BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Børne- og Undervisningsudvalget 2019-20
BUU Alm.del
Offentligt

Digitala lärresurser i

matematikundervisningen

Delrapport skola

Skolforskningsinstitutets

systematiska översikter

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Digitala lärresurser i matematikundervisningen

Delrapport skola

Projektgrupp:

Johan Wallin, fil.dr (projektledare)

Elín Hafsteinsdottír, fil.dr

Johan Samuelsson, docent

Eva Bergman

Maria Bergman

Sara Fundell

Agneta Gulz, professor, Filosofiska institutionen vid Lunds universitet och Institutionen för datavetenskap vid

Linköpings universitet (extern forskare)

Ola Helenius, fil.dr, Nationellt centrum för matematikutbildning vid Göteborgs universitet (extern forskare)

Anette Jahnke, fil.dr, Nationellt centrum för matematikutbildning vid Göteborgs universitet (extern forskare)

Ola Helenius och Anette Jahnke har deltagit som en part i arbetet med att granska forskningslitteratur i de delar

där krav på oberoende har ställts.

Externa granskare:

Björn Berg Marklund, fil.dr, Institutionen för informationsteknologi, Högskolan i Skövde

Johan Lithner, professor, Institutionen för naturvetenskapernas och matematikens didaktik, Umeå universitet

Grafisk form: FamiljenPangea och Skolforskningsinstitutet

Omslagsfoto: Anna Hedman

Tryck: Lenanders Grafiska AB, Kalmar, 2018

ISBN: 978-91-984382-8-4 (tilltryck)

ISBN: 978-91-984383-0-7 (tilltryck pdf)

Citera denna rapport: Skolforskningsinstitutet.

Digitala lärresurser i matematikundervisningen.

Delrapport skola.

Systematisk översikt 2017:02 (1/2). Solna: Skolforskningsinstitutet.

©Skolforskningsinstitutet

www.skolfi.se

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Skolforskningsinstitutet verkar för att undervisningen i förskolan

och skolan bedrivs på vetenskaplig grund. Det gör vi genom att

- sammanställa forskningsresultat, och

- bevilja forskningsmedel för praktiknära forskning.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Förord

Skolforskningsinstitutet har i uppdrag att göra forskningssammanställningar som rör

undervisningsnära frågor. Det gör vi bland annat i form av så kallade systematiska

översikter. Uppdraget knyter an till skollagens krav på att förskolans och skolans ut

bildning ska vila på vetenskaplig grund.

Digitala lärarresurser i matematikundervisningen

är institutets andra översikt och

har producerats parallellt med den första. Tillsammans bryter de ny mark beträffande

vilken typ av forskningsbaserade underlag som erbjuds svenska förskollärare och

lärare som stöd i deras viktiga arbete. Många fler kommer att följa.

Översikten är baserad på 85 studier vilket är att betrakta som mycket i dessa sam

manhang. Vi har valt att presentera den i två delar, en för förskolan och en för skolan.

Att producera systematiska forskningsöversikter är ett omfattande arbete. Många

personer med olika kompetenser är involverade. Att göra något första gången erbjuder

också särskilda utmaningar. Jag vill därför börja med att tacka samtliga mina medar

betare som alla på olika sätt bidragit i detta arbete. Särskilt tack naturligtvis till projekt

gruppen med Johan Wallin som projektledare. Och till de tre externa forskarna i pro

jektgruppen, Agneta Gulz, Lunds och Linköpings universitet, Ola Helenius, Göteborgs

universitet och Anette Jahnke, Göteborgs universitet, som medverkat i alla led som rör

det vetenskapliga arbetet: urval, granskning, analys och syntesarbete, samt författande.

Institutet är helt beroende av gott samarbete med externa forskare knutna till varje

översikt. Stort tack för att ni steg ombord på detta projekt och följde med hela vägen!

Utöver dessa vill jag tacka Björn Berg Marklund, Högskolan i Skövde och Johan

Lithner, Umeå universitet, för granskning och många kloka synpunkter på ett manus

som då började närma sig en färdig översikt.

Vi har också haft god hjälp av följande lärare som varit referenspersoner: Nicholas

Geber, Annika Linell, Annika Perlander, Johanna Rahm och Magnus Sjölander. Ni

ingår också i Skolforskningsinstitutets Försöksverksamhet och kommer med tiden att

pröva delar av översikten i era egna verksamheter. Det blir spännande att följa.

Det är roligt att denna översikt kommer i anslutning till regeringens digitaliseringsstrategi

för skolväsendet där man bland annat lyfter fram vikten av att lärare ska ha kunskap och

mandat att avgöra när och hur digitala verktyg ska användas för att stärka lärandet.

Min förhoppning är att just denna översikt ska ge förskollärare och lärare, men

även andra som på olika sätt är involverade i barns och elevers matematikutveckling,

både karta och kompass i en terräng som kanske är svåröverskådlig men där spän

nande möjligheter kan dölja sig under varje sten och bakom varje träd!

Skolforskningsinstitutet, november 2017

Lena Adamson ,

myndighetschef

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Att utveckla undervisningen med

stöd av systematiska översikter

Arbetet med en systematisk översikt innebär att sammanställa och analysera stora

mängder forskning inom ett väl avgränsat område i syfte att besvara en på förhand

specificerad frågeställning. Resultatet ska utgöras av den bästa tillgängliga internatio

nella forskningen på området vid den tidpunkt då översikten framställs.

En systematisk översikt utmärks av öppet redovisade och strukturerade metoder

för att identifiera, välja ut och sammanställa forskningsresultaten. Syftet är att mini

mera risken för att slump eller godtycklighet ska påverka resultaten. Det ska också

vara möjligt att följa och värdera arbetet som lett fram till urvalet av forskning och

sammanställningen av resultaten. Den som läser en systematisk översikt ska själv ha

möjlighet att ta hänsyn till ytterligare forskning som eventuellt har tillkommit efter att

översikten har genomförts, och som kan komplettera slutsatserna.

