1
spelain
EXAMENSARBETE INOM TEKNIK OCH LÄRANDE KOMPLETTERANDE PEDAGOGISK UTBILDNING, AVANCERAD NIVÅ, 15 HP
STOCKHOLM, SVERIGE 2021
Användandet av en LEGO-robot i matematikundervisning på högstadiet
En undersökning om att väcka elevens intresse för matematik på högstadiet
Nora Saleem
KTH
SKOLAN FÖR INDUSTRIELL TEKNIK OCH MANAGEMENT
2
Sammanfattning
Digitala verktyg är numera en naturlig del av vårt samhälle och även skolan, lärarens roll är viktig när det gäller att iscensätta matematikundervisning med digitala verktyg.
Enligt Skolverkets styrdokument ska alla skolor i Sverige använda sig av och instrumentera digitalisering. Denna studie syftade till att identifiera inverkan av lärande och elevens förståelse i matematikundervisning genom LEGO robot och progression av dennes färdigheter. För att sedan kunna utveckla lärarens undervisning och göra den attraktivare och kanske också roligare, målet är att aktivera elevens kognitiva, sociala, emotionella, och kreativa förmågor.
Jag använde mig av aktionsforskning och utformat en undervisningssekvens inom matematikområdet geometri.
Det var 13 elever som deltog i studien, de har intervjuats och observationer har gjorts på högstadiet i tre grupper för årskurs 7. Resultatet av studien visar att användning av LEGO robot, väcker intresse hos eleverna och ökade förståelsen av matematiska begrepp med ökad social interaktion bland eleverna.
Nyckelord: Aktionsforskning, Digital teknik, Grupparbete, LEGO-robot, Matematik
Användandet av en LEGO-robot i matematikundervisning på högstadiet
En undersökning om att väcka elevens intresse för matematik på högstadiet
Nora Saleem
Handledare
Kristina Andersson Examinator
Helena Lennholm
3 Abstract
Digital tools are now a natural part of our society and also the school, the role of the teacher is important when it comes to staging mathematics teaching with digital tools.
According to the Swedish National Agency for Education's governing documents, all schools in Sweden must use and instrument digitization. This study aimed to identify the impact of learning and the student's understanding of mathematics teaching through the LEGO robot and the progression of his skills. In order to then be able to develop the teacher's teaching and make it more attractive and perhaps also more fun, negative, social, emotional, and creative skills.
In this study, I will highlight several aspects that reinforce the importance of using modern technology today.
I have used action research and designed a teaching sequence in the field of mathematics geometry.
There were 13 students who participated in the study, they have been interviewed and observations have been made in high school in three groups for year course 7. The results of the study show that the use of LEGO robot, arouses interest in students and increased the understanding of mathematical concepts with increased social interaction among students.
Keywords: Action research, Digital technology, Group work, LEGO robot, Mathematics
4 Förord
Först och främst vill jag tacka min handledare Kristina för värdefull tid. Definitivt utan hennes stora stöd och mycket värdefulla råd hade studien inte varit möjlig.
Jag vill också tacka personalen på Vetenskapens hus för att göra det lättare för mig att låna en robot under en viss tid, vilket hjälpte mig att utföra min studie.
Mitt tack till alla elever och deras föräldrar samt läraren Helena som var ansvarig under min Vfun-period
Ett stort tack till min kollega Pedro Quiroga för att ha studerat mitt arbete och egna tid åt att förbättra språket i studien.
Slutligen tackar jag min familj för deras stora stöd och tålamod under hela studietiden.
5
1.Inledning………...……..………...………..…7
1.1 Syfte och frågeställningar …………..………...…...………..…...8
2. Bakgrund ……….………...………...…….8
2.1 Definition av robot och robotik ………...….………8
2.2 LEGO-robot MINDSTORMS ………..………...…...9
2.3 Användning av LEGO-robot i matematikundervisning .………....…….10
3. Tidigare forskning ………...10
3.1 Matematikundervisningen..………..……..….….10
3.2 Elevernas interaktion med robotar ……….……….……….………...……12
3.3 Betydelse av grupparbete………..13
3.3.1 Faktorer av betydelse för gruppklimatet i klassrummet..………….…….…….13
3.3.2 Vikten av samarbete i grupparbete …….………....………….…….….15
4.Teoretiska perspektiv ……….…..………....…...……..…..……....15
3.1 Sociokulturellt perspektiv ………...…………..…....………..15
5. Metodologi…………...………..………..……..……..16
5.1 Aktionsforskning……….………...……….……..…..16
5.1.1 Planering ……….…...……….………...18
5.1.2 Genomförande………...……….19
5.1.2.1 Undervisningssekvensen ………...19
5.1.2.2 Fokusgruppsintervjuerna ………..………..…...19
5.1.3 Analys av datamaterial ...19
5.2 Etiska aspekter……...……….………...…...20
5.3 Validitet ………...………...…….21
6. Resultat …...21
6.1 Resultat från undervisningssekvensen…...22
6.1.1 Robotens intresseväckande och glädjeskapande funktion…………..…...22
6.1.2 Elevers interaktion med varandra och med mig som lärare…...…….…....……23
6.1.3 LEGO roboten som ett pedagogiskt stöd i grupparbete...24
6.1.3.1 Elevernas interaktion i grupparbete...24
6.1.3.2 Roboten som en motivationsfaktor i själva grupparbetet...26
6.1.3.3 Grupparbete och hjälpmedel som ger en bra känsla...27
6.1.4.LEGO roboten som inspiration i programmering...27
6
6.2 Resultat från fokusgruppsintervjuerna……….…28
6.2.1 Elevernas syn på matematik...28
6.2.2 LEGO-robot som en förstärkare i matematikundervisningen...29
6.2.3 LEGO-robot som inspiration i programmering och design...30
6.2.4 LEGO-robot som ett pedagogiskt stöd i grupper...31
7. Diskussion ……….….….……...……….…………..32
7.1 Robotens intresseväckande och glädjeskapande funktion ………..……….……...33
7.2 Elevers interaktion med varandra och med mig som lärare…...….……….34
7.3 LEGO-roboten som inspiration i programmering………...35
7.4 LEGO-robot som en förstärkare i matematikundervisningen………..35
7.5 Grupparbetets påverkan för elevers inlärning………..36
7.6 Hinder användning LEGO-robots ……….….……..…….…………..37
7.7 Nya frågeställningen ………37
8. Slutsats………...…38
9. Referenslista ……….…………39
Bilaga 1 Samtyckes blankett ..……….…….….……42
Bilaga 2 Lektionsplan: Omkretsen av en cirkel & Pythagoras sats….…….…….….…...43
Bilaga 3 Intervju elev……….44
7 1. Inledning
Förändringar sker väldigt fort i samhället. Idag ser vi att tekniken med sina mångfacetterade användningsområden förändrar hur vi lär oss nya saker, kunskaperna blir mer tillgängliga för elever med större tillgång på datorer eller smarta enheter, där de kan göra olika uppgifter.
Tillgängligheten av ny teknik gör att eleverna kan uppleva glädje och få mer nytta av den tid de sitter på lektionerna, samtidigt som deras intresse och kunskaper kan öka i de ämnen de läser.
Att införa olika former av digital teknik i skolan innebär möjligheter för skolan, pedagogerna kan se över och reflektera över sin pedagogik och arbetsmetoder. Skolan behöver arbeta med att dra nytta av tekniken för att stärka lärandet samt göra eleverna redo att verka i digital samhället. Från 1992 har Skolverket haft som uppgift att främja användandet av IT. I boken
“Programmering ska in i grundskolan”, säger (Karlberg, 2017) undervisningsråd på Skolverket till SVT Nyheter, att ”idag har det blivit enklare för skolor att införliva tekniken i undervisningen” Han anser att det är viktigt att veta när och till vad man ska använda digitaliseringen. Undervisningen bör bedrivas så att tekniken blir ett meningsfullt inslag. Han säger att tanken idag är att programmering ska vävas in i andra ämnen och inte enbart vara ett separat ämne.
