View/Open - Malmö högskola
Malmö högskola Lärarutbildningen Natur, miljö, samhälle Examensarbete 15 högskolepoäng, avancerad nivå Webbaserat frågesportsspel i kemiundervisningen Web based quiz game in chemistry education Leonard Ilanius Ämneslärarexamen med inriktning mot gymnasium, 90 hp Datum: 2015-06-19 Examinator: Jesper Sjöström Handledare: Per-Eskil Persson 2 Sammanfattning Informations och kommunikationsteknologier (IKT) används allt mer inom skolundervisningen. I detta studentinitierade utvecklingsprojekt har jag utvecklat ett webbaserat frågesportsspel där eleverna kunde spela mot varandra. Syftet var att göra lärandeprocessen mer lustfylld: “Playing is above all, a privileged learning experience” (Rosas et al., 2003). Den här studien innehåller ett försök till kvantitativ utvärdering av effekten spelandet på de deltagande elevernas resultat på nationellt prov i kemi 1 med hjälp av Student's t-test. Jag noterar också att eleverna föreföll att ha roligt medan de spelade. Nyckelord: datorspel, spel, kemi, inlärning 3 Förord För ett barn är ett sommarlov en lång tid, för den vuxne några snabbt förbiilande veckor. Människans förmåga till växande och mottaglighet för intryck och undervisning är störst när hon är ung. Insikten att den tiden bör förvaltas väl torde vara lika gammal som människan. En gammal bild liknar elever vid späda plantor som kräver vård och omsorg för att växa. Samtidigt är deras kraft stor och liknelsen omfattar även maskrosorna när de spränger igenom asfalt och sten. Människans lärförmåga är störst vid unga år; insikten att den tiden bör förvaltas väl torde vara lika gammal som människan. Tiden används ineffektivt när fokus och håg saknas; redan John Dewey kunde konstatera vilken kraftförlust och förvirring bristande fokus kunde medföra (Dewey & Sjödén, 1999, s. 167). I mitt pedagogiska kapital ingår en tidig bekantskap med hemdatorer med start första halvan av 80-talet. Dessa tidiga maskiner var trots, eller kanske tack vare sina begränsningar hyggliga pedagogiska redskap. Man kunde inte spela dagens uppslukande och tidskrävande spel, och inte heller kunde man koppla upp sig mot internet. Dessa begränsningar skapade ett ökat fokus på programmering och matematik. Datormaskinen kunde programmeras i BASIC (Beginners All Purpose Symbolic Instruction Code) eller i det hårdvarunära assemblerspråket som gjorde processorn med dess omkringliggande hårdvara helt tillgänglig. Med en eller två instruktionsböcker samt all tid i världen kunde jag på egen hand utforska möjligheterna att programmera datormaskinen att utföra arbete åt mig. För min del stannade det vid spelprogrammering som innehöll enkel animation. Hemdatorerna ökade snabbt i komplexitet och 6 år senare kunde jag fortfarande programmera i BASIC men arkitekturerna för hårdvara eller operativsystem började båda att bli ogenomträngliga. Jag var vad man i datorsammanhang kallar en cargo cult coder, det vill säga någon som skriver vissa rader kod för att uppnå ett resultat men utan djupare förståelse (Cargo cult programming, 2014). I efterhand kan jag se att min lekfulla hemdatorupplevelse tränade mig i konsekutivt logiskt tänkande samt även viss matematik till exempel talsystem, trigonometriska funktioner eller polynom, men även en smula språkvetenskap som inkluderade språkets rekursiva grammatik. Vad gäller stringent tänkande var BASIC interpretatorn en nitisk tjänare som bara accepterade perfekt input, så varje punkt eller komma räknades och båda var ytterst viktiga. I början upplevdes denna perfektion som overklig och jag misstrodde att den ens var möjlig. 4 Sedan insåg jag värdet av denna egenskap som hjälpte mig att renodla egna kodförslag vilka från början i regel innehöll många fel och oklarheter. Sista året på gymnasiet läste jag utökad kurs i psykologi. Jag minns att behaviorismen utmålades i dålig dager. Behavioristerna var reduktionister som enbart sysselsatte sig med de yttre mätbara fenomenen, en vetenskap i vilken människor reducerades till att blott svara på retningar. Eftersom psykologin hade haft en historiskt tung behavioristisk slagsida föreföll mig psykologin vara en obehaglig vetenskap. Jag frågade en lärare i anklagande ton om hur det förhöll sig i det psykologiska ämnet och fick till svar att man hade lämnat behaviorismen bakom sig. I inledningen till boken Cognition, education and education technology (Johansson & Gärdenfors, 2005) skriver redaktörerna att behaviorism är något man i utbildningskretsar inte vill bli associerad med, men noterar samtidigt att det mesta som produceras av mjukvara i utbildningssyfte följer Skinners grundsatser. Behaviorism i undervisningssammanhang tolkas a priori som något som är: liktydigt med lärande utan förståelse, lärarcentrerad undervisning, få möjligheter för nyfikenhet, individualitet, passivisering, reduktionistism samt konformism. Behaviorismens rötter kan spåras till en vetenskapsfilosofisk inriktning som oftast är förknippad med naturvetenskap, den så kallade logiska positivismen (Behaviorism, 2015). Inom denna epistemologi (kunskapsteori) är bara utsagor giltiga om de kan bekräftas logiskt eller empiriskt, det vill säga i det senare fallet om det går att mäta det utsagan handlar om. Kuriöst nog handlade mycket av Skinners ideer om att lösa just de nämnda problemen. Det är bara genom att stärka (önskade) responser som inlärning kan ske, och i en passiv inlärningssits finns det ingen respons att förstärka (Johansson & Gärdenfors, 2005). Av de ovannämnda skälen mot behaviorismen antar många som verkar inom de sociala vetenskaperna en skeptisk hållning gentemot kvantitativa metoder. De föredrar kvalitativa metoder vilka vilar på en annan vetenskapsfilosofisk inriktning – den så kallade hermeneutiken. För en mer ingående diskussion om och kring kvantitativa eller kvalitativa metoder hänvisas till inledningen av boken av Balnaves & Caputi (2001) eller kapitlet ”vad är vetenskaplig kunskap” i Bernt Gustavssons bok (Gustavsson, 2002). Många forskare är pragmatiska vid val av metod. Kvalitativa metoder är att föredra när man letar efter djup och mening, medan de kvantitativa är vanliga när man letar efter omfattning (antal, varians m.m.), eller vill testa en hypotes. 5 Enligt Sjøberg (2005, s. 31) är de grundläggande frågorna inom ämnesdidaktiken: Vad? Varför? Hur? Detta arbete bidrar till att besvara den sista frågan. Det webbaserade frågesportsspel som utvecklades för detta arbete kan utgöra ett behagligt komplement till den ordinarie undervisningen. Både för eleverna som spelar och läraren som eventuellt kan ägna sig åt annat medan spelet pågår. Föga kontroversiellt anmärker Sjøberg att det är lärandet som är målet, att det som en elev lär sig inte alltid är det samma som det en lärare undervisar, eller det som presenteras i en lärobok. Samma invändningar kan också riktas mot spelet som tagits fram i detta arbete. Jag ville i detta arbete ta reda på om spelet skulle vara till någon nytta för lärare eller elever på ett lätt igenkännbart sätt. Bättre resultat på prov föreföll vara ett enkelt kriterium, så för detta arbete föreföll det naturligt att välja en kvantitativ analysmetod där jag mäter genomsnitt med tillhörande standardavvikelser och tolka dessa med den i naturvetenskapliga sammanhang välkända metoden Student's t-test. 6 Innehållsförteckning Sammanfattning..........................................................................................................................3 Förord..........................................................................................................................................4 Innehållsförteckning....................................................................................................................7 1. Inledning.................................................................................................................................9 2. Syfte och frågeställning.........................................................................................................11 3. Teoretisk förankring och tidigare forskning..........................................................................12 3.1. Kognitiv