Skolforskningsinstitutets systematiska översikter är i första hand till för förskollärare

och lärare. De riktar sig naturligtvis också till skolledare och alla andra beslutsfattare

som på olika sätt kan främja goda förutsättningar för att bedriva skolans undervisning

på vetenskaplig grund.

Begreppet vetenskaplig grund syftar på resultaten från vetenskapliga studier. Det kan

handla om ämnesinnehåll, men också om vad den senaste forskningen säger om hur

man bäst undervisar inom just detta ämnesområde. Det är det sistnämnda som är Skol

forskningsinstitutets uppdrag. Våra systematiska översikter ska bidra till forsknings

baserad kunskap inom undervisning som kan underlätta för de verksamma att

• utveckla och förbättra metoder och arbetssätt

• utveckla förmågan att göra professionella bedömningar i relation till barns

och elevers utveckling och lärande.

Här är det viktigt att påpeka att institutets översikter inte är manualer som ska föl

jas till punkt och pricka. Forskningsbaserad kunskap är ett viktigt redskap för hög

kvalitet i undervisningen, men det är alltid bara ett av flera beslutsunderlag. En lokal

anpassning måste alltid ske när dessa resultat integreras i den egna undervisningen.

Här är den enskilde förskollärarens eller lärarens kunskaper, erfarenheter och bedöm

ningsförmåga, tillsammans med behoven hos barn eller elever, de två andra grund

läggande och nödvändiga komponenterna för att undervisningen ska bli av högsta

kvalitet. Värt att minnas är också att metoder och arbetssätt, som även om de visat

sig vara mycket välfungerande i många studier, alltid är beroende av den allmänna

undervisningskvaliteten.

Skolforskningsinstitutets översikter kommer att ha olika karaktär beroende på vil

ken sorts forskning som ligger till grund. Därmed kan användningen också se olika ut.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

I vissa översikter finns generella slutsatser som sammanfattar det fullständiga forsk

ningsläget. Då måste vi ha i åtanke att även om en viss undervisningsmetod har visat

sig ge goda effekter i en forskningsstudie är det inte alls säkert att resultaten blir lika

goda när de ska användas i ett annat sammanhang. Vi måste också tänka på att när ett

medelvärde i en grupp höjs, så är det just ett medelvärde där några ligger över och några

ligger under. Klassen kan alltså höja sitt medelvärde inom ett kunskapsområde med det

nya arbetssättet, men enskilda elever kan fortfarande behöva andra insatser. Detta berör

spänningsfältet mellan gruppen och individen i lärarens uppdrag. Att använda ett väl

beforskat arbetssätt, som i studier visat sig fungera för många elever, kan föra gruppen

framåt samtidigt som läraren får mer tid för att enskilt anpassa undervisningsmetoder

för det fåtal elever som behöver detta.

I andra översikter kan resultaten snarare likna en mosaik där många studier till

sammans ger en fördjupad förståelse inom ett visst undervisningsområde, samtidigt

som någon av de enskilda ingående studierna kan ge mer konkreta exempel på hur ett

moment kan behandlas.

I ytterligare andra översikter kan resultaten bidra till utvecklingen av det profes

sionella språket inom ett visst undervisningsområde, vilket i sin tur kan bidra till en

mer avancerad kommunikation i kollegiet.

Slutligen, god undervisningskvalitet bör i grunden bestå av precis samma grund

läggande komponenter som god forskning, alltså ha tydliga mål för vad som ska uppnås,

relevanta metoder, kritisk reflektion och kollegial granskning; allt för att veta mer om

vilka resultat – elevernas utveckling och lärande – som uppnås, varför dessa uppnås och

hur man kan utveckla och förbättra dessa resultat.

Arbetsgången för Skolforskningsinstitutets

systematiska översikter

Figur 1. Arbetsgång

Behovsinventering

och förstudie

Frågeställning

Litteratursökning

Relevans- och

kvalitetsbedömning

Data- och resultat-

extraktion

Sammanställning

av resultat och

slutsatser

Säkerställande av vetenskaplig kvalitet och relevans

VII

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Nedan beskriver vi de olika stegen i arbetsgången kortfattat. För en ingående beskrivning

av metod och genomförande för denna systematiska översikt, se kapitel 5 Metod och

genomförande.

Behovsinventering och förstudie

Syftet med behovsinventeringarna är att ringa in undervisningsnära ämnesområden där

behovet av vetenskapligt grundad kunskap bedöms vara stort. Identifierade områden

utreds sedan vidare inom ramen för förstudier.

Frågeställning

Utifrån resultaten från förstudien och i samråd med de ämnesexperter som knyts till

projektet formuleras översiktens frågeställning. För att precisera denna och ge vägled

ning för de kommande databassökningarna formuleras tydliga kriterier som måste

uppfyllas av de studier som inkluderas i översikten.

Litteratursökning

Sökningen efter forskningslitteratur görs framför allt i internationella forskningsdata

baser, med hjälp av söksträngar. En söksträng är den instruktion, i form av en kom

bination av ord, som matas in i en databas. Söksträngarnas utformning avgör vilka

studier som fångas och utgör därför en nyckelfaktor för översiktens kvalitet.

Relevans- och kvalitetsbedömning

De studier som fångas bedöms mot bakgrund av översiktens frågeställning. Först bedöms

relevansen, dvs. om studierna anses kunna bidra till att besvara översiktens frågeställning

eller ej. Därefter granskas studiernas vetenskapliga kvalitet. Endast studier som bedöms vara

relevanta och som håller tillräckligt hög kvalitