Grunnleggande algebra på yrkesfagleg utdanningsprogram i vidaregåande skule. Ein studie av læring og overføringsverdi med bruk av det digitale spelet Dragonbox i undervisning.

Abstract

Statistics reveal that 37 per cent of Norwegian students graduate from lower secondary school with either the lowest passing grade (2) or lower (1) in mathematics. International surveys such as PISA and TIMSS show poor Norwegian results in mathematics, especially in the discipline of algebra. The reasons for this are complex. Through the Norwegian education reform, Reform 94", all students were given the right to upper secondary education, regardless of academic level from lower secondary school. Therefore, a large proportion of students who start secondary education, have poor academic skills and established misconceptions within the field of mathematics. Students also struggle because of lack of motivation, low self esteem and negative attitudes towards mathematics. At the same time, algebra is a necessary and powerful tool within the field of mathematics which enables us to generalize, create models and solve advanced problems. Moreover, algebra is of vital importance within various branches of education and professional life. Algebra is expressed through a theoretical system of mathematical notations, which many students find quite difficult to understand. Inadequate skills within basic algebra may have negative consequences both for the individual involved and society as a whole. Accordingly, I see the need for effective teaching methods to teach students algebra in upper secondary school. The digital game Dragonbox has won international awards and is an interesting contribution to digital didactics and game-based learning, based on cognitive learning theory. Through an empirical research project, I investigated if this game may in fact facilitate improved learning outcomes within fundamental algebra, compared to traditional teaching. Thus, an intervention study is conducted in my own work place, a medium size Norwegian upper secondary school. 20 students from vocational education programmes were included in the group involved in the intervention study. The students in the test group were exposed to Dragonbox as part of the teaching, while the members of the control group were taught in a more traditional manner by means of blackboard teaching and learning, followed by problem-solving based on the textbook. The students' understanding of the topics in question was registered through quantitative methods, with a pre- and post- test, and analyzed using hypothesis testing with student t - test. In addition, the quality of the student's learning was analyzed qualitatively through my researcher's role as a participating observer. My hypothesis and research questions were discussed in relation to the factors that may influence the students' individual cognitive learning processes when using Dragonbox. Analysing my data, quantitatively reveals that using Dragonbox as part of the teaching of algebra does not give significantly better results than traditional teaching. The selection of informants is too limited to generalize beyond what has been revealed in this study. In fact, the outcome of this survey may have been different under other circumstances. This is in line with similar surveys conducted simultaneously. Still, the term learning" is a wider concept than the actual transferral of knowledge that can easily be measured through tests. Hence, through observation and theory, I found an array of teaching aspects that may in fact enhance student motivation and thereby defend the use of the digital game Dragonbox as part of the teaching: The game makes the students more active, it makes mathematical variables and terminology seem quite harmless, and may even give students a sense of mastery and increased belief in their own abilities. As a result, when used the right way, Dragonbox may be a teaching resources that increases the students' motivation and can therefore be an excellent supplement to more traditional teaching methods when working with algebra.

Statistikk av norske eksamensresultat viser at 37 prosent av elevane går ut av 10. klasse med karakter 1 eller 2 i matematikk. Internasjonale undersøkingar som PISA og TIMSS, viser svake norske resultat i matematikk, spesielt i algebra. Årsakene til dette er komplekse. Etter reform 94 fekk alle rett til vidaregåande opplæring, uavhengig av kva fagleg grunnlag dei har frå ungdomsskulen. Ein stor del av elevane som begynner på vidaregåande skule, har svak fagleg basiskompetanse og etablerte misoppfatningar i matematikk. Elevane har i tillegg utfordringar med låg motivasjon, nedsett tru på eiga meistring og negative haldningar til faget. Algebra er eit nødvendig og kraftfullt verktøy i matematikken, som gjer oss i stand til å generalisere, lage modellar og løyse avanserte problem. Det er grunnleggande viktig i mange høgare utdanningar og yrkesliv. Algebra er uttrykt i eit abstrakt symbolspråk med matematiske notasjonar som mange elevar finn vanskeleg å forstå. Manglande meistring i grunnleggande algebra gir negative konsekvensar både personleg og samfunnsmessig. Med dette som bakgrunn ser eg behov for effektive undervisningsmetodar for å lære elevane algebra i vidaregåande skule. Spelet Dragonbox har vunne internasjonale prisar og er eit interessant bidrag innanfor digital didaktikk og spelbasert læring, basert på kognitiv læringsteori. Med eit empirisk forskingsprosjekt, undersøkte eg om dette spelet kan auke læringsutbytet i grunnleggande algebra, samanlikna med tradisjonell undervisning. Ein intervensjonsstudie er gjennomført på eigen arbeidsplass, ein middels stor vidaregåande skule. 20 elevar frå yrkesfagleg utdanningsprogram var med i utvalet for sjølve intervensjonen. Testgruppa brukte Dragonbox som ein del av undervisningsopplegget, medan kontrollgruppa fekk tradisjonell undervisning med gjennomgang på tavla og påfølgande oppgåveløysing frå læreboka. Læringa vart registrert med kvantitativ metode, gjennom pre- og posttest, og analysert ved hjelp av hypotesetesting med student t-test. I tillegg vart læringa kvalitativt analysert gjennom mi forskarrolle som deltakande observatør. Hypotese og forskingsspørsmål er drøfta i forhold til kva faktorar som kan påverke elevane sine individuelle kognitive læringsprosessane i bruk av Dragonbox. Forskingsfunna mine viser at undervisning med Dragonbox ikkje ga signifikant betre læringsutbyte enn tradisjonell undervisning, ved kvantitativ analyse. Utvalet er for lite til å gjere generaliseringar utover desse elevane og resultata kunne ha vore annleis under andre forhold. Resultatet er støtta av liknande undersøkingar som er gjort i same tidsrom. På ei anna side er læring eit vidare omgrep enn direkte overføringsverdi. Gjennom observasjon og med støtte i teori, fann eg ei rekkje motiverande læringselement som kan forsvare bruk av det digitale spelet: Spelet gjer elevane aktive, det ufarleggjer variablar og bokstavuttrykk, og kan gi elevane ei kjensle av meistring og auka tru på eigne evner. Med reflektert og kritisk bruk, kan Dragonbox vere ein motiverande læringsressurs og eit godt supplement for læring av algebra - utan å kunne erstatte tradisjonell undervisning.