ÖREBRO UNIVERSITET
Grundlärarprogrammet, med inriktning F-3 Matematik
Självständigt arbete 1, Grundnivå, 15 hp HT 2019
Rörelse inom matematikundervisningen
En systematisk litteraturstudie om hur rörelse kan användas i matematikämnet i årskurs F-6EmmaLinnea Björkman & Emma Hudd
Movement in mathematics education
A systematic literature review on how movement can be used in in the mathematics subject ingrades F-6
Abstract
The social debate often highlights the impact of physical activity on people's well-being and cognitive development. According to the Public Health Authority, children between the ages of 6 and 17 should be physically active for at least 60 minutes per day. Movement breaks have become an increasingly common feature during lessons, especially for younger pupils. This means that time is taken from the theoretical subjects and therefore some teachers choose not to use movement breaks. Therefore the purpose of this systematic literature review was to
contribute to a greater understanding of how physical activity could be implemented and organized in mathematics education. As well as whether movement breaks could affect pupils mathematical learning in ages 6 to 12. The results that was found showed that physical activity could be implemented as movement breaks or as a learning tool. The result also showed that a 5 to 10 minutes long aerobe movement break that was not connected to the learning content was most effective amongst children between the ages of 8 to 12. Using physical activity in
mathematics education improves the pupils on task- behaviour and commitment for the subject. The result indicates that all pupils’ mathematics learning is favoured by physical activity and movement breaks.
Keywords: Mathematics, movement break, classroom physical activity, classroom physical break, on-task behaviour
Sammanfattning
I samhällsdebatten belyses ofta den fysiska aktivitetens påverkan på människors välmående och kognitiva utveckling. Enligt Folkhälsomyndigheten bör barn mellan 6 och 17 år vara fysiskt aktiva minst 60 minuter dagligen. Rörelsepauser har därför blivit ett allt vanligare inslag under lektionerna, framförallt för de yngre eleverna. Från vår verksamhetsförlagda utbildning har vi dock fått uppfattningen av att en del lärare väljer att avstå rörelsepauser på grund av att tid tas från de olika teoretiska ämnena. Syftet med denna systematiska litteraturstudie var att bidra med en större förståelse för hur rörelser kan användas och organiseras i matematikundervisningen. Samt huruvida rörelsepauser kan påverka elevers matematiklärande i årskurs F-6. Resultatet visade att rörelse kan användas i matematikundervisningen, både som en rörelsepaus men också som ett medierande redskap. Resultatet visade också att en 5 till 10 minuters rörelsepaus av pulshöjande karaktär, som var frikopplad från lärandeinnehållet, var mest effektiv för elever i åldern 8 till 12 år gällande matematikprestationer och koncentrationsförmåga. Resultatet tyder på att alla elevers matematiklärande gynnas av rörelser och rörelsepauser i
matematikundervisningen.
Innehållsförteckning
Syfte och frågeställning ... 1
Teoretisk bakgrund ... 2
Lärande ... 2
Konstruktivistiskt perspektiv och sociokulturellt perspektiv ... 2
Lärande genom en neurovetenskaplig syn. ... 3
Matematiklärande ... 4
Arbetsminne och koncentration. ... 5
Rörelse ... 5 Rörelsepaus. ... 6 Metod ... 6 Datainsamling ... 6 Söksträng. ... 7 Urval ... 8 Manuellt urval. ... 8 Analysmetod ... 9 Översikt. ... 9 Fördjupning. ... 10 Etiska överväganden ... 10 Resultat ... 11 Översikt ... 12
Rörelse under undervisning. ... 12
Lärande genom rörelse. ... 13
Övrigt. ... 14 Rörelsetyp. ... 15 Rörelsetid. ... 18 Diskussion ... 19 Resultatsammanfattning ... 19 Översikt. ... 19 Fördjupning. ... 19 Resultatdiskussion ... 20 Översikt. ... 20 Fördjupning. ... 21 Metoddiskussion ... 23
Konsekvenser för undervisning ... 24 Fortsatta studier ... 25 Referenser ... 27 Artiklar: ... 29 Bilagor ... 31 Bilaga 1 ... 31 Bilaga 2 ... 40
1
Inledning
I samhällsdebatten har det nyligen diskuterats att ökad fysisk aktivitet kan visa sig öka elevers skolprestationer genom att bland annat ha positiva effekter på minnet,
koncentrationsförmågan, stresshanteringen samt ett förbättrat övergripande välmående (Fagerström, 2017, 20 augusti; Martin & Brohult, 2016, 7 november). Den forskning som oftast presenteras i samhällsdebatter som effektiv för skolprestationer är utökade
idrottslektioner och en kontinuerlig fysisk aktivitet (Nylander, 2017, 24 augusti; Engstrand, 2017, 13 mars).
De positiva effekterna av ökad fysisk aktivitet kan vara av intresse för matematiklärare då framförallt koncentration och minne visat sig vara avgörande för ämnet (Klingberg, 2011). Bristande arbetsminne, koncentrationssvårigheter och en oro inför matematikämnet kan leda till att elever hamnar i matematiksvårigheter (Sjöberg, 2006). Enligt Sjöberg (2006) är
elevernas arbetsinsats och nedlagda tid på ämnet också avgörande för att en elev skall ta sig ur matematiksvårigheter. Idag kan fysisk aktivitet, i form av kortare rörelsepauser, ibland läggas in under teoretiska lektioner som ett sätt att minska stillasittandet i skolan. Att använda några minuter från matematiklektionerna till fysisk aktivitet skulle då kunna riskera att elever som behöver mer tid till lärande, går miste om det.
Det vi erfarit under vår verksamhetsförlagda utbildning är att rörelsepauser blivit allt vanligare, men att det även finns lärare som undviker detta då det upplevs som ett störande moment i undervisningen och anses vara tidskrävande. Lärare behöver ha tillgång till flera verktyg och metoder för att kunna nå ut till alla elever eftersom alla har olika förutsättningar. Det blir därför viktigt att ta reda på hur rörelse kan användas i undervisningen och vad vi faktiskt vet om rörelsepausens påverkan på elevers matematiklärande.
Syfte och frågeställning
Syftet med denna systematiska litteraturstudie är att bidra med en större förståelse för hur rörelser kan användas och organiseras i matematikundervisningen, samt huruvida
rörelsepauser kan påverka elevers matematiklärande i årskurs F-6.
För att bidra med större förståelse kommer följande forskningsfrågor att besvaras: - Vad säger tidigare forskning om rörelser i matematikundervisningen för elever i
årskurs F-6?
- Vad säger tidigare forskning om hur rörelsepauser kan eller bör organiseras för att ge elever förändrade möjligheter till lärande i matematik?
2
Teoretisk bakgrund
Då grundskolans läroplan belyser vikten av en aktiv diskussion av kunskapsbegreppet och hur kunskapsutveckling sker (Skolverket, 2018), anser vi att pedagoger behöver förhålla sig till fler sätt att se på lärande och utveckling. Därför kommer detta arbete ta sin
utgångspunkt i både de sociokulturella och konstruktivistiska perspektiven på lärande, samtidigt som det även bygger på Torkel Klingbergs neurovetenskapliga syn på barns utveckling och lärande.
Vilka faktorer som är viktigt för just matematiklärandet kommer att förklaras ytterligare, med ett särskilt fokus på arbetsminne och koncentration. Även rörelse och rörelsepauser i undervisningen kommer att definieras.
Lärande
I detta avsnitt kommer tre perspektiv på lärande att presenteras översiktligt. Det inleds med en kortfattad redogörelse för delar av det konstruktivistiska och det sociokulturella perspektiven för att sedan gå in på den neurovetenskapliga synen på lärande.
Konstruktivistiskt perspektiv och sociokulturellt perspektiv. Jean Piagets
konstruktivistiska lärandeteori betonar elevens egen aktivitet och utforskande av världen som förutsättning för ny kunskap och lärande. Nyfikenheten är viktig för individens mentala utveckling och intelligens (Halldén, 2011). Tolkning eller förändring av omvärlden,
assimilation, och modifiering av det egna agerandet eller tänkandet, ackommodation, är de två processerna som Piaget anser resultera i ny kunskap och ge en ökad förståelse och förmåga att hantera omvärlden (ibid.). Denna lärandeteori är nära besläktad med kognitivismen, där lärandet är elevens kognitiva utveckling. Enligt kognitivismen beror intelligens till stor del av biologiska faktorer (Säljö, 2014).
Lev Vygotskijs sociokulturella perspektiv på lärande betonar interaktionen med andra som centralt för en individs lärande och utveckling (Säljö, 2011). Vygotskij menar också att det är genom interaktion som individerna upplever sociala erfarenheter och att det är då individen använder sig av de erfarna kunskaperna i olika aktiviteter och i kommunikation med andra, som ny kunskap bildas. För barns utveckling är lärarnas och andra vuxnas handlingar betydelsefulla (ibid.). Det sker alltid en interaktion i sociala sammanhang. Ett exempel på ett sådant sammanhang är klassrummet. I det sociokulturella perspektivet är även medierande redskap centralt. De medierande redskapen kan ses som hjälpmedel som används i våra dagliga verksamheter. “Läraren blir med andra ord en helt central medierande resurs som kan
3 hjälpa individen att se kopplingen mellan ett abstrakt begrepp och den egna tidigare
erfarenheter.” (Säljö, 2011,s.171).
