AKADEMIN FÖR TEKNIK OCH MILJÖ
Avdelningen för elektroteknik, matematik och naturvetenskap
Matematikundervisning med digitala lärresurser i grundskolan
En undersökning om hur två olika arbetsmetoder påverkar elevers resultat i matematik i årskurs 6
Maja Siirtola 2020
Examensarbete, Avancerad nivå, 30hp Matematik
Grundlärarprogrammet med inriktning mot arbete i grundskolans årskurs 4–6
Handledare: Douglas Howie Examinator: Olov Viirman
Sammanfattning:
Syftet med undersökningen är att försöka ta reda på om arbete med digitala lärresurser har någon påverkan på elevers prestationer inom området volym i matematik jämfört med traditionell undervisning. Undersökningen genomfördes i en årskurs 6 där klassen delades upp i två grupper. Grupperna bestod av en jämförelsegrupp som utsattes för manipulation och arbetade med volymenheter på dator samt en kontrollgrupp som fortsatte arbeta på det sätt som de var vana vid, dvs traditionellt, i matematikboken matte direkt borgen 6B. Båda grupperna genomförde ett för- och eftertest och blev däremellan undervisade samt arbetade med volymenheter med de två olika metoderna. Testen analyserades och jämfördes för att se vilket arbetssätt som gav bäst resultat. Resultatet visade att båda grupperna presterade bra redan vid förtestet och ökade prestationen lite vid eftertestet. Eleverna i kontrollgruppen presterade dessutom bättre än eleverna i jämförelsegruppen vilket kan bero på att undervisningen med de digitala lärresurserna inte nådde över två nivåer enligt Puenteduras SAMR-modell.
Nyckelord: Digitala lärresurser, IKT, Matematik, SAMR, traditionell undervisning, Årskurs 6
Innehållsförteckning
1 INLEDNING ... 1
1.1 Bakgrund ... 1
1.2 Litteraturgenomgång ... 2
1.2.1 Kort om digitaliseringen genom tiderna ... 2
1.2.2 Digitala lärresurser ... 3
1.2.3 Skillnad mellan digitala lärresurser och traditionella läroböcker ... 4
1.2.4 SAMR-Modellen ... 5
1.2.5 Tidigare forskning ... 6
1.3 Syfte och frågeställningar ... 8
2 METOD ... 9
2.1 Urval ... 9
2.2 Etiska ställningstaganden ... 9
2.3 Datainsamlingsmetoder ... 10
2.4 Procedur ... 11
2.4.1 Undersökningens design ... 11
2.4.2. Planeringen ... 12
2.4.3 Lektionerna ... 13
2.5 Databearbetning/Analysmetoder ... 14
3 RESULTAT ... 15
3.1 Sammanställning för- och eftertest... 15
3.2 sammanfattning för- och eftertest... 18
3.3 Anteckningar från undervisningstillfällena: ... 19
4 DISKUSSION ... 19
4.1 Resultatsammanfattning ... 19
4.2 Tillförlitlighet ... 20
4.3 Resultatdiskussion ... 20
4.3.1 Kan man se några skillnader på elevernas resultat efter att ha arbetat digitalt eller traditionellt? ... 20
4.3.2 Påverkar undervisning med digitala lärresurser elevers resultat inom området volym i matematik? ... 21
4.4 Förslag till vidare forskning ... 22
REFERENSER ... 23
BILAGOR ... 25
1 INLEDNING
Digitala verktyg är idag en naturlig del i vårt samhälle och har med snabb framväxt blivit en central del i skolan (Skolverket, 2018). Digitala verktyg används både som hjälpmedel men har även kunna ersatt vissa traditionella läromedel. Digitala verktyg har länge intresserat mig då jag själv tycker att det är ett väldigt bra verktyg att integrera i undervisningen som hjälpmedel, komplement eller till att ersätta andra läromedel. Efter att ha arbetat samt haft VFU på olika skolor har jag uppmärksammat att digitala verktyg främst används till andra ämnen än matematik men även som belöning eller komplement i matematikundervisningen. Man kunde se och höra att eleverna uppskattade att arbeta med matematiken digitalt och blev väldigt motiverade, så varför inte använda det som en naturlig del i undervisningen istället?
Syftet med denna studie är att försöka ta reda på om arbete med digitala lärresurser har någon påverkan på elevers prestationer inom området volym i matematik jämfört med traditionell undervisning. Undersökningen har genomförts i en årskurs 6 med en-till-en-datorer. Klassen delades upp i två grupper, en jämförelsegrupp som utsattes för manipulation och arbetade med volymenheter digitalt samt en kontrollgrupp som fortsatte arbeta på det sätt som de var vana vid, det vill säga traditionellt i matematikboken Matte Direkt Borgen 6B (2013). Båda grupperna genomförde ett för- och eftertest och blev däremellan undervisade samt arbetade med volymenheter med de två olika metoderna. Testen analyserades och jämfördes för att se vilket arbetssätt som gav bäst resultat på elevernas test.
1.1 Bakgrund
Digitala verktyg är idag en stor del i ungas vardag (statens medieråd, 2019). I läroplanen som är obligatorisk att följa, framkommer det bland annat att: ”Skolans uppdrag är att främja lärande där individen stimuleras att inhämta och utveckla kunskaper och värden” (Skolverket 2019, s.8) samt att ”förmedla och förankra värden och främja elevernas lärande för att förbereda dem för att leva och verka i samhället” (Skolverket, 2019, s.7). Med tanke på att digital teknik idag genomsyrar samhället, innebär det även att det har stor påverkan på yrkesutövningen inom skolan (Lindström & Pennlert, 2019). Digitaliseringen har förändrat lärandet som sker i skolan och digital teknik är allt vanligare i utbildningarna idag (Skolverket, 2018). Enligt styrdokumenten ska alla elever få möjlighet att utveckla sin förmåga att använda digital teknik samt utveckla förståelse för hur digitaliseringen påverkar individen och samhällets utveckling.
Varje enskild elev ska få möjligheten att utveckla sin förmåga att använda digital teknik och ges förutsättningar för att utveckla digital kompetens (Skolverket, 2019).
Inom matematiken framgår det av styrdokumenten att eleverna efter genomgången grundskola ska kunna använda sig av matematisk tänkande för vidare studier och i vardagslivet samt att de kan använda såväl digitala som andra verktyg för bland annat lärande. Som lärare skall man stärka elevernas vilja att lära, ge utrymme för elevernas förmåga att själv använda olika uttrycksmedel samt att planera och utföra undervisningen så att eleverna får använda digitala verktyg på ett sätt som främjar kunskapsutvecklingen (Skolverket, 2019). Digitala verktyg i denna studie kommer användas av en elevgrupp för att se hur det påverkar elevers resultat och motivation till ämnet.
Fokusområdet i denna studie är volym, vilket är en del av området geometri som är ett centralt innehåll i läroplanen. Enligt det centrala innehållet för årskurs 4 - 6 behandlar uppgifterna som eleverna arbetar med i denna studie: jämförelse, uppskattning och mätning av volym samt strategier för matematisk problemlösning i vardagliga situationer (Skolverket, 2019).
Matematisk verksamhet ska enligt kursplanen i matematik vara en kreativ, reflekterande och problemlösande aktivitet som är nära kopplad till bland annat den digitala utvecklingen.
Eleverna ska dessutom genom undervisningen ges möjligheter att utveckla kunskaper i att använda digitala verktyg för att kunna undersöka problemställningar och matematiska begrepp samt göra beräkningar (Skolverket, 2019).
Vid undersökningen i denna studie har en elevgrupp fått arbetat med digitala verktyg medan den andra gruppen fick arbeta mer traditionellt i matematikboken för att kunna se vilka skillnader på elevernas prestationer de olika arbetssätten bidrog med. Oavsett resultatet av undersökningen så läggs en grund för elevernas vidare lärande genom att de möter användningen av digital teknik redan i grundskolan. Mötet med tekniken kan även stärka deras tillit till sin förmåga att använda teknik i olika sammanhang (Skolverket, 2017).
