan de båda grupperna var gjordes ett unpaired samples t-test som visade t(200) = 0,6253, p = 0,5324 vilket innebär att resultatet statistiska signifikans inte kunde säkerställas.
5.3 Finns eventuella samband mellan elevers koncentration och matematiska prestation?
För att synliggöra eventuella samband mellan elevers koncentration och matematiska prestation gjordes punktdiagram (se figur 8 & 9). I punktdiagrammen synliggörs differensen för varje elevs koncentration (x-axeln) och matematiska prestation (y-axeln).
21 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 P re sta ti o n Koncentration
Kontrollgrupp
n= 94 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 P re sta ti o n KoncentrationExperimentgrupp
n= 108Figur 9. Illustration av varje elevs förändring i koncentration och matematiska prestation.
Figur 8. Illustration av varje elevs förändring i koncentration och matematiska prestation.
22
I både figur 8 och 9 synliggörs en varierad spridning på enskilda elevers utveckling i matematisk prestation och självskattad koncentration. Utifrån figur 8 och 9 kan inget tydligt samband synliggöras mellan elevers koncentration och matematiska prestation då spridningen i båda figurerna är för varierad och olika punkter visar olika samband. I båda figurerna visar en del punkter att när elevers självskattade koncentration ökar, ökar även elevers matematiska prestation. Dock visar andra punkter i båda diagrammen att när elevers självskattade koncentration ökar, försämras elevers matematiska prestation. Det innebär att inget tydligt samband kan synliggöras eftersom elevers prestation både kan förbättras och försämras även om koncentrationen ökar. I båda figurerna visar också andra punkter att när elevers självskattade koncentration minskar försämras också elevers matematiska prestation. Andra punkter visar också att när elevers självskattade koncentration försämras så förbättras elevers matematiska prestation. Heller här kan inget samband synliggöras då elevers matematiska prestation både kan förbättras och försämras trots att koncentrationen försämras. Båda figurerna har också punkter som visar att den matematiska prestationen kan öka eller minska trots att koncentrationen är densamma. Andra punkter visar också tvärt om att koncentrationen ökar eller minskar trots att den matematiska prestationen är densamma. Alla dessa olika samband gör att inget entydigt samband kan synliggöras mellan elevers matematiska prestation och självskattade koncentration i kontrollgrupp eller experimentgrupp. Ett samband hade funnits om punkterna istället hade varit mer i linje med varandra och inte lika utspridda i de olika kvadranterna.
23
6. Diskussion
6.1 Metoddiskussion
Studiens syfte var att undersöka om fysisk aktivitet har positiva effekter på elevers koncentration och matematiska prestation. Undersökningen baseras på en kvantitativ metod för att ge undersökningen en bredare och mer heltäckande syn vilket hade varit svårare med en kvalitativ metod. Kvantitativ metod var även fördelaktigt då jag med hjälp av tabellerna kunde besvara mitt syfte utifrån de förändringar som synliggjordes i tabellerna vilket gjorde att hög validitet kunde upprätthållas.
Som kvantitativ metod användes en kvasiexperimentell design i form av en icke-ekvivalent kontrollgruppsdesign. Metoden är fördelaktig då både kontrollgrupp och experimentgrupp används vilket gör att resultatet i de båda grupperna kan jämföras i förhållande till varandra. På så vis kan fördelar och nackdelar med experimentet upptäckas. I metoden utgick valet av kontrollgrupp och experimentgrupp utifrån två befintliga klasser vilket är fördelaktigt då en ny klassuppdelning hade kunnat orsaka oro och stress bland deltagarna. Valet av vilken klass som blev experimentgrupp gjordes via lottning för att slumpen skulle avgöra och inte jag som undersökare, för att upprätthålla studiens tillförlitlighet. Däremot kan det ifrågasättas hur väl kontrollgruppen och experimentgruppen stämmer överens med verkligheten då en ny slumpmässig fördelning av deltagarna uteblev. I de båda grupperna upplevde jag att experimentgruppen bestod av fler tävlingsinriktade elever som var mer måna om att förbättra sig vid multiplikationstest 2. I kontrollgruppen upplevdes att flera elever inte hade motivation att göra sitt bästa i multiplikationstesten och där framförallt under multiplikationstestet 2. En orsak till att kontrollgruppens elever inte hade motivation kan ha berott på att deras koncentration inte var tillräcklig. Det kan dock inte påvisas då kontrollgruppen och experimentgruppens ökning av koncentration var likartade.