Konstruktivism och sociokulturellt perspektiv kommer att användas som teoretisk ram under detta arbete då vi utgår från att lärande skapas i kombination av biologiska, sociala och miljömässiga faktorer. Lärarens uppgift är att skapa en miljö där alla har förutsättning att utvecklas ochSkolverket (2018) poängterar att undervisningen skall anpassas till varje elevs förutsättningar och behov. Skollagen (SFS, 2010:800) belyser även att eleverna skall ges den ledning och stimulans som de behöver i sitt lärande och sin personliga utveckling för att kunna utvecklas så långt som möjligt.För att få en större förståelse för barns lärande har vi därför valt att involvera ytterligare en syn på lärande, nämligen den neurovetenskapliga.
Lärande genom en neurovetenskaplig syn. Torkel Klingberg är professor i kognitiv
neurovetenskap och har intresserat sig för och forskat om barns lärande och tränande av hjärnan. Med tränande av hjärnan menas att på ett målmedvetet sätt öva sig inom ett visst område för att bli bättre. Detta är något som ses som centralt för hjärnans utveckling (Klingberg, 2016). Diskussionen om det är arv eller miljö som har störst påverkan på
människors personlighet och utveckling har diskuterats för barns lärande generellt men även i matematikämnet. Det Klingberg (2016) poängterar är att det för barns utveckling och lärande är en kombination av båda. En elevs inlärningstakt, alltså hur snabbt en elev lär sig, är en genetisk faktor. De matematiska färdigheterna är inte medfödda förmågor utan en
kombination av inlärningstakt och nedlagda tid på träning av det matematiska området. Dock tenderar elever som upplever ett ämne svårt att lägga ner mindre tid på det, istället för mer. Därför spelar också motivation en viktig del i lärandet (Klingberg, 2016).
Förutom inlärningstakt är arbetsminnet, som bland annat hör ihop med en individs koncentration, något som påverkas av genetiska faktorer (Klingberg, 2016). Trots att en individs arbetsminne påverkas av genetiska faktorer kan arbetsminnet, liksom
matematikkunskaper, tränas. Hur mycket en individ förbättras med hjälp av arbetsminnesträning beror även på genetiska variationer (ibid).
Fysisk kondition är ett annat exempel på hur arv och miljö samspelar (Klingberg, 2016). Fysisk kondition och skolresultat har också visat sig vara beroende av varandra. Personer som är i bättre fysisk kondition presterar bättre på tester om reaktionssnabbhet vilket är en effekt av bättre syreupptagningsförmåga och mer syresatt blod till hjärnan. Flera nya studier visar att effekterna i högre grad påverkar minnet och problemlösningsförmågan vilket innebär att fysisk aktivitet har en direkt effekt på hjärnans nervceller (Klingberg, 2011).
4
Matematiklärande
Kunskaper i matematik ger människor förutsättningar att fatta välgrundade beslut i vardagen och bidrar således till ökade möjligheter att delta i samhällets beslutsprocesser (Skolverket, 2018). De kognitiva funktioner som ses som betydelsefulla för
matematiklärandet är “... uppmärksamhet, att komma ihåg procedurer, att lagra information och att minnas fakta.” (Lärportalen, u.å., s. 48). Även koncentrationsförmågan ses som en viktig kognitiv funktion för matematiklärandet. Sjöberg (2006) menar att elevens nedlagda tid på ämnet också är en avgörande faktor för elevens utveckling i ämnet. Elever som tycker att matematik är svårt tenderar att lägga ner mindre tid på det. För att en elev ska lägga ner mer tid på det krävs en inre motivation.
Holden (2001) har valt att benämna motivation i matematikämnet som belöning och har delat upp motivationen i tre olika kategorier: inre belöning, yttre belöning och kontextuell belöning. Den inre belöningen upplevs som en känsla av att ha förstått något på djupet vilket stärker elevens självtillit och bidrar till en större glädje inför ämnet. Den yttre belöningen innebär beröm och positiva reaktioner från läraren. Den kontextuella belöningen innebär att eleven får möjlighet att visa något hen lyckats med och då få bekräftelse från andra elever. Den stimulerande klassrumssituation är också en kontextuell belöning, då eleven får uppleva icke traditionella hjälpmedel, uppgifter eller aktiviteter som anses utmanande och roliga (Holden, 2001). Genom att variera matematikundervisningen skapas även möjligheter till flexibilitet och mångfald. Då skapas förutsättningar för att samtala om, tänka högt
tillsammans, räkna och lösa matematiska problem (Specialpedagogiska Skolmyndigheten, 2017).
Att en elev hamnar i matematiksvårigheter kan beskrivas som att en elev inte lär sig som förväntat, alltså har avvikelser i lärandeprocess (Lärportalen, u.å.). Dessa elever har oftast dåligt självförtroende, negativ inställning till matematikämnet och svårt att koncentrera sig (Ljungblad, 2003). Anledningarna till detta kan bland annat bero på elevens kognitiva
förutsättningar, otillräckliga förkunskaper eller undervisning som inte tagit hänsyn till elevens kognitiva förutsättning eller förkunskaper i tillräckligt hög grad (Lärportalen, u.å.).
Matematiksvårigheter innebär att eleven har svårt med ämnet trots upprepade försök att ta till sig innehållet i ett visst arbetsområde. Svårigheterna leder förvisso till en låg prestation i ämnet, men alla elever som är lågpresterande har inte matematiksvårigheter (Sjöberg, 2006).
Inom matematikämnet finns det enligt Hedrén (2001) tre olika kunskaper som eleverna behöver för att kunna ta till sig kunskap. Den matematiska kunskapen används när man tolkar
5 och löser matematiska problem, genom att till exempel tillämpa en eller flera av de fyra räknesätten (Hedrén, 2001). Reflekterande kunskap används när uträkningen är färdig och man kontrollerar resultatet genom en rimlighetsbedömning medan den tekniska kunskapen används i själva beräkningen, till exempel i huvudräkning eller överslagsräkning. (ibid.) För att klara av dessa huvudräkningar och överslagsberäkningar behöver eleverna ha en bra
förståelse för uppfattning av tal och samband mellan tal, “taluppfattning” (Sjöberg, 2006). Vid huvudräkningsuppgifter krävs att både långtidsminnet och arbetsminnet arbetar växelvis (Unenge, Sandahl & Wyndhamn, 1994).
Arbetsminne och koncentration. Arbetsminnet har visat sig vara viktigt i
matematikämnet (Klingberg, 2011). Arbetsminnets uppgift är bland annat att binda samman den ena stundens tankar med nästa stunds handlingar. Det används alltså för att hålla
instruktioner i huvudet om vad som skall göras härnäst. Till arbetsminnet hör det visuospatiala arbetsminnet som är starkt kopplat till problemlösningsförmågan och den
flytande intelligensen som i sin tur är förmågan att hitta samband och dra slutsatser oberoende av tidigare kunskap. Dessa har ett stort inflytande på den matematiska förmågan (ibid.). För att ett barn ska förbättra sina matematiska kunskaper och skolresultat räcker det dock inte enbart med arbetsminnesträning. Den mest effektiva metoden för att förbättra matematiska kunskaper är att lägga ner mer tid på träning av det matematiska innehållet (Klingberg, 2016).
Hur lång tid det tar att träna upp sitt arbetsminne varierar från individ till individ, på grund av både genetiska och miljömässiga anledningar (Klingberg, 2016). Arbetsminnet är inte viktigt för matematiken på bara ett testtillfälle utan är även avgörande för hur barnet utvecklas över tid (Klingberg, 2011). Ofta hör nedsatt arbetsminne också ihop med koncentrationssvårigheter. Att träna arbetsminnet kan alltså vara en metod för att även förbättra koncentrationsförmågan (Klingberg, 2016). Att röra på sig har också visat sig påverka koncentrationen, minnet och stresståligheten. Det leder även till att man processar information snabbare (Hansen, 2016). Detta kan liknas vid att man får en extra mental växel som man kan lägga i om det till exempel är stökigt runt omkring en (ibid.).
Rörelse
De allmänna rekommendationerna för barn och ungdomar mellan 6-17 år säger att de bör vara fysiskt aktiva minst 60 min per dag. Det rekommenderas även att den fysiska aktiviteten bör vara av pulshöjande karaktär (Hagströmer, u.å.). Klingberg (2011) menar att fysisk kondition är viktigt för skolprestationerna och förbättrar både den matematiska förmågan och läsförmågan, framförallt för lågpresterande elever. Den fysiska träningen minskar även
6 stressnivåerna och förbättrar sinnen vilket är viktigt för arbetsminnet, långtidsminnet och koncentrationsförmågan (Klingberg, 2011).
Genom Bunkefloprojektet fick man tydligt syn på att ökad fysisk aktivitet bidrog till bättre betyg inom matematik och språk utan att eleverna fick någon ökad undervisning inom de ovan nämnda ämnena. Av de elever som hade schemalagd idrott dagligen var det fler som gick ut nian med godkända betyg än av de elever som hade idrott två gånger i veckan. Man lade också märke till att effekterna av daglig fysisk aktivitet även sågs flera år framåt (Hansen, 2016). Enligt Hansen (2016) är det inte enbart dagliga idrottslektioner som ökar elevernas koncentrationsförmåga utan även en 4 minuters pulshöjande aktivitet kan ge direkta effekter på koncentrationen.
Rörelsepaus.Då inte alla barn är aktiva på fritiden står det i grundskolans läroplan att “Skolan ska även sträva efter att erbjuda alla elever daglig fysisk aktivitet inom ramen för hela skoldagen” (Skolverket, 2018, s.7). En del skolor arrangerar därför organiserade pulshöjande rastaktiviteter medan andra använder sig av rörelsepauser under lektionstid (Skolverket, 2019). En rörelsepaus är en lektionsbrytande aktivitet där eleverna till eleverna får ägna sig åt fysisk aktivitet i klassrummet, istället för att vara stillasittande. Dessa
rörelsepauser kan vara mellan 2-20 minuter långa, och vara av både pulshöjande och
avslappnande karaktär. Aktiviteten kan bygga på ett visst lektionsinnehåll eller vara frikopplat från ämnet (Oja, 2019; Folkhälsan, u.å.).
Metod
För att besvara forskningsfrågorna användes en systematisk litteraturstudie för att
sammanställa aktuell forskning inom området. “En systematisk litteraturstudie strävar efter att identifiera all tillgänglig evidens som är relevant för ett givet tema” (Barajas, Forsberg & Wengström, 2013, s. 28). En systematisk litteraturstudie innebär alltså att systematiskt söka, kritiskt granska och sedan sammanställa litteraturen inom ett valt område. Syftet med en systematisk litteraturstudie kan vara att till exempel hitta underlag för, och motivering av beslut för skolarbete, centrala normer för utbildning, nya forskningsstudier eller som i det här fallet besvara en specifik forskningsfråga (ibid.). Detta kapitel inleds med en redogörelse för litteraturstudiens datainsamling, därefter följer den valda analysmetoden samt etiska
överväganden.
Datainsamling
Till denna systematiska litteraturstudie har sökningar i olika databaser gjorts för att komma fram till vilken databas som resulterade i säkrast och bäst träffar. De databaser som
7 valdes ut för några första prövande sökningar var Web of Science och ERIC (EBSCO). Web of science valdes bort eftersom att den databasen endast gav två träffar.
ERIC (EBSCO) är en databas för pedagogik, lärande och utbildning (Barajas, Forsberg & Wengström, 2013), vilket gör att denna databas är relevant för forskningsfrågan. Då databasen visar artiklar som baserats på internationell forskning krävdes att sökorden formulerades på engelska. För att hitta relevanta sökord lästes artiklar från de första prövande sökningarna och fler synonymer kunde då hittas. Även databasens egen sökmotor för synonymer, thesaurus, användes för att hitta relevanta begrepp.
Söksträng. Eftersom att det var sambandet mellan matematik och rörelse i klassrummet
som var av intresse för denna studie, valdes två grupperingar av sökord. Den ena
grupperingen handlade om matematik medan den andra handlade om rörelse i klassrummet. Sökordet som användes i den första grupperingen var math*. Trunkeringen användes för att få fler ändelser som till exempel “mathematic”, “mathematics” eller “mathematical”. Den andra grupperingen bestod av synonymer för rörelse i klassrummet. För att hitta synonymer gjordes en första sökning på “classroom physical activit*”. I de artiklar som kom upp hittades andra nyckelord som då användes som synonymer. För att inte missa viktig relevant forskning utökades sökningen genom att använda fler synonymer till rörelsepaus. Den slutgiltiga sökningen blev math* AND (classroom physical activit* OR classroom physical break* OR classroom fitness OR activity break* OR movement break* OR classroom exercise break*). Denna sökning gav 133 träffar (Tabell 1, s. 8). I ett försök att utvidga sökningen sattes trunkering vid både activ* och break*, men då detta gav samma antal sökträffar ansågs det vara en säkerhet för att den mängd artiklar som kan finnas har hittats och därför valdes den tidigare sökningen som slutgiltig sökning.
8 Tabell 1: Resultat av söksträng.
Databas Söksträng Avgränsningar Sökträffar Artiklar efter screening
ERIC (EBSCO)
2019-09-23
math* AND classroom physical activit* OR classroom physical break* OR classroom fitness - peer reviewed - år 2009-2019 Academic journals 93 22 ERIC (EBSCO) 2019-09-23
Math* AND (classroom physical activit* OR classroom physical break* OR classroom fitness OR activity break* OR movement break* OR classroom exercise break*) - peer reviewed - år 2009-2019 Academic journals 133 23
Urval
Som en avgränsning valdes “peer reviewed” vilket innebär att artiklarna är vetenskapligt granskade (Örebro universitet, 2019). I avgränsningen för vilken litteratur som skulle
användas valdes “academic journal” som källa. Som en ytterligare avgränsning valdes
publiceringsåren “2009-2019”, för att kunna sammanställa aktuell forskning kring ämnet. För att säkerställa att ingen relevant forskning föll bort till följd av avgränsningen om
publiceringsår prövades en sökning utan denna avgränsning. Den första artikeln visade sig vara publicerad år 1979, därför utökades tidsintervallet vid provsökningen till 1979 – 2019. Provsökningen gav 66 stycken fler artiklar, bland dessa var många riktade till äldre eller yngre elever än vad som var relevant för forskningsfrågorna. Provsökningen resulterade alltså inte i ett större antal relevanta träffar, vilket gjorde att avgränsningen 2009-2019 användes.
Manuellt urval. Efter att ha screenat, det vill säga sökläst abstract och titlar av de 133
artiklarna, återstod 23 relevanta artiklar utifrån inkluderingskriterierna.
Inkluderingskriterierna som användes vid det manuella urvalet var matematik, kroppslig rörelse, samt artiklar som var riktade mot elever i åldersspannet 6 - 12 år då detta är relevanta åldrar för vår forskningsfråga som inriktar sig på de svenska årskurserna F-6. De artiklar som valdes bort var artiklar som handlade om den fysiska klassrumsmiljön, alltså inte om
9 elevernas kroppsliga rörelse i klassrummet. Även artiklar som inte hade ordet matematik utskrivet i abstract eller titel valdes bort. Ett exempel på en artikel som valdes bort är “Teaching with Technology: Up, up and Away with Parachutes in Primary Mathematics” (Northcote, 2014), då den inte handlade om elevernas kroppsliga rörelse i klassrummet, utan istället handlade om att öka förståelsen av ett abstrakt innehåll med hjälp av fysiskt material.
Analysmetod
Till denna studie har en tematisk innehållsanalys gjorts. En tematisk innehållsanalys innebär att man identifierar, analyserar och presenterar kategorier i den data som framkommit i studien. De kategorier som används bygger på forskningens fokus och framkom ur empirin med hjälp av kodning (Bryman, 2018; Eriksson Barajas, Forsberg & Wengström, 2013). I arbetet valdes en kvalitativ ansats, då syftet med studien var att få en förståelse för ett fenomen. Kvalitativ ansats innebär att beskriva, förstå, förklara och tolka ett visst område. Förhållningssättet bör vara objektivt (Eriksson Barajas, Forsberg & Wengström, 2013). En induktiv analysprincip användes eftersom att de kategorier som uppkom efter kodning av artiklarna inte var förutbestämda utan baserades på den data som var relevant (ibid.).
Studierna var utförda i olika länder och därför har elevernas årskurser översatts till elevernas ålder. Då utländska årskurser inte nödvändigtvis motsvarar de svenska årskurserna kommer därför elevernas ålder att användas i analysen och resultatredovisningen.
Översikt. De 23 utvalda artiklarna delades upp mellan oss och sammanställdes i ett
gemensamt dokument (Bilaga 1). I huvudsak lästes abstract med undantag för de artiklar där abstract inte gav tillräcklig information om rörelsens syfte. Därefter kodades
sammanställningen gemensamt och delades in i tre olika kategorier, beroende på hur rörelse används i undervisningen.
