PC-spill kan gjøre algebra meningsfullt

Ark&App består av 12 casestudier. Sluttrapporten for det nest siste casestudiet som ser på læremidler og arbeidsformer i algebra på mellomtrinnet, er nå klar. Førsteamanuensis Margrethe Naalsund som har ledet forskningen forteller om arbeidet og resultatene.

- I denne casen fulgte vi en klasse på 5. trinn bestående av 23 elever gjennom tre uker med algebraundervisning. Vi har undersøkt hvordan klassen arbeider med matematisk kompetanse, forstått som begrepsforståelse, prosedyreferdigheter, anvendelse, resonnement og engasjement. Fra tidligere forskning vet vi at god læring i matematikk innebærer å utvikle disse fem delkompetansene i et tett samspill, sier Naalsund.

Ulike strategier for to ulike algebra-spill

En femtedel av undervisningstiden ble brukt til å spille to ulike algebra-spill på PC. Det ene spillet «Bike Racing Math Algebra Game» fra Math Nook er amerikansk og ligger gratis på internett (avbildet øverst i artikkelen). Det andre spillet er utviklet av et norsk forlag; «Symbolenes verden» fra Salaby. Analysene viser at disse to spillene skapte veldig ulike spillstrategier hos elevene, som igjen ga grunnlag for ulike læringsprosesser.

- Vi har særlig vært opptatt av å se hvordan ulike visuelle representasjoner legger til rette for en dypere og mer helhetlig forståelse av algebra på 5. trinn, sier Naalsund.

I spillet «Symbolenes verden» er tall og bokstaver i uttrykk erstattet med objekter som elevene kjenner, for eksempel jordbær og fly. Disse objektene inngår i et likningssystem med tre likninger og to variabler. Det er ingen tidsbegrensning i spillet, og det er heller ikke noe integrert konkurranseelement, men elevene sammenlikner underveis for å se hvor langt de er kommet i forhold til de andre. Det er såkalte «harde sperrer» for framdrift, det vil si at elevene ikke kommer videre til neste oppgave før de har lagt inn riktig svar på den foregående. Elevene brukte god tid på å resonnere og diskutere seg fram til en løsning. De brukte i hovedsak en prøve-og-feile-strategi basert på gjetninger ut fra «likningssystemene». Typisk gjettet elevene på verdiene for de to variablene basert på én av likningene og undersøkte etterpå om verdiene stemte på de andre likningene. Spillet åpner opp for flere løsningsstrategier. Ved å se, diskutere og operere med ulike framgangsmåter blir det mulig for elevene å se sammenhenger mellom fenomener og operasjoner, og det gir en dypere forståelse av fagstoffet. I motorsykkelspillet derimot, er tid og konkurranse sentrale faktorer. I dette spillet skal elevene finne verdien av én eller flere ukjente (avhengig av vanskegraden på spillet) i en likning. Elevene får fire svaralternativer. Velger de riktig verdi, går motorsykkelen raskere, velger de feil verdi, går motorsykkelen saktere. Målet er å komme først over målstreken og vinne løpet.

- Det er interessant å se hvordan dette spillet fremmet to ganske forskjellige aktiviteter som blir avhengig av vanskelighetsgraden i spillet, sier Naalsund og fortsetter: I de oppgavetypene elevene behersker er det lite prøving og feiling fordi elevene faktisk regner ut oppgaven. Når oppgaven derimot blir vanskeligere, velger de heller å gjette på en av de fire alternativene de får presentert. 

Gjør algebra mer meningsfylt

Ved hjelp av visuelle representasjoner jobbet elevene med avansert algebra for deres trinn. Likningssett med flere ukjente, representert ved algebraisk formelt språk, blir typisk presentert for elevene først i videregående skole. Med andre ord kan dette spillet bidra til å øve algebraisk resonnement som er viktig for å forstå variabelbegrepet og betydningen av uttrykk, likninger og funksjoner hvor variablene inngår. Mange elever opplever den formelle algebraen som meningsløs manipulasjon av symboler løsrevet fra virkeligheten. Aktivitetene som her er observert og beskrevet, kan bidra til å gjøre overgangen til symbolmanipulasjoner senere i skoleløpet enklere og gjøre dem mer meningsfulle.  

Analysene i dette prosjektet viser at elevene ikke bruker utregning når farten i spillet blir for stor, men gjetter relativt tilfeldig på et svar.

– Vi mener derfor å se at den typen spill med vekt på hurtighet og med en narrativ som er mindre relevant for temaet ikke bidrar til å øve et bredt spekter av matematiske kompetanser. Det er annerledes med oppgavene i «Symbolenes verden». Her får elevene bedre mulighet til å verbalisere og resonnere og får dermed større konseptuelt læringsutbytte, avslutter Naalsund.

Les hele rapporten om læremidler og arbeidsformer i algebra på mellomtrinnet her.