Till enkäten användes slutna frågor vilket är fördelaktigt då de är enklare för deltagarna att besvara. Slutna frågor gör även svaren mer jämförbara och gör att undersökaren kan förhålla sig mer objektiv till studien (Bryman, 2018, kap 11). Undersökaren går dock minste om deltagarnas spontana svar när slutna frågor används. Vid besvarandet av enkäten användes visuell analog skala (VAS) vilket möjliggjorde att upptäcka små förändringar i deltagarnas svar gällande hur koncentrerade de var under de olika enkättillfällena vid varje lektionstillfälle. Ytterligare fördel med VAS är att elevers svar
24
inte kan påverkas av några utsatta markeringar och därav blir svaren mer exakta. En svårighet med metoden är dock att självskattningen kan påverkas av yttre faktorer. Vid flera tillfällen upplevdes att elevers svar baserades på yttre känslofaktorer och därmed kan vissa av de självskattade svaren av koncentrationen vara humörbaserade. Ytterligare svårighet med metoden är när krysset som representerade elevens koncentration hade flera skärningspunkter på skalan. Det kunde då skapa en osäkerhet om var på skalan elevens koncentration skulle räknas ifrån. Kryssets skärningspunkt motsvarade därför alltid elevens koncentration även om krysset skärningspunkt inte låg på VAS linjen. Rättningen av svaren hade därmed kunnat bli mer tillförlitligt om digital metod hade valts vid genomförandet, där eleverna fick markera med ett kryss som skapats direkt på skalan där eleverna valde att sätta sina markeringar.
Vid samtliga enkättillfällen var jag på plats för att kunna reda ut oklarheter och minska risken för missuppfattningar bland elevers svar. Däremot finns en risk att elevers svar kan ha påverkats av att jag var på plats då elever ville visa sig duktiga genom att svara att de uppskattade sig ha hög koncentration. I figur 3 och 4 visas det att enstaka elever vid några av lektionstillfällena svarade att de hade maximal koncentration. Det gör att val av metod för enkäten kan diskuteras då det går att ifrågasätta om maximal koncentration är möjlig. Vid undersökningen av elevers prestation skedde gemensam start för att alla elever skulle få exakt två minuter på sig. När tiden var ute var det dock svårt att kontrollera att alla elever slutade vid slutsignal. Det kan ha medfört att enstaka elever gjorde uppgifter även när tiden var ute. Den verkliga förändringen kan därför ha sett annorlunda ut om annan metod valts. Det hade varit fördelaktigt med ett digitalt multiplikationstest då enheterna kan stängas ner när tiden är ute. Vid de olika multiplikationstillfällena varierade uppgifternas ordning för varje rad i varje multiplikationstest, för att undvika att eleverna memorerade ordningen som uppgifterna stod i. Däremot var det samma uppgifter i varje rad för att testens svårighetsgrad skulle vara likvärdig.