I den första kategorin placerades artiklar där rörelse användes som ett avbrott i den vanligtvis stillasittande undervisningen. Ett exempel som placerades i kategorin är ”Acute Effects of Classroom Exercise Breaks on Executive Function and Math Performance: A Dose-Response Study” (Howie, Schatz & Pate, 2015). Utifrån abstract utlästes att syftet med studien var att fastställa den direkta effekten av rörelsepauser i klassrummet i jämförelse med stillasittande klassrumsaktivitet. Då rörelsepauserna varade mellan 5-20 minuter kodades det som att rörelsen användes som ett avbrott i undervisningen och placerades därför i kategorin Rörelse under undervisning. I den andra kategorin placerades artiklar där lektionsinnehållet skulle läras ut med hjälp av rörelse. Ett exempel på en artikel som placerades i denna kategori är ”Yoga´s Flexibility in Math” (Cox, 2018). Utifrån abstract fastställdes att artikeln syftade
10 till att ge förslag till hur Yoga kan användas i undervisningen som ett sätt att lära ut symmetri och geometri. Då rörelsen användes för att lära ut ett visst matematiskt innehåll placerades artikeln i kategorin Lärande genom rörelse. Den tredje kategorin behandlade artiklar där enhetliga hälsoprogram, med rörelse och kost kombineras. I kategorin placerades till exempel artikeln “Relationship of Nutrition and Physical Activity Behaviors and Fitness Measures to Academic Performance for Sixth Graders in a Midwest City School District” (Edwards, Mauch & Winkelman, 2011). Rörelsen i artikeln uppfyllde flera syften och kunde användas både på rasten, idrottspass och under teoretiska lektioner, därför placerades dessa artiklar i kategorin Övrigt. I översikten presenteras var studierna är genomförda, samt kortfattat skillnader och likheter mellan de olika studierna.
Fördjupning.Den kategori som valdes till det fördjupade resultatet var den första kategorin där rörelse användes som ett avbrott under undervisningen. Denna kategori svarade upp mot den andra forskningsfrågan, Vad säger tidigare forskning om hur rörelsepauser kan eller bör organiseras för att ge elever förändrade möjligheter till lärande i matematik? Artiklarna fördelades mellan oss och lästes i sin helhet. Artiklarna sammanställdes i ett dokument och kodades gemensamt för att kunna placeras in i kategorier. Vid läsning av artiklarna framkom att studierna hade använt sig av olika slags rörelsepauser under undervisningen som även varierade i tid, vilket visade sig vara betydande för
matematikresultat, koncentration och motivation. De kategorier som framkom efter kodningen var rörelsetyp och rörelsetid (Bilaga 2.). Rörelsepausernas påverkan var något som framkom under läsningen av artiklarna, och var alltså inte förutbestämda.
Etiska överväganden
Vid utförande av forskning finns det fyra krav som bör följas. Dessa är informationskravet, samtyckeskravet, konfidentialitetskravet och nyttjandekravet
(Vetenskapsrådet, 2017). Denna studie baseras på tidigare forskning, därför bör forskarna ha följt dessa etiska krav.
De etiska överväganden som bör göras vid en systematisk litteraturstudie är enligt Barajas, Forsberg & Wengström (2013) följande:
● ”Välja studier som har fått tillstånd från etisk kommitté eller där noggranna etiska överväganden har gjorts.
● Redovisa alla artiklar som ingår i litteraturstudien samt att arkivera dessa på ett säkert sätt i tio år.
11 ● Presentera alla resultat som stöder respektive inte stöder hypotesen. Det är oetiskt att
endast presentera de artiklar som stöder forskarens egen åsikt”. (s.70).
Eftersom att avgränsningen “peer reviewed” användes i databasen, innebar det att alla artiklar som visades var vetenskapligt granskade (Örebro universitet, 2019). Det innebär att de etiska överväganden som gjorts för studierna i artiklarna har blivit granskade och godkända (Vetenskapsrådet, 2019). Ytterligare aspekter som bör tas i beaktning vid en systematisk litteraturstudie är att alla artiklar som använts i arbetet ska redovisas, även de artiklar som inte stödjer den eventuella tesen (Barajas, Forsberg, Wengström, 2013). Detta togs i åtanke under studiens gång då alla 23 artiklar efter det första manuella urvalet finns redovisade i en separat bilaga (Bilaga 1).
Forskningens kvalitet avgörs av dess reliabilitet och validitet. Reliabilitet inom den kvalitativa forskningen innebär bland annat att metoden är replikerbar och alltså går att upprepas (Bryman, 2018). Detta har försökts att uppnås genom att arbetets tillvägagångssätt finns redovisat och dokumenterat. Validitet innebär att studien mäter det den avser att mäta, detta kan inom den kvalitativa forskningen göras genom att till exempel förklara och motivera begrepp som används i studien (Bryman, 2018). Som ett försök att uppnå detta har relevanta begrepp motiverats och beskrivits i den teoretiska bakgrunden. Alla sökord bidrog inte till fler artiklar och valdes därför bort innan vår slutgiltiga sökning utfördes, vilket också finns
dokumenterat och förklarat i metodavsnittet.
Resultat
I detta avsnitt presenteras resultaten som framkommit i läsning och kategorisering av data. Avsnittet inleds med en resultatöversikt över alla tre kategorier som identifierades i innehållsanalysen av de 23 artiklar som valts ut efter det manuella urvalet (Bilaga 1). De tre kategorierna som framkom av analysen är Rörelse under undervisning, Lärande genom rörelse och Övrigt och syftar till att besvara den första forskningsfrågan. För att besvara den andra forskningsfrågan kommer resultatet från kategorin Rörelse under undervisning (Figur 1, s.12) att fördjupas.
12 Figur 1: Kategorisering av resultat.
Översikt
Det översiktliga resultatet syftar till att besvara forskningsfrågan “Vad säger forskningen om rörelser i matematikundervisningen för elever i årskurs F-6?”. Översikten utgår från Bilaga 1 och visar på vilka sätt rörelser kan implementeras i matematikundervisningen och hur det påverkar elevers matematiklärande. Inledningsvis kommer kategorin Rörelse under undervisning att presenters. Resultatet från denna kategori kommer sedan att fördjupas längre ned i kapitlet. Därefter följer en presentation av kategorierna Lärande genom rörelse och Övrigt.
Rörelse under undervisning.I denna kategori placerades artiklar där olika typer av rörelse användes som avbrott under teoretiska lektioner i matematik. De olika typerna av rörelse kommer att beskrivas närmare i det fördjupade resultatet (Figur 1). Rörelsen kan användas både som kortare avbrott eller under en större del av lektionen. Av 23 artiklar placerades 14 av dessa i denna kategori (Bilaga 1).
13 Att använda rörelse som kortare avbrott under lektionen visade en förbättring av elevers matematikprestationer i majoriteten av artiklarna (Centeio m.fl., 2018; Howie, Schatz & Pate, 2015; Fedewa, Fettrow, Erwin, Ahn & Farook, 2018; Fedewa, Ahn, Erwin & Davis, 2015; Everhart, Dimon, Stone, Desmond & Casilio, 2012; Camahalan & Ipok, 2015, McClelland, Pitt & Stein, 2014). Mead och Scibora (2016) menar dock att ett kortare avbrott varken förbättrar eller försämrar elevers matematikprestationer. Istället är det användandet av pilatesboll under matematiklektionen som lyfts fram som mest fördelaktig för ökad koncentration och matematikprestation.
Att använda en större del av lektionen till rörelse har också visat sig ge positiva resultat på elevers matematikprestationer (Erwin, Fedewa & Ahn, 2012; Mead & Scibora, 2016; Mullender - Wijnsma, 2015). Mullender-Wijnsma m.fl (2015) visade dock på en skillnad i elevers matematikprestationer beroende på elevernas ålder där pulshöjande rörelser användes under en större del av undervisningen inte var gynnsam för elever som var mellan sex och sju år. Däremot presterade elever som var åtta och nio år bättre i matematik efter en försöksperiod där rörelser använts under en större del av undervisningen. En del studier som undersökt effekten av rörelser under en större del av undervisningen har visat varken förbättra eller försämra matematikresultatet (Snyder, Dinkel, Schaffer, Hiveley & Colpitts, 2017; Finn & McInnis, 2014).
För att mäta elevernas matematikprestation användes i de flesta fall ett standardiserat matematikprov i början och slutet av försöksperioden för att kunna jämföra poäng och möjlig framgång. Några använde även tester där ett antal matematikuppgifter skulle lösas under en minuts tid. I det fördjupade resultatet kommer artiklarnas resultat att beskrivas mer utförligt.
Lärande genom rörelse. I denna kategori placerades artiklar där rörelser används som
verktyg i matematikundervisningen för att lära ett specifikt lärandeinnehåll. Här placerades även artiklar där ett ämnesöverskridande samarbete skedde mellan idrott och matematik. I kategorin placerades totalt sju stycken artiklar.
Yogarörelser kan användas som ett verktyg för att lära bland annat geometri och symmetri. Det är en användbar metod för att öka förståelsen för matematiska koncept och även ge ett ökat intresse för fysisk aktivitet generellt. Denna metod är lämpar sig för elever i elementary education, alltså elever som är mellan sju och elva år gamla (Cox, 2018).
“EASY Minds Program” är ett annat exempel på en metod som innefattar rörelse baserat lärande (Riley m.fl., 2016). Genom denna metod kan elever till exempel utvecklas i de grundläggande räkneoperationerna, så som multiplikationstabellen. Lärandet sker genom att eleverna hoppar eller kastar något mellan sig, för att få en ökad förståelse för
14 multiplikationstabellerna. Riley m.fl. (2016) menar att både lärarna och eleverna har positiva upplevelser av metoden och att den kan användas utan att förstöra kvaliteten av lärandet. Det har också visat sig att metoden ger eleverna ett ökat engagemang och mer glädje inför
matematikämnet.