1.2 Litteraturgenomgång
I följande avsnitt kommer de metoder som används i denna studie förklaras tillsammans med vad tidigare forskning säger om arbete med digital teknik. Läroplanen föreskriver att elever ska kunna förstå och använda digitala verktyg i lärandet och att lärares attityder och kunskap om digital teknik och dess möjligheter är avgörande för vilken betydelse det får för elevers lärande (Skolverket, 2019; Lindström & Pennlert, 2019). För det krävs att både lärare och elever har tillgång till en högteknologisk arbetsmiljö (Diaz, 2012). Digitaliseringen öppnar nya möjligheter för skolan likväl som nya utmaningar (Diaz, 2012). Att använda IT i undervisningen gör det möjligt att använda andra metoder än de traditionella för att nå undervisningsmålen. Skolan måste även ta till sig nya tekniken och använda dess möjligheter för att kunna förbereda eleverna för den framtida globala arbetsmarknaden (Diaz, 2012). Både Diaz (2012) och Hylén (2011) tar upp EU:s åtta rekommenderade nyckelkompetenser, vilka digital kompetens är en av. Med nyckelkompetens menas en kombination av de kunskaper färdigheter och attityder som varje elev behöver för personlig utveckling, aktivt medborgarskap, social integration, sysselsättning och ett framgångsrikt liv i dagens digitaliserade samhälle (Diaz, 2012; Hylén, 2011).
I undersökningen som genomförts för denna studie har en elevgrupp fått traditionell undervisning och arbetade med ett traditionellt läromedel vilket innefattar teoretisk undervisning där jag som lärare hade genomgång på tavlan följt av enskilt arbete med uppgifter av rutinkaraktär i matematikboken (Skolverket, 2018; Boaler, 2011). Den andra elevgruppen arbetade med digitala lärresurser med hjälp av det digitala verktyget datorn. Enligt Hylén (2011) finns det ingen internationellt accepterad definition av vad läromedel är utan den definition som oftast används är att det är sådant som skapats i syfte att användas för lärande, som exempelvis en matematikbok. Termen lärresurs har inte heller en självklar definition men börjar bli allmänt erkänd i Sverige som en beteckning för bland annat IT-baserade läromedel (Hylén, 2011), vilket i denna undersökning syftar på de hemsidor eleverna i jämförelsegruppen arbetade med.
1.2.1 Kort om digitaliseringen genom tiderna
Digitaliseringen är en process som inom skolvärlden pågått under 20 - 30 år. I början gick den långsamt men tog fart med internets inträde i skolan i mitten av 1990-talet (Hylén, 2011; Diaz, 2012) Datorn har över femtio års historia bakom sig och i Sverige var den allra första benämningen matematikmaskin (Diaz, 2012). I skarven mellan 1990 och 2000-talet genomfördes den stora satsningen ITIS (IT i skolan) där 1,7 miljarder kronor tillsattes skolan vilket medförde att 75 000 lärare fick en bärbar dator i grund- och gymnasieskolan (Diaz, 2012;
Hylén 2011).
År 2000 brast It-bubblan vilket ledde till att politiker och andra beslutsfattare tappade intresset för IT rent generellt. Detta bidrog till att skolans IT-utveckling stannade av tillfälligt för att ta fart igen år 2007 (Diaz, 2012; Hylén, 2011). Det var i Falkenberg där alla grundskoleelever och lärare i Falkenbergs kommun skulle förses med en varsin dator. Det visade sig vara ett projekt med positiva resultat vilket bidrog till att under 2009 inte mindre än 200 000 datorer såldes till skolor runtom i landet, ca 1 dator per femte elev i grundskolan (Diaz, 2012, Hylén, 2011). 2012 var IT sedan en naturlig del för de flesta i Sverige. Trots att långt ifrån alla elever hade tillgång till varsin dator i skolan så var användandet av datorer och IT i undervisningen som synes inte något nytt påfund. Sedan dess har Sverige generellt bara blivit bättre på att integrera IT i undervisningen (Diaz, 2012).
Många skolor satsar idag på en-till-en-datorer och menar att fördelarna med det ligger bland annat i möjligheterna till förbättrade elevresultat vilket inte alltid syns direkt utan brukar dröja ett par år (Diaz, 2012). Hylén (2011) påpekar att den internationella diskussionen inte längre gäller om och hur man ska använda datorer i undervisningen, utan den handlar om vilka sätt att använda IT i lärandet som är det bästa och vilka kunskaper som därmed främjas (Hylén, 2011).
1.2.2 Digitala lärresurser
IT och internet har förändrat mycket i skolans värld och rent generellt i dagens samhälle. Det är idag naturligt för barn och ungdomar att arbeta med digitala verktyg. Likaså gällande skolans personal. Idag är interaktiva skrivtavlor, projektorer och datorer väldigt vanliga i undervisningen, vilket innebär att ett behov av att kunna hitta och använda olika digitala resurser uppstår (Hylén, 2007). Kroksmark (2011) påstår att skolan måste förhålla sig till digitaliseringen av samhället. Vidare menar han att digitala redskap i sig inte löser några pedagogiska problem och underlättar inte heller lärandet i någon generell mening. Däremot skapar de nya aktiviteter, nya sätt att arbeta och lösa problem. Därmed ändras villkoren för lärande och undervisning (Kroksmark, 2011). Tekniken möjliggör nya former av interaktivitet mellan människa och maskin. En dator kan därför i viss mening svara på tilltal och därmed ta vissa typer av kommunikativa initiativ (Kroksmark, 2011).
Enligt Skolforskningsinstitutet (2017) kan man skapa digitala lärresurser som kan användas för att utveckla många olika matematiska förmågor, speciellt om de används i en i övrigt rik undervisningsmiljö. Däremot går det inte att konstatera att en lika effektiv undervisning inte skulle kunna utformas utan digitala lärresurser(Skolforskningsinstitutet, 2017). Sjödén (2014) beskriver vad som kännetecknar bra digitala lärresurser och menar bland annat att en bra digital lärresurs ”främjar förståelse genom att utnyttja mediets egenskaper att representera information på flera olika sätt” (s.88). Vidare påpekar han att digitala lärresurser är bra om det tillåter eleverna att integrera med materialet med tydlig och direkt återkoppling som möjliggör kunskapsutveckling. En bra digital lärresurs utnyttjar även möjligheterna att påverka hur eleverna tar sig an en uppgift genom att aktivera positiva attityder. slutligen menar han att en digital lärresurs är en lärresurs som tar tillvara den digitala teknikens möjligheter att framställa och organisera kunskap på nya sätt, som stödjer variation av sätt att lära (Sjödén, 2014).
Lärresurser kan konstrueras och grupperas på olika sätt. Sjödén (2014) grupperar de olika lärresursernas funktioner i fem olika kategorier vilka innefattar övningsprogram, vägledningsprogram, simuleringar, lärspel och problemlösningsprogram. Med övningsprogram syftar han på enkla övningar som repeteras där syftet är färdighetsträning och att automatisera kunskaper. Vägledningsprogram innefattar genomgång av ett avgränsat kunskapsområde som exempelvis kan vara en berättelse där det ofta finns kontrollfrågor som eleverna behöver besvara. Simuleringar är modeller av verkliga system som används för att visa hur ett system
fungerar. Lärspel kombinerar lek och underhållning med undervisning för att ge lärandet en mer positiv syn där tävlingsmoment ofta förekommer. Med problemlösningsprogram syftar Sjödén på olika delar, där eleverna dels ska utföra en serie handlingar för att lösa problem, vilka också kräver reflektion över lärprocessen samt innefattar att eleverna ska analysera och dra slutsatser över informationen de erhåller. Dessa olika funktioner kräver att eleverna är olika aktiva. Vidare menar han att de olika funktionerna inte alltid är helt avskilda från varandra utan kombineras ofta (Sjödén, 2014).
Diaz (2012) diskuterar quiz vilket kan jämföras med Sjödén (2014) beskrivning av lärspel. Ett quiz kan definieras som ett spel som är baserat på flervalsfrågor. Eleven får alltså en fråga med flera svarsalternativ där de markerar det svar som de anser vara det korrekta (Diaz, 2012).
Louvet (2018) påpekar att eleverna verkligen blir kunskapsbärare när de gör quiz. Eleverna uppfattar oftast quiz som en lek, vilket öppnar upp klassrumsklimatet till skillnad från de strama tyglar som kan eleverna kan uppleva när de räknar i matematikboken. Quizen rättas automatisk vilket gör att man som lärare sparar en massa tid och dessutom får eleverna direkt återkoppling efter ett genomfört quiz istället för att behöva vänta tills läraren rättat allas test. Som lärare får man även full rapport över hur det gått för eleverna (Louvet 2018; Diaz, 2012).
Enligt nationalencyklopedin som Diaz (2012) refererar till är ett spel en benämning på ett tidsfördriv, vilket är intressant då det indikerar att spelande endast utförs när spelaren i princip inte har något bättre för sig och inget man direkt kopplar till undervisning. Baserat på det resonemanget anser många att spel inte hör hemma i skolans värld. Om det däremot används på rätt sätt kan det inspirera till fortsatt lärande. Den ökade motivationen är vad många elever efterlyser när det handlar om deras egen inlärning och med spel i undervisningen kan motivationen öka hos eleverna (Diaz, 2012). Spel tillåter oftast spelaren att misslyckas och börja om för att till slut lyckas med uppgiften. Kunskaper som förvärvats på det viset brukar ofta bli långvariga (Diaz, 2012). Det finns flera studier som visar att datorspel kan vara effektiva redskap för lärande, simuleringsspel verkar ha allra störst potential till detta då de hela tiden utmanar spelaren, ger feedback och anpassar sig till spelarens kunskapsnivå (Diaz, 2012).