I båda grupperna undervisade samma lärare vilket var fördelaktigt då lektionerna blev så likartade som möjligt mellan de båda grupperna. Dock är alla klassuppsättningar olika vilket gör att två lektioner aldrig kan bli helt identiska. Det gör att deltagarnas förutsättningar för koncentration i de båda klasserna aldrig kan bli helt lika. Däremot kunde lektionerna bli mer likartade när samma lärare undervisade i de båda grupperna till skillnad från om det hade varit olika lärare. Det enda som skilde de båda gruppernas lektioner åt
25
var den fysiska aktiviteten i experimentgruppen. Det bidrog till att upprätthålla studiens tillförlitlighet. Eftersom samma lärare undervisade var det inte möjligt att de båda gruppernas lektionstillfällen var samtidigt. Det gjorde att elevernas koncentration och matematiska prestation testades i båda grupperna under olika tidpunkter vilket kan ha påverkat resultatet. Vid fem av sex tillfällen hade experimentgruppen sin lektion direkt på morgonen eller direkt efter rast vilket skilde sig åt i jämförelse med kontrollgruppen som endast hade en lektion direkt efter rast. Det kan ha gjort att den fysiska aktivitetens betydelse minskat då experimentgruppens elever redan hade fått röra på sig strax innan den fysiska aktiviteten började. Resultatet för koncentrationen och matematiska prestationen hade därför kunnat se annorlunda ut om en annan metod valts där båda gruppernas lektioner var samtidigt. Däremot var det fördelaktigt att lektionerna inte var samtidigt då jag kunde vara med på samtliga lektioner och säkerställa att lektionerna mellan de båda grupperna var så likartade som möjligt, vilket upprätthåller studiens tillförlitlighet (se David & Sutton, 2016, kap. 12). En yttre faktor som påverkade mängden data som utvanns ur metoden var att skolsköterskan vid flertalet lektionstillfällen tog ut enskilda elever under lektionens olika delar. Det ledde till att data gick förlorat då dessa elevers svar saknades vid olika tillfällen. Metoden krävde att deltagarna medverkade under hela lektionen för att data skulle kunna användas. Skolsköterskans besök kan även ha skapat störmoment under lektionerna vilket kan ha påverkat elevers självskattade koncentration.
Resultatet i studien hade även kunnat se annorlunda ut om elevers koncentration och matematiska prestation hade testats direkt efter den fysiska aktiviteten genom samtliga lektioner. Det hade då skapat möjlighet att kunna se om den fysiska aktiviteten hade någon direkt inverkan på elevers koncentration och matematiska prestation. I studien kunde endast koncentrationen testas direkt efter den fysiska aktiviteten/ icke fysiska aktiviteten. Det gjordes dock enbart vid lektion 5 och 6 i de båda grupperna eftersom det inte fanns tillräckligt med utsatt tid vid respektive lektion.
I undersökningen gjorde eleverna den fysiska aktiviteten till en och samma dansvideo. En dansvideo valdes då eleverna var vana vid konceptet sedan tidigare idrottsundervisning. Många elever upplevdes därför vara trygga med konceptet vilket kan ha varit fördelaktigt eftersom eleverna visste hur den fysiska aktiviteten gick till. Samma dansvideo användes vid samtliga lektionstillfällen då det ansågs fördelaktigt eftersom eleverna blev bättre på
26
dansen då de lärde sig den. Det gjorde att eleverna blev bättre på att ta ut sina rörelser och på så vis kunde den fysiska aktiviteten ha ökat. En nackdel med att eleverna fick göra sin fysiska aktivitet till samma dansvideo kan ha varit att elever tröttnade på den. Det kan ha gjort att vissa elever inte gjorde sitt bästa och därmed kan effekterna av den fysiska aktiviteten ha uteblivit.
6.2 Resultatdiskussion
Studiens resultat kunde inte synliggöra några tydliga effekter av den fysiska aktivitetens betydelse i elevers koncentration och matematiska prestation. Efter att ha jämfört kontrollgruppen och experimentgruppens genomsnittliga koncentration och matematiska prestation framkom det att koncentrationen och prestationen ökade i båda grupperna vilket gör att den fysiska aktivitetens betydelse inte kunde synliggöras. En orsak till att båda grupperna förbättrades tror jag kan bero på att en Hawthorn-effekt uppstått. Fox et al. (2008) menar att vid en Hawthorn-effekt förbättras deltagarna enbart för att de är medvetna om att de testas i studien och att förbättringen inte orsakas av en förändring. Det stämmer väl överens med studiens resultat då både kontrollgruppen och experimentgruppen ökade sin genomsnittliga koncentration och matematiska prestation, trots att endast en grupp fick utöva fysisk aktivitet i början av varje lektion.