Från och med 2018 ska alla barn i grundskolan lära sig programmering i ämnena matematik och teknik, detta för att dagens elever lever i ett alltmer digitaliserat samhälle och måste rustas för denna verklighet, och därmed utveckla sin förståelse för digitaliseringens påverkan på individ och samhälle. I den nya läroplanen har avsnitten om digitalisering utvidgats, vilken kräver att undervisningen behöver förändras även didaktiskt för att höja kvalitén och öka effektiviteten i lärandet. Skolan arbetar idag för att göra programmering till en naturlig del av undervisningen.
Cerratto (2019) beskriver de nya krav som ställs på lärare med de här nya tilläggen om programmering i läroplanen. I hennes forskning framgår hur tekniken i skolan kan bli ett hjälpmedel som effektiviserar och ger variation i undervisningen. Hon anser att tekniken underlättar för lärare att hjälpa fler i klassrummen, men den kräver också mer tid eftersom lärarna själva måste lära sig verktygen och organisera arbetsmetoden i klassrummen på nya Hon pekar också på att digital teknik i skolan kan skapa helt nya inlärningsprocesser hos elever, men detta är inte ett självändamål utan måste vara ett sätt att stärka undervisningen och lärandet. Dessutom anser Cerratta att det finns stora möjligheter i att skapa arenor som är blandformer mellan undervisning och nöje, samtidigt som det finns behov av att hitta sätt att utvärdera användningen av digital teknik i utbildningsmiljö och vad det får för konsekvenser.
8 1.2 Syfte och frågeställning
Påverkan av digitalteknik i vårt dagliga liv och dess inverkan på eleverna och samhället samt digitalisering som en del av läroplanen, är utgångspunkter för den här studien. Här ämnade jag att lyfta fram vikten av digitala verktyg för utveckling och mångfald/variation i undervisningen.
Syftet med studien utifrån undervisningssekvensen och fokusgruppsintervjuerna är att introducera en LEGO-robot som en pedagogisk teknik i matematikundervisningen för att undersöka dess inverkan på elevernas samarbete, interaktion samt förståelse av olika matte begrepp. Förutom ser hur eleverna kan påverka på varandra i grupper och vilka känslor man kan få genom arbetar i grupper med LEGO-robot.
Således utgår studien ifrån tvåhuvud frågeställningar,
● Hur påverkas eleverna av att använda LEGO-roboten i undervisning i matematik?
● Hur kan grupparbete bidra till elevernas motivation?
2. Bakgrund
2.1 Definition av robot och robotik
Robottekniken har de senaste åren, möjliggjort användandet av robotar inom ett antal olika områden i samhället. Pedagogiska robotar i skolan kan i framtiden bland annat fungera som assistenter och ge lärarna avlastning.
En robot är en programbar maskin som kan utföra förprogrammerade åtgärder, antingen med direkt mänsklig signal och kontroll eller med en signal från datorprogram. Människan programmerar roboten för att kunna den prata, känna och utföra alla möjliga uppgifter.
Medan läran om robotar och vetenskapen om mekaniska automatiserade anordningar kallas för robotik. Ferrari & Hempel (2002) förklarar robotik som ett tvärvetenskapligt ämne där man kombinerar områden som i traditionell utbildning brukar undervisas separat såsom fysik, matematik, elektronik och dataprogrammering.
Robotik erbjuder ett sätt att lära sig genom praktisk erfarenhet, man kan hitta en praktisk tillämpning för många av de begrepp som studeras i skolan, eller om man inte vill studera dem, erbjuder robotar ett bra sätt att lära sig av erfarenhet och få det roligt under en lektion, förklarar de.
9 2.2 LEGO-robot MINDSTORMS
Figur 1 LEGO-robot MINDSTORMS EV3
LEGO MINDSTORMS Robotics Invention System (RIS) är en programmeringsbar leksak.
Satsen innehåller ett sortiment av block, bitar, sensorer och motorer, med Legoteknik-delar som kan användas för att skapa mekaniska system. Roboten kan styras från en PC, Mac, surfplatta eller smartphone. Bluetooth-funktionen möjliggör kommunikation med EV3- programvaran, samtidigt som USB kan användas i fall pc-datorer saknar Bluetooth. Dessutom finns möjlighet att använda Wifi till roboten för nätverkskommunikation på större avstånd, men detta kräver en Wifi -router och drar mer batteri än Bluetooth.
Man kan skapa olika former av robotar med MINDSTORS Education EV3, målet är att få dem att gå, förflytta sig och göra vad eleverna vill. Genom detta kan läraren introducera och beskriva flera ämnen för eleverna. Detta kan användas för att undervisa i naturvetenskap, teknik, matematik och datavetenskap. Lärare kan exempelvis använda roboten för att förklara matematiska begrepp, för att få eleverna att få bättre förståelse i matematik osv.
Tillämpningsområden kan vara volym eller geometri. Samtidigt kan eleverna lösa olika uppgifter, använda teorier och begreppen i klassrummet samt kommunicera med varandra för att ta fram olika lösningar på det problemet de arbetar med. Mario & McNeill (2002) beskriver lärandeprocesser i matematik genom att redovisa proceduren i att bygga en robot i fyra steg.
● Det första steget är att konstruera roboten
● Det andra steget är att skriva ett program för att få roboten att utföra en specifik uppgift.
● Det tredje steget är att överföra programmet från datorn till roboten.
Det sista steget är att köra dem program som styr roboten.
LEGO education (2017) som ett vinstdrivande företag som vill utöka sin marknad genom att vända sig till skolor med sina produkter och har därför ett helt koncept som de benämner LEGO education. De har också utvecklat en kursplan som innehåller 48 handledningsfaser, för att hjälpa läraren och eleverna att lära sig grunderna i LEGO MINDSTORMS Education EV3.
10
LEGO MINDSTORMS Education EV3-programmet låter eleverna arbeta med:
Programmera robotar och andra skapelser
Dokumentera och spara framsteg med hjälp av dokumentationsverktyget
Skapa och redigera innehåll
Gå till instruktionerna för Robot Educator
Logga in realtidsdata och beräkna dataset
Programvaran är Windows, Mac, Chromebook och iOS-kompatibel.
LEGO education (2017) Ferrari, et al., (2002) anser att LEGO MINDSTORMS är mer än en leksak och kan även ses som ett roligt och effektivt utbildningsverktyg där elever får möjlighet att lära sig de vetenskapliga principerna bakom en robot.
2.3 Användning av en robot i matematikundervisning
I artikeln "Robot lär matematik av barn – eller tvärtom?" i tidskriften Ny teknik skriver Nohrstedt (2017), om projektet "Start" (Student Tutor and Robot Tutee) som genomförs i samarbete mellan forskare vid Högskolan Väst och Göteborgs universitet, och pågått i tre år.
Författaren beskriver sina erfarenheter av att använda Pepper robot, i en grupp grundskoleelever i Västra Götalandsregionen, för att spela ett matematikspel. Genom att eleverna visar hur spelet fungerar och Pepper ställer allt svårare frågor, fördjupas elevens förståelse av matematik.
3. Tidigare forskning 3.1 Matematikundervisning
Idag finns det stort engagemang och ökande intresse för att utveckla skolans laborativa matematikundervisning. För att förbättra matematikundervisningen med hjälp av laborativa material och aktiviteter som resulterar i ökad lust att lära matematik är av central betydelse i pedagogiskt sammanhang. Poängen är att eleverna ska känna till och kunna använda begrepp och metoder för att kunna ge sig i kast med t.ex. undersökningar av olika slag och förklara samt förutsäga samband i det de åtar sig att undersöka.
Elevers attityd förändras till matematiken, när de får ta ansvar för sitt eget lärande. Öppna uppgifter hjälper eleverna att se/hitta kreativa lösningar på problemet vilket gör att undervisningen i matematik kan uppfattas som intressantare.
Skolmatematik blir då inte primärt en samling sanningar om evigt existerande objekt och inte heller uteslutande en formell och logisk lek med axiom och definitioner. Skott et al. (2010) betonar att den blir istället ett försök att låta eleverna organisera, vidareutveckla och utmana sina egna och andras erfarenheter av talen och rummet. Rystedt och Trygg (2010) redogör för att om man inför ett utvecklingsarbete kan det uppstå frågor av såväl didaktisk som
11
organisatorisk karaktär. Författarna menar att inom undervisningen, till exempel i geometri, behöver läraren utmana elevernas nyfikenhet med frågeställningar och ge dem tid att undersöka geometriska objekt. De påvisar vikten av praktiskt arbete i klassen där eleverna själva upplever och upptäcker samband för att förståelsen inom geometri ska öka. Enligt Rystedt & Trygg (2010) skriver om (Runesson, 2007) att läraren bör utgå från vad eleven måste beakta för att förstå innehållet på det planerade sättet. Således till att eleverna behöver många tillfällen att få resonera, diskutera och göra egna erfarenheter.