I undersökningen för denna studie är lärresurserna för gruppen som arbetar digitalt konstruerade på olika sätt och kan jämföras med Sjödéns (2014) beskrivning av övningsprogram tillsammans med Diaz (2012) och Louvets (2018) beskrivning av quiz då eleverna fick arbeta med tre till fyra olika lärresurser. Två av de digitala resurserna var upplagda som quiz baserade på flervalsfrågor medan en av resurserna var upplagd som övningsprogram där eleverna fick enklare övningar som repeterades med syftet att automatisera kunskaperna. Den fjärde lärresursen eleverna fick arbeta med var en kombination av lärspel och övningsprogram där syftet var färdighetsträning men skedde i form av spel. Med lärspel i detta sammanhang menas spel som utnyttjar spelmekanismer såsom utmaningar och belöningar för att förmedla ämnesinnehållet och kombinerar underhållning med undervisning (Sjödén 2014)
1.2.3 Skillnad mellan digitala lärresurser och traditionella läroböcker
I grunden är digitala lärresurser uppbyggda på samma idé som läroböcker, med uppgifter som ska göras. Skillnaden är möjligheterna som det digitala medför (Hylén, 2007). De digitala resurserna är oftast multimodala och interaktiva. Med multimodala menas att kommunikationen kan ske med både text, bild och ljud samtidigt samt att det inte behöver vara statiska bilder utan kan även vara rörliga som exempelvis förlopp eller video. Att en lärresurs är interaktiv innebär att eleven genom sina svar kan påverka hur lärresursen reagerar efter hur användaren svarar (Hylén, 2007, 2011).
En annan skillnad mellan traditionellt läromedel och digitala lärresurser är hur återkoppling sker. Diaz (2012) påpekar att tanken bakom ett progressivt lärande till stor del bygger på återkoppling och genom att synliggöra återkopplingen synliggörs lärandet och blir mer konkret för eleverna. Vidare menar hon att återkoppling är kärnan i lärandet som ska föra kunskapsprocessen framåt och hjälpa eleverna vidare i deras lärande och därför bör återkopplingen ske fortlöpande för att vara effektiv, däremot kan det vara tidskrävande och ibland omständligt. Ett sätt att synliggöra återkopplingen är genom att använda digitala verktyg (Diaz, 2012). Genom digitala lärresurser kan återkopplingen ske automatisk vilket bidrar till att man som lärare sparar massa tid samtidigt som återkopplingen sker fortlöpande vilket inte är möjligt med traditionella läromedel som matematikboken exempelvis.
1.2.4 SAMR-Modellen
En amerikansk utbildningskonsult vid namn Ruben Puentedura (Refererad i Diaz, 2012) som har arbetat mycket med utvärdering och analys av Maines satsning på digitaliseringen har tagit fram en modell med fyra steg i en undervisningsprocess när det handlar om IT och lärande.
Hans huvudpoäng är att de nya digitala möjligheterna till en början ansågs vara något som kunde förstärka den traditionella undervisningen. I efterhand kom han fram till att förutsättningarna förändrades helt och hållet, och att det där av var nödvändigt att tänka om och tänka nytt när det innefattar ny teknik och undervisning (Diaz, 2012). Modellen han tagit fram kallas för SAMR-modellen och står för Substitution (ersättning), Augmentation (förbättring), Modification (förändring) och Redefinition (omdefiniering). Enligt Kroksmark et al (2013) beskriver rubrikerna hur man kan förstå digitaliseringens konsekvenser på olika nivåer.
På nivån Substitution sker ingen förändring av skolarbetet utan den enda skillnaden är att man gör allt som vanligt fast med ny teknik, man ersätter exempelvis en tryckt matematikbok mot en digital matematikbok eller byter ut papper och penna mot att skriva svaren på dator.
Forskning har visat att elevernas resultat inte förändras på denna nivå. Augmentation innebär att man arbetar på samma sätt som tidigare fast med en typ av förbättring. Det kan exempelvis handla om funktioner som gör att eleverna får uppgifterna upplästa, vilket handlar om en teknisk förbättring. Skolarbetet kan effektiviseras men utan förbättringar av lärandeprocesser.
På augmentationsnivån kan eleverna få små, men mätbara förändringar i resultaten. För att nå större förändringar måste man komma vidare på någon av de två transformationsnivåerna. På nivån modification sker en förändring av undervisning och lärande. Nya sätt att lära tas fram, uppgifterna anpassas och förändras istället för att undervisa på samma sätt med samma uppgifter. Exempelvis kan tekniken användas för ett socialt lärande där de blir medvetna om hur både de själva lär, förstår och tänker samt hur deras klasskamrater gör det. På denna nivå skulle man få stora förändringar i elevernas resultat. Sista nivån i modellen, redefinition beskriver hur digitaliseringen används på ett kreativt sätt där kunskapsprocessen beskrivs som utveckling där elevers lärande också omvandlas till undervisning. Man gör om uppgifterna och integrerar den med den nya tekniken vilket möjliggör utformning av uppgifter som tidigare var omöjliga. Exempelvis kan eleverna istället för att skriva en uppsats göra ett videoprojekt med samma innehåll men med nya målsättningar och skapad för en större publik. Forskning visar att på denna nivå har elevernas resultat förbättrats över förväntan. Elever som tidigare knappt klarade kurserna, har nu väsentligt förbättrat sina resultat (Kroksmark et al, 2013; Pedagog Malmö, 2013).
Puentedura (refererad i Diaz, 2012) menar att man måste frigöra sig från tidigare perspektiv och arbetssätt för att istället undersöka möjligheterna på ett mer öppet sätt för att kunna dra nytta av tekniken. Följaktligen bör man tänka i termer av lärresurser och undersökande istället
för läromedel och förmedling. Lärarens roll är väldigt viktig när det handlar om att integrera IT och teknik i undervisningen, däremot blir rollen helt annan än den allvetande föreläsaren bakom katedern som man ser i traditionell undervisning. Att bara förse alla elever med varsin dator utan att veta hur man ska använda den i pedagogiskt syfte kan bara bli fel enligt Puentedura.
Även utbildningsföretag som hjälper skolor att lyckas med en-till-en-satsningar understryker vikten av att våga sig på ett omdefinierat arbetssätt för att lyckas när den nya tekniken införlivas i den (Diaz, 2012).
1.2.5 Tidigare forskning
Trots den digitala teknikens genomslag i svenska skolan tycks inte matematikundervisningen ha påverkats avsevärt mycket. Det är fortfarande relativt ovanligt att elever använder digitala lärresurser i matematikundervisningen (Skolforskningsinstitutet, 2017). Boaler (2011) påpekar däremot att en effekt av att endast använda traditionell undervisning är att eleverna utvecklar negativa attityder till matematiken. Det finns många studier som syftar på frågan om huruvida digitala verktyg kan bidra till att elever får bättre skolresultat. Eftersom ökad effektivitet i lärandet är ett centralt argument om man ska investera stora summor på utrustningen och mycket tid för lärande och skolledningar, så är det en viktig fråga (Hylén, 2011). Enligt en systematisk översikt av skolforskningsinstitutet kan man se att digital teknik i matematik är positivt för elevernas kunskapsutveckling om det möjliggör för eleverna att uppleva och urskilja matematiska begrepp och processer både visuellt och dynamiskt (Skolverket, 2018). Vidare visar en rapport av digitaliseringskommissionens rapport att digital teknik i undervisningen kan främja elevers tidiga matematikutveckling (Skolverket, 2018).
IT kan ses som ett verktyg för att höja effektiviteten i lärandet vilket innebär att eleverna kan lära sig mer, att de har större möjlighet att nå målen i skolan eller når en djupare förståelse (Hylén, 2011). Digitala lärresurser kan ge olika elever den stimulans de bäst behöver genom att kunna kombinera text, stillbild, rörliga bilder och ljud. Digitala lärresurser ger fler möjligheter till interaktivitet och direkt återkoppling till eleverna då eleverna oftast direkt får svar på om de svarat rätt eller inte på ett tal i matematiken (Hylén, 2007). Enligt en studie av Cunska och Savicka (2012) visar resultatet att eleverna ökade deras prestationer och motivation efter att de arbetade med digitala lärresurser. Eleverna själva uttryckte även att de kunde förstå bättre, att lektionerna blev mer intressanta och att motivationen blev högre (Cunska & Savicka, 2012).