belastning.....................................................................................................12 3.2. Om datorspel och inlärning.........................................................................................13 4. Metod och material...............................................................................................................17 4.1. Metod...........................................................................................................................17 4.1.1. Urval av elever.....................................................................................................17 4.1.2. Hur eleverna spelade............................................................................................17 4.1.3. Urval och utformning av frågor...........................................................................18 4.1.4. Statistisk utvärdering med hjälp av Student’s t-test.............................................18 4.2. Material........................................................................................................................20 4.2.1. Spelets utformning...............................................................................................20 4.2.2. Beskrivning av spelet...........................................................................................21 4.2.3. Spelets frågor.......................................................................................................22 4.2.4. Tekniska implementationsdetaljer.......................................................................24 4.4. Forskningsetiska övervägande.....................................................................................27 5. Resultat..................................................................................................................................28 5.1. Spelupplevelsen...........................................................................................................28 5.2. Spelomgångar..............................................................................................................28 5.2.1. Spelomgång 1......................................................................................................28 5.2.2. Spelomgång 2......................................................................................................29 5.2.3. Spelomgång 3......................................................................................................29 5.3. Mätdata........................................................................................................................30 6. Diskussion.............................................................................................................................32 7. Referenser.............................................................................................................................34 Appendix. Frågor till spelet.......................................................................................................38 7 8 A good way in a science lesson is to wait until some old fashioned like sulphurick acid etc. turns up. As per ushual science master, who not forward-looking sa: No boy is to touch the contents of the tube. Make up tube which look the same and place alongside acid. Master begins lesson drone drone drone. Sudenly you spring to feet with grate cry: ‘Sir Sir I can’t stand it any longer!’ Drink colored water and collapse to be carried out as if dead. n.b. if you make a mistake with this one you are still carried out as if dead and you are. (Willans & Searle, 1977, s. 71) 1. Inledning Informations och kommunikationsteknik (IKT) har blivit en viktig del av vår kultur och den har alltmer kommit att ersätta traditionella verktyg som papper och penna (Diaz, 2012, s. 83). Skolans digitalisering är en internationell trend (Valiente, 2010), och skolorna skall idag medverka till att eleverna blir digitalt kompetenta. Digital kompetens är en av EU:s åtta nyckelkompetenserna för att främja livslångt lärande (Skolverket, 2009). Den innebär säker och kritisk användning av informationssamhällets teknik samt grundläggande färdigheter i informations- och kommunikationsteknik. Denna strävan konkretiseras i Skolverkets styrdokument där IT-användningen till viss del är reglerad (Skolverket, 2010). Elever skall kunna ”använda modern teknik som ett verktyg för kunskapssökande, kommunikation, skapande och lärande” (kunskapsmålen i Lgr11, kap.2.2). Bland examensmålen av gymnasieskolans naturvetenskapsprogram står det att ”datainsamling och beräkningar i huvudsak sker med datorstöd. Förmågan att söka, sovra, bearbeta och tolka information samt att tillägna sig ny teknik är viktig för naturvetare och matematiker. Utbildningen ska därför ge god vana att använda modern teknik och utrustning” (Skolverket 2011, s. 47). Att använda IKT-verktyg i undervisningen kan ge många möjligheter, och bidrar till nya metoder i klassrummet som förbättrar undervisningen (Diaz, 2012). IKT gör att många elever upplever att de får större kontroll över undervisningsmaterialet då de kan anpassa innehåll och inlärningstakt (Dori et al., 2013; Passey et al., 2004; Becta 2003). IKT benämnes som en ny kommunikativ praktik, där verktygen kan bli bärare av kunskap som tidigare hade blivit internaliserade. Ett enkelt exempel på detta finner vi i kunskapen att ta kvadratroten av ett tal. Få människor idag behärskar denna konst annat än som en tangenttryckning på en räknare 9 (Säljö, 2000). Det förväntats att skolans digitalisering leder till bättre elevresultat eller måluppfyllelse, både kunskapsmässigt och kompetensmässigt (Grönlund, 2014; Hylén, 2013). IKT har mycket att erbjuda men kan också om den används på fel sätt göra mer skada än nytta då den splittrar och avleder elevernas fokus från det som är väsentligt. Exempel på skolmiljöer där eleverna tittar på Facebook eller Youtube istället för att använda datorerna till det som läraren har tänkt är vanliga (Fewkes & McCabe, 2012). Enligt Skolverket (2009, s.3) ”kan IT i sig inte förbättra elevernas lärande, däremot finns en stor pedagogisk potential om läraren har IT-kompetens och reflekterar över sin roll samt över hur undervisningen ska kunna utvecklas med ny teknik”. Ökad tekniknärvaro medför inte i sig bättre kunskapsutveckling (Håkansson, 2011, s. 43; Valiente, 2010). Medan det är sannolikt att negativa effekter som distraktion och stress uppstår i sammanhang med IT användning (Andersson et al., 2014) inträffar positiva effekter på elevers lärande däremot inte automatiskt (Grönlund, 2014; Skolverket, 2013). IKT är blott ett verktyg; ett verktyg som i oskickliga händer kan orsaka skada. God undervisning förblir god undervisning med eller utan teknologin; tekniken kan förstärka pedagogiken bara om lärarna och studenterna som använder tekniken använder den rätt. Rätt använd är tekniken inte ett självändamål utan bara ett nytt pedagogiskt verktyg för att uppnå lärandemål (Higgins et al., 2007, s. 217). En stor bidragande faktor till att elever tappar intresset för naturvetenskap är det repetitiva inslaget i skolarbetet (Osborne & Collins, 2000). Iden att skapa ett spel för att minska obehaget som drill och repetition har provats i många sammanhang (Egenfeldt-Nielsen, 2007). De flesta av oss har troligen erfarit hur mycket engagemang och fokus ett roligt spel kan skapa, och för en pedagog är tanken mycket lockande om man kunde använda spel för att framkalla ett liknande fokus och engagemang i olika läraktiviteter. Vid Malmö högskola, Lärarutbildningen, har det sedan år 2000 bedrivits forskning kring digitala simuleringsspels möjligheter att stärka elever/studenters lärande och kring möjligheterna att utnyttja spelen i undervisnings-sammanhang (Svingby, opublicerat manuskript). Spelet som utvecklats som en del av detta arbete är jämförelsevis enkelt och påminner mycket om Trivial Pursuit. 