Ahlberg (2000) förklarar vikten av användningen av teknologi i samhället som ett redskap i undervisningen, som ställer nya krav på matematikkunskaper, och hjälpar till att öka elevens konkretisering och simulering.
I (Skolforskningsinstitutets, 2017) delrapport ”Digitala lärresurser i matematikundervisningen” presenterades en del slutsatser/resultat om hur digitala resurser kan bidra till elevernas kunskapsutveckling. Eleverna får med dessa hjälpmedel möjlighet att uppleva och urskilja matematiska begrepp och processer både visuellt och dynamiskt. T.ex.
kan geometriska former representeras på många varierande sätt i det digitala mediet och därmed bredda elevernas erfarenheter av geometriska egenskaper. Digitala resurser kan dessutom vara ett sätt som uppmuntrar till dialog mellan elever och lärare. Rapporten visar att eleverna i årskurs 7–9 och gymnasieskolan, kunde utveckla en djupare begreppsförståelse för linjer, vinklar och polygoner. Forskargruppen drar slutsatsen att de elever som arbetar med digitala resurser klarade av att gå utanför standardexempel för olika geometriska figurer vilket innebär att eleverna har skapat en meningsfull förståelse av matematiska former genom att abstrakta symboler kopplas till konkreta erfarenheter. Med hjälp av programmen kan eleverna upptäcka olika matematiska samband och inspireras till att föra matematiska resonemang.
Karlsson (2012) visar hur man i undervisningen kan lyfta fram ett för eleverna förståeligt och utvecklingsbart ämnesinnehåll. Hon anser att dagens lärare ofta har problem med att strukturera matematikinnehållet och skapa en kontinuitet från förskoleklass till årskurs 9, på grund av bristen av integration mellan matematikdidaktisk forskning och motsvarande praxis i klassrummet. och detta betyder att läraren inte har det stöd för att organisera sina egen kunskaper i matematik till nya kursplaner inom skolans område.
Den nya tekniken i skolan erbjuder inte enbart förtjänster, utan det finns också svårigheter och dilemman. Markkanen (2014) visar i sin avhandling att det krävs mycket arbete från lärarens sida för att sätta sig in i teknikens möjligheter. Införandet av ny teknik och anpassa den till den egna undervisningen inom t.ex. tredimensionell geometri förändrarna förutsättningar för undervisningen och även lärarens uppgift. Användning av tekniken ställer stora krav på läraren för att hen ska kunna förstå alla dess möjligheter och lyckas föra in det i sin didaktiska planering.
Eleverna är ofta positiva till matematikundervisning som sker med stöd av digitala tekniker då de menar att det hjälper dem att skapa en förståelse för tredimensionell geometri, genom möjligheterna av visuell representation. Markkanen (2014) visar att eleverna på ett påtagligt sätt utvecklat sin förståelse för geometriska begrepp. Han visade också att undervisning med teknik leder till ökad kommunikation mellan elever och ökad förståelse för matematiskt innehåll, vilket hjälper läraren att uppnå målet med undervisningen.
12
Genom att ge läraren möjligheten att uttrycka och kommunicera matematiken verbalt och med stöd av teknik. Markkanen betonar i sin avhandling ”tekniken utan en lärare är ingenting”
vikten av lärarens roll, och att använda av tekniken ska belysa delar av figurer som eleverna har svårt att få syn på, men läraren också bör veta hur ska sätta sig i teknikens möjligheter och anpassa dessa till undervisningen
Studier visar att digital teknik inte förbättrat förutsättningar för matematikundervisning som förväntat i skolan, eftersom läraren behöver den digital kompetens som är en grundläggande teknisk förståelse, och lära sig att skapa en undervisningspraktik med hjälp av de digitala kompetenserna (Perez, 2018). Även lyfter Perez i sin avhandling lärarnas betydelse för en framgångsrik integrering av digitala verktyg i matematikundervisningen Han visar att det finns både interna och externa hinder som förhindra lärare från att anpassa digital teknik för att stödja elevers lärande i matematik. Han anser att digital teknik skapar viktiga kunskapsteoretiska förändringar i det matematiska innehållet, som klargöra en del av lärarnas svårigheter att använda den digitala teknologins fulla möjligheter. Han visar att integrering av digitala verktyg i skolan kräver insatser som bör gås på djupet, att det finns en svaghet i tidigare forskning där forskare tagit över lärarrollen, just för att visa på potentialen i olika digitala verktyg.
Matematikinnehållet och den undervisning som bedrivs ibland tillsammans med olika digitala verktyg är centrala för elevers lärande. I nästa avsnitt kommer jag in på nästa viktiga förutsättning som är det sociala spereamspelet i klassrummet.
3.2 Elevernas interaktion med robotar
Robotar i skolan kan bidra med kunskaper på olika sätt i undervisningen. Ett bidrag är att den kan fungera som en brygga mellan ett praktiskt, kroppsligt utförande till ett fördjupat abstrakt tänkande.
I Nilsson och Pareto (2010) anser att roboten kan användas som en förebild, som skulle kunna ställa frågor om centrala begrepp, förklara dem och sammanfatta dessa. Forskarna ser positiva effekter i elevernas matematiska tänkande och begreppsförståelse, betonas Nilsson & Pareto, (2010).
I sin avhandling "Child–Robot Interaktion in Education", undersöker Serholt (2017) användningen av robotar för sociala och pedagogiska ändamål i skolan. Studien visar hur eleven reagerar på instruktioner som ges av robotar och lärarna för att bygga exempelvis en Lego-figur. Eleverna är villiga att följa instruktioner från robotar, men inte lika entusiastiska och villiga att följa lärarens instruktioner. Roboten sätter igång eleverna, som senare kan vägledas och stärkas i sin förståelse i samtal och handledning från läraren. Serholt (2017) menar att det här blir ett alternativt sätt att ge instruktioner eftersom vi vet att alla elever inte alltid söker hjälp från vuxna.. Hon visar vidare att barnen interagerade och ställde frågor till roboten vilket tyder på att de uppfattade den som en social aktör. Studien visade också att interaktionen minskade något över tid, när roboten inte lyckades interagera på ett konsekvent och för barnen meningsfullt sätt.
13
Serholt (2017) lyfter dessutom de utmaningar som läraren och eleven står inför vid användning av robotar i skolan, exempelvis frågor som hur elevernas interaktion med robotarna kan bli på lång sikt, Eller vem som bär ansvaret för om oförutsedda negativa situationer inträffar vid användning av robotar. Dessa etiska utmaningar bör hanteras innan robotar kan ses som en möjligt teknologisk redskap i skolan, förklarar hon.
3.3 Betydelse av grupparbete
I den del visas faktorer av betydelse för gruppklimatet i klassrummet och hur grupparbete utvecklar. Samt visas vikten av samarbete i grupparbete
3.3.1 Faktorer av betydelse för gruppklimatet i klassrummet
Gruppklimatet är avgörande för hur aktiviteten uppfattas som helhet av eleverna och detta beror på olika faktorer. Tryggheten är grunden för ett bra gruppklimat. Det vill säga att eleverna behöver hjälpa varandra för att lära känna varandra, och gör diskussioner och bygger idéer. Det är avgörande för att eleverna ska kunna ta till sig av de kunskaper som lärs ut i skolan.
Variablerna på vänstersidan i figur 2 som klasstorlekar, läraren som kan arbeta för att skapa ett positivt klimat, påverkar vad som är möjligt att uppnå i klassrummet, det har direkt betydelse för det klimatet som bildas i gruppen, och de variabler som sedan återfinns i högerspalten, visar hur eleverna trivs i skolan när de har bra kompisar och en bra lärare som kan hålla ordning på klassen och skapa arbetsro när de arbetar.