I rapporten en-till-en - Falkenbergs väg till framtiden (refererarad i Diaz, 2012), redogör Martin Tallvik för erfarenheter och resultat från de tre år som projektet var igång. Under de första åren av projektet menade lärarna att de sett en markant ökning i både motivation och prestation hos de flesta eleverna (Diaz, 2012). Eleverna skrev bland annat längre texter i svenskan och lärarna upplevde att kvaliteten på texterna förbättrades. Den största prestationsökningen kunde kopplas till de elever som tidigare inte brukat prestera så mycket (Diaz, 2012). Enligt eleverna själva blev lektionerna både roligare och mer varierande och motivationen för skolarbetet ökade markant. Många lärare upplevde även att klassrumsklimatet blev lugnare och samarbetsklimatet trevligare, vilket även eleverna höll med om (Diaz, 2012).
Kroksmark (2011) har även han under ett år följt fem skolor i Sverige som arbetar med en-till- en-datorer i grundskolan. Studien bekräftar på en övergripande nivå det som framkommit i tidigare internationella och nationella studier om en-till-en-projekt, som menar att eleverna blir mer motiverade och entusiasmen ökar samt att klassrumsklimatet blir lugnare och mer koncentrerat. Samtidigt fanns det till en början en stor osäkerhet och oro om lärarrollen, om hur datorerna ska användas på bästa sätt, om eleverna verkligen lär det som anges i målen, samt om det ska uppkomma digital mobbning och surfande på otillåtna webbsidor (Kroksmark, 2011).
En litteraturstudie Hylén (2011) refererar till som kommer från det amerikanska utbildningsdepartementet granskade 51 studier av effekter av nätbaserat lärande, genomförde mellan 1996 och 2008. Den viktigaste slutsatsen som rapportförfattarna kom fram till är att det finns statistiskt säkerställda resultat som visar att så kallad blended learning, det vill säga en blandning av nätbaserat lärande och undervisning ansikte mot ansikte, är den mest effektiva undervisningsformen. Den är effektivare än både ren IT-baserad undervisning och undervisning som sker enbart ansikte mot ansikte. Men man framhåller även att analysen inte kan slå fast att det är informationstekniken som medium som är överlägset. Det tycks vara kombinationen av olika undervisningsmetoder som ger utslag samt att det nätbaserade lärandet medverkade till att få eleverna ägna mer tid åt sina studier (Hylén, 2011).
I en rapport av Lennerstad och Olteanu (2012) presenteras empiri och analys av en granskning av åtta projekt som samtliga mottagit medel från Skolverket för att tillämpa digitala tekniker i skolans matematikundervisning. Genom intervjuer med både lärare och elever samt med hjälp av enkäter kom de bland annat fram till att många av de digitala programmen de använde var samma som det man gör med papper och penna. Skillnaden med dator är att eleverna där får snabbare respons (Lennerstad & Olteanu, 2012). Det framkom även att elevernas måluppfyllelse tenderar att öka när de arbetar med digitala verktyg. En bidragande orsak till att måluppfyllelsen och motivationen ökar är att arbetet hela tiden lagras och eleverna kan gå tillbaka till det de gjort vid ett senare tillfälle (Lennerstad & Olteanu, 2012).
Det förekommer även hinder vid användning av digitala verktyg. Ett hinder är att det kan uppstå problem med tekniken när elever ska använda digitala verktyg (Chandra & Briskey, 2012;
Lennerstad & Olteanu, 2012). Elevers undervisningstid blir lidande och läraren måste försöka lösa de tekniska problem som uppstår i stället för att undervisa. Situationer där elever använder de digitala verktygen till något annat än vad som är tänkt är likaså ett hinder och de program som det är tänkt att elever ska använda måste motivera dem för att de inte ska sysselsätta sig med något annat på de digitala verktygen (Lennerstad & Olteanu, 2012).
Kuiper & de Pater-Sneep (2014) utförde en undersökning där 329 elever från årskurs 5 och 6 i Tyskland deltog. De intervjuade eleverna om vad de tyckte om antingen digitala verktyg eller deras matematikböcker (Kuiper & de Pater-Sneep, 2014). Lite över hälften sade att de tyckte mindre om att arbeta med digitala verktyg än att arbeta i matteboken. Över 60% sade att de kände att de arbetade mindre med matematik när de arbetade med digitala verktyg i jämförelse med digitala verktyg. Ungefär 60 % tyckte även att det var svårare att arbeta matte på dator än i deras böcker (Kuiper & de Pater-Sneep, 2014). Majoriteten av studenterna föredrog att arbeta med matematikboken då de kan välja vilka uppgifter de ska göra medan de i digitala program måste klara uppgifterna innan de kan gå vidare till nästa samt att det i matematikboken var lättare att gå tillbaka och göra om en uppgift eller se hur man tidigare räknat ut uppgifter (Kuiper
& de Pater-Sneep, 2014).
1.2.5.1 Sammanfattning av tidigare forskning
För att sammanfatta resultaten av den tidigare forskning som presenteras kan man se att majoriteten av undersökningarna visar att lärarna uttryckte att elevernas motivation blev högre efter arbete med digitala lärresurser samt att deras prestationer ökade och klassrumsklimatet lugnare och mer koncentrerat. Eleverna själva uttryckte även att matematikundervisningen blev mer intressant och roligare samt att deras motivation ökade. En annan fördel var att eleverna fick snabbare respons vilket sparar tid för lärarna (Lennerstad & Olteanu, 2012; Kroksmark, 2011; Diaz, 2012; Cunska & Savicka, 2012; Hylén, 2007).
Svårigheterna som synliggjordes var att det ofta uppstod problem med tekniken vilket gjorde att undervisningstiden blev lidande samt att det fanns en viss oro för lärarrollen. En annan svårighet var att lärresurserna måste vara tillräckligt motiverande för att eleverna inte ska göra annat på de digitala verktygen (Lennerstad & Olteanu, 2012; Chandra & Briskey, 2012).
Slutligen ansåg vissa elever att det var svårare att arbeta digitalt då man inte kunde välja vilka uppgifter man ville arbeta med samt gå tillbaka och se hur man tidigare löst en uppgift som i matematikboken (Kuiper & de Pater-Sneep, 2014). Blended learning visade sig även vara den effektivaste undervisningsformen vilket innefattar en kombination mellan digitalt och traditionellt lärande (Hylén, 2011).
1.3 Syfte och frågeställningar
Syftet med denna studie är att undersöka skillnader på elevers resultat efter arbete med två olika metoder, digitalt och traditionellt. Fokus ligger därför på att försöka ta reda på om och hur arbete och undervisning med digitala lärresurser påverkar elevers prestationer inom området volym i matematik. För att undersöka hur elevernas prestationer påverkas av arbete med digitala lärresurser delades en årskurs 6 in i två grupper, en kontrollgrupp och en jämförelsegrupp.
Grupperna genomförde ett för- och eftertest och blev däremellan undervisade och fick arbeta på olika arbetssätt, digitalt och traditionellt.
Studien vill ge svar på följande frågeställningar:
1) Kan man se några skillnader på elevers resultat efter att ha arbetat digitalt kontra traditionellt?
2) Påverkar undervisning och arbete med digitala lärresurser elevers resultat inom området volym i matematik?
2 METOD
I följande avsnitt presenteras urvalet av deltagare till undersökningen, hur etiska ställningstaganden tillämpats samt val av undersökningsmetoder. Vidare beskriver jag även hur jag gått tillväga för att samla in data samt de metoder som använts vid analys. Undersökningen är utförd på en skola jag tidigare arbetat på, detta innebar att eleverna var bekanta med mig, vilket både kan vara positiv och negativt. Med tanke på digitaliseringen i dagens samhälle samt efter att ha uppmärksammat hur elevernas motivation höjts genom att få arbeta med dator under den verksamhetsförlagda utbildningen och tidigare arbete skapades första tankarna och idéer för studien som även blev projektplanen.
2.1 Urval
Då undersökningens syfte var att undersöka om det fanns några skillnader på elevers prestation inom området volym i matematik för mellanstadiet efter att ha arbetat digitalt kontra traditionellt, var ett första steg att hitta en passande mellanstadieklass där eleverna hade tidigare datorvana men samtidigt inte arbetade med matematik digitalt. En årskurs 6 valdes ut genom ett bekvämlighetsurval (Bryman, 2011) då jag valde en skola där jag tidigare arbetat på och var bekant med både elever och personal. Anledningen till att just den klassen valdes ut var för att det är den enda klassen på mellanstadiet som har en-till-en-datorer på skolan som undersökningen utfördes på. Undersökningen hade inte blivit lika tillförlitlig samt mycket svårare att utföra om jag hade utfört den i en klass där eleverna hade mindre datorvana.