10 2. Syfte och frågeställning Syftet bakom detta arbete är att göra inlärning till en mer fokuserad och lustfylld upplevelse, samtidigt som en bättre uppfyllelse av inlärningsmålen uppnås. Frågeställningen i detta arbete var om det webbaserade spelet som utvecklats i detta arbete på ett positivt sätt kunde bidra till elevernas inlärning, och i så fall hur mycket? Jag sökte besvara frågan genom en jämförande kvantitativ studie av uppnådda poängresultat på nationellt prov i kemi mellan elever som spelade spelet och de som inte gjorde det. 11 I sin sanna mening är arbete och lek inte på något sätt varandras motsatser, som det ofta antagits; motsatsställningen är en följd av olyckliga sociala förhållanden Dewey (1999, s 149) On several measures — including family closeness, activity involvement, positive school engagement, positive mental health, substance use, self-concept, friendship network, and disobedience to parents — game players scored more favorably than did peers who never played computer games. It is concluded that computer games can be a positive feature of a healthy adolescence (Durkin & Barber, 2002, s. 373) 3. Teoretisk förankring och tidigare forskning Spel kan som bekant framkalla ett intensivt fokus och engagemang. Finns det en risk att man kognitivt överlastar eleven? Första delen i detta kapitel tar upp kognitiv belastning och den andra delen går igenom vad som har hänt på den didaktiskt relaterade spelforskningens område. 3.1. Kognitiv belastning Teorin om kognitiv belastning hämtar sin inspiration från biologi och datorvetenskap. En central ide är att förståelse handlar om att bygga upp scheman, en idé som påminner om Vygotskijs konstruktivism. All inlärning hanteras av ett korttidsminne först för att sedan i konstruerad (schema) form, lagras i långtidsminnet. En viktig observation är att människans kapacitet att hantera information är i korttidsminnet är begränsad (Sweller, 2011). Man har till exempel funnit att det är lätt för en föreläsare som använder multimodala presentationsverktyg som Powerpoint, Keynote eller Prezi att ge överflödig information, vilket kan orsaka kognitiv överlastning hos mottagaren vilket i sin tur kan resultera i ett minskat informationsflöde (Wecker, 2012). I ett datorspel är det mycket lätt att dosera hastighet och mängd information i form av bilder, ljud eller text som spelaren utsätts för. Datorspelet belastar spelaren med information som skall behandlas. För det mesta enkel 12 motorisk, emotiv information i form av audiovisuella stimuli. Vad som är kognitiv belastning varierar mellan åldersgrupper och individer. I kognitiv belastningsteori skiljer man på komplexitet som är intrinsikal och komplexitet som är extern (Sweller, 2011). Den intrinsikala har med ämnet att göra och efter att man har förenklat och anpassat framställningen så gott man kunnat kan man inte göra mer. Den externa däremot skall hållas till ett minimum. Den externa komplexiteten kan till exempel bestå av ovidkommande men roliga och säljande effekter som har med ljud och bilder att göra. I mitt datorspel har jag hållit den externa komplexiteten till ett minimum vilket man bland annat kan se av spelplanen i figur 1 och 2 i avsnitt 4.2.1 nedan. Som ett kuriosum kan nämnas att tillgången till internet och sökmaskiner som Google gör elever mindre benägna att lära sig och memorera saker. Att inte memorera är dock skadligt på flera nivåer. Hjärnan och minnet tränas i mindre utsträckning vilket försämrar intellektets prestationsförmåga (Sparrow et al., 2011). Ett spel med korta svarstider borde uppmuntra till viss innantillinlärning. 3.2. Om datorspel och inlärning I en studie av Rosas et al. (2003) menar man att lek/spelande är en priviligierad lärerfarenhet. Enligt Vygotski (1967) förhåller sig Spel (lek) och inlärning förhåller sig till utveckling på likartade vis. Spelet tillhandahåller en bakgrund (ofta påhittad) för barnets ändrade behov och vidgande medvetande. Spelet är en källa till utveckling och utgör en proximal inlärningszon. Spel innehåller ofta mer krävande (disciplinerande) aktiviteter än de som vanligen ingår i ett barns liv. Vygotskilj (1967) definierade spel som en frivilligt påtagen disciplin som förutsätter något slags mål. Målet kan vara att vara snabbast, räkna mest rätt, eller bara få flest poäng. Datorspel är idag en viktig del av de flesta barn och ungdomars fritid och har ökande betydelse för vår kultur i dess helhet (Squire, 2002; Jayakanthan, 2002). Tidigare avfärdades datorspel som slöseri med tid (Gee, 2007, s. 17), men vetenskapliga studier har visat att datorspel har en rad positiva läreffekter (Egenfeldt-Nielsen, 2007). 13 I en sammanfattning drar Squire & Jan (2007) slutsatsen, att forskningen kring spel och naturvetenskaplig undervisning visar, att spelen har en potential att hjälpa elever att utveckla naturvetenskaplig förståelse och ett positivt intresse för sådana frågor. Teorierna om spelrelaterat lärande är fortfarande under utveckling, men de handlar om en fruktbar kombination av antaganden om lärande som grundas i sociokulturell teori och i antagande hämtade från teorier om motivation. Från motivationsteoretiska utgångspunkter är spelens förmåga att engagera intressant. Ett framträdande kännetecken hos spel är deras kraft att få spelaren att anstränga sig under lång tid. Fenomenet har konstaterats tidigare i samband med studier av lek och spel och diskuteras teoretiskt av bland andra Huizinga (1998), Freitas & Maharg (2011), och Malone (1980). I inledningen till James Paul Gees bok What video games have to teach us about learning and literacy (2007) får vi veta att när en spelare lär sig att behärska ett spel medför detta att spelaren tar till sig semiotisk domän, vilket omfattar olika kompetenser inom spelets kontext vad gäller att tolka och reagera på bilder, symboler eller text. Enklare uttryckt en förtrogenhet med ord och begrepp i spelsammanhanget. Gee poängterar att ansträngningen att sätta sig in i ett datorspel är ett slags inlärning och noterar även att barn gillar svåra spel, och att intresset för ett spel avtog när det blev för enkelt. Gee jämförde med dagens skolor där den vanliga responsen på dåliga elevprestationer är att förenkla. Gee noterar också att ett spel med lyckad design gör spelare villiga att underkasta sig både tid och disciplin för att erövra (lära sig) spelets semiotiska domän och att det för en pedagog är intressant att veta vilka mekanismer speldesigners använder sig av för att framkalla engagemang och fokus. En sak som utmärker ett väldesignat spel är att det kan framkalla ett tillstånd som forskaren Csikszentmihalyi benämner ”flow”. Ett tillstånd som utmärkes av högt fokus och engagemang. Tillståndet uppkommer vid jämvikt mellan elevens färdigheter och de utmaningarna denne utsätts för (Csikszentmihalyi, 2014, s. 24). För att mångfalden av fakta skall stanna kvar hos eleven strävar vi efter vad man kallar djupinlärning. En engelsk site skriver så här om djupinlärning (Deep and Surface, 2014): ...deep learning involves the critical analysis of new ideas, linking them to already known concepts and principles, and leads to understanding and long-term retention of 14 concepts so that they can be used for problem solving in unfamiliar contexts. Deep learning promotes understanding and application for life. In contrast, surface learning is the tacit acceptance of information and memorization as isolated and unlinked facts. It leads to superficial retention of material for examinations and does not promote understanding or long-term retention of knowledge and information. Memorering är intimt förknippad med ytligt lärande, men det är inte alltid så. I en studie erhöll kinesiska elever goda studieresultat trots att en stor del av deras tid ägnades åt memorering. Denna observation ansågs först paradoxal. Efter en del funderande kom man fram till att den kinesiske studentens memorerande gjordes med intentionen att nå en djupare förståelse (Marton & Booth, 2000, s. 61). I litteraturen har jag hittat två två arbeten i vilka spel utvärderas med kvantitativa metoder. Den första studien av Rosas et al. (2003) i vilken 1274 elever ingick är utförd i Chile. De hade utvecklat en egen spelkonsol för distribution och användning av eleverna under en tid som i genomsnitt per elev omfattade 30 timmar. Studien ville undersöka effekten på lärande, motivation och dynamiken i undervisningen, och resultaten vad gäller eleverna utvärderades genom att studera