Då båda grupperna ökade sin koncentration och prestation och där en trolig Hawthorn-effekt har uppstått kan flera aspekter ha varit avgörande för att inget tydligt resultat ska ha framkommit. En aspekt kan exempelvis ha varit att undersökningen inte varade under ett tillräckligt långt tidsspann. De studier som tidigare kunnat påvisa att fysisk aktivitet förbättrar elevers koncentration och matematiska prestation har majoriteten av studierna pågått under minst två år (Hall et al., 2015; Erwin et al.,2019; Käll et al., 2014; Mullender-Wijnsma et al., 2019). Det går att jämföra med den här studien som endast hade en varaktighet på två veckor. Kan det då vara så att studier måste pågå i minst två år för att den fysiska aktivitetens positiva effekter ska kunna synliggöras? För studier som inte kunnat påvisa att fysisk aktivitet förbättrar elevers matematiska prestation (Lindroos et al., 2019; Balan & Green, 2019; Snyder et al.,2017) har alla gemensamt att deras varaktighet var mindre än två år då dessa studiers varaktighet var mellan fem veckor till fem månader. Det kan innebära att effekterna av den fysiska aktiviteten synliggörs först när studierna pågått under en längre tidsperiod och därav helst två år. Resultatet hade därmed även i denna studie kunnat se annorlunda ut om undersökningen pågått under en längre tid.
27
Risken för en Hawthorn-effekt hade därmed kunnat minska om studien hade sträckt sig över en längre tidsperiod. Hawthorn-effekten hade också kunnat minska om fler och mer regelbundna besök hade genomförts. Vidare hade studiens olika delar och datainsamlingar kunnat bli en vana hos eleverna vilket kan vara fördelaktigt för att undvika Hawthorn-effekt.
Studiens resultat kan även ha påverkats om antalet deltagare sett annorlunda ut. I denna studie användes data från totalt 37 elever uppdelade i en kontrollgrupp och en experimentgrupp. I tidigare studier som visat att fysisk aktivitet förbättrar elevers matematiska prestation har data från ett betydligt större urval använts. Käll et al. (2014) och Erwin et al. (2019) som visade att fler elever förbättrade sina matematiska prestationer hade 1965 respektive 724 deltagande elever i sin studie. Jag undrar därför om det kan vara så att studier behöver ha ett större deltagande för att effekter från de fysiska aktiviteten ska synliggöras. För varken Snyder et al. (2017) eller denna studie kunde påvisa den fysiska aktivitetens betydelse vilket kan bero på att antalet deltagare inte var tillräckligt då båda studierna hade ett deltagande under 40 stycken. Förutom att fler deltagare kan synliggöra ett annat svar upprätthålls även studiens tillförlitlighet med fler deltagare, vilket Bryman (2018, kap. 10) styrker.