Frykedal (2008) betonar i sin studie de viktiga förutsättningar för användning av grupparbete som instruktionsmedel, som händer genom konstruktionen av uppgiften, tydliga mål och gruppsammansättning. Hon anser att för att skapa bra inlärning miljöer med olika arbetsmetoder, behöver detta en lärare som tar elevens perspektiv och veta vilken kunskap eleven behöver utveckla. Läraren som vägleder gruppen, ge specifika uppgifter och strukturera arbetsprocessen, som ska hjälpa eleverna att utföra och lösa uppgifterna på bättre sätt. Samt visar hon genom (Granström, 2007) läraren har ibland svårighet med att använda
14
grupparbete som arbetsmetod i undervisningen, på grund av lärarens bristande kunskaper i arbetsmetoden och oförmågan att hantera de grupprocesser.
Å andra sidan visar Frykedal (2008) att eleverna i gruppen påverkar uppbyggnaden av uppgiften, och att försöka skapa förtroende för grupparbetet leder nödvändigtvis till framgång.
Studien visat att förtroende mellan eleverna kan förekomma, till exempel när grupperna är sammansatta av eleverna, när arbetet pågår under en längre tid, när eleverna förstår och kan utföra uppgiften, när målen är klara och när eleverna delta i viktiga frågor.
Ett sätt att främja goda relationer mellan skolan och elever är bl.a. genom gemensamma aktiviteter i olika konstellationer, med vuxnas aktiva deltagande. Det underlättar för elever att komma varandra närmare och lära känna varandra, respektera varandra och vara trygga.
Nicklasson (2008) utvecklar i studien om master i aktionslärande, att sociala lärmiljön i klassen kan påverkas av att individer i klassen skapade konflikter. Hon redovisar i sin studie hur elevers otrygghet och bristande tilltro till skolan har en stor betydelse för hela klassens sociala lärmiljö. Nicklasson påvisar att faktorer som påverkar sociala lärmiljön kan knytas till grupptrygghet, meningsfullhet och närhet till elevernas vardagsverklighet.
För att ha ett gott klimat i grupper och organisationer, finns det flera förhållanden som kan leda till bland annat högre effektivitet. Grupptillhörighet är en viktig källa för den egna identiteten och självkänslan. Enligt Thornberg (2013) ingår det i det pedagogiska uppdraget att lärarna är medvetna om dessa sociala processer, och vad som kan uppstå mellan elevgrupper (Thornberg, 2013). ibl
För att utveckla grupparbete mot ett ”verkligt grupparbete”, finns det olika arbetssätt, exempelvis en modell som utarbetats av Wheelan (2005) och som kallas för IMGD (Integrated Model For Group Development). En arbetsgrupps utveckling genomgår fyra stadier:
Tillhörighet och trygghet
Opposition och konflikt.
Tillit och struktur.
Arbete och produktivitet
Modellen IMGD är en livscykelmodell som bygger på en kombination av flera tidigare modeller om gruppers utveckling. Genom att skapa en känsla av tillhörighet och trohet mot gruppen, sen skapa en gemensam ställning av mål och sätta arbetsrutiner, sen kommer bygga goda relationer mellan medlemmar, och sätta en struktur för produktive samarbete. Efter det kommer den fjärde fasen att hitta bättre sätt att lösa saker på och ta sig an mer utmanande mål (Wheelan, 2005).
Modellen lägger fokus på relationer, samspel, känslor, därutöver ligger fokus på mål, arbete och uppgift. Om gruppen utvecklas genom de olika faserna har läraren stora möjligheter att uppnå en högre inlärningsnivå med kvalitativt goda resultat (Hwang & Nilsson, 2014).
Största vikt att läraren reflekterar över sin retoriska framställning, att läraren samtalar med eleverna och inte faller in i rutiner. Att varje undervisningstillfälle kan ge möjlighet till nya dialoger och kräver nya sätt att kommunicera, dessa tillfällen är avgörande för att elevernas lärandeprocesser skall lyckas.
15 3.3.2 Vikten av samarbete i grupparbete
Chiriac et al., (2020) visar hur grupparbete kan vara ett mål för att lära sig att samarbeta med varandra och med andra grupper, det kan ses som en grundförutsättning för elevernas kunskapsinhämtning och främjande av akademiska prestation. Eleverna arbetar ibland i grupper men mestadels befinner sig eleverna i en grupp som arbetar individuellt med uppgifterna. Om eleverna istället arbetar tillsammans kan varje individ utnyttja gruppens sammantagna kompetens för att utvecklas individuellt samt tillföra gruppen nya infallsvinklar. Gruppen behöver anstränga sig gemensamt och hitta lösningar på problemet samt reflektera tillsammans om föreslagna lösningar, detta kallas "verkligt grupparbete" eller
"meningsfullt grupparbete”, förklarar Chiriac et al.,(2020).
Ett lyckat grupparbete utvecklar intellektuella och sociala förmågor såsom begreppsinlärning, problemlösning, demokratiskt arbetssätt, språklig kommunikation och förmåga till samarbete.
Grupprocesser är en central aspekt av det sociala livet. Enligt Thornberg (2013) är det som sker i en grupp, hur de olika gruppmedlemmarna agerar, en följd av det sociala samspel som uppstår i gruppen. I det ingår hur eleverna utformar normer, kommunicerar, hanterar problem och konflikter, fattar beslut, lär känna varandra och uttrycker åsikter.
4. Teoretiska perspektiv
I nedanstående avsnitt har jag sammanställt de grundläggande begrepp och teoretiska perspektiv som ligger till grund för denna studie, dessa speglar mitt synsätt på lärande i grupp samt stärker LEGO-robotens påverkan i matematikundervisningen. De sociokulturella perspektiven utvecklades av Lev Vygotskij som utgår ifrån att människor själva skapar och konstruerar kunskap i interaktion med varandra och omvärlden.
4.1 Sociokulturellt perspektiv
Det sociokulturella perspektivet har framför allt sitt ursprung i Lev Vygotskij arbeten.
Vygotskij likt Dewey anser att utbildning bör ske i samspel med andra, det är teorins centrala grundsten (Säljö, 2015). Från födseln börjar barnet kommunicera och interagera med människor, (Bråten , 2006) för att lär sig och utveckla sig genom att samspela och se hur andra reagera och svarar på kommunikativa initiativ, enligt Säljö (2015).
Läraren bör agera som en brygga mellan vardagens verklighet, begreppen och vetenskapen.
Dewey förespråkar ett mer pragmatiskt teoretiskt synsätt på lärandet, ”learning by doing”, eller lärande genom att göra saker, som skiljer sig en hel del från andra perspektiv (Säljö, 2015). Teorin utgår ifrån hur kunskapen ska kunna användas i vardagen. Dewey menar att människors vardag är viktiga i lärandeprocesser. Han argumenterar att värdefull kunskap i vardagssysslor kan kopplas till människors konkreta erfarenheter och utgör grunden för att uppnå djupare insikter och färdigheter i det inlärda stoffet. Deweys pragmatiska perspektiv på lärande visar att teori och praktik är sammanvävda i människors handlingar. Barnen känner igen sin vardag i skolarbetet, kan göra associationer och därifrån utveckla förståelse för ämnen som tas upp på skolan. Teorin betonar att vi lär oss som allra bäst när vi har ett problem och
16
behöver tänka till själva för att lösa det. Tankeprocessen relateras till, för barnen, kända handlingar från vardagen (Dewey, 1997).
Dewey hävdar, att skolan bör vara en demokratisk organisation och bör fostra eleverna till demokratiska medborgare, och måste bli en miljö som aktiverar barnen. Eleven bör uppleva skolarbetet som meningsfullt, om det inträffar kan eleverna relatera till skoluppgifterna genom att göra associationer till livet och samhället utanför skolan Säljö (2015). Att öva eleverna till att omvända något okänt till något förståeligt, ofta via användande av pedagogiska verktyg, informationssökande och diskussioner är av central betydelse för skolan, eleven och samhället. Eleverna blir mer motiverade att lära sig något som hen förstår och som kan komma till nytta och kan appliceras även utanför skolan.