Klassen bestod av 24 elever och av dessa avstod 5 elever från att delta i undersökningen redan från start. Resterande 19 elever genomförde förtestet. Efter förtestet gick skolan ut med striktare riktlinjer om att vara hemma vid minsta förkylningssymptom på grund av smittorisken för Covid-19 vilket även bidrog till att det under lektionstillfällena var en hel del bortfall. Vid eftertestet var det slutligen 16 elever som deltog, varav 8 elever i varje grupp. Eleverna delades slumpmässigt upp i två grupper då Bryman (2011) menar att en ”randomisering” bidrar till att säkerställa att den eventuella prestationsskillnaden mellan de två grupperna enbart beror på den experimentella manipuleringen. Vidare menar han (2011) att slumpmässigt fördelade deltagare bidrar till att stärka den interna validiteten. I kontrollgruppen var det 4 pojkar och 4 flickor medan det i jämförelsegruppen var 5 pojkar och 3 flickor.
Eleverna som deltog i undersökningen var som nämnt bekanta med mig och jag med dem vilket medförde både fördelar och nackdelar till studien eftersom den undervisande läraren inte skulle medverka vid undervisningen utan den skulle jag ta över helt vid undersökningstillfällena. En fördel var att min roll som lärare inte var ny för eleverna och eftersom jag undervisade eleverna i undersökningen så var den rollen viktig att ha. Det bidrog även med att jag visste hur eleverna fungerar i klassrummet samt vilken kunskapsnivå de ligger på. På grund av det blev det även viktigt att eleverna slumpmässigt delades upp i de två grupperna. En nackdel som är svår att komma ifrån i en situation som denna är att man lätt blir mer partisk än objektiv, däremot ska det inte ha någon påverkan på undersökningen.
2.2 Etiska ställningstaganden
Vetenskapsrådet (2002) och Bryman (2011) gör anspråk på fyra allmänna huvudkrav på forskning, vilka är informationskravet, samtyckeskravet, konfidentialitetskravet samt nyttjandekravet. I detta avsnitt kommer jag beskriva dessa fyra etiska ställningstaganden samt redogöra för hur jag använt mig av dem.
Informationskravet innebär att berörda personer måste informeras om studiens syfte innan en undersökning kan utföras. Forskaren ska informera deltagarna vad de har för uppgift i undersökningen, vilka villkor som gäller, samt att de har rätt att när de vill avbryta sin medverkan när de vill. Samtyckeskravet innebär att deltagarna har rätt att själva bestämma över sin medverkan. Om eleverna är under 15 år skall samtycke från vårdnadshavare samlas in.
Konfidentialitetskravet innebär att uppgifter om alla i en undersökning skall ges största möjliga konfidentialitet och personuppgifterna skall förvaras så att ingen obehörig kan ta del av dem.
Nyttjandekravet innebär att uppgifter om enskilda personer endast får användas för forskningsändamål (Bryman, 2011; Vetenskapsrådet, 2002).
Eleverna samt deras vårdnadshavare fick information genom ett informationsbrev. I informationsbrevet fanns även en del där vårdnadshavarna skulle fylla i godkännande om deltagande. Kontaktuppgifter om var de kunde vända sig fanns även med om de skulle uppstå eventuella frågor och funderingar. I brevet intygar jag även att det som samlas in under undersökningen kommer behandlas konfidentiellt, att det endast kommer att användas för undersökningens ändamål samt att skolan och eleverna kommer hållas anonyma. Se informationsbrevet i bilaga 1.
2.3 Datainsamlingsmetoder
Den typ av metod som användes i undersökningen är av kvantitativ form. Data samlades in och analyserades med hjälp av identiska för- och eftertest. Mellan för- och eftertestet arbetade en kontrollgrupp med området volym traditionellt samt en jämförelsegrupp digitalt. Studien har en form av en experimentell design där resultaten på kontrollgruppens och jämförelsegruppens eftertest slutligen ställdes i jämförelse med varandra.
Bryman (2011) menar att man för att kunna göra ett experiment måste manipulera den oberoende variabeln dvs. arbetssättet, för att kunna avgöra i vilken utsträckning den kan påverka den beroende variabeln, dvs. resultatet. Det innebär att man delar upp eleverna i två grupper, i mitt fall en kontrollgrupp och en jämförelsegrupp. I jämförelsegruppen förändrades situationen, medan kontrollgruppens arbetssätt inte förändrades vilket gör det möjligt att se vilka effekter den oberoende variabeln haft på beroende variabeln (Bryman 2011). Detta betyder att kontrollgruppen fick fortsätta arbeta på det arbetssätt de var vana vid, dvs. i matematikboken Matte Direkt Borgen 6B (2013) som är ett analogt läromedel medan eleverna i jämförelsegruppen fick arbeta med snarlika uppgifter fast på olika digitala lärresurser med hjälp av varsin dator. Det för att kunna se om undervisning med digitala tekniker hade någon effekt på elevernas prestation i jämförelse med det arbetssätt som eleverna är vana vid att arbeta med.
Undersökningen bestod av fem lektionstillfällen där jag först presenterade undersökningen samt ett förtest som eleverna fick göra innan undervisningstillfällena. Genom förtestet fick jag reda på elevernas förkunskaper inom området vilket bidrog till utformningen av undervisningen. Undervisningen bestod sedan av tre lektionstillfällen vilka avslutades med ett eftertest som var identiskt med förtestet. Genom att göra eftertestet synliggjordes skillnaderna på den enskilda elevens prestationer i jämförelse med förtestet samt skillnaden mellan de två grupperna för sig. Bryman (2011) påpekar att man genom att mäta elevernas prestationer både före och efter den experimentella manipulationen möjliggör en analys av förändringarna.
Elevernas test ställdes således i jämförelse för att se likheter och skillnader på elevernas resultat efter att ha arbetat med de olika undervisningssätten. Se testet i bilaga 2.
För att kunna jämföra de två olika undervisningssätten behövde uppgifterna vara så snarlika som möjligt. Undervisningen som eleverna fick av mig mellan för- och eftertest kunde endast urskiljas genom de tekniker som användes av både mig som undervisade samt eleverna. I kontrollgruppen fick de traditionell undervisning där jag hade genomgångar framför tavlan samt att de vidare fick de arbeta enskilt i matematikboken Matte Direkt Borgen 6B (2013). I jämförelsegruppen skedde genomgångarna digitalt i form av Youtube-filmer och därefter arbetade de med snarlika uppgifter som kontrollgruppen fast digitalt på datorn. Uppgifterna som eleverna i jämförelsegruppen arbetade med har sin grund i Matte Direkt Borgen 6B men är tillämpade till olika digitala sidor. De digitala lärresurser som jämförelsegruppen arbetade med var Elevspel.se som är ett övningsprogram, SurveyMonkey.com som var ett spel i form av quiz samt Bingel.se vilket var en kombination av lärspel och övningsprogram.
2.4 Procedur
Här kommer ni att få ta del av hur jag gått tillväga för att samla in datamaterial, från planering till analys av data.
2.4.1 Undersökningens design
Figur 1 – processkarta för genomförandet
Som man kan avläsa i figur 1 startades undersökningen med att utforma en grovplanering för att kunna informera eleverna om den tänkta undersökningen. Informationslappar med en svarsblankett för medgivande delades ut till vårdnadshavare och samlades in innan undersökningen kunde sättas igång, se informationsbrev i bilaga 1.
Därefter startade planeringen mer i detalj. Lektionstillfällena planerades i samråd med den undervisande läraren då det behövde ske mindre förändringar i klassens ordinarie schema för att få in de 5 tillfällena och för att kunna undervisa dem i halvklass. Både för- och eftertest genomfördes i helklass, däremot var det tre lektionstillfällen som undervisningen skedde i halvklass, se tabell 1. Innan eleverna blev uppdelade i grupper genomförde de ett förtest som analyserades för att se hur eleverna låg till kunskapsmässigt samt vad eleverna behövde öva mer på vilket underlättade lektionsplaneringen som därefter planerades. Eleverna fick behålla sina grupper de redan vara uppdelade i, grupp 1 och 2 som blev kontroll- och jämförelsegrupp.
Dessa grupper var sedan tidigare slumpmässigt indelade av deras mentor vilket passade utmärkt för min studie då Bryman (2011) menar att en slumpmässig fördelning bidrar till att säkerställa att den eventuella prestationsskillnaden mellan de två grupperna endast beror på den experimentella manipuleringen.