Ytterligare faktor som kan påverka resultatet är hur krävande den fysiska aktiviteten är men också hur länge den fysiska aktiviteten har pågått. I studier som funnit att fysisk aktivitet förbättrar elevers matematiska prestationer fick den fysiska aktiviteten pågå mellan 10 till 20 minuter (Erwin et al., 2019; Howie et al.,2015). I denna studie fick eleverna endast ha 3 minuter fysisk aktivitet vilket är en betydligt mindre varaktig fysisk aktivitet i jämförelse med Erwin et al. (2019) och Howie et al. (2015). Dagens skolor kan därför behöva se över hur man ska kunna få in en längre varaktig fysisk aktivitet eftersom Altheden och Rasmusson (2020) fann i sin studie att elevers egna upplevelse var att den fysiska aktiviteten var extra viktig under matematiklektionerna då elevers koncentration förbättrades. Dock är det svårt att hinna få in längre fysiska aktivitetspass på över 10 minuter då annan undervisningstid kan gå förlorad. Jag undrar därför om det vara fördelaktigt att få in fysiska aktivitetspass på morgonen som skoldagens första lektion. Hall et al. (2015) fann i sin studie att två extrainsatta fysiska aktivitetspass i veckan på 40 minuter är fördelaktigt om de förs in och blir skoldagens första lektion. Studiens resultat visade att den fysiska aktiviteten förbättrade elevers koncentration och arbetsminne under
28
resterande skoldag. Arbetsminnets förbättring är gynnsamt för elevers matematiska prestation då arbetsminnet spelar en viktig roll för den matematiska inlärningen (Bentley & Bentley, 2016) vilket i sin tur förbättrar elevers matematiska prestationer. Jag tror däremot att det även tidsmässigt kan vara svårt för skolan att få in två extra pass med 40 minuters fysisk aktivitet i veckan. Därför kan skolorna behöva planera in redan befintliga idrottslektioner och rörelse delar på morgonen för att få ut så stora positiva effekter som möjligt av dem, det för att elevers koncentration och matematiklärande ska förbättras i skolan.
Den fysiska aktivitetens betydelse kunde inte påvisas på elevers prestation mellan kontrollgruppen och experimentgruppen vilket jag funderar på om det kan bero på att multiplikationstesten inte testade det eleverna hade arbetat med under lektionen. Vid undersökningsperioden arbetade eleverna med arbetsområdet bråk men testen undersökte endast multiplikationstabellen. Balan och Green (2019) nämner i sin studie att om effekter ska kunna synliggöras på den matematiska prestationen i undersökningar som omfattar en kortare tidsperiod behöver testen undersöka det som eleverna arbetar med i undersökningsperioden. Om min undersökning istället hade testat bråk som var elevernas aktuella arbetsområde hade resultatet därmed kunnat se annorlunda ut. En anledning till att inget samband fanns mellan elevers koncentration och matematiska prestation kan ha berott på att elevernas arbetsområde i undersökningsperioden inte testades. Ett samband hade även kunnat finnas om multiplikationstesten hade pågått längre än två minuter då testen hade varit mer koncentrationskrävande vilket hade kunnat ge studien ett annat utfall då prestationsutvecklingen hade kunnat se annorlunda ut.
Resultatet visar att en förbättring skedde i koncentrationen och prestationen efter att den fysiska aktiviteten samt icke fysiska aktiviteten var utförd. Resultatet kan ha berott på att eleverna fick en paus inför att matematiklektionen skulle starta. Musiken skulle därmed kunna vara en bidragande faktor till förbättrad koncentration och matematisk prestation. I figur 5 synliggörs att det kan vara pausen som bidrar till att koncentrationen förbättras. Kontrollgruppens självskattade koncentration visade att koncentrationen upplevdes vara bättre efter den icke fysiska aktiviteten som endast bestod av att lyssna på musiken och teckna. Mönstret visades inte i experimentgruppens självskattade koncentration då deras koncentration vid enkättillfället under lektionen som gjordes direkt efter den fysiska aktiviteten var jämbördig med hur eleverna hade uppskattat sin koncentration innan
29
lektionen. Dock gjordes det enkättillfället endast under två lektionstillfällen vilket gör att antagandet inte kan säkerställas.
6.3 Slutsats och vidare forskning
Sammanfattningsvis har resultatet inte kunnat påvisa att tre minuters fysiska aktivitetspass innan matematiklektionerna påverkar elevers koncentration eller matematiska prestation. För att ett tydligare resultat skulle ha synliggjorts hade studien troligtvis behövt pågå under en längre tid och inneha fler deltagare. Den fysiska aktiviteten hade även behövt ha en längre varaktighet och vara mer intensiv. För tidigare forskning har kunnat synliggöra att studier som pågått under en längre tid, med fler varaktiga och intensiva fysiska aktivitetspass förbättrar elevers koncentration och prestation i matematik. Utifrån studien tar jag med mig i min framtida lärarroll vikten av att tänka över hur lektioner schemaläggs för att elevers koncentration och prestation i matematik ska förbättras så mycket som möjligt.