Genom att eleverna arbetar tillsammans utbyts erfarenheter och kunskap, och eleverna tränas i att jämföra och förstå andra perspektiv än de egna. Således, den främsta uppgiften för läraren ska ske via kommunikation samt genom att utvidga elevernas världsbild och möjliggöra för mer information. På så sätt uppstår lärande genom att människor ställer frågor om eventuella lösningar (Dewey, 1997). Därför är det inte meningsfullt att lärare ska vara ett uppslagsverk utan hen ska finnas i klassrummet för att stötta, styra och för att kunna ”bollas” med under lärandeprocessen. Lärandet börjar med en fråga, när en fråga är ställd påbörjar förfrågan.
läraren förklara hur man kan använda aktiva sysselsättningar i undervisningen genom att väcka elevernas lust i upptäcka omvärlden, genom att använda olika verktyg och material och genom att bygga och göra olika uppgifter.
Att använda LEGO-robot som ett pedagogiskt verktyg, ska hjälpa eleverna att omvända något okänt till något förståeligt. Samt hjälper eleverna i diskussioner, kommunikationer och utbyts kunskaper när de löser uppgifterna. Således motiverar roboten eleverna och visar effekten av social interaktion i gruppen mellan varandra. Samt kan detta inspirera eleverna till att tänka på nya idéer.
5. Metodologi
I detta avsnitt presenteras metoder och material som använts i arbetet och hur studien är genomförd. Utöver det kommer jag att redovisa de etiska aspekter som jag beaktar i arbetet.
5.1 Aktionsforskning
Jag valde att utgå från aktionsforskning, en metod som är användbar för lärare som beforskar sin egen verksamhet och gör interventioner i sitt eget klassrum, något som jag gjorde i den här studien. Lewin (1946) betraktas som aktionsforskningens fader. Han visar användningen av denna metod inom flera områden, inklusive utbildning. Aktionsforskaren arbetar med att utveckla arbetssätt, samt står för förändring i den studerade organisationens verksamhet och praktik, dessutom är aktionsforskaren direkt involverad i det som bör förändras i lärarpraktiken. För att kunna göra aktionsforskning behöver forskaren att ta hänsyn till kunskapsbehov inom det egna forskningsfältet.
17
Aktionsforskningsmetoden visar kopplingen mellan teori och praktik och består av tre steg:
planering genom att formulera uppgifter eller frågor, genomförande och studerande av processen, för att i det tredje steget göra en reflektion av aktionens resultat och beskrivning för att förbättra den aktuella situationen. Förutom de tre stegen förklarar (Lewin , 1946) att man också kan tolka och analysera innan det är dags för reflektion.
Inom skolan utgör aktionsforskning en väg att utveckla lärares kunskap och förståelse för den egna praktiken genom att exempelvis arbeta fram nya laborationer och utveckla samt pröva egna idéer i klassrummet, undersöka vad som händer, analysera elevernas reaktioner och lärande, och dokumentera hela processen. Under hela processen dokumenteras de olika stegen som också är en viktig del av förbättringsarbetet.
Rönnerman (2018) beskriver komponenterna i aktionsforskningen som mötet mellan olika kunskapsfält, teoretisk och praktisk kunskap (se figur 3), och skapar tillsammans en aktiv kunskap, som ger möjlighet till nya erfarenheter ändra tidigare kunskap
Jag använde aktionsforskning och beskrev och strukturerade mitt arbete utifrån aktionsforskningens ingående delar med ”Planering – Genomförande– Observation – Reflektion – Nya frågeställningar”. Jag planerade och genomförande en undervisningssekvens med elever som jag filmade för att kunna analysera utfallet. Därutöver intervjuade jag även eleverna för att få deras synpunkter på undervisningstillfället. På det sättet kunde jag som läraren utvecklade kunskaper genom handling, och uppnå önskad förändring/resultat i min praktik.
Rönnerman (2018) anser att användning av aktionsforskning här tjänar till att observera och närma sig praktiken och dess praktiserande, både när det gäller forskningsfrågor om påverkan av LEGO-robot i mattelektioner och möjlighet till användning av resultaten. Gnom aktionsforskning ville jag se påverkan av användning LEGO-robot i grupper, om den kan leda
18
större möjligheter till inlärning och öka förståelsen av företeelsen eller problemet de skulle lösa i matematik.
5.1.1 Planering
Under min VFU och de auskultationer jag gjorde kunde jag se att elever kunde ha svårigheter med matematik och ibland uppfattade jag att de tyckte ämnet var tråkigt. Men jag observerade också att eleverna tyckte att det var roligt när de lyckades lösa ett problem och förstod vad de gjorde, just genom att diskutera en uppgift tillsammans. Eftersom jag tror att teknik kan stimulera till ett djupare lärande avsåg jag att introducera LEGO-robot i matematikundervisning om geometriska begrepp.
I början stötte jag på en del svårigheter, även om min VFU-skola, var utrustad med modern teknik och hade tillgång till ett flertal olika robotar, saknades den typ av verktyg som jag ville använda i min undervisning, Jag var inställd på att LEGO-roboten ”MINDSTORMS Education EV3” skulle fungera för att utpröva min didaktiska idé. Efter lite detektivarbete kunde jag till slut hitta och låna roboten från Vetenskapens hus, KTH.
När väl roboten var på plats, utformade jag olika uppgifter inom geometri som jag sedan programmerade och testade med LEGO-roboten. Tillsammans med min handledare på KPU- programmet diskuterade vi och granskade undersökningsfrågorna och gjorde några justeringar för att göra dem mer relevanta, och mer knutna till syftet i denna studie.
Jag valde att genomföra undersökningen under min VFU-period med tretton elever som går i årskurs sju. Anledningen till att intervjuer och observationer gjordes på min VFU-skola är att den skolan inspirerade mig, genom sitt fokus på Makerspace, som är ett rum utrustat med olika digitala och tekniska utrustning. Det utgör en kreativ miljö som uppmuntrar till teknikutveckling i skolan. Syftet med Makerspace på min VFU skola, är att bidra med utveckling av en ämnesspecifik IT. Det ger möjlighet för eleverna att arbeta i projektform, dela med sig av sina kunskaper och erfarenheter samt samarbeta med varandra. Dessutom bidrar arbetssättet till att skapa intresse för högre studier och yrken inom teknikområdet.
Jag fick sedan hjälp av min VFU-handledare för att kunna arrangera undervisningstillfällen i geometri med LEGO-roboten med eleverna. Tre grupper om fyra till fem elever valdes ur hennes klasser som fick delta i undervisningen i ett mindre grupprum. Två klasser tillfrågades och de elever som då svarade ja fick medverka efter att vi samlat in föräldrarnas samtycke.
Efter att ha fått reda på vilka elever som var villiga att delta i min studie, bestämde jag med min handledare vilka elever som skulle ingå i varje grupp. Vi blandade eleverna i olika kunskapsnivåer.
I redovisningen av studien användande jag mig av fingerade namn på eleverna, för att på så sätt ta hänsyn till konfidentialitetskravet i arbetet.
19 5.1.2 Genomförande
Efter att eleverna är uppdelade i tre grupper, hjälpte min handledare mig med att förbereda lektionerna, (bilaga 2). Efter lektionerna genomförde jag fokusgruppsintervjuer med de tre elevgrupperna (bilaga 3).
5.1.2.1 Undervisningssekvensen
Efter min genomgång, bad jag eleverna räkna ut uppgifterna med hjälp av papper, penna, linjal och miniräknare. Uppgifterna handlade om att kunna beräkna cirkelns omkrets och en rätvinklig triangels sidor med hjälp av Pythagoras sats (bilaga 2).
Därefter förklarade jag vad som menas med radie och diameter, hur man beräkna omkretsen av en cirkel, avstånd som beror på cirkel omkrets, vad en rätvinklig triangel är, och hur man kan beräkna en rätvinklig triangels sidor med Pythagoras sats. Dessutom fick eleverna information om hur LEGO roboten fungerar.
Nästa steg var att använda LEGO roboten för beräkningen av en rätvinklig triangels sidor.
Genom att beräkna hjulens omkrets av LEGO roboten, får man veta hur långt avstånd roboten kan köra när hjulen snurrat ett varv. Utifrån det skulle eleverna beräkna antalet varv som krävs av robotens hjul för att beräkna ett visst avstånd (avståndet som jag hade bestämt i uppgiften), och/ eller beräkna det avstånd som behövs av roboten om vi vet varvantalen.