Flera studier har visat att matematikämnet med fördel kan implementeras i
idrottsundervisningen som ett sätt att öka elevernas intresse för de båda ämnena (Irwin, Irwin & Hays, 2011; Chen, Cone & Cone, 2011). Math and Movement är en metod som kan
användas både i matematiklektionerna, men också i idrottslektionerna. Wade (2016), har visat på hur metoden kan användas under idrottslektioner som ett sätt att uppnå både målen i matematik och i idrott. Till exempel kan eleverna få ökad förståelse för
multiplikationstabellen genom att använda sig av ett visst antal rörelse kombinationer. En sådan aktivitet är bra både för koordinationen och för att stärka nervbanor i hjärnan då man till exempel skall röra vänster fot med höger hand och viska “ett”, sedan röra höger fot med vänster hand och viska “två”, till sist skall man hoppa upp, klappa och ropa “tre”. Wade (2016) menar att detta är ett sätt som ger eleverna möjlighet att lära sig på olika sätt. Ett annat sätt att implementera matematik i idrottsämnet är genom “math-dance” (Becker, 2013). “Math dance” går ut på att eleverna i mindre grupper ska lösa ett matematiskt problem genom dans. Problemet kan handla om parallella linjer, olika former eller till exempel likhetsteori. Becker (2013) menar att eleverna blir eleverna mer engagerade i matematikundervisningen tack vare dansen.
Johnson, Abbate och Chase (2017) visade på hur lärare kan arbeta ämnesöverskridande med idrott och fysiska rörelser inom alla innehåll och ämnen i skolan. Den anledning som lyfts fram som viktig är att mindre barn lär sig genom lek och rörelse. Johnson m.fl. (2017) menar att lärare som använder sig av fysisk rörelse i undervisningen är nyckeln till att främja och stödja elevernas utveckling under hela skoldagen.
Övrigt.I denna kategori placerades två artiklar där rörelser användes i kombination med en hälsosammare kosthållning samt en artikel där sittande på pilatesboll under lektionen undersöktes.
Det finns ett samband mellan ett hälsosamt liv och förbättrade matematikprestationer. Det hälsosamma livet innefattar både en mer hälsosammare kosthållning och ökad fysisk aktivitet generellt. Edwards, Mauch och Winkelman (2011) och Shilts, Lamp, Horowitz och Townsend (2009) visade att implementerandet av en hälsosam skola förbättrade elevers skolprestationer, främst inom matematik och läsning. Den hälsosamma skolan innebar bland annat utökad fysisk aktivitet i form av organiserade aktiviteter på raster och rörelsepauser under teoretiska
15 lektioner. I kombination med att skolan erbjöd en hälsosammare kosthållning, i form av hälsosam skolmat och näringslära på schemat visade resultatet att ju hälsosammare liv eleven har desto bättre presterar eleven i matematik och läsning. (Edwards, Mauch & Winkelman, 2011; Shilts, Lamp, Horowitz & Townsend, 2009).
Mead och Scibora (2016) har visat positiv effekt för elevernas koncentrationsförmåga då eleverna satt på pilatesbollar istället för stolar. Resultatet blev att eleverna fick förbättrade prestationer i matematik eftersom de fokuserade på lektionsinnehållet bättre då de inte kunde sitta och vrida på sig. Metoden visade sig ha större påverkan på elevers matematikprestationer än både rörelsepauser och stillasittande elever. Mead och Scibora (2016) lyfter även fram att genom att sitta på en pilatesboll stimuleras eleverna på ett annat sätt än på en vanlig hård stol och det är orsaken till att eleverna blev lugnare.
Fördjupning
Nedan följer en fördjupad studie av kategorin Rörelse under undervisning för att besvara den andra forskningsfrågan: ”Vad säger tidigare forskning om hur rörelsepauser kan eller bör organiseras för att ge elever förändrade möjligheter till lärande i matematik?” Artiklarna i denna kategori har kategoriserats ytterligare baserat på det resultat som hittades i artiklarna. Dessa kategorier är rörelsetyp och rörelsetid (Figur 1, s. 12). Vilken typ av rörelse och nedlagd tid på rörelsepausen är faktorer som visat sig påverka skolresultat i matematik, koncentrationsförmågan och motivation till rörelse och matematikämnet. En artikel kan ingå i flera olika kategorier då flera olika variabler undersöktes (Bilaga 2.).
Rörelsetyp.Denna kategori handlar om vilken typ av rörelse som eleverna i studien utförde under undervisningen. De olika rörelsetyper som hittades i artiklarna var
rörelsepauser med matematiskt innehåll, pulshöjande rörelsepauser och övrig rörelse under undervisning.
Rörelsepauser med matematiskt innehåll innebär att pauserna var både pulshöjande och syftade till att samtidigt lära sig ett matematiskt innehåll. Pauserna gick alltså ut på att lära sig matematik samtidigt som eleverna var fysiskt aktiva, till exempel genom promenad, jogg eller hopp på stället. De pulshöjande rörelsepauserna var frikopplade från matematikämnet och var alltså enbart pulshöjande.
Rörelsepauser med matematiskt innehåll. Till den här kategorin placerades åtta artiklar som innehåller rörelsepauser där matematik lärs ut samtidigt som eleverna rör på sig. Det kunde till exempel innebära att eleverna fick lösa uppgifter samtidigt som de joggade, hoppade eller promenerade på stället. Forskarna som undersökt denna rörelsetyp och dess
16 samband med matematikprestationer var oeniga. För att mäta matematikresultat användes standardiserade tester med syfte att undersöka ifall eleverna presterade bättre på testet efter försöksperioden än innan. Två av artiklarna mätte även matematikresultat med hjälp av tester där eleverna fått lösa olika uppgifter under en minuts tid (Erwin, Fedewa & Ahn, 2012; Howie, Schatz, & Pate, 2015).
Den fysiska aktiviteten jämfördes med en kontrollgrupp där ingen fysisk aktivitet användes under lektionen. Erwin, Fedewa, & Ahn (2012) och Mullender-Wijnsma m.fl. (2015) menar att elever mellan åtta och nio år gynnas av rörelsepauser som är kopplat till lärandeinnehållet, medan Snyder, Dinkel, Schaffer, Hiveley & Colpitts (2017) istället fann att elever i samma ålder varken presterar bättre eller sämre med en sådan rörelsepaus.
Mullender-Wijnsma m.fl. (2015) menar också att ett förbättrat resultat endast gäller för elever som är åtta år eller äldre då eleverna under åtta år istället presterat sämre på matematiktesterna efter försöksperioden. Detta menar Mullender-Wijnsma m.fl. (2015) kan bero på att de äldre eleverna kunde utföra rörelserna mer automatiserat med större fokus på lektionens
lärandeinnehåll, medan de yngre eleverna både behövde fokusera på att utföra rörelserna och på det matematiska innehållet.
Angående sambandet mellan elevernas koncentrationsförmåga och denna rörelsetyp var forskarna mer eniga och flera studier visade en förbättrad koncentration efter rörelsepausen, i jämförelse med en kontrollgrupp utan någon fysisk rörelse alls (Snyder m.fl., 2017;
Mullender-Wijnsma m.fl., 2015). Ingen av studierna visade på en försämrad
koncentrationsförmåga. Med koncentrationsförmåga menas att eleverna hade bättre fokus på uppgifter under resterande lektionstid, i artiklarna har detta definierats med begreppet “On-task behavior”. Snyder m.fl. (2017) fann en förbättring av koncentrationen, trots att
matematik resultatet inte förbättrats. I de artiklar som undersökte rörelsepauser med matematiskt innehåll studerades inte arbetsminnet. Förutom att koncentrationsförmågan förbättrades fann även Erwin, Fedewa och Ahn (2012) att elevernas motivation till rörelse även utanför klassrummet ökade till följd av rörelser under lektionstid.
Pulshöjande rörelsepauser utan matematiskt innehåll.I denna kategori placerades totalt nio artiklar, där rörelsepausen inte hade ett matematiskt innehåll och alltså var fristående från undervisningen. Pausen fungerade som avbrott från lektionen, men utfördes ändå i
klassrummet. Rörelsepauserna varierade i antal minuter och var av pulshöjande karaktär. Flera studier undersökte den pulshöjande rörelsepausens påverkan på matematikresultatet jämfört med elever utan någon fysisk aktivitet utöver idrottslektioner och raster. I dessa studier verkar de flesta forskare eniga om att rörelsepauser leder till förbättring i matematik
17 för elever mellan åtta och tretton år, jämfört med en stillasittande kontrollgrupp (Howie, Schatz & Pate, 2015; Fedewa, Ahn, Erwin & Davis, 2015; Camahalan & Ipok, 2015;
Everhart, Dimon, Stone, Desmond & Casilio, 2012; Centio m.fl, 2018; McClelland, Stein & Pitt, 2015). Resultatet som dessa artiklar visade var att eleverna i interventionsgruppen presterade bättre på matematikprovet efter försöksperioden än vad eleverna i kontrollgruppen gjorde. Everhart m.fl. (2012) jämförde även skillnader i matematikprestationer beroende på elevernas ålder. En grupp bestod av elever som var mellan åtta och elva år, medan den andra gruppen bestod av elever som var mellan fem och åtta år. En tydlig förbättring i matematik kunde hittas för de äldre eleverna medan de yngre eleverna hade mer instabila prestationer. Lärarna som deltog i studien förklarade detta som att de yngre eleverna hade lättare att fokusera direkt efter den fysiska aktiviteten men att fokus avtog efter en tid och att eleverna därför inte presterade bättre på matematikproven.