testresultat. De erhöll gynnsamma resultat för inlärning vad gäller matematik, läsande och förståelse, men inte av den anledning som man kanske först hade förväntat sig då förbättringen gällde överlag de klasser som hade ingått i studien vare sig de spelade eller ej. Författarna till denna studie refererar till den så kallade Hawthorne-effekten (Clark, 2000) som en möjlig förklaring. Hawthorne-effekten föreligger när studien i sig utgör den signifikanta parameterna i ett försök. Till exempel på grund av att människor som vet att de blir studerade reagerar annorlunda. I den andra studien av Anneta et al. (2009) ingick 130 elever. I den studien spelade eleverna i par under en tid av nittio minuter. Eleverna filmades och elevernas aktivitet i klassrummet bedömdes systematiskt enligt ett i förväg bestämt schema där elevernas olika aktiviteter poängsattes. Spelet som utvecklades var visuellt komplicerat och innehöll för det genetiska ämnet ovidkommande detaljer såsom en bakgrundshistoria, en mordgåta och lite annat som troligen var på bekostnad av för genetikkursen relevant innehåll. I artikeln framgår att författarna anser att den sociala interaktionen är viktig. Elevurvalet var ett så kallat ”judgemental sampling”, det vill säga ett bekvämlighetsurval (Bhattacherjee, 2012) där lärarens bedömning fick påverka elevurvalet. För att etablera ekvivalens mellan experimentgruppen och kontrollgruppen tog man hänsyn till elevernas tidigare provresultat. 15 Man försökte även att kvalitativt uppskatta elevaktivitet och engagemang genom att studera videoinspelningar av elevernas klassrumsaktiviteter. Kontrollgruppen som inte spelade fick utföra en vanlig lektion. Man fann inte att gruppen som spelade fick bättre resultat än kontrollgruppen. Inte heller mellan elevernas engagemang och provresultat fann man någon korrelation. Spelet som presenteras i avsnitt 4.2 nedan försågs med faktafrågor och enkla tillämpningsuppgifter vilka skulle utföras under tidspress (se appendix nedan). 16 4. Metod och material 4.1. Metod Eleverna i klasserna Na1a och Te1a-c på en gymnasieskola i Lund skulle vid slutet av VT 2014 ha ett prov i Kemi 1 som utarbetats av Skolverket. Genom att jämföra resultaten hos de elever som spelat mitt spel en timme med de övriga som då fick utgöra kontrollgrupp var förhoppningen att en effekt skulle kunna urskiljas. Antalet elever som deltog i studien var 104 stycken, och av dessa spelade 35 medan de övriga 69 utgjorde kontrollgrupp. Med Student’s ttest undersöktes slutligen om en signifikant effekt kunde skönjas mellan spelande och ickespelande elever. En bra genomgång av Student’s t-test finner man på nätet (Student’s ttest 2015). 4.1.1. Urval av elever Eleverna deltog på frivillig basis vilket sannolikt introducerar ett systematiskt fel vad gäller den statistiska utvärderingen. Det går inte att utesluta möjligheten att de mer engagerade eller intresserade eleverna i högre antal kan tänkas ha varit mer benägna att prova spelet. För att locka frivilliga marknadsfördes spelet som en rolig och nyttig erfarenhet, det vill säga att den kunde hjälpa eleven att få bättre resultat på provet. Rent logiskt borde det senare argumentet ha tilltalat de svaga mer behövande eleverna, men kanske är denna logik för enkel. 4.1.2. Hur eleverna spelade Eleverna spelade i par. De fick själva välja vem de ville spela med. Tanken var att de kunde hjälpas åt att räkna och slå upp saker. Vid beräkning av en molekylvikt kunde till exempel elev A läsa upp atomvikterna för elev B som summerar dessa i räknaren. Det sociala är som angetts tidigare en viktig aspekt av spel (Gee, 2007; Malone & Lepper, 1987). 17 4.1.3. Urval och utformning av frågor För förberedande av frågor till spelsessionen fick jag en allmän beskrivning av en anställd kemilärare på skolan om vad som skulle ingå i det nationella provet. Följande delar uppgavs vara aktuella. • isotoper • pH • balansera reaktioner • räkna molmassor • skriva formler på jonföreningar Efter en studie av elevernas lärobok och dess frågor skapades ett antal frågor som berörde punkterna ovan. Frågorna måste, som anges ovan, stöpas i en form som gör att datorsystemet kan hantera dem. Viss eftertanke för att inte säga inspiration hos frågeställaren vad gäller utformningen av frågorna kan spela in. Frågeställarens utmaning blir då att hitta på bra frågor som skall kunna mynna ut i fleralternativsfrågor där rätt svar är ett av alternativen. Bra frågor är de som på ett tankeväckande, engagerande, och minnesvärt sätt knyter an till ämnet. Samtidigt skall frågorna vara lagom svåra och utmanande vad gäller elevens förmåga att under tidspress resonera utifrån tillgängliga fakta, eller elevens praktiska kompetens att rätt summera ihop en molekylvikt. 4.1.4. Statistisk utvärdering med hjälp av Student’s t-test I resultatdelen nedan vill vi utvärdera effekten av en spelomgång genom att se om vi kan spåra en påverkan av deras resultat på det nationella provet i Kemi 1. Ett sätt att utvärdera sådan påverkan är genom att ställa upp nedanstående nollhypotes. Vi vill bedöma sannolikheten för nollhypotesen, det vill säga att medelvärdet försöksgruppen är lika med värdet för kontrollgruppen, 18 för . Detta ställs upp som följande differens. Intuitivt kan man säga att ju större skillnaden är mellan differensen och noll desto mindre sannolikt är det att nollhypotesen är giltig. Man relaterar storleken på differensen till storleken av standardavvikelsen för nämnda differens, det vill säga differensen kan uttryckas som en multipel av standardavvikelsen. För beräkning av sannolikheterna av nollhypotesen i resultatdelen nedan har jag använt mig av kalkylprogrammet Libre Office som är ett Open Source program och som finns gratis tillgängligt för nedladdning på internet. Mera specifikt har jag valt att använda mig av funktionen TTEST som står för Students t-test (Students T-test, 2015). En vanlig metod för att utvärdera statistiska data och deras signifikans. För både och räknar funktionen TTEST ut standardavvikelser och gör det försiktiga antagandet att den bakomliggande variansen för de olika populationerna skiljer sig åt. Om värdet TTEST tar fram är mindre än 0.05, det vill säga mindre än 5% anses resultatet vara statistiskt signifikant. Vi kan se i tabell 2, avsnitt 5.3. Mätdata, att TTEST räknar ut ett värde som är mindre än 5% och som därför hade varit statistiskt signifikant om vi hade kunnat lita på att urvalet var slumpmässigt. Den valda parameteruppsättningen för TTEST i Libre Office var: Parametervärdet 1 betyder one-tailed, det vill säga att vi bara uppskattar sannolikheten att . Parametervärdet 3 anger att vi inte antar att den bakomligganden sanna standardavvikelsen för de två grupperna är identisk, och detta val gjordes i enlighet med rekommendation gjord av Ruxton (2006). 19 4.2. Material I detta arbete har jag skapat ett webbaserat spel som låter eleverna spela mot varandra. Spelets stora enkelhet och fokus har många avgränsningsfördelar. De korta frågorna som skall besvaras på kort tid medför att många frågor hamnar på faktakunskapsnivån. 4.2.1. Spelets utformning Spelet är webbaserad variant av Trivial Pursuit. De flesta frågor ligger nära det som lärs ut i kursen Kemi 1 på gymnasiet. Andra frågekategorier såsom fysik, matematik och biologi finns också. De andra kategorierna försöker i synergisyfte att ligga nära de kemiska frågorna. För exempel på frågor se appendix. Följande aspekter beaktades vid spelets utformning: ● Eleverna spelar både med och mot varandra, till exempel genom att vara uppdelade i lag som spelar mot varandra. Den sociokulturella ansatsen betonar värdet av social interaktion (Vygotsky, 1978). Jayakanthan (2002) noterar att förbättringar av prestation, deltagande och motivation har uppnåtts när två barn deltar i samma spel. ● Enkel design. Fakta portioneras ut i små fattbara mängder (få eller inga ovidkommande detaljer, se avsnittet ovan om kognitiv belastning). ● Ett visst inslag av slump är tänkt att minska den sociala stress som kan uppstå hos dem som inte lyckas så bra. ● Synergi. Frågorna designas med synergi i åtanke. Det kan till exempel vara så att biologiska, fysiska eller matematiska fakta kan väcka intresse för eller ha anknytning till kemi (som var i fokus för detta examensarbete). ● Lagom intensitet i spelet. Om eleverna engagerar sig intensivt medan de har frågan kan de koppla av och se på medan de andra lagen spelar. ● Elever kan lära sig genom att se hur andra spelare svarar. Det finns utrymme för samtal inom och mellan lagen. Det är önskvärt att elevernas röster får ta mera plats i 20 klassrummet (Dysthe, 2009) ● Ett roligt spel kan stimulera elever till att aktivt fråga efter kunskap inom ämnet för att lyckas bättre vid ett annat speltillfälle. ● Nyhetens behag. Spelet kan utgöra ett trevligt inslag i elevers utbildning en eller två lektionstimmar per termin. Sedan klingar förmodligen nyhetens behag av. ● Den korta svarstiden torde främja viss innantillinlärning (Sparrow et al., 2011). 