Eleverna skulle rita den rätvinkliga triangelns sidor, mäta och beräkna längden av hypotenusan på ett stor papper med tuschpenna, det med hjälp av Pythagoras sats.
I samarbetet fick elever beräkna omkretsen, avstånd m.m. samt ta fram alla nödvändiga värden på miniräknare. De fick även rita en rätvinklig triangel baserat på framtagna värden.
Dessa värden identifierades genom att eleverna öppnade legoroboten och valde lämpligt program (som jag tidigare hade installerat) för att beräkna behövliga värden och jämföra dem med tidigare resultat. Därefter ändrade eleverna robotens värden genom att koppla roboten med datorn. I det momentet fick de reflektera över hur de kunde utveckla robotens program samt rita flera rätvinkliga trianglar med olika värden. Sista steget var att jag genomförde fokusgruppsintervjuer med eleverna. Undervisningstillfällena samt intervjuerna spelades in på en iPad. Lektionen varade i ca 30 min och intervjuerna ca 20 min per grupp. Totalt hade jag 150 minuter inspelat material.
5.1.2.2 Fokusgruppsintervjuerna
Intervjufrågorna (bilaga 3) och frågorna i geometri formulerades på ett sådant sätt så att eleverna skulle ger en bild av deras förståelse av Geometri och visa effekten av LEGO robot i matematik. Eleverna kan ibland ha svårt att uttrycka sig och kunna förklara hur de tänker när de löser en matematisk uppgift. Med den kunskapen i åtanke försökte jag uppmuntra eleverna att förklara så gott de kunde. Jag ville samtidigt skapa en lugn atmosfär med enkla och öppna frågor för att eleven skulle kunna slappna av och känna sig bekväm vid utvecklingen av sina observationer och tankar. Jag avslutade varje intervju med: “Är det något annat du vill lägga till?”. Genom öppna frågor som inte har givna svarsalternativ, kan eleverna fritt formulera sina svar med egna ord. Med denna typ av frågor behöver eleverna mer tid
20
för att tänka och utveckla sina svar än vad som hade varit fallet med slutna frågor. Meningen var hela tiden att få eleverna att reflektera över det undervisningen hade handlat om och diskutera hur och vad de hade lärt sig. Jag ville helt enkelt skaffa mig mer detaljer om lärandeprocesser och bringa nytt ljus i ett område som jag anser behöver utforskas mer.
5.1.3 Analys av datamaterial
I denna studie spelade jag in undervisningstillfällena och intervjuande på iPad, som jag nämnde innan. Syfte med det var att använda det materialet som underlag för analysen och belägg av mitt arbete. Jag ville kunna gå tillbaka till vad eleverna verkligen sagt i intervjuerna, och noggrant kunna analysera kroppsspråk och samspelet mellan mig och dem samt interaktionen oss emellan under undervisningssekvensen.
För att eleverna skulle känna sig bekväma under filmatisering av lektionen och intervjun, genomfördes dessa i ett avskilt klassrum, en “Datasal” som var tekniskt utrustad.
Min undersökning kan ses bestå av två typer av observationer. Första delen var när eleverna jobbar med uppgifterna som grupp och räknar och jämför resultaten på olika sätt. Den andra delen var att noggrant lyssna på när eleverna svara på mina frågor, hur de redovisade sina åsikter och tankar utifrån uppgifterna de hade fått och genomfört tillsammans i gruppen. Båda delarna dokumenterades med hjälp av Ipad.
Enligt Dalen (2008) är användningen ljudinspelning, när man genomför kvalitativa intervjuer, viktigt för att få med informanternas egna ord, för att kunna transkribera allt som eleverna har sagt, och ha tid att skriva det som sägs. annars kan det bli lätt att man missar de betydelsefulla sakerna som sägs eller inte lyssnar tillräckligt om man ska anteckna samtidigt som man genomför intervjun.
Efter att jag samlade in information och dokumenterat den på två Ipad, och transkriberat detta på min persondator, började jag analysen genom att titta på mina inspelade videor och transkribera allt som sades, samt skrev anteckningar om kroppsspråk och mimik.
Jag ville se om kunde leda till större dialog och därmed större möjligheter till inlärning och öka förståelsen av företeelsen eller problemet de skulle lösa i matematik. Genom att observera eleverna, spela in lektionen (I ljud och bild), titta på deras interaktion med varandra och deras interaktion med roboten kunde jag dra slutsatsen att tekniken har en framtid i klassrum miljön.
5.2 Etiska aspekter
För att kunna genomföra min studie och göra datainsamling i skolan, behövda jag att ta hänsyn till informationskravet, samtyckeskravet, konfidentialitetskravet och nyttjandekravet, som Vetenskapsrådet (2002) avkräver av sådana studier på skolan.
Efter att ha berättat för eleverna om min studie, vad den handlade om, syftet med denna, frågade jag vilka som ville delta i studien. Jag fick hjälp av min handledare att skriva en samtyckesblankett och gav detta till eleverna som är under 15 år gamla. Jag behövde även få föräldrarnas samtycke (bilaga 1). Innan intervjun, försäkrade jag mig om att eleverna var införstådda med att de var helt frivilliga deltagare i studien. De fick även information om att
21
de skulle få fingerade namn i rapporten så att de inte kunde bli igenkända, det för att läsarna skulle kunna se att uttalandena var hämtade från intervjuer med olika elever. Deltagarna fick också information om att filmen skulle raderas efter analysen.
5.3 Validitet
Validitet är viktig krav när det gäller hur man mättar kvaliteten i en undersökning vid två tillfällen, första när man utformar sin undersökning, jag menar alla olika moment som finns i utredningsprocessen, och det andra är när man utvärdera utredning (Mälardalenshögskola, 2021).
Jag var noggrann med att ha bra stämning under lektionen och valde börja med öppna frågor i intervjuerna, så eleverna kan känna bekväm. Samt hade relevanta frågor för min studie.
Därför validitet i min undersökning var tydlig synlig genom att skriva syftet av arbete, metoden som jag valde till genomförande. Och analys resultaten som jag fick , genom av mina observationer när eleverna räkna ut uppgifterna i grupper med LEGO-robot, och elevintervjuerna för att besvara forskningsfråga och syfte. I studien användande jag aktionsforskning för datainsamling, som har validitet som annan kvalitativ undersökning.
6. Resultat
I det här avsnittet redovisas resultaten från undervisningssekvensen i de tre elevgrupperna som deltog i undersökningen samt elevintervjuerna.
I min studie analyserades data baserat på tematisk analys. Enligt Braun och Clarke (2006) förklarar tematisk analys som sker genom att identifiera, analysera och rapportera teman inom data.
Jag analyserade det insamlade data genom att spela in lektionen (i ljud och bild), titta på inspelningen och skriva ner vad eleverna säger under lektionen och deras lösning på uppgifterna, förutom att spela in elevernas svar under intervjuer. Men leda ofta längre än detta och förklarar olika aspekter av forskningsämnet (Boyatzis, 1998).
Därefter kategoriserade jag mina observationer av eleverna och deras svar i intervjuerna under två huvudrubriker;
I den första rubriken (Resultat från undervisningssekvensen) som behandlas interaktionen mellan de tre viktigaste aktörerna, dvs., läraren, eleverna och roboten. Här visas elevens/elevernas möte med LEGO-roboten och vilken effekt den har för att väcka elevens intresse och förståelse för nya kunskaper.
I den andra rubriken (Resultat från fokusgruppsintervjuerna) som visas resultaten från intervjuerna med eleverna från samma grupparbete.
22 6.1 Resultat från undervisningssekvensen
I resultatsavsnittet redovisar jag för undervisningssekvensen. Avsnittet kommer att redovisas två huvudaspekter, den första aspekt är om hur kan användning av roboten kan påverka på eleverna, under olika underrubriker så som, robotens intresseväckande och glädjeskapande funktion, elevers interaktion med LEGO-roboten, sen kommer visa elevers interaktion med varandra och med mig som lärare. Och den andra aspekt om LEGO roboten som ett pedagogiskt stöd i grupparbete, och på slutet kommer jag pratar om LEGO roboten som inspiration i programmering.
6.1.1 Robotens intresseväckande och glädjeskapande funktion
Under undervisningssekvensen visade det sig att LEGO-roboten drog till sig elevernas uppmärksamhet och intresse.