I de fall där denna typ av rörelsepaus jämfördes med en rörelsepaus som hade matematiskt innehåll framkom det att elever mellan åtta och elva år presterade bättre i matematik efter en pulshöjande rörelsepaus utan matematiskt innehåll (Fedewa, Fettrow, Erwin, Ahn & Farrook, 2018; Fedewa, Corneluis, Erwin, Ahn, & Stai, 2017). Fedewa m.fl (2018) förklarar detta resultat med att eleverna i gruppen med rörelsepauser utan matematiskt innehåll endast behövde fokusera på en sak åt gången istället för att flytta fokus från innehåll till rörelse. Mead och Scibora (2016) kom dock fram till att elever mellan elva och tolv år som hade pulshöjande rörelsepaus utan matematisk innehåll varken presterade bättre eller sämre efter försöksperioden. Fadewa m.fl (2017) kom även fram till att elever vars lärare var aktiva under rörelsepausen presterade bättre på matematiktesterna.
Förutom att undersöka rörelsepausens påverkan på matematikprestationer studerades även elevernas koncentrationsförmåga och arbetsminne. Elever i mellan åtta och tolv år verkar förutom att förbättra sina resultat på matematiktester även få en ökad
koncentrationsförmåga efter rörelsepausen (Camahalan & Ipok, 2015; Finn & McInnis, 2014; Fedewa m.fl., 2015; McClelland, Stein & Pitt, 2015). Koncentrationsförmågan mättes med hjälp av strukturerade observationer samt lärarnas upplevelser av eleverna. Camahalan och Ipok (2015) betonar även att eleverna i början av försöksperioden var ängsliga och
ofokuserade under matematiklektionerna som innehöll rörelsepauser, men efter några dagar då rörelsepauserna blivit en del av rutinen var eleverna mer fokuserade och lugnare under övrig lektionstid. De störande momenten, som att sitta och vrida sig på stolen eller att knacka pennan mot bordet försvann. Ingen skillnad i elevernas arbetsminne kunde dock upptäckas (Howie m.fl., 2015; Fedewa m.fl., 2015).
18 Förutom ökade matematikprestationer och förbättrad koncentrationsförmåga ökade även elevernas intresse och engagemang vilket i sin tur kan öka både motivationen för
matematikämnet och den fysiska aktiviteten (Camahalan & Ipok, 2015; Finn & McInnis, 2014).
Rörelsetid.I artiklarna hade de olika rörelsetyperna pågått under olika lång tid, vilket visade sig ha betydelse för resultatet. De olika tidsaspekterna som kunde hittas i artiklarna var att eleverna var fysiskt aktiva under antingen 5 - 10 min, 11-20 min eller 20+ min. Några av artiklarna undersökte även resultatet av flera pauser per lektion eller dag. Vissa artiklar innefattar mer än en tidsaspekt då en del har jämfört olika tidsaspekter med varandra.
Sju av artiklarna har använt sig av 5-10 minuters rörelsepaus varav endast tre av dem har undersökt hur eleverna påverkas av en rörelsepaus inom detta tidsspann. Övriga artiklar har jämfört med flera olika tidsaspekter. I de artiklar där rörelsepausen var 5-10 minuter lång visade resultatet att elever mellan åtta och elva år förbättrades i matematik (Centio m.fl, 2018; Everhart m.fl. 2012). Till skillnad från att ha en 5-10 minuters rörelsepaus har det visat sig att flera sådana pauser per dag eller lektion också kan påverka matematikresultaten positivt (Fedewa m.fl., 2018; Fedewa m.fl., 2015; Camahalan & Ipock, 2015). Camahalan och Ipock (2015) menar även att koncentrationsförmågan under lektionen ökar efter en rörelsepaus.
Två artiklar har jämfört 5-10 minuters rörelsepaus med 11-20 minuters rörelsepaus. Howie m.fl. (2015) menar att den längre rörelsepausen förbättrar elevernas resultat på matematiktester mer än den kortare rörelsepausen. Marttinen, McLoughlin, Fredrick III och Dario (2015) har i sin tur inte visat något resultat gällande matematikprestationer, dock har det visat sig att den längre rörelsepausen gav ökad koncentrationsförmåga och ökad
motivation till rörelse utanför klassrummet.
De artiklar som undersökt om 20+ minuters rörelsepaus har någon påverkan på elevers matematikprestationer visade att påverkan var positiv för elever mellan åtta och tolv år (Erwin m.fl., 2012; Mullender-Wijnsma m.fl, 2015; Snyder m.fl, 2017; McClelland, Stein & Pitt, 2015). Mullender-Wijnsma m.fl (2015) menar dock att en 20+ minuters rörelsepaus hade en negativ påverkan på elever yngre än åtta år men både Mullender-Wijnsma m.fl. (2015) och Snyder m.fl. (2017) menar att elevernas koncentrationsförmåga ökar oavsett ålder. Att koncentrationsförmågan ökar har även Finn och McInnis (2015) visat i sin studier trots att matematikresultatet inte mätts. Förutom ökad matematikprestation och förbättrad
koncentrationsförmåga har även motivationen för rörelse utanför klassrummet ökat. (Erwin m.fl, 2012; Finn & McInnis, 2015).
19
Diskussion
Detta avsnitt inleds med en sammanfattning av resultaten till den första och andra forskningsfrågan följt av en resultatdiskussion. Därefter följer en metoddiskussion där felkällor och förbättringar diskuteras. Avsnittet avslutas med konsekvenser för undervisning, diskussion kring fortsatta studier och avrundas med den slutsats som kunnat dras utifrån resultaten.
Resultatsammanfattning
Syftet med studien var att bidra till ökad förståelse för hur rörelser kan användas och organiseras i matematikundervisningen, samt huruvida rörelsepauser kan påverka elevers matematiklärande i årskurs F-6. Det översiktliga resultatet syftar till att besvara
forskningsfrågan “Vad säger forskningen om rörelser i matematikundervisningen för elever i årskurs F-6?”. Det fördjupade resultatet syftade till att besvara forskningsfrågan “Vad säger tidigare forskning om hur rörelsepauser kan eller bör organiseras för att ge elever
förändrade möjligheter till lärande i matematik?”. Huvudresultaten från det översiktliga och det fördjupade resultatet kommer att beskrivas nedan.
Översikt. Rörelse kan användas i matematikundervisningen för elever i årskurs F-6 på
flera olika sätt. Det kan bland annat användas som avbrott från en annars stillasittande lektion, i form av rörelsepauser. Rörelsepauser är något som de flesta elever som är mellan åtta och tolv år verkar gynnas av. Bland de yngre eleverna har det dock inte visat lika stor framgång. Rörelse kan även användas som ett verktyg för att lära ett visst lärandeinnehåll, till exempel symmetri, geometri, eller för att träna multiplikationstabellen. Att arbeta ämnesöverskridande mellan idrott och matematik har visat sig vara gynnsamt för elevers intresse och motivation för ämnet. Rörelse i kombination med en hälsosammare livsstil har visat sig ha positiva effekter för elevers matematikprestationer. Rörelse i matematikundervisningen kan också innebära att eleverna sitter på pilatesbollar under lektionerna istället för på stolar. Detta stimulerar eleverna och bidrar till ökad koncentration.
Fördjupning. Utifrån artiklarna i denna studie har det framkommit att rörelsepauser kan
organiseras antingen med innehåll av matematik eller som pulshöjande avbrott frånkopplade från ämnet. Pauserna kan pågå mellan 5-20+ minuter av en lektion. Det fördjupade resultatet av de analyserade artiklarna visade att elever mellan åtta och tolv år presterade bättre i
matematik vid en 5-10 minuters pulshöjande rörelsepaus utan matematiskt innehåll. En längre rörelsepaus med matematiskt innehåll har däremot visat sig vara mindre effektivt för ännu yngre elever då fokus flyttades från det matematiska innehållet till de fysiska rörelserna.
20 Oavsett rörelsetyp och rörelsetid visade majoriteten av artiklarna en ökning av
koncentrationsförmågan. Förutom förbättrad koncentrationsförmåga har motivationen för matematikämnet och för en mer aktiv fritid visat sig påverkas positivt till följd av
rörelsepauser. Ingen av studierna har dock påvisat att arbetsminnet förbättras med hjälp av rörelsepauser.