2.4.2. Planeringen
En detaljerad lektionsplanering utformades för varje lektion i både kontroll- och jämförelsegruppen. Uppgifterna utformades kring samma innehåll för att kunna jämföra kunskapsinhämtningen mellan det traditionella och digitala undervisningssättet. Inför varje lektion synliggjordes även lektionsmålen utifrån läroplanen, se lektionsplanering med lektionsmål i bilaga 3. Under samtliga lektionstillfällena mellan för- och eftertestet följdes elevernas arbete upp för att kunna ändra kommande lektionerna efter behov. Denna cykel repeterades tre gånger innan det var dags för ett avslutande eftertest vilket sedan analyserades och utvärderades.
Figur 2 – lektionstillfällen
Anledningen till att det blev området volym var till stor del för att det var det område som klassen skulle ha arbetat med enligt den undervisande lärarens planering och med tanke på att nationella proven var på ingång då undersökningen skulle genomföras så kom jag tillsammans med undervisande lärare överens om att det var en bra idé att fortsätta på deras ordinarie planering. Förövrigt användes läroplanen (Skolverket, 2018) för att ta reda på vad och varför som skulle undervisas samt matte direkt borgen 6B för att utforma uppgifterna eleverna skulle arbeta med samt till både för- och eftertest. Detta eftersom det är det läromedel som eleverna är vana att arbeta med. Frågan om hur eleverna skulle arbeta med det valda området och innehållet besvarades med hjälp av svaren på vad och varför eleverna skulle undervisas inom området.
Förtestets syfte var som tidigare nämnt att först ta reda på vad eleverna kunde inom området volym för att vidare kunna planera undervisningen samt till stor del för att kunna jämföra det med ett eftertest för att se vilket av arbetssätten som gav bäst resultat.
Datum Tid Lektion Grupp
Mån 9/3 14.00-14.50 Lektion 1 – intro + förtest Helklass
Tors 12/3 08.10-08.50 (40) Lektion 2 – Genomgång + Matteborgen 6B Kontrollgrupp 09.00-09.50 (50) Lektion 2 – Genomgång + Elevspel Jämförelsegrupp Fre 13/3 12.00-12.30 (30) Lektion 3 – Genomgång + SurveyMonkey Jämförelsegrupp
12.30-13.10 (40) Lektion 3 – Genomgång + Matteborgen 6B Kontrollgrupp Mån 16/3 13.30-14.10 (40) Lektion 4 – Genomgång + SurveyMonkey, Bingel Jämförelsegrupp
14.10-14.50 (40) Lektion 4 – Genomgång + Matte Borgen 6B, Extrablad Kontrollgrupp
Tors 18/3 08.10-08.50 (40) Lektion 5 – Eftertest Helklass
2.4.3 Lektionerna
Undersökningen startade med en lektion i helklass där eleverna fick en introduktion på arbetssättet, blev indelade i grupper samt utförde förtestet. Målen kopplade till läroplanen presenterades även samt att tid för att besvara elevernas frågor och funderingen fanns.
I kontrollgruppen fick de traditionell undervisning där jag stod framför tavlan och hade genomgångar inför varje lektion kopplade till matteboken matte direkt borgen 6B, vidare fick de arbeta självständigt i matteboken. Detta var ett arbetssätt som eleverna var vana vid, vilket medförde att kontrollgruppen inte utsattes för en manipulation som jämförelsegruppen. I Jämförelsegruppen var manipulationen att de arbetade med liknande uppgifter som kontrollgruppen fast digitalt på dator. Även genomgångarna skedde digitalt via Youtube filmer.
Dessa Youtube filmer var även grunden till genomgångarna för kontrollgruppen. De sidor som jämförelsegruppen arbeta på var Elevspel, SurveyMonkey samt Bingel. Tanken från början var att jämförelsegruppen enbart skulle arbeta i Bingel vilket jag insåg inte skulle fungera då det endast var ett komplement till matematikboken. Istället blev det tre olika sidor för att få uppgifterna så lika kontrollgruppens uppgifter som möjligt. Detta innebar även att jag själv blev tvungen att skapa dessa lärresurser vilket inte alls var tanken.
Första lektionen efter förtestet bestod av en genomgång med introduktion för de två gruppernas arbetssätt samt arbetsordning där även lektionsmålen presenterades. Syftet med denna lektion var att öva på att omvandla volymenheter samt att storleksordna dem. Eleverna i jämförelsegruppen tilldelades en länk till uppgifter på Elevspel.se samt SurveyMonkey.com via deras skolmejl som de arbetade med enskilt. Uppgifterna gick ut på att omvandla dl till cl, ml och liter. Det var tre spel som innehåll 9 uppgifter för varje omvandling. Samtliga gick ut på att en volymenhet visades på skärmen, vilken de skulle omvandla till den andra enheten. När de var färdiga med elevspel gick de vidare till SurveyMonkey, där uppgifterna var upplagda som ett quiz. För varje fråga fanns minst tre olika alternativ att välja mellan. Skillnaden mellan SurveyMonkey och Elevspel var att eleverna inte fick direkt återkoppling på om deras svar var rätt eller fel på elevspel, medan de på SurveyMonkey fick svar på om deras alternativ var rätt eller fel när hela quizen var ifylld. För att eleverna inte bara skulle chansa, fylla i, skicka in och gå vidare fick de kolla noga igenom sina svar och om de hade fel fick de göra om tills alla svar var rätt. I kontrollgruppen gick uppgifterna ut på liknande sätt där de först fick omvandla dl till liter, cl till liter och slutligen ml till liter. Den stora skillnaden i och med detta var även att kontrollgruppen inte fick direkt återkoppling på om de svarat rätt eller fel. Avslutningsvis diskuterades lektionsmålen med koppling till uppgifterna eleverna hade arbetat med.
Andra lektionen bestod även den av att synliggöra lektionens mål och arbetsordning samt en genomgång på vad denna lektion skulle syfta på. Innan genomgången fick eleverna återberätta vad de mindes från den föregående lektionen. Syftet med denna lektion var detsamma som föregående lektion men även att kunna uppskatta, mäta och räkna med volym. Under denna lektion fick eleverna fortsätta arbeta med det de inte hann med föregående lektion. De som blev färdiga fick arbeta med ytterligare en quiz på SurveyMonkey som handlade om att exempelvis uppskatta hur mycket en kaffekopp rymmer samt vilken volymenhet som är mest rimligast att använda. Även att kunna storleksordna olika volymenheter och kunna bestämma vilken volym av exempelvis fyra alternativ som var störst samt att kunna addera och subtrahera med olika volymenheter. Denna quiz var uppbyggt på samma sätt som den första de arbeta med. Eleverna fick olika svarsalternativ att välja mellan, förutom på de uppgifter där de skulle storleksordna, då fick de dra rätt volym till rätt plats. Eleverna i kontrollgruppen arbetade på samma sätt som tidigare där de fick skriva svaren i sina skrivhäften. Som avlutning diskuteras återigen lektionsmålen med koppling till uppgifterna eleverna hade arbetat med.
Tredje lektionen såg ut som de två föregående lektionerna med en kort genomgång, synliggörande av målen samt arbetsordningen samt återberättande av tidigare lektion. Syftet med denna lektion var att få in samtliga mål vilket gjordes genom problemlösning med volym samt färdighetsträning. Denna lektion började med att ett eleverna fick två problemlösningsuppgifter som de fick fundera på enskilt i några minuter vilka vi sedan löste tillsammans. Efter det fick eleverna fortsätta arbeta med det de inte var färdiga med. De elever som var färdiga i jämförelsegruppen fick vidare arbeta med färdighetsträning på Bingel där de var uppgifter som behandlade omvandling och storleksordning av volym för att öva mera inför det avslutande eftertestet medan eleverna i kontrollgruppen fick ett extrablad med lika uppgifter. Både på Bingel och extrabladet fanns det flera svarsalternativ att välja mellan. Även denna lektion avslutades med att gå igenom samtliga mål för området och koppla de till uppgifterna som eleverna hade arbetat med under samtliga lektioner.
För att knyta ihop säcken och se vilket av undervisningssätten som gett bäst resultat genomfördes ett eftertest. Eftertestet var identiskt med förtestet vilka behandlade alla uppgifter som eleverna arbetat med mellan de två testen. Testen var för båda grupperna analogt, dvs. att både grupperna skrev för hand trots att ena gruppen arbetat digitalt. Eleverna fick lika lång tid på sig att göra eftertestet som förtestet vilket var 40 minuter, däremot var samtliga elever klar före 40 minuter till skillnad från förtestet då majoriteten av eleverna satt tiden ut. Avslutningsvis tackade jag för deras deltagande och meddelade att jag senare samma dag skulle komma och visa deras resultat på både förtest och eftertest.