I inledningen av lektionen för alla tre grupperna var de flesta eleverna nyfikna på LEGO- roboten:
När eleverna kommer in i rummet och sätter sig runt bordet dras deras blickar till roboten medan jag introducerar första uppgiften. En av eleverna försöker trycka på knappen och vill se hur roboten fungerar, dock lyssnar han samtidigt på mina instruktioner och nickar med huvudet när jag pratar om uppgifterna. (Lektion 2)
Eleverna ville gärna ta på eller hålla i roboten och genast sätta igång med det praktiska arbetet.
De pillade på roboten och försökte få den att fungera samtidigt som de diskuterade med varandra. Mycket tid gick åt till att svara på frågor kring hur roboten fungerade och vad den skulle kunna göra. Eleverna lyssnade också uppmärksamt när jag förklarade robotens funktioner, och då jag visade programmeringsprocessen och andra generella funktioner.
Roboten bidrog även till att skapa glädje och positiv energi i klassrummet:
Kajsa och Moa ler när de ser hur roboten kör på bordet för första gången.
Roni skrattar, sätter sig upphetsat upp och lägger händerna på bordet. (Lektion 1)
Under min VFU när jag förklarade en uppgift i matematik, noterade jag att vissa elevers uppmärksamhet kunde avta, kanske för att de då kände sig uttråkade. När roboten kom in i bilden märkte jag att elevernas fokus var lättare att hållas i längre tidsperioder.
Eleverna var ivriga att jämföra sina resultat. Ibland upprepade de uppgiften för att kontrollera resultatet och gav andra i gruppen chansen att pröva att använda roboten. Jag frågade eleverna vad de tyckte om att använda roboten i undervisningen och jag möttes av positiva svar:
Moa säger;” Jag har nu bra energi och känner att jag kan arbeta med fler uppgifter.”
Mohamed nickar på huvudet, och de andra ler. (Lektion 1)
Vid en annan tidpunkt med samma grupp, jag hade iakttagit händer under lektionen på min film;
23
Moa vill också prova och tar roboten för att mäta hur många varv den kan köra samt mäta hjulens omkrets. Hon jämför sedan resultaten med miniräknarens resultat. Pojkarna svarar direkt som om de har en tävling med varandra. (Lektion 1)
I tidigare undervisningsituationer, utan robot, märkte jag att vissa elever kunde ha svårt att hänga med i mina förklaringar. När jag förklarade ett begrepp på tavlan, så kunde de inte sitta still, utan satt och pillade med sina saker (pennor, hörlurar, … osv). Koncentrationssvårigheter kan vara indikera svårigheten att förstå eleven på grund av för svår kunskapsnivå på undervisningen. De kan inte förstå flera begrepp på samtidigr utan att tillämpa det i praktiken.
Under lektionen med roboten observerade jag dock att dessa elever var mer närvarande och kunde bättre ta till sig de begrepp som jag förklarade genom att diskutera med varandra, fördela uppgifter bland dem och jämför resultat. De arbetade så gott som alla koncentrerat, och visade engagemang:.
De frågade varandra “Har du räknat hur många varv robotens hjul snurrat?”
De kontrollerade sina resultat och tittade på varandra och frågade "vad fick du för resultat?”
När de sedan fick samma resultat visade de glädje.
Det visar att eleverna hade lust att lösa uppgifterna med hjälp av roboten. De dokumenterar och jämför sina resultat då de använt roboten men när de utfört en beräkning utan roboten är entusiamen för ämnet bortblost. Istället för att sitta stilla och inte bry sig om matte så deltar nu eleverna i större utsträckning, de är aktiva och vill lösa uppgifterna. Arbetet med roboten motiverar eleverna till att bli mer aktiva, lära sig mer matematik på ett för dem nytt och mer kreativt sätt.
6.1.2 Elevers interaktion med varandra och med mig som lärare
Jag genomförde introduktionerna för de tre lektionerna på lite olika sätt och kunde då observera att elevernas engagemang ändrades vid användning av olika strategier.
I de två första lektionerna förklarade jag olika begrepp vid olika moment, det vill säga jag förklarade ett begrepp i taget, som eleverna därefter fick undersöka praktiskt. Genom denna strategi fann jag att eleverna kunde hänga med mig i alla moment och lösa uppgifterna på ett bra sätt. En annan fördel var att eleverna inte tappade fokus.
Under den tredje lektionen valde jag att förklara alla begrepp i början på lektionen. Vid användning av denna strategi uppfattade jag att fler elever tappade intresset samt hade svårt att hänga med. I relation till de två första lektionerna uppfattade jag således att intresse och engagemang var större och gav eleverna en bättre möjlighet att faktiskt få lära sig de olika begreppen och dess innebörd.
I den tredje lektionen uppmärksammade jag ointresset genom att elever hade svårt att sitta still och störde under lektionspasset. Nedan följer ett utdrag från denna tredje lektion när jag förklarade begrepp omkretsen, rätvinklig triangel och Pythagoras sats i en följd:
Bella tittar ut genom fönstret (framför henne).
Abbe rör sig och kan inte sitta still, med pennan i sin hand.
Albin tittar in i kameran och ler.
24
Elvin och Tea bara lyssnar på min förklaring och tittar på tavlan. (Lektion 3)
Under den tredje lektionen kunde jag, i relation till ovan observation, se att eleverna lätt kunde bli uttråkade. En anledning till avsaknaden av intresset kan härledas till att eleverna fick ta emot alltför mycket information på en och samma gång.
Eftersom eleverna också går i åk 7 och jag valde att genomgöra lektionen grundat på ensidigt inlärning av begrepp som “Pythagoras sats”, vilket vanligen gemongås med åk 8 eller åk 9;
kan det ha varit alldeledes för svårt för sjuorna lära sig abstrakta begrepp som är en aning avancerade. Eleverna som har svårt med matematik observerade jag uppvisar liknande tendens, det blir svårt att fokusera om något upplevs som för svårt och krångligt. En annan var deras motivation när de började lösa uppgifter och kunde ”leka” med roboten, som var och förblev ett incitament för att fortsätta jobba målinriktad på lektionen.
6.1.3 LEGO roboten som ett pedagogiskt stöd i grupparbete
I början av lektionen var det lätt att identifiera vilka elever som hade enklast att ta åt sig kunskaperna och kanske till och med tillägna sig begrepperna snabbt i gruppen. Dessa elever utmärkte sig genom att visa på aktivitet, de satte genast igång arbetet och visade det genom att använda pennan och kladdpapper samt engagemanget i att ställa många frågor till mig.
Mindre motiverade elever satt istället tysta och lyssnade och använde inte penna och kladdpapper. De använde miniräknaren när de fick instruktioner av motiverade, självgående elever. Vissa elever satt och bara tittade på när andra elever utförde beräkningar.
Till exempel;
Jag förklarar hur och varför man räknar ut diametern av en cirkel. Louise (som är en motiverad tjej) räcker upp handen, hon skulle fråga mig om diameterns värde, men hon får svaret medan jag förklarar uppgiften.
Louise tar då pennan och säger till övriga i gruppen: ”Omkretsen för hjulen är = 3,14 gånger d”. Hon skriver formeln på pappret.
Ella gör beräkningen på miniräknaren.
Erik och Sara (mindre motiverade elever) sitter bara tittar på Louise och Ella. (Lektion 2)
6.1.3.1 Elevernas interaktion i grupparbete
Vad som framkom och som var genomgående för alla tre lektioner var att de flesta elever deltog och interagerade väl med varandra, med mig samt med tilldelade uppgifter. Efter att de fått uppgifterna med tydliga instruktioner fördelade eleverna själva arbetsuppgifterna mellan varandra i gruppen på ett sätt så att alla blev delaktiga i arbetet.
Mina observationer visar att elevernas kommunikation under grupparbetet till en början var fåordigt. Vissa av dem genomförde första uppgiften utan att samtala med varandra, medan vissa av dem gjorde ingenting:
Jag talar med eleverna om diameterns på robotens hjul, alla sitter still.