Resultatdiskussion
Resultaten kommer att diskuteras utifrån översikten och fördjupningen samt kopplas ihop med den teoretiska bakgrunden. I resultatdiskussionen av det översiktliga resultatet kommer kategorierna att diskuteras översiktligt, medan kategorin Rörelse under undervisning
återkommer i en resultatdiskussion av det fördjupade resultatet.
Översikt. Rörelse under undervisning innebär att rörelsen sker som avbrott i den
teoretiska undervisningen. Ett kortare avbrott visade sig ha störst påverkan på elevers matematikprestationer. Ett längre avbrott under matematikundervisningen verkade inte ha någon negativ effekt på elevers matematikprestationer även fast den positiva effekten inte var lika tydlig som vid de kortare avbrotten (Erwin, Fedewa & Ahn, 2012; Mead & Scibora, 2016; Snyder m.fl., 2017; Finn & McInnis, 2014). Att den längre rörelsepausen inte visade någon negativ effekt kan förklaras med att elevernas fysiska kondition förbättrades efter en period med längre och upprepade avbrott av fysisk aktivitet. En bra fysisk kondition är något som Klingberg (2011) menar har positiva effekter på matematikprestationer. Orsaken till att de längre avbrotten ändå inte hade lika stor effekt på matematikprestationerna kan förklaras med att en större del av lektionstiden då användes till rörelse istället för matematik. Den nedlagda tiden på matematikämnet är något som både Sjöberg (2006) och Klingberg (2016) lyfter fram som avgörande för att en elev ska utvecklas i matematik, och kan liknas vid tränande av hjärnan vilket är centralt i den neurovetenskapliga synen på lärande. För att förbättras i matematik krävs alltså att tid läggs på just tränande av matematik.
Matematikprestationer mättes bland annat genom att eleverna fick lösa olika uppgifter under en minuts tid (Erwin, Fedewa & Ahn, 2012; Howie, Schatz, & Pate, 2015). Ökade matematikprestationer innebar alltså att i vissa fall blev eleverna snabbare på att lösa uppgifter efter en försöksperiod med implementerandet av rörelsepauser. Att kunna lösa uppgifter snabbare innebär inte att eleverna har förbättrat sina matematikkunskaper, dock menar Hansen (2016) att förmågan att kunna processa information snabbare är en faktor som kan tyda på att inlärningsförmågan har förbättrats.
21 Lärande genom rörelse innebär att rörelsen användes som ett verktyg för att ta till sig ny kunskap. Det kan liknas vid ett medierande redskap för att eleven ska kunna knyta ihop ett abstrakt begrepp med rörelsen och på så sätt få ökad förståelse för det (Cox, 2018; Riley m.fl., 2016). Medierande redskap är något som är centralt för lärandet i det sociokulturella
perspektivet (Säljö, 2011). Artiklar ur denna kategori tyder på att rörelsen gör att elever blir mer engagerade i ämnet och får ökad motivation att lära. Engagemanget och motivationen kan här ses som en kontextuell belöning eftersom att rörelsepauser är en icke traditionell
undervisningsform (Holden, 2001). Motivation är något som är betydelsefull för lärandet i både den konstruktivistiska och neurovetenskapliga synen på lärande. I den
neurovetenskapliga synen på lärande är motivationen avgörande för att en elev ska lägga ner mer tid matematik och fortsätta tränandet av matematik trots att det känns svårt (Klingberg, 2016). Det konstruktivistiska perspektivet betonar elevens nyfikenhet och vilja att lära sig som centralt (Halldén, 2011) vilket även visade sig stämma enligt resultatet (Cox, 2018; Riley m.fl, 2016; Irwin, Irwin & Hays, 2011; Chen, Cone & Cone, 2011; Wade, 2016). Att lära genom rörelse skulle också kunna tolkas genom begreppen assimilation och ackommodation, något som är centralt i den konstruktivistiska teorin. Syftet med rörelsen blir då att eleven får ökad förståelse för ett matematiskt begrepp på ett annat sätt och kan därmed få en ny syn på ett område inom matematiken.
Förutom att använda sig av rörelsepauser har även några artiklar fokuserat på att öka elevernas fysiska aktivitet generellt vilket verkade ha en positiv effekt på elevernas matematikprestationer (Edwards, Mauch & Winkelman, 2011; Shilts, Lamp, Horowitz & Townsend, 2009) vilket är något som även Klingberg (2011) har lyft fram. Mead och Scibora (2016) påvisade att elevernas koncentrationsförmåga ökade då de satt på pilatesbollar, vilket jämfördes med en grupp som haft rörelsepauser. I gruppen med rörelsepauser ökade inte koncentrationsförmåga lika mycket som för de elever som satt på pilatesbollar vilket går emot det Hansen (2016) påpekar om att pulshöjande rörelse har positiv påverkan på elevers
koncentrationsförmåga. Att sitta på pilatesbollar är ingen pulshöjande fysisk aktivitet men är ändå ett exempel på hur kognitiva funktioner kan påverkas av förändringar i miljön
(Klingberg, 2016).
Fördjupning. Rörelse under undervisning har visat sig kunna utformas på olika sätt vad
det gäller rörelsetyp och rörelsetid, vilket har visat sig haft betydelse för elevers
matematikprestationer, koncentration, arbetsminne och motivation. Artiklarna visade att rörelse under undervisning var mest gynnsamt för elever från åtta år och uppåt. Yngre elever visade ingen förbättring och i en studie visades till och med en försämring av
22 matematikprestationen i och med rörelsepausen (Mullender-Wijnsma m.fl., 2015).
Försämringen skulle bland annat kunna bero på rörelsetypen och rörelsetiden, där den långa pausen tog tid från ämnet. Rörelsen innehöll matematiskt innehåll, så syftet var att rörelsen inte skulle ta tid från lärandeinnehållet. Dock resonerar Mullender-Wijnsma m.fl. (2015) att de yngre barnen var mer fokuserade på rörelsen och mindre fokuserade på lärandeinnehållet, vilket då skulle kunna förklara varför de yngre eleverna försämrades i matematik. Att
rörelsepausen hade störst effekt på de lite äldre eleverna skulle kanske kunna förklaras med att eleverna i de yngre åldrarna är mer fysiskt aktiva på rasten och därför har inte
rörelsepausen på 5-10 minuter lika stor effekt på dessa elever.
Att den fysiska aktiviteten ökar överlag då rörelsepauser läggs in i undervisningen har ett par studier visat då motivationen för ytterligare fysisk aktivitet visat sig öka (Fedewa m.fl., 2018; Marttinen m.fl., 2017; Becker, 2013; Finn & McInnis, 2015). Att generell och kontinuerlig fysisk aktivitet påverkar matematikprestationer var känt sedan innan. Därför skulle den positiva påverkan som rörelsepauser haft på matematikprestationer också kunna förklaras med att den fysiska aktiviteten hos eleverna ökade generellt och bidrog till en förbättrad fysisk kondition. Det behöver alltså inte vara rörelsepausen i sig som ger positiva matematikresultat, utan den ökade fysiska aktiviteten överlag. Samma resultat visades även i Bunkefloprojektet där daglig idrott, det vill säga kontinuerlig fysisk aktivitet, gav positiva effekter flera år framåt (Hansen, 2016).
Enligt det sociokulturella perspektivet på lärande är interaktionen med andra avgörande för en individs lärande. Det är i de sociala upplevelserna som eleverna både tar till sig ny kunskap och använder sig av befintlig kunskap (Säljö, 2011). De sociala upplevelserna behöver präglas av trygghet, vilket också är centralt vid rörelsepauser. Everhart, m.fl (2012) och Camahalan och Ipock (2015) visade att eleverna i början av införandet av rörelsepausen upplevde en oro och ängslighet både inför och under rörelsepausen. Oron visade sig inför lektionen där rörelsepausen skulle implementeras vilket påverkade elevernas fokus under lektionen. Ifall denna oro inte blir bättre riskerar eleven att hamna efter i matematiken och rörelsepausen skulle då ske på bekostnad av lärandet. Klassrummet är ett socialt sammanhang där interaktion hela tiden pågår. Genom att använda sig av rörelsepauser i klassrummet förändras interaktionerna, både mellan eleverna och mellan lärare och elev, då det är något som bryter mot den traditionella undervisningen. Skolverket (2018) nämner att
undervisningen skall anpassas efter varje elevs förutsättningar och behov vilket blir väldigt aktuellt i en situation där eleverna känns otrygga i rörelsen och rörelsepausen. Inom det sociokulturella perspektivet fungerar lärare och andra vuxna som förebilder för eleverna
23 (Säljö, 2011), detta är något som även visat sig i en av artiklarna där det framkom att elever vars lärare var aktiva under rörelsepausen, blev mer fysiskt aktiva och därför presterade bättre på matematikproven (Fedewa, Cornelius, Erwin, Ahn & Stai, 2017).
Ingen av studierna har dock kunnat påvisa att arbetsminnet förbättras med hjälp av rörelsepauser, vilket kan bero på att ingen av studierna pågick längre än ett års tid. Klingberg (2011) menar att tiden det tar för arbetsminnet att tränas upp är individuellt och kräver kontinuerlig och långsiktig fysisk aktivitet.