4.2.2. Beskrivning av spelet Spelet börjar med att spelarnas markörer befinner sig i mitten av spelplanen. Ordningen i vilken spelarna loggar in bestämmer turordningen. När det är spelarens tur blinkar klockan rött och spelarens namn får en röd bakgrund (se figur 1). De rutor spelaren kan röra sig mot blinkar och spelaren flyttar mot vald ruta genom att klicka på den. När spelaren flyttar till den valda rutan producerar spelet en fråga som tillhör den kategori som svarar mot rutans färg. Spelaren får då en kort tid på sig (maximalt 1 minut) att besvara frågan genom att trycka på radioknappar. Varje gång spelaren svarar rätt får denne fortsätta att svara men frågetiden Figur 1. Spelplanen med två spelare inloggade. Figur 2. Spelplan med fråga. 21 minskar. Här är det meningen att eleverna skall samarbeta som de själva tycker är bäst när det gäller att besvara frågorna. Till utseendet påminner spelplanen om Trivial Pursuit. Den består av en mittpunkt, tre armar och en cirkulär länga för spelarna att ta sig fram. Vi har fyra olika färger på plan: gult, rött, blått och grönt, vilka i det här fallet respektive representerar ämnena: kemi, matematik, fysik och biologi. Tittar man noga efter ser man att färgerna förekommer olika mycket. Gult som representerar kemi förekommer oftast vilket är rimligt eftersom vi ville se om vi genom spel kunde påverka elevernas provresultat på det nationella provet i Kemi 1. Till skillnad från Trivial Pursuit så går inte spelarna ut när de har fyllt sin markör. Utan en spelomgång innehåller en fix uppsättning frågor och när dessa tar slut är spelet också slut. Spelarna får poäng för avklarade frågor. En rätt besvarad fråga ger en poäng oavsett frågans svårighetsgrad. 4.2.3. Spelets frågor Frågeurvalet omfattade 53 spridda över ämnena kemi, biologi, fysik och matematik där med några få undantag alla hade en mer eller mindre direkt koppling till kursen Kemi 1. Frågorna utgjorde nedslag som spände över många lektioner. Den totala tiden för en spelsession kunde vara maximalt 53 minuter, det vill säga en minut per fråga. Tittar vi närmare på frågorna i appendix finner vi enkla frågor vilka i varierande grad återspeglar Kemi 1:s kursinnehåll, som till exempel trivialnamnet för svavelsyra, de systematiska/rationella namnen för aluminiumsulfat, koksalt, glycerol med flera. Vi finner även enkla färdighetsfrågor som har med beräkningar av molekylvikter, koncentrationer, oxidationstal, pH samt balansering av ekvationer (stökiometri). En del frågor, till exempel de som kräver logaritmering eller exponentiering är exempel på tillämpad matematik så här samverkar ämnena med varandra. Andra frågor där kemin samverkar med andra ämnen är till exempel Fråga #42 i appendix. Frågan som rör halten av koldioxid i atmosfären torde tangera ämnena biologi och samhällsvetenskap till exempel vad avser växthuseffekten eller konsekvensen av att elda med 22 fossila bränslen. Fråga #53 gäller halveringstiden för kol 14 som är ett viktigt verktyg inom arkeologin för datering av biologiska kvarlevor. I tabell 1 som vi hittar på nästa sida ser vi en kort beskrivning av centralt innehåll i kursen Kemi 1. Det är inte svårt att se att man kan konstruera frågor som berör de flesta avsnitt, med reservation för avsnittet som heter Kemins karaktär och arbetssätt. En lärare kan stoppa in egna frågor efter behov. Det går att skapa frågor som i varierande grad utmanar elevernas kunskaper vad gäller det rent faktamässiga till olika grader av förståelse, färdighet eller förtrogenhet. Spelets tekniska begränsningar vad gäller frånvaron av bilder, det faktum att elever blott kan trycka på svarsknappar, det faktum att spelet (för att kunna fungera även som ett socialt verktyg) har en skarp och avtagande tidsgräns för hur mycket tid eleverna har för besvarandet av en fråga medföra att viss finurlighet kan krävas av läraren för ställandet av vissa frågor eller prövandet av vissa insikter hos eleverna. Frågor rätt ställda i undervisningssammanhanget torde kunna användas för att bygga upp eller i alla fall stödja uppbyggandet av mer sammansatt eller generell kunskap. Eftersom de olika lagen ser vad de andra lagen svarar kan de lära sig av de varandras svar. Även om svaren skulle vara fel kan eleven ändå lära sig något. Ett lag gissar till exempel felaktigt att trivialnamnet för H2SO4 är saltsyra. Alla lagen får då veta att trivialnamnet för H2SO4 är något av de andra alternativen svavelsyra eller ättiksyra. 23 Tabell 1. Kemi 1, 100 poäng. Centralt innehåll. Hämtad från Skolverkets hemsida (ingen årgång) Materia och kemisk bindning • Modeller och teorier för materiens uppbyggnad och klassificering. • Kemisk bindning och dess inverkan på till exempel förekomst, egenskaper och användningsområden för organiska och oorganiska ämnen. Reaktioner och förändringar • Syrabasreaktioner, inklusive pH-begreppet och buffertverkan. • Redoxreaktioner, inklusive elektrokemi. • Fällningsreaktioner. • Energiomsättningar vid fasomvandlingar och kemiska reaktioner. Stökiometri • Tolkning och skrivning av formler för kemiska föreningar och reaktioner. • Substansmängdsförhållanden, koncentrationer, begränsande reaktanter och utbyten vid kemiska reaktioner. Analytisk kemi • Kvalitativa och kvantitativa metoder för kemisk analys, till exempel kromatografi och titrering. Kemins karaktär och arbetssätt • Vad som kännetecknar en naturvetenskaplig frågeställning. • Modeller och teorier som förenklingar av verkligheten. Hur modeller och teorier kan förändras över tid. • Hur problem och frågor avgränsas och studeras med hjälp av kemiska resonemang. • Det experimentella arbetets betydelse för att testa, omvärdera och revidera hypoteser, teorier och modeller. • Planering och genomförande av experiment samt formulering och prövning av hypoteser i samband med dessa. • Utvärdering av resultat och slutsatser genom analys av metodval, arbetsprocess och felkällor. • Ställningstagande i samhällsfrågor utifrån kemiska modeller, till exempel frågor om hållbar utveckling. 4.2.4. Tekniska implementationsdetaljer Spelet är specifikt utvecklat för nätläsaren Chrome. Att utveckla ett spel som hade fungerat på alla nätläsare hade inneburit merarbete utan att egentligen tillföra något. Informationen om de olika spelarna samordnas på en serverdator. Serversidan är kodad i skriptspråket Perl. 24 Skriptspråket Javascript används för att hantera enkel animation och användarinput hos klienten (nätläsaren). För lagring av tillståndsvariabler och frågor användes filsystemet hos serverdatorn. Internetdomänen http://chempur.lgwa.net används för att peka mot serverdatorn. En förfrågan från en klient behandlades av serverdatorn på 20 millisekunder. Klienterna är programmerade att skicka en förfrågan per sekund, det vill säga klienten “frågar” serverdatorn efter information om de andra spelarnas status. Om alla klienter frågade snällt i tur och ordning skulle upp till 50 klienter kunna hanteras per sekund. Det är dock mer realistiskt att förfrågningar från klienterna kommer slumpvis med en sannolikhet som är proportionell mot antalet klienter. Vid hög belastning föreligger därför risk för “trafikstockning” och för att slippa hantera sådant har antalet spelare för experimenten till den här uppsatsen begränsats till åtta stycken. Vilka frågor som kan ställas beror på tekniken som är tillgänglig. Tekniken är enkel. Frågor matas in via ett administrativt gränssnitt som är speciellt anpassat för kemisk nomenklatur. En så kallade kontextbaserad fråge-editor har skapats för denna undersökning. En typisk fråga i den kemiska kurslitteraturen kan till exempel skrivas så här Ange molekylvikten för MgCl2 _ (g/mol) Notera dels att formeln för magnesiumklorid skrivs direkt utan att tvåan underjusteras, och dels understrecket som kommer efter formeln. Systemet igenkänner viss kemisk nomenklatur och justerar därför formeln för magnesiumklorid så att den presenteras snyggt för spelaren. Understrecket är frågeinmatarens sätt att tala om för systemet att här skall ett flervalsalternativ presenteras för spelaren. Se figur 2 ovan för ett exempel på hur flervalsalternativen presenteras. I ett annat fält i editorn anger frågeinmataren svaret som är 95,211 g/mol och systemet använder den informationen för att bereda ett flervalsalternativ där det rätta svaret kan befinna sig på någon av positionerna ett till och med fyra. 25 Figur 3. Kontextbaserad editor för frågeinmatning. I query fältet matas frågan in. I query preview fältet kan man se hur frågan kommer att se ut när den presenteras i en spelomgång. 