25
Albin tar direkt miniräknaren och beräknar omkretsen, sen tar Tea pennan och
kladdpappret och skriver. Abbe, Elvin och Bella tittar på Tea, medan Albin pratar med Tea om sitt resultat. (Lektion 3)
I allmänhet var de lite försiktiga till en början men allt eftersom lektionen pågick, ökade samarbetet och kommunikationen mellan eleverna.
Grupparbetet som arbetsform ger eleverna utrymme att kommunicera med varandra, det leder till att eleverna bland annat diskuterar, resonerar och argumenterar. De samtalar med varandra, lärde sig av varandra och kunde se vinsten i att arbeta tillsammans:
Albin ställerfrågana “är det fyra varv?… jag såg inte” till de andra eleverna
Abbe som försöker markera en startpunkt för roboten på pappret, men vet inte till en början hur han ska markera robotens hjulsvarar: “Jag vet inte”.
I samma stund märkerade jag att alla övirga elever vill hjälpa honom:
Albin och Elvin pekar med sina fingrar vart han ska markera på pappret, och Albin säger:
”Du ska rita ett streck från här punkten”
Abbe ler och säger: ”Jag kan inte rita.”
Tea ler: ”Du ska dra pennan från hit till dit”. och pekar på pappret och försöker ta pennan från Abbe och hjälpa honom. Hon håller pappret på ett sätt som gör att Abbe kan dra pennan på ett bättre sätt.
Abbe trycker på robotens knappen för att alla vill räkna än en gånghur många varv robotens hjul snurrar. Därefter markerar han slutpunkten och tar linjalen och mäter längden. (lektion 3)
I situationen ovan syns att eleverna kommunicerar med varandra för att lösa uppgiften.
Eleverna också visar och förklara för varandra för att gå vidare i deras lösning.
Tea: ”Svaret är 4 varv.”
Albin; ”Vänta…., hur räknar du omkretsen?”
Tea; ”Diameter för hjulen 5,6 …” så… 5,6 gånger 3,14 blir ungefär 17,6”
Abbe;” Jag mäter nu på pappret…., längden mmmm, jag behöver en till linjal,….. 17!”
Albin; ”Ge mig miniräknaren…., 4 varv”
Elvin kör roboten och räknar i huvudet, en, två , tre , fyra!
Albin ; ” Jag vill prova nu, min tur …” (Lektion 3)
Samtalet visar eleverna är bekväma i gruppen, men också att de är upptagna med att genomföra uppgiften och därmed delar de med sig utav sina kunskaper och färdigheter. I de grupper som var mer trögstartade än andra försökte jag att tilldela varje elev en unik uppgift för att uppmana till ansvarstagande och därigenom låta de känna att de var viktiga för att grupparbetet skulle lyckas.
26
Kajsa skrattar för att Mohamed inte kunde räkna på rätt sätt, men eleverna hjälper honom och säger exakt siffror och formel för att beräkna avståndet,
Kajsa;”omkretsen för hjulen är 3,14 gångar 5,6” (hjulens diameter)
Mohamed räkna med miniräknare och säger, Kajsa ler och säger, ”Nej gånger 50 inte 5,6
”(hon skojar med honom)
Roni säger” Omkretsen gånger 4 vad blir det!” Mohamed fortsätter slå in värden på miniräknaren och säger” 70,4”.
Roni skriver ner resultat på pappret. (Lektion 1)
6.1.3.2 Roboten som en motivationsfaktor i själva grupparbetet
Under grupparbetet kunde jag se engagerade och delaktiga elever och att LEGO-roboten var en viktig del i detta, förmodligen då de vill se om roboten hade rätt svar. En elev sa:“Vi är duktigare än en robot”. Detta uttalande visar att eleverna ville utmana roboten, de vill utmana sig själva, de vill vara smartare än roboten. De blev motiverande då de tillsammans kunde hitta rätt svar och lösa uppgiften.
Roboten gav eleverna möjlighet att utforska matematiska problem praktiskt genom att beräkna robotens omkrets på hjulen och med hjälp av detta få fram triangelns olika sidors längd. Roboten fungerade som en motivationsfaktor eftersom med hjälp av den kunde abstrakta begrepp synliggöras med lekfulla lösningsorienterade aktiviteter för eleverna.
Roboten visade sig således vara ett bra medel som fångar elevernas uppmärksamhet och motiverar de till att lära sig att lösa uppgifter på nya sätt.
Under de ca 30 minuternas grupparbete med användning av roboten kunde eleverna lösa flera uppgifter vilket indikerar ett bra arbetstempo och ökad fokus på uppgiften:
Moa: Jag har nu bra energi och känner att jag kan arbeta med fler uppgifter.
Mohamed nickar. (Lektion 1)
Utifrån mina observationer kunde jag notera att grupparbetet hjälpte de svagare eleverna genom att de fick delta i diskussioner och fick uppmuntrande kommentarer från klasskamraternaför sina insatser.
Mohamed som är en svagare elev , kunde inte beräkna omkretsen utan hjälp:
Kajsa skrattar för att Mohamed kunde inte räkna på rätt sätt, men eleverna hjälper honom och säger exakt siffror och formel för att beräkna avståndet,
Kasjas;”omkretsen för hjulen är 3,14 gångar 5,6” (hjulens diameter)
Mohamed räkna med miniräknare och säger vad Kajsa säger sa, Kajsa ler och säger, ”nej gånger 50 inte 5,6 ”(hon skojar med honom)
Roni;” omkretsen gånger 4 vad blir det!”
Mohamed fortsätter med miniräknare och säger;” 70,4”
sen skriver Roni resultat på pappret. (Lektion 1)
27
Utifrån resultaten fann jag att eleverna i gruppen lär av varandra, att roboten gynnar lärandet och att ett tillåtande klimat uppstår i klassrummet. Grupparbeten stärkte elevernas förmåga till dialog, de utbytte kunskaper, och de som förstod förklarade för dem som inte var med på noterna till en brjan. När lektionen var över hade alla i gruppen deltagit aktivt och i någon mån diskuterat matemtik i relation till uppgiften.
6.1.3.3 Grupparbete och hjälpmedel som ger en bra känsla
Att få känna positiva känslor i undervisningen är en viktig del för att ett lärande ska komma till stånd. Som jag tidigare har beskrivit så upplevdesrobot som ett positivt inslag. Men också arbetet i grupp skapade en bra stämning och eleverna uttryckte sina känslor i form av humor och glädje under lektionerna. De positiva känslorna gör det enklare att motivera eleven till att fortsätta med sina uppgifter på ett mer effektivt sätt, här kommer några exempel som visar det:
Bella börjar rita strecket
Abbe ler och säger till Bella “Du kan inte,... inte så snyggt”. Han knackar i bordet (som om han vill distrahera henne), men hon fortsätta dra linjalen vackert, alla elever i gruppen skrattar. (Lektion 3)
Vidare var nyfikenheten på roboten hos eleverna tydlig. De ville arbeta mer roboten för att utmana sig själva och ibland, när det blev fel, skrattade de och tyckte att aktiviteten var rolig:
Sara placerade roboten i motsatt riktning, och hon ser överraskad ut när då roboten kör tillbaka och backar istället. Hon skrattar åt händelsen och placerar sedan roboten i rätt riktning. (Lektion 2)
Kajsa och Moa försöker bestämma robotens startpunkt och stoppunkt på pappret.
Eleverna skrattar, för det visar sig att när Kajsa ska köra roboten så backar den. Hon placerar därefter roboten i motsatt riktning. (Lektion 1)
6.1.4 LEGO-roboten som inspiration för att lära sig programmering
Genom observationerna kunde jag se att LEGO-roboten inspirerade eleverna att vilja lära sig mer om programmering. I lektionerna fanns ett moment där eleverna fick lära sig hur man kunde koppla om roboten, samt programmera om den. Här tydliggjorde jag vilka kunskaper som behövdes för att göra detta med framgång:
Jag tar min dator för att visa eleverna hur man programmerar robotenoch vilket program som man behöver.
Eleverna tittar på mig och på datorskärmen och lyssnar uppmärksamt.
Erik lutar kinden i handen, lyssnar på vad jag säger, och nickar med huvudet. (Lektion 2)
I detta moment visade eleverna i alla tre grupperna stor nyfikenhet och intresse för själva programmeringen samt vilket material (USB kabel, olika typer av sensor av robot) och språk som skulle användas för att kunna utföra programmeringen av roboten.