Utifrån denna studies resultat kan framtida forskning behöva undersöka om den fysiska aktiviteten har olika stor betydelse beroende när på dagen den är. Framtida studier kan även behöva inrikta sig mer på om koncentrationen och prestationen i matematik påverkas av varandra. Om det skulle finnas ett tydligt samband skulle forskning även kunna finna olika sätt att förbättra elevers koncentration för att på sikt gynna elevers prestationer i matematik. Framtida forskning kan även undersöka om musik är en bidragande faktor till att elevers koncentration och matematiska prestation förbättras, eller om det endast räcker med att hjärnan får pausa en kort stund från skoldagen för att positiva effekter i koncentration och prestation ska synliggöras.
30
Referenser
Altheden, C., & Rasmusson, C. (2020). Elevers upplevelser av pulshöjande aktivitet och hur det påverkar koncentration och prestation i matematik [Magisteruppsats, Malmö Universitet]. Diva.
http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1496248/FULLTEXT01.pdf
Balan, A., & Green, J. (2019). Effekten av fysisk aktivitet i matematikundervisningen.
Forskning om undervisning och lärande, 7(3), 6–27.
Bentley, P.O. & Bentley, C. (2016). Milstolpar och fallgropar i matematikinlärningen:
matematikdidaktisk teori om misstag, orsaker och åtgärder. (1. uppl.). Liber.
Bryman, A. (2018). Samhällsvetenskapliga metoder. (tredje upplagan). Liber. Bull, R. & Scerif, G. (2001). Executive Functioning as a Predictor of Children’s Mathematics Ability: Inhibition, Switching, and Working Memory. Developmental
Neuropsychology, 19(3), 273–293. https://doi.org/10.1207/S15326942DN1903_3
David, M. & Sutton, C.D. (2016). Samhällsvetenskaplig metod. (1. uppl.). Studentlitteratur.
Derwinger, A. (2003). Minnets möjligheter. Hjalmarson & Högberg Bokförlag. Eriksson, L.T. & Hultman, J. (2014). Kritiskt tänkande: utan tvivel är man inte riktigt
klok. (2. uppl.) Stockholm: Liber.
Erwin, H., Fedewa, A., Wilson, J., & Ahn, S. (2019). The Effect of Doubling the Amount of Recess on Elementary Student Disciplinary Referrals and Achievement Over Time.
Journal of Research in Childhood Education, 33(4), 592–609.
https://doi.org/10.1080/02568543.2019.1646844
Fox, N., Brennan, J., Chasen, S. (2008). Clinical estimation of fetal weight abd the Hawthorne effect. European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive
Biologi, 141, 111-114. https://doi.org/10.1016/j.ejogrb.2008.07.023
Hall, G., Poston, K. F., & Harris, S. (2015). Before the School Bell Rings: How a Before-School Physical Activity Program Improves Executive Functions. Afterschool Matters,
31
Hansen, A. (2016). Hjärnstark: hur motion och träning stärker din hjärna. Fitnessförlaget.
Howie, E.k,. Schatz, J & Pate, R. (2015). Acute Effects of Classroom Exercise Breaks on Executive Function and Math Performance: A Dose-Response Study. Research
Quarterly for Exercise and Sport 86:3, 217-224.
https://doi.org/10.1080/02701367.2015.1039892
Kadesjö, B. (2008). Barn med koncentrationssvårigheter. (3., [aktualiserade] uppl.). Liber.
Käll, L. B., Nilsson, M., & Lindén, T. (2014). The impact of a physical activity
intervention program on academic achievement in a Swedish elementary school setting.