26 4.4. Forskningsetiska övervägande Eleverna deltog på frivillig basis. De informerades i förväg om att undersökningens syftade till ta reda på om spelet kunde vara ett verktyg vid undervisning. De fick också veta att deras deltagande och resultat inte skulle framkomma i någon rapport. Detta i enlighet med de principer som formulerats av Vetenskapsrådet för humanistisk-samhällsvetenskaplig forskning (2015). Principerna är sammanfattade i följande fyra punkter. ● Informationskravet: Eleverna informerades om undersökningens syfte och tillvägagångssätt. ● Samtyckeskravet: De gjordes medvetna om att deltagandet var frivilligt. ● Konfidentialitetskravet: Det klargjordes att samtliga namn, både på elever och skola, kommer att avidentifieras i rapporten. ● Nyttjandekravet: All information från undersökningen får endast användas för forskningssyfte. 27 5. Resultat Resultaten är uppdelade i en initial subjektiv betraktelse och en beskrivande del där jag statistiskt mäter och utvärderar resultaten i form av påverkan på poängtal på nationellt prov. 5.1. Spelupplevelsen Jag kunde från min plats vid katedern eller när jag gick bland eleverna se att eleverna var fokuserade att de tyckte att det var roligt och att det förekom social interaktion då de samtalade inom och mellan grupperna - den splittrade uppmärksamhetens hållning var alltså frånvarande. Vid ett spontant samtal med några elever fick jag veta att tempot kunde höjas. 5.2. Spelomgångar Försöken omfattade tre spelomgångar. Förutsättningarna varierade en smula och i resultatdelen nedan förekommer en diskussion om variationernas möjliga påverkan av resultaten. 5.2.1. Spelomgång 1 Vid den första testgenomgången hade vi ett elevunderlag för vilka gällde att de ● blev undervisade av lärare I ● var naturvetarelever spridda över två olika inriktningar och två olika ingångsår ● spelade två veckor innan det nationella provet i kemi Eleverna delades upp på två spelkartor. På den första kartan spelade tre lag mot varandra, och på den andra kartan spelade två lag mot varandra, vilket tillsammans gjorde 10 elever. Vid 28 testet tog en tjejgrupp över helt och de två andra grupperna som bestod av pojkar på den spelkartan tappade intresset efter tjugo minuters spelande präglat av relativt sett mindre grad av framgång. Dock, den grupp som lyckades sämst spelade sedan på egen hand och svarade då rätt på 31 av 36 frågor. Några elever ville spela mer men den tilldelade tiden hade tagit slut. På grund av ett mindre fel fick spelet avbrytas i förtid för två grupper; bägge grupperna gjorde bra ifrån sig, och en deltagare påpekade att en fråga var fel, vilket hon hade rätt i. 5.2.2. Spelomgång 2 Vid den andra spelomgången hade vi ett mer homogent underlag av elever för vilka gällde att de ● blev undervisade av lärare D ● var teknologelever ● hade samma ingångsår ● spelade en vecka innan det nationella provet i kemi För att motverka att en grupp dominerar en spelsession infördes regeln om avtagande tidsvinst. Tidigare hade ett riktigt svar gett frågan tillbaks och 60 sekunder ny tid. Den nya tiden minskades enligt följande: 60, 40, 33, 30, 28 för att stanna vid 28 sekunder. I den andra spelomgången deltog 11 elever från klass Te1a. De utgjorde fem grupper med två spelare vardera (ett lag innehåll 3 elever). Dessa grupper var jämnare matchade. I den här spelomgången gav blankfrågan poäng, och spelarna fick fortsätta spela. 5.2.3. Spelomgång 3 Vid den andra spelomgången hade vi ett likartat elevunderlag som för spelomgång 3. För dessa gällde att de ● blev undervisade av lärare D 29 ● var teknologelever ● hade samma ingångsår ● spelade en vecka innan det nationella provet i kemi En liten justering gjordes av en fråga; blankfrågan gjordes om till nitlott. Genom att införa ett slumpmoment var tanken att man kunde motverka att somliga lag alltför mycket skulle dominera spelet, eftersom nitlotten tvingade laget att lämna frågan vidare. Fjorton elever från klass Te1c deltog. 5.3. Mätdata Totalt spelade 35 elever medan 69 elever utgjorde kontrollgrupp. En mindre variation vad gäller försöksbetingelserna berodde på: att eleverna hade olika lärare, ett mindre fel i spelets program, samt en mindre förbättring i spelalgoritmen efter första spelomgången, och en trivial justering av en fråga (av 53) efter den andra spelomgången. Jag valde att dela upp uppvärderingen i två grupper. Jag samlade ihop elevernas resultat på det nationella provet i Kemi 1, och beräknade medelvärden och standardavvikelser såsom angivits i avsnitt 4.1.4. Statistisk utvärdering med hjälp av Student's t-test. Nedan har vi i tabellform medelvärdena för de olika elevgrupperna. I tabell 2 har vi resultaten från den första spelomgången och i tabell 3 har vi resultaten för de andra och tredje spelomgångarna. Vi ser att för spelomgångarna två och tre med de betingelser som är ovan angivna erhåller vi ett resultat som kan vara statistiskt signifikant, se avsnitt 6 nedan för diskussion av resultat. 30 Tabell 2. Spelomgång 1. Klass: Na1a. Lärare: I. Siffrorna efter anger standardavvikelser Siffror inom parentes anger antalet provresultat som bildade underlag för medel och standardavvikelse. “Na1a 13 14” betyder att gruppen innehåller elever med startår 2013 och 2014. “Na1a 13 14 och Id” betyder att även eleverna med idrottsinriktning ingår. Den sista kolumnen ger sannolikheten för nollhypotesen, det vill säga sannolikheten att medlet för deltagarna minus medlet för icke-deltagarna är lika med noll. Deltog Na1a 13 14 20,6 9,38 (10) Na1a Id Na1a 13 14 och Id 20,6 9,38 (10) Deltog ej P(olika varians, 17,9 7,5 (7) 0,26 ( ej signifikant) 21,4 8,06 (20) 20,5 7,93 (27) ) 0,49 ( ej signifikant ) Tabell 3. Spelomgång 2 och 3. Klass: Te1a, Te1ab och Te1c. Lärare: D. Siffrorna efter anger standardavvikelser. Siffror inom parentes anger antalet provresultat som bildade underlag för medel och standardavvikelse. Den sista kolumnen ger sannolikheten för nollhypotesen. Deltog Te1a, Te1ab & Te1c 21,3 5,2 (25) Deltog ej P(olika varians, 17,9 0.022 (signifikant !) 