2.5 Databearbetning/Analysmetoder
Resultaten från elevernas för- och eftertest sammanställdes och analyserades.
Med tanke på att för- och eftertestet var identiska kunde resultatet från testerna i de två grupperna ställas i jämförelse med varandra. För att veta vem som hade skrivit vilket test skrev eleverna namn på testen, vilka sedan ändrades till alias för att göra dem anonyma. Resultaten från testen det vill säga de data som samlades in, sammanställdes och fördes över till Excel där några olika stapeldiagram och en tabell utformades. Antal rätta svar per elev per grupp på både för- och eftertest skrevs in i en tabell för att få en överblick över de två gruppernas rätta svar på varje enskild uppgift. Med hjälp av tabellen bildades ett diagram med de två gruppernas förändring från förtestet till eftertestet. Ett diagram med förändringen på varje uppgift och ett diagram med antal uppgifter som förändring skett på. Antalet rätta, felaktiga och oförändrade svar på eftertestet jämfördes med resultaten på förtestet för att se på vilka av uppgifterna som grupperna hade förbättrat sitt resultat, försämrat eller om det var oförändrat samt hur många elever på varje uppgift det var. I ett sista diagram adderades gruppernas totala poäng på förtestet samt eftertestet och ställdes i jämförelse för att se ökningen mellan testen i grupperna för sig samt mellan de två grupperna.
3 RESULTAT
I det här avsnittet kommer resultatet från elevernas för- och eftertest att presentera redogöras i diagram, tabellform och med ord för att förklara de olika resultaten från undersökningen med koppling till undersökningens frågeställningar. I samtliga tabell och diagram står ljusgrön färg för jämförelsegruppen samt en mörkgrön färg för kontrollgruppen. Jämförelsegruppen är som tidigare nämnt den grupp som arbetade digitalt medan kontrollgruppen är den grupp som arbetade med matematikboken. Till varje diagram beskrivs skillnaderna mellan gruppernas resultat med olika aspekter. Med resultatet som presenteras i detta avsnitt söks svar på den första frågeställning som presenterades i det inledande avsnittet: Kan man se några utmärkande skillnader på elevers resultat efter att ha arbetat digitalt kontra traditionellt?
3.1 Sammanställning för- och eftertest
Tabell 1 – Antal rätta svar/uppgift, för- & eftertest
Uppgifterna på testen handlade om att omvandla olika volymenheter, jämföra och storleksordna olika volymenheter, att uppskatta och mäta volymenheter samt problemlösning med volymenheter. På testen fanns 20 uppgifter och på samtliga förutom 5a och 6a fanns bara ett rätt svar. Vid uppgifterna 5a och 6a skulle de visa hur de tänkte. På båda testen deltog 8 elever i varje grupp och samtliga uppgifter gav 1 poäng, se testet i bilaga 2.
Förtest (antal elever med rätt svar) Eftertest (Antal elever med rätt svar) Uppgift Jämförelsegrupp Kontrollgrupp Jämförelsegrupp Kontrollgrupp
1a 7 av 8 4 av 8 6 av 8 8 av 8
1b 4 av 8 4 av 8 4 av 8 5 av 8
1c 3 av 8 5 av 8 3 av 8 6 av 8
1d 5 av 8 3 av 8 7 av 8 5 av 8
2 3 av 8 2 av 8 2 av 8 6 av 8
3a 5 av 8 4 av 8 4 av 8 4 av 8
3b 5 av 8 4 av 8 7 av 8 5 av 8
3c 4 av 8 5 av 8 7 av 8 6 av 8
3d 2 av 8 2 av 8 3 av 8 4 av 8
4a 5 av 8 6 av 8 4 av 8 4 av 8
4b 5 av 8 4 av 8 5 av 8 6 av 8
4c 8 av 8 5 av 8 8 av 8 6 av 8
4d 4 av 8 6 av 8 4 av 8 5 av 8
5a 5 av 8 5 av 8 7 av 8 5 av 8
5b 2 av 8 3 av 8 2 av 8 5 av 8
6a 0 av 8 2 av 8 4 av 8 5 av 8
6b 0 av 8 0 av 8 0 av 8 1 av 8
7a 2 av 8 4 av 8 4 av 8 5 av 8
7b 2 av 8 4 av 8 5 av 8 6 av 8
7c 2 av 8 4 av 8 1 av 8 3 av 8
Diagram 1 – antal elevers förändring per uppgift
Diagram 1 är en sammanfattning av data från tabell 1 och visar elevernas resultatförändring uttryckt i antalet elever i respektive grupp. Staplarna ovanför mittlinjen visar förbättringen medan staplarna nedanför visar försämringen. Resultatförbättring innebär att skillnaden mellan antalet elever som svarade rätt på eftertestet jämfört med förtestet har ökat. Resultatförsämring innebär att skillnaden mellan antalet elever som svarade rätt på eftertestet jämfört med förtestet har minskat. Resultaten för var och en av dem 20 uppgifterna i testet (se bilaga 2) redovisas i Diagram 1.
Uppgifterna 1a - 1d handlade om att omvandla olika volymenheter och såg ut enligt följande:
0,6 liter = ___ deciliter, varpå eleverna skulle skriva in rätt volym till den förvalda enheten. På uppgift 1a kan man se att 7 av 8 elever i jämförelsegruppen svarade rätt på förtestet medan det var 4 av 8 elever i kontrollgruppen som svarade rätt. På eftertestet svarade 6 av 8 elever rätt i jämförelsegruppen vilket betyder att 1 elev i jämförelsegruppen ändrat sitt svar till ett felaktigt svar. I kontrollgruppen svarade samtliga elever rätt på frågan vilket innebär att 4 elever förbättrade sitt resultat på eftertestet. På uppgift 1b svarade 4 elever rätt både i kontroll- och jämförelsegruppen på förtestet. På eftertestet var det fortfarande 4 elever som svarat rätt i jämförelsegruppen, alltså ingen förbättring medan det i kontrollgruppen var 5 elever som svarade rätt. Vid uppgift 1c svarade 3 elever rätt på förtestet i jämförelsegruppen medan 5 elever svarade rätt i kontrollgruppen. På eftertestet var resultatet i jämförelsegruppen även där oförändrat, dvs 3 av 8 som hade rätt medan det var 1 elev som förbättrade sig i kontrollgruppen, vilket innebär att 5 av 8 elever svarade rätt. Vid uppgift 1d på förtestet svarade 5 elever i jämförelsegruppen och 3 elever i kontrollgruppen rätt. På eftertestet förbättrade 2 elever sig i båda grupperna, dvs. att 7 av 8 elever svarade rätt i jämförelsegruppen och 5 av 8 elever i kontrollgruppen.
Andra uppgiften handlade om att storleksordna följande volymenheter: 0,87 liter, 12dl, 44cl, 480ml där de skulle börja med den minsta. Som kan se i tabellen svarade 3 elever i jämförelsegruppen rätt samt 2 elever i kontrollgruppen. På eftertestet svarade 2 elever i jämförelsegruppen rätt vilket innebär att en elev försämrat sig medan 4 elever förbättrade sig i kontrollgruppen.
Uppgifterna 3a – 3d handlade om att omvandla olika volymenheter likt uppgifterna 1a – 1d men istället för att fylla i rätt volym till enheten skulle de nu fylla i rätt volymenhet till en förbestämd volym likt: 0,87 liter = 87 ___. På uppgift 3a svarade 5 elever i jämförelsegruppen rätt medan 4 elever i kontrollgruppen svarade rätt. På eftertestet försämrade sig en elev i jämförelsegruppen medan det fortfarande var 4 elever i kontrollgruppen som svarade rätt.
Uppgifterna 4a – 4d handlade om att uppskatta volym, dvs. uppskatta vilken volym som hör ihop med rätt föremål. Eleverna fick fyra föremål och fyra volymenheter som de skulle dra streck mellan. Varje volymenhet var en uppgift. På uppgift 4a fick var det 5 av eleverna i jämförelsegruppen som svarade rätt på förtestet och 4 på eftertestet, alltså försämrade en elev sig på eftertestet. I kontrollgruppen var det 6 elever som svarade rätt på förtestet och 4 på eftertestet vilket innebär att 2 av eleverna i kontrollgruppen försämrade sig på denna uppgift.