Journal of school health, 84(8), 473–480. https://doi.org/10.1111/josh.12179
Körner, S. & Wahlgren, L. (2015). Statistiska metoder. (3. uppl.). Studentlitteratur. Lindroos, E., Erikslund, F., Jonsson, B., & Korhonen, J. (2019). Kan extra fysisk
aktivitet ge bättre resultat i matematik? En interventionsstudie. Tidsskrift om lärande och
inlärningssvårigheter, 29, 24–39.
Ma, J. K., Le Mare, L., & Gurd, B. J. (2015). Four minutes of in-class high-intensity interval activity improves selective attention in 9 - to 11-year olds. Applied Physiology, Nutrition & Metabolism, 40(3), 238–244.
Mullender-Wijnsma, M. J., Hartman, E., de Greeff, J. W., Doolaard, S., Bosker, R. J., & Visscher, C. (2019). Follow-Up Study Investigating the Effects of a Physically Active Academic Intervention. Early Childhood Education Journal, 47(6), 699–707.
https://doi.org/10.1007/s10643-019-00968-y
Nilholm, C. (2016). Teori i examensarbetet: en vägledning för lärarstudenter. (1. uppl.). Studentlitteratur.
Patel, R. & Davidson, B. (2019). Forskningsmetodikens grunder: att planera, genomföra
och rapportera en undersökning. (Femte upplagan). Studentlitteratur.
32
Snyder, K., Dinkel, D., Schaffer, C., Hiveley, S., & Colpitts, A. (2017). Purposeful movement: the integration of physical activity into a mathematics unit. International
Journal of Research in Education and Science, 3(1), 75-87.
Vetenskapsrådet (2017). God forskningsed. Vetenskapsrådet
Vetter, M., O’Connor, H. T., O’Dwyer, N., Chau, J., & Orr, R. (2019). ‘Maths on the Move’: effectiveness of physically-active lessons for learning maths and increasing physical activity in primary school students. Journal of Science and Medicine in Sport,
i
Bilagor
Bilaga 1
Får ditt barn vara med?
Hej! Mitt namn är Alexander och jag går sista terminen på grundlärarprogrammet med inriktning mot arbete i årskurs 4-6 vid Jönköping University (JU). I mitt examensarbete kommer jag studera sambandet mellan fysisk rörelse och matematik i ett par klasser i ert barns skola. Projektet görs i samverkan med gruppen för matematikdidaktik vid JU och följer Vetenskapsrådets etiska riktlinjer och EU:s dataskyddsprinciper. Det innebär bland annat att det är helt frivilligt att delta och att jag inte kommer lämna ut några
personuppgifter om ditt barn. Projektet är planerat från vecka 16 till 19, under ordinarie lektionstid och kommer därför inte att ta annan tid i anspråk. Alla elever kommer få samma undervisning som vanligt, men några (vilka kommer att slumpas ut) kommer att få testa en rörelselek under korta delar av matematiklektionerna. Projektet är väl
förankrat med skolan och klasslärarna.
För att ditt barn ska få vara med behövs ett medgivande från dig som vårdnadshavare. Jag skulle därför vara tacksam om ditt barn skulle vilja och skulle få delta i studien. Om du har några frågor är du välkommen att när som helst kontakta mig (tel. 076-018 22 34 e-post: axal1798@student.ju.se) eller min handledare e-post robert.gunnarsson@ju.se Med vänlig hälsning Alexander Axelsson.
Vänligen svara så snart som möjligt!
❑
Jag samtycker till att mitt barn får delta i studien och förstår att inga personuppgifter kommer att lämnas ut.❑
Jag samtycker inte till att mitt barn får delta i studien. Ort och datum ____________________________________ Barnets namn _______________________________________________________________________ __________________________________ Vårdnadshavares underskrift Vårdnadshavares underskrift
![Figur 2 [Färg]. Illustration av ett lådagramms olika delar.](https://thumb-eu.123doks.com/thumbv2/5dokorg/4568447.116812/15.892.152.768.168.497/figur-färg-illustration-lådagramms-olika-delar.webp)