31 7,7 (35) ) 6. Diskussion Det ansågs a priori självklart innan testerna gjordes att spelet skulle ha en positiv inverkan. Ett tyckande som grundade sig på det naiva förmodandet att all exponering för ämnet som skall läras ut är bra. Däremot föreföll det tveksamt om så lite som en timmes speltid kunde utöva en mätbar påverkan på provresultatet. Samma tvivel gav även Annetta et al. (2009) uttryck för då deras elever sammanlagt spelade 90 minuter. De gör följande reflektion: ”Due to the relatively short intervention period it may not be surprising that statistically significant differences in the cognitive assessment used in this study were not found” (ibid., s. 79). Kursen Kemi 1 innehåller hundra lektionstimmar och sedan tillkommer tid läxarbeten och eventuell frivillig tid eleven lägger ned på ämnet. Å andra sidan är datorspelet en ny sorts exponering inför ämnet och om exponeringen görs strategiskt inför ett kemiprov skulle det kunna åstadkomma en mätbar påverkan av provresultaten. Som angetts ovan var elevurvalet i detta arbete inte slumpmässigt eftersom deltagandet var frivilligt. Urvalet är ett så kallat bekvämlighetsurval (Bhattacherjee, 2012). Om vi använder alla Na1a elever som inte spelade som kontrollgrupp märker vi ingen effekt av spelandet. Om vi bara använder de sju eleverna från “Na1a 13 14” som kontrollgrupp finner vi en effekt och att sannolikheten för att nollhypotesen skulle vara giltig sjunker till cirka 26%, det vill säga fortfarande en bra bit över 5%-gränsen under vilken vi anser sannolikheten signifikant låg. Vi beaktar vidare följande: ● spelomgång ett var ej fullständig ● spelomgång ett ägde rum två veckor innan slutprovet i kemi varför eventuell effekt av en timmes spelande i en kurs som omfattar hundra timmar troligvis har klingat av Vi noterar att om vi behandlar alla de Na1a elever som ej spelade som referensgrupp kan vi säga att elevurvalet trots dess frivilliga komponent sannolikt inte har lett till snedvridning av resultatet på grund av att flitigare eller duktigare elever i större utsträckning har deltagit i spelandet (korrelativ effekt). Detta är inte en osannolik slutsats. I studien av Annetta et al. (2009) där man på likartat sätt använde sig av ett bekvämlighetsurval och där man försökte påvisa en kvantitativ påverkan av provresultat som kunde härledas till datorspelande, fann man ingen korrelation mellan elevaktivitet och provresultat. 32 Rosas et al. (2003) fann att alla som hade deltagit i de skolor där deras spel testades fick bättre resultat än de externa kontrollgrupperna, det vill säga elever i de skolor där spelen testades. I denna studie blev eleverna i klass Na1a Id ej tillfrågad varför de kan sägas utgöra en extern kontrollgrupp. I denna studie fick den externa kontrollgruppen bättre resultat än eleverna som spelade i klass Na1a 13 och 14, dock inte i någon statistiskt signifikant mening. Någon Hawthorne-effekt har därför ej kunnat observeras i denna studie. Tittar vi på resultatet från grupp två, teknologeleverna, som spelade en vecka innan centralprovet finner vi att sannolikheten för nollhypotesens giltighet är låg, omkring 2,2% vilket utgör en stark statistisk signifikans. I resultatdelen ovan noterade jag att eleverna tyckte att spelet var roligt. En del av nöjet i att spela kan, som tidigare har noterats, bero på att spelet inbjuder till social interaktion (Gee, 2007; Malone & Lepper, 1987). Från en lärares perspektiv är det glädjande att notera att den sociala interaktionen är fokuserad i linje med ämnet. Den sociala interaktionen ger eleverna kunskap om sina och andras kunskapsnivåer inom ämnet. En avslutande fråga är hur mycket av kunskaperna som stannar i eleverna minne. Fler försök behöver göras innan man kan bilda sig en uppfattning om detta. Hur mycket av en kemikurs innehåll kan man stoppa in i spelet? Svaret på den frågan torde till stor del bero på hur kreativ frågeställaren är. Beroende på frågornas kvalitet skulle spelet som tagits fram i detta arbete troligen kunna fungera som en komponent i en lärares pedagogiska verktygslåda. 33 7. Referenser Andersson, A., Hatakka, M., Grönlund, Å. & Wiklund, M. (2014) Reclaiming the students : coping with social media in 1: 1 schools. Learning, Media and Technology, 39, 37-52. Annetta, L. A., Minogue, J., Holmes, S. Y., & Cheng, M. T. (2009). Investigating the impact of video games on high school students’ engagement and learning about genetics. Computers & Education, 53(1), 74-85. Balnaves, M., & Caputi, P. (2001). Introduction to quantitative research methods: An investigative approach. London: SAGE. Becta (2003). What the research says about using ICT in science. Hämtad 2015-05-18 från http://webarchive.nationalarchives.gov.uk/20130401151715/http://www.education.gov .uk/publications/eOrderingDownload/15015MIG2801.pdf Behaviorism. (2015). Wikipedia, The Free Encyclopedia. Hämtad 2015-05-22 från http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Behaviorism&oldid=663478367 Bhattacherjee, A. (2012) Social Science Research: Principles, Methods, and Practices. Textbooks Collection. Book 3. Hämtad 2015-05-22 från http://scholarcommons.usf.edu/oa_textbooks/3/?utm_source=scholarcommons.usf.edu %2Foa_textbooks%2F3&utm_medium=PDF&utm_campaign=PDFCoverPages Clark, D. (2000). Hawthorne effect. Hämtad 2015-05-23 från: http://www.nwlink.com/~donclark/hrd/history/hawthorne.html Cargo cult programming. (2014). Wikipedia, The Free Encyclopedia. Hämtad 2015-05-18 från http://en.wikipedia.org/w/index.php? title=Cargo_cult_programming&oldid=637526815 Csikszentmihalyi, M. (2014). Applications of Flow in Human Development and Education: The Collected Works of Mihaly Csikszentmihalyi. Springer: Dordrecht. Deep and Surface Approaches to Learning (2014). Hämtad 2015-05-18 från http://exchange.ac.uk/learning-and-teaching-theory-guide/deep-and-surfaceapproaches-learning.html Dewey, J. & Sjödén, N. (1999). Demokrati Och Utbildning. Göteborg: Daidalos. Diaz, P. (2012). Webben i undervisningen: digitala verktyg och sociala medier för lärande. Lund: Studentlitteratur 34 Dori J. Y., Rodrigues S., Schanze S. (2013). How to promote chemistry learning through the use of ICT. In Eilks, Ingo, and Hofstein, Avi (Eds.), Teaching Chemistry - A Studybook. Rotterdam, NLD: Sense Publishers Durkin, K & Barber, B. (2002). Not so Doomed: Computer Game Play and Positive Adolescent Development. Journal of Applied Developmental Psychology 23(4), 373-92. doi: 10.1016/S0193-3973(02)00124-7 Dysthe, O. (2009). Det flerstämmiga klassrummet: Att skriva och samtala för att lära. Lund: Studentlitteratur. Egenfeldt-Nielsen, S. (2007). Att skapa ljuv musik: Det pedagogiska användandet av datorspel. In J. Linderoth (Ed.), Datorspelandets dynamik. Lund: Studentlitteratur Fewkes, A.M. & McCabe, M. (2012). Facebook: learning tool or distraction?, Journal of Digital Learning in Teacher Education, vol. 28, nr. 3, 92. Freitas, S. de., & Maharg, P. (2011). Digital games and learning. London: Continuum International Pub. Group. Gee, J. P. (2007). What video games have to teach us about learning and literacy. New York: Palgrave Macmillan. Grönlund, Å. (2014). Att förändra skolan med teknik: bortom ”en dator per elev”. Örebro: Örebro universitet. Gustavsson, B. (2002). Vad är kunskap?: En diskussion om praktisk och teoretisk kunskap. Stockholm: Myndigheten för skolutveckling. Higgins, S., Beauchamp, G., & Miller, D. (2007). Reviewing the literature on interactive whiteboards. Learning, Media and Technology, vol. 32, 213-225. Hylén, J. (2013). Digitalisering i skolan – en kunskapsöversikt. Ifous rapportserie 2013:1. Stockholm: Ifous och FoU Skola/Kommunförbundet Skåne Huizinga, J. (1998). Homo ludens: A study of the play-element in culture. London: Routledge Håkansson, J. (2011). Synligt lärande Presentation av en studie om vad som påverkar elevers studieresultat. Stockholm: Sveriges kommuner och landsting Jayakanthan, R. (2002). Application of computer games in the field of education, The Electronic Library, vol. 20, nr. 2, 98-102. Johansson, P. & Gärdenfors, P. (2005). Introduction to Cognition, Education and Communication Technology. In Johansson, P. & Gärdenfors, P. (Eds.), Cognition, education, and communication technology. London: Lawrence Erlbaum Malone, T.W. (1980). What Makes Things Fun to Learn? Heuristics for Designing Instructional Computer Games. In 3rd ACM Symposium on Small Systems, 162– 35 169. New York: ACM Press Malone, T. W., & Lepper, M. (1987). Making learning fun: A Taxonomy of Intrinsic Motivation for Learning. In Snow & Farr (Eds.), Aptitude learning, and instruction. London: Lawrence Erlbaum Associates Publishers. Marton, F. & Booth, S. (2000). Om lärande. Lund: Studentlitteratur Osborne J., Collins, S. (2000). Pupils’ and parents’ views of the school science curriculum. School Science Review 82(209), 23-31 Passey, D., Rogers, C., Machell, J. And McHugh, G. (2004). The motivational effect of ICT on pupils. Research Report RR523. Lancaster: Lancaster University Rosas, R., Miguel N., Patricio C., Vladimir M., Mónica C., Patricia F., Valeska G.,Francisca, L., Ximena L., Verónica L., Patricio R., and Marcela S. (2003). Beyond