Vid uppgift 4b på förtestet var det 5 elever i jämförelsegruppen som svarade rätt både på för- och eftertest, alltså ingen förändring. I kontrollgruppen svarade 4 elever rätt på förtestet medan 2 elever sedan förbättrade sig på eftertestet vilket innebär att 6 elever fick rätt på eftertestet. På uppgift 4c svarade samtliga elever i jämförelsegruppen rätt på både för- och eftertest medan 5 elever i kontrollgruppen svarade rätt på förtestet och 6 elever på eftertestet. vid uppgift 4d svarade 4 elever i jämförelsegruppen rätt på både för- och eftertest medan 6 elever i kontrollgruppen svarade rätt på förtestet där sedan 1 elev försämrade sig på eftertestet.
Uppgifterna 5a – 5b och 6a – 6b handlade om problemlösning med volym. Vid uppgifterna 5a och 6a fick eleverna poäng om de visade hur de tänkte när de försökte lösa problemet. Uppgift 5a-b var ett lättare problem med inte så mycket text medan 6a-b var en kluring. Vid uppgift 5a på förtestet var det 5 av eleverna i både kontroll- och jämförelsegruppen som visade hur de tänkte. På eftertestet var det 2 fler elever i jämförelsegruppen som, dvs. 7 elever medan det i kontrollgruppen fortfarande var 5 elever som visade hur de tänkte vid eftertestet. på uppgift 5b fick 2 elever i jämförelsegruppen rätt svar på förtestet medan det var 3 elever i kontrollgruppen.
På eftertestet var det fortfarande 2 elever i jämförelsegruppen som svarade rätt medan 2 elever förbättrat sig i kontrollgruppen, dvs. att 5 elever i kontrollgruppen svarade rätt på eftertestet.
Vid uppgift 6a var ingen elev i jämförelsegruppen som visade hur de tänkte på förtestet medan det på eftertestet var 4 elever som visade hur de tänkte. I kontrollgruppen var det 2 elever som visade hur de tänkte på förtestet medan det var 5 elever vid eftertestet. på uppgift 6b var det ingen i jämförelse- eller kontrollgruppen som svarade rätt på förtestet. vid eftertestet var det fortfarande inte någon i jämförelsegruppen som svarade rätt medan 1 elev i kontrollgruppen svarade rätt på frågan.
På uppgifterna 7a – 7c fanns tre kannor med olika storlekar och olika mycket lemonad i, där eleverna både skulle mäta hur mycket lemonad det fanns i kannorna samt skriva vilken volymenhet som var mest rimlig till varje kanna. Vid uppgift 7a på förtestet var det 2 elever i jämförelsegruppen som svarade rätt medan det var 4 elever i kontrollgruppen. På eftertestet var det 4 elever i jämförelsegruppen som svarade rätt medan det var 5 elever i kontrollgruppen. Det betyder att 2 elever i jämförelsegruppen förbättrade sig medan 1 elev i kontrollgruppen förbättrade sig. På uppgift 7b var det 2 elever i jämförelsegruppen som klarade uppgiften medan det i kontrollgruppen var 5 elever. På eftertestet ökade sig elever från båda grupperna. Det var 3 elever i jämförelsegruppen och 2 elever i kontrollgruppen som förbättrade sig. Vid uppgift 7c var det 2 elever i jämförelsegruppen som fick rätt medan det var 4 elever i kontrollgruppen. Det intressanta är att 1 elev från varje grupp sedan försämrade sig på eftertestet. Vid eftertestet var det 1 elev i jämförelsegruppen som klarade uppgiften medan det var 3 elever i kontrollgruppen.
3.2 sammanfattning för- och eftertest
Diagram 2 – förändring eftertest – antal uppgifter
Sammanfattningsvis ökade eleverna i jämförelsegruppen sina resultat på totalt 8 av 20 uppgifter, försämrade sig på 5 av 20 uppgifter samt att resultatet var oförändrat på 7 uppgifter.
I kontrollgruppen förbättrade de sig på 7 fler uppgiften än jämförelsegruppen, dvs. 15 uppgifter.
De försämrade sig på 3 av 20 uppgifter, 2 färre än jämförelsegruppen samt att 2 uppgifter var oförändrade, dvs. 5 färre än jämförelsegruppen, se diagram 2. Att elevernas resultat var oförändrat menas att eleverna svarade samma svar på båda testen. En väldigt intressant aspekt är att det faktiskt var elever som försämrade sina resultat på eftertestet, se diagram 2.
Om man kollar på några av uppgifterna med största skillnaderna, ser man att på uppgift 1a som handlade om omvandling så försämrade en elev sig i jämförelsegruppen till skillnad från kontrollgruppen där fyra elever förbättrade sig, vilket innebar att samtliga i kontrollgruppen hade rätt på den uppgiften. Jämför man med uppgift 3c som även den handlade om omvandling var det tvärtom. På den uppgiften var det tre elever i jämförelsegruppen som förbättrade sig medan det var en elev i kontrollgruppen. På uppgift två som handlade om att storleksordna, men även omvandla så var det även där stor skillnad mellan grupperna. I jämförelsegruppen var det en elev som försämrade sig medan fyra förbättrade sig i kontrollgruppen. Ytterligare en uppgift värd att nämna är 7c, på den uppgiften var det en elev från respektive grupp försämrat sig, se tabell 1 och diagram 1.
Diagram 3 – Totalt antal rätt, för- & eftertest
I ovanstående diagram ser man gruppernas totala antal rätt. I varje grupp var det åtta elever samt att det på varje test fanns det 20 frågor, totalpoängen för varje grupp var således 160 poäng.
Det man kan avläsa i diagram 3 är att eleverna i jämförelsegruppen tillsammans samlade ihop 73 av 160 poäng på förtestet och 87 av 160 poäng på eftertestet, vilket innebär en ökning med 14 poäng. Eleverna i kontrollgruppen fick 76 poäng på förtestet samt 100 poäng på eftertestet vilket innebar att de ökade resultatet med 24 poäng.
Man kan se att både grupperna presterade anmärkningsvärt bra redan på förtestet samt att de båda grupperna presterade bättre på eftertestet, däremot presterade kontrollgruppen aningen bättre än jämförelsegruppen. I kontrollgruppen fick eleverna 3 poäng mer på förtestet och 13 poäng mer på eftertestet samt att deras ökning mellan för- och eftertest var 10 poäng mer än jämförelsegruppen. Det intressanta är dock att ökningen inte var så anmärkningsvärt stor, varken för grupperna i sig eller grupperna i jämförelse med varandra.
3.3 Anteckningar från undervisningstillfällena:
Det som antecknades vid undervisningstillfällena var att eleverna i jämförelsegruppen, alltså de som arbetade med digitala lärresurser arbetade mer effektivt med uppgifterna än eleverna i kontrollgruppen som arbetade med matematikboken. Den mängd uppgifter som eleverna i kontrollgruppen arbetade med på en 40 minuters lektion hann eleverna i jämförelsegruppen göra på ungefär halva tiden om man ser till gruppen generellt, sedan var det självklart olika för alla elever. Eleverna i jämförelsegruppen var mycket mer positivt inställda till lektionerna än vad eleverna i kontrollgruppen var. I kontrollgruppen hörde man ofta kommentarer som att det var tråkigt samt kommentarer som tolkades som en avundsjuka på de som fick arbeta med dator medan eleverna i jämförelsegruppen kunde komma och fråga när de skulle arbeta med datorn igen, samt att de längtade till nästa lektion. Med sådana kommentarer tillsammans med observationer som gjordes under lektionstillfällena kan man kort sagt säga att motivationen för eleverna som arbetade digitalt var mycket högre än eleverna i kontrollgruppen samt att klassrumsklimatet i jämförelsegruppen var mer koncentrerat.
4 DISKUSSION
I detta avslutande avsnitt kommer resultatet från elevernas för- och eftertest sammanfattas och diskuteras, likaså tillförlitligheten av undersökningens resultat. Vidare kommer undersökningens frågeställningar sättas i jämförelse med vad som framkommit av tidigare forskning vilket sedan avslutas med en diskussion om vidare forskning inom studiens område.
4.1 Resultatsammanfattning
Under det inledande avsnittet redovisades syftet med studien, vilket var att försöka ta reda på om arbete med digitala lärresurser har någon påverkan på elevers prestationer inom området volym i matematik jämfört med traditionell undervisning. För att ta reda på det delades en klass upp i två grupper, en kontrollgrupp och jämförelsegrupp där de både grupperna genomförde ett för- och eftertest samt undervisades och arbetade med två olika metoder mellan testen.
Kontrollgruppen arbetade traditionellt medan jämförelsegrupp arbetade med digitala lärresurser. Enligt egna erfarenheter används inte digitala verktyg i så stor utsträckning i matematikundervisningen trots att elever anser det som ett väldigt roligt sätt att arbeta på, där av ville jag se om det hade någon större påverkan på elevernas resultat.