En del av de kognitiva och sociala faktorer som visat sig vara viktiga för
matematiklärandet och som kan förhindra att en elev hamnar i matematiksvårigheter, så som dåligt självförtroende, negativ inställning till ämnet och koncentrationssvårigheter (Ljungblad, 2003), har visat sig förbättras av rörelsepauser (Snyder m.fl. ,2017; Mullender-Wijnsma m.fl., 2015; Wade, 2016; Camahalan & Ipok, 2015; Finn & McInnis, 2014; Fedewa m.fl., 2015; McClelland, Stein & Pitt, 2015). Ingen av artiklarna forskade på effekterna av
rörelsepauser för elever i matematiksvårigheter. Det skulle behövas mer forskning om det då elever i matematiksvårigheter möjligtvis skulle kunna vara mer känsliga för att tid tas från ämnet, då detta lyfts fram som en viktig faktor för elever i matematiksvårigheter (Sjöberg, 2006).
Metoddiskussion
Precis som i alla forskningsstudier så finns det möjligheter till förbättring. I det här fallet kan vi också se en begränsning i vår söksträng då engelska synonymer till rörelsepaus och rörelse i klassrummet var svåra att hitta. I ett försök att hitta fler synonymer använde vi oss av nyckelord som vi hittade i artiklar i en provsökning. Trunkering användes för att utvidga sökningen men då dessa inte gav fler träffar på alla ord valde vi bort en del trunkeringar. Ytterligare en begränsning med studien är att endast en databas användes. En risk som finns med att använda sig av endast en databas i en litteraturstudie är att befintlig forskning inom området riskerar att falla bort då den inte finns tillgänglig i den valda databasen. För att få tillgång till fler artiklar skulle fler pedagogiska databaser kunna användas. Eftersom att kognitiva funktioner så som arbetsminne och koncentration påverkas av fysisk aktivitet, kunde man även ha använt databaser som publicerar neurovetenskaplig eller medicinsk forskning.
Söksträngen och inkluderingskriterierna gav ett begränsat antal artiklar. Att inte ta med fysisk aktivitet generellt gjorde att artiklar av den typen av forskning föll bort, men eftersom att sambandet mellan fysisk aktivitet generellt och matematik redan lyfts fram i annan
24 litteratur, till exempel, Klingberg (2011, 2016), valde vi att inte ta med det i vår söksträng. Ett begränsat antal artiklar kunde placeras i respektive kategori och kategorierna skilde sig väsentligt från varandra, vilket kan tyda på att mer forskning kring rörelse i
matematikundervisningen är nödvändigt för att med säkerhet kunna fastställa effekterna av alla kategorier. Till exempel var det endast två artiklar som visade samband mellan en hälsosam livsstil och matematik. Dessa artiklar var dessutom lika varandra, vilket inte visar någon bredd av området.
Vi valde att använda oss av en induktiv analysmetod, vilket innebar att de teman som används vid analysen inte var förutbestämda från början utan baserades på vårt datamaterial. Det innebär att en tolkning har gjorts både av artiklarna och vid kodningen som resulterade i kategorierna. Då vi inte läste alla artiklar gemensamt fanns en risk att artiklarna tolkats på olika sätt. I ett försök att minska bortfallet av information presenterades artiklarna för varandra, dock finns det ändå en risk att delar av artikeln inte lyfts fram. I ett försök att förhindra att olika tolkningar av artiklarna gjordes diskuterades artiklarna och kodades tillsammans.
Konsekvenser för undervisning
Rörelser kan användas på flera olika sätt inom matematikundervisningen för att nå olika syften. Det kan användas både för att eleverna ska få en ökad förståelse för ett abstrakt begrepp, för att öka motivationen för ämnet eller förbättra elevers koncentrationsförmåga. En kortare rörelsepaus mellan 5-10 minuter, av pulshöjande karaktär har störst effekt på
matematikprestationer och koncentrationsförmåga för elever i åldrarna åtta till tolv år. Det har även visat sig att elever känner sig mer motiverade till ämnet och tycker att det är roligt, vilket också talar för att rörelsepauser med fördel kan läggas in under matematiklektionerna. Trots att många artiklar inte visat någon påverkan på matematikprestationerna var det endast ett fåtal artiklar som visade en försämring av det. Detta betyder att risken för att en rörelsepaus försämrar elevernas i matematikprestationer är liten trots att tid läggs ner på fysisk aktivitet istället för matematik. Dock är det viktigt att läraren planerar in rörelsepauser vid lämpliga tillfällen i lektionen, då eleverna behöver en paus, för att förhindra att effektiv tid tas bort från lektionen.
Lärare i årskurs F-3 har oftast eleverna under hela skoldagen och kan därför välja vilken lektion som kräver en rörelsepaus. Det kan vara beroende av tid på dagen, lektionsinnehåll och hur lång lektionen är. Då omgivningen kring eleven förändras vid en rörelsepaus är det viktigt att skapa ett tryggt klassrumsklimat för att förhindra att rörelsepausen skapar oro. Alla
25 elever reagerar olika på rörelsepauser, vilket beror på att alla har olika förutsättningar och känner sig olika bekväm med att röra på sig i grupp. Därför behöver man som lärare ha det i åtanke när man planerar rörelsepauserna och elevernas placering i klassrummet vid
rörelsepausen.
Alternativa lösningar till rörelsepausen är att låta eleven röra på sig på sin plats, i form av att balansera på en slags sittkudde liknande pilatesboll som visade positivt resultat i en av studierna (Mead & Scibora 2016). Som vi nämnt tidigare har alla elever olika behov för att lyckas i ämnet, och som lärare är det viktigt att påpeka detta till eleverna så att det inte känns orättvist eller utpekande om någon elev får ett hjälpmedel som inte de andra har. Det är viktigt att komma ihåg att alla resultat inte kan ses på en gång, för att förbättra elevernas prestationer är det flera faktorer som samspelar. Att använda sig av rörelsepauser kontinuerligt och under en längre tid kan vara en faktor som småningom ger positiva resultat.
Fortsatta studier
Då endast ett begränsat antal artiklar i varje kategori kunde hittas som undersökte rörelsens effekt på matematiklärandet behövs ytterligare forskning kring ämnet. Det behövs även en större kartläggning över vad som kan åstadkommas med hjälp av rörelsepauser och därför skulle fler longitudinella studier kunna göras inom området, framförallt med fokus på arbetsminnet. Arbetsminnet och den flytande intelligensen har ett stort inflytande på den matematiska förmågan och sägs förbättras genom ökad fysisk aktivitet (Klingberg, 2011). Dock var detta inget som framkom i vår systematiska litteraturstudie. Därför skulle det behövas mer forskning om sambandet mellan förbättrat arbetsminne och en ökad fysisk aktivitet. Även långtidsminnet ansågs vara viktigt för matematiklärandet (Unenge, Sandahl & Wyndhamn, 1994) men detta var inget som framkom i artiklarna vi tog del av och därför skulle det vara intressant att fortsätta studera om hur hela minnet påverkas av fysisk aktivitet.
Vi fick inte heller ta del av någon studie som specifikt fokuserar på elever i
matematiksvårigheter. Vi vet nu att rörelsepauser förbättrar koncentrationsförmågan och motivationen vilket är viktigt för alla elever, även för elever i matematiksvårigheter. En avgörande faktor för elever i matematiksvårigheter verkar också vara nedlagd tid på ämnet vilket innebär att ytterligare forskning krävs då det kan finnas skillnader i hur elever i matematiksvårigheter påverkas då tid tas från matematikämnet. Rörelsepauserna medförde även förbättrade matematikprestationer för de äldre eleverna men det skulle också vara bra att fortsätta studera ifall rörelsepauser kan användas som en inlärningsstrategi för elever i
26 och uppåt. Hansen (2016) menade att även kortare rörelsepauser skulle har inverkan på
elevers koncentrationsförmåga, därför skulle det vara intressant att även undersöka effekten av 2-5 minuters rörelsepauser.
Slutsats
Slutsatserna som kan dras utifrån dessa resultat är att rörelse kan implementeras i
klassrummet på olika sätt och med olika syften. Kortare rörelsepauser av pulshöjande karaktär med fördel kan användas som komplement till den traditionella matematikundervisningen. Lärare i årskurs F-3 kan använda sig av rörelse för att till exempel öka förståelsen för ett abstrakt begrepp, eller som ett sätt att öka motivationen för ämnet och koncentrationen på lektionerna. En rörelsepaus kan med fördel läggas in i undervisningen då läraren upplever att klassen börjar bli orolig och eleverna mindre fokuserade, till exempel under längre lektioner eller inför mer krävande uppgifter. Det är dock viktigt att ha i åtanke att alla elever upplever rörelsepausen på olika sätt och ett tryggt klassrumsklimat är en förutsättning för en givande rörelsepaus. Rörelsepausen tycks vara givande för alla elevers matematiklärande, dock krävs mer forskning kring hur elever i matematiksvårigheter påverkas.