Nintendo: Design and Assessment of Educational Video Games for First and Second Grade Students. Computers & Education 40(1), 71-94. Ruxton, G. D. (2006). The unequal variance t-test is an underused alternative to Student's t-test and the Mann-Whitney U test. Behavioral Ecology, 17(4), 688-690. doi:10.1093/beheco/ark016 Sjøberg, Svein (2005). Naturvetenskap som allmänbildning - en kritisk ämnesdidaktik. Lund: Studentlitteratur. Skolverket (ingen årgång). Ämne – Kemi . Hämtad 2015-05-20 från http://www.skolverket.se/laroplaner-amnen-ochkurser/gymnasieutbildning/gymnasieskola/kem? tos=gy&subjectcode=kem&lang=sv&coursecode=kemkem01#anchor_kemkem01 Skolverket (2009). Redovisning av uppdraget att bedöma verksamheters och huvudmäns utvecklingsbehov avseende IT-användningen inom förskola, skola och vuxenutbildning samt ge förslag på insatser. Hämtad 2015-05-20 från http://www.skolverket.se/publikationer?id=2244 Skolverket (2010). Redovisning av uppdrag om uppföljning av IT-användning och ITkompetens i förskola, skola och vuxenutbildning. Hämtad 2015-05-20 från http://www.skolverket.se/publikationer?id=2373 Skolverket (2011). Läroplan, examensmål och gymnasiegemensamma ämnen för gymnasieskola 2011. Hämtad 2015-05-20 från http://www.skolverket.se/publikationer?id=2705 Skolverket (2013). It-användning och it-kompetens i skolan. Hämtad 2015-05-20 från http://www.skolverket.se/publikationer?id=3005 36 Sparrow, B., Liu, J. & Wegner, D. M. (2011). Google effects on memory: Cognitive consequences of having information at our fingertips. Science, 333. Squire, K (2002). Cultural Framing of Computer/Video Games. The International Journal of Computer Game Research, vol. 2 nr. 1. Hämtad 2015-05-19 från http://gamestudies.org/0102/squire/?ref=HadiZayifla Student's t-test. (2015). In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Hämtad 2015-04-28 från http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Student%27s_t-test&oldid=659608142 Säljö, R. (2000). Lärande i praktiken – ett sociokulturellt perspektiv. Stockholm: Prisma Sweller, J. (2011). Cognitive Load Theory. In Mestre, J. P., & Ross, B. H. (Reds). The psychology of learning and motivation: Cognition in education. San Diego, CA: Elsevier. Valiente, O. (2010). 1-1 in Education: Current Practice, International Comparative Research Evidence and Policy Implications. OECD Education Working Papers, No. 44. Paris: OECD Publishing. Vetenskapsrådet (2015). Forskningsetiska principer. Hämtad den 23 april 2015. http://www.codex.vr.se/texts/HSFR.pdf Vygotsky, L. S. (1967). Play and Its Role in the Mental Development of the Child. Journal of Russian and East European Psychology, 5(3), 6-18. doi: 10.2753/RPO1061-040505036 Vygotskiĭ, L. S., & Cole, M. (1978). Mind in society: The development of higher psychological processes. Cambridge: Harvard University Willans, G., & Searle, R. (1977). Down with skool!: A guide to skool! London: Fontana Wecker. C. (2012). Slide presentations as speech suppressors: When and why learners miss oral information. Computers & Education, 59, 260-273. 37 Appendix. Frågor till spelet Nedanstående frågor gavs till eleverna. Frågorna är angivna nedan såsom de skrevs in i den kontextbaserade editorn. En del HTML kod har för att underlätta läsning rensats bort. Syntaxen med ‘|’ och ‘_’ är bibehållen. ‘_’ understreck anger platsen där flervalsalternativet som beräknas som en spridning utifrån angivet svar skall placeras. Med ‘|’, stuprör, kan man i frågetexten ange svarsalternativen på den plats för flervalsalternativen skall presenteras, se figur 2 ovan. 1. Trivialnamnet för H2SO4 är svavelsyra|saltsyra|salpetersyra 2. Balansera ekvationen: CH3COOH + _ H2O <=> _ CH3COO- + _ H3O+ 3. En eukaryot cell till skillnad från en prokaryot cell <br>har en cellkärna _ 4. Logaritmfunktionen används inom kemin vid pH beräkningar. Vilket värde har log 10 ? _ 5. Kraft är en vektorstorhet vilket betyder att den <br>både har storlek och riktning. _ 6. Alla atomer med undantag av väteatomen består av <br>protoner, neutroner och elektroner. _ 7. Det systematiska namnet för Al2(SO4)3 är aluminiumsulfat|vätesulfat| aluminiumhydrat 8. Det systematiska namnet för CuCO3 <br>är kopparkarbonat|kopparnitrat| kopparsulfat 9. Om [H+] = 0.1 följer att pH = _ . 10. Vilken är molekylvikten för MgCl2 _ (g/mol) 11. Det rationella namnet för <br>koksalt är natriumklorid|natriumsulfat| natriumhydroxid 12. Det rationella namnet för sprit är etanol|diesel|bensin 13. Det rationella namnet för glycerol(glycerin) är propantriol|propanone| divätekarbonat 14. Det rationella namnet för vatten är diväteoxid|väteperoxid|väteoxid 15. Ett mättat kolväte har inga dubbel- eller trippel-bindningar _ 16. Propan har 3 kolatomer _ . 17. I vilken förening har kolet oxidationstalet +IV CO2|CH4|CH2O . 18. Vilken Formel har bariumnitrat Ca(NO3)2|Ba(NO3)2|Na(NO3) . 19. Den empiriska formeln (tex C6H12O6 för socker) anger det relativa antalet atomer av olika slag i ett ämne. _ 38 20. Balansera _ KOH + _ HNO3 => _ KNO3 + _ H2O . 21. Om [H3O+] = 0.0050 mol/dm<sup>3</sup> Då är pH = _ . 22. Är nedanstående reaktion en oxidation eller en reduktion? 2Cu + O2 -> 2CuO Svar: oxidation|reduktion . 3423. Är nedanstående reaktion en oxidation eller en reduktion? I2 + 2e- -> 2I- . Svar: oxidation|reduktion 24. Reaktionen: Au+ -> Au+3 + 2eär en oxidation|reduktion . 25. Du tillsätter en sockerbit som väger 1.5 g till ditt kaffe (En kopp kaffe rymmer cirka 0.2 dm3). Molmassa för socker är 251.2 g/mol. Beräkna sockrets koncentration i kaffet. Svar: _ mol / dm3. 26. Man löser 50,0 g kaliumnitrat (KNO3) i vatten och späder lösningen till 250 cm3 . <br>Koncentrationen av av kaliumnitrat blir då _ mol/dm3 . 27. En isotop är en variant av ett grundämne _ . 28. Ett grundämnes isotoper har samma mängd protoner och olika mängd neutroner _ . 29. Ett grundämne kan bara ha ett visst antal neutroner _ . 30. Tritium och deuterium är isotoper av grundämnet väte _ . 31. En exiterad atom har fått en elektronstruktur som skiljer sig från den med lägst energi. _ . 32. En amfolyt är en molekyl som beroende på omgivning kan fungera som bas eller syra. Svar: _ . 33. Molekylvikten för Cl2 är _ (u). 34. Molekylvikten för Na är _ (u). 35. Balansera reaktionen. _ C4H10 + _ O2 => _ CO2 + _ H2O . 36. Balansera reaktionen då kalium tillsätts vatten. 2K(s) + _ H2O => _ K+ (aq) + _ OH- (aq) + H2 (g). 37. Om en kemisk reaktion avger energi säger man att den är: endoterm| exoterm 38. Oups! Blankkort. Frågan går vidare. :-( . 39. Om [H3O+] = 4,5.10<sup>-9</sup> mol/dm3 vad är pH = _ 40. Vid upphettning av svavelkis i luft bildas järn(III)oxid enligt reaktionsformeln: 4FeS2 (s) + 11 O2 => 2 Fe2O3 (s) + 8 SO2 (g)<br>Hur många gram FeS2 behövs för att framställa 300 g Fe2O3 ? <br>Svar: 500|540|580 (g). 41. Om man späder en sur lösning till dubbla volymen ökar pH med 0.3. _ 42. Livets viktigaste kolkälla koldioxid (CO2) har en förekomst om _ % i atmosfären. 43. Föreningen H3PO4 har trivialnamnet fosforsyra|svavelsyra|saltsyra . 44. Joner som I- , Cl- , Br- slutar alla med ändelsen -id. Ändelsen avslöjar att jonen har en negativ laddning. Svar _ . 45. Salter är på sätt och vis "oändliga molekyler" så för dessa kan man inte skriva en molekylformel. Däremot kan man skriva formelenheten 39 som anger förhållandet mellan de olika jonslagen. Svar _ . 46. Den positivt laddade jonen H+ kallas vätejon, medan den negativt laddade H- kallas hydridjon _ . 47. Sammansatta joner består av mer än ett grundämne, till exempel karbonatjonen, CO3-. Namn på sammansatta joner med negativ laddning har ofta ändelsen -at eller -it. Svar _ . 48. Joner med laddning större än +3 eller mindre än -3 är vanliga. Svar _ . 49. Citronsyra utvinnes bland annat ur omogna citroner. Dess kemiska formel är C6H8O7 . Vilken är dess molekylvikt? Svar: _ 50. Vilket av ämnena är det starkaste reduktionsmedlet: kalium|natrium| zink| magnesium . 51. log 20 = 1,30|1,40|1,20 log 10 = 0,80|1,00|1,20 log 2 = 0,25|0,30|0,40 52. log 20 = 1.30|1.41|1.21 log 10 = 0.81|1.00|1.22 log 2 = 0.25|0.30|0.41 53. Kol 14 har halveringstiden 5730 år. Hur mycket återstår av ett gram kol 14 efter 17190 år?<br>Svar: 0.250|0.125|0.080 (g). 40
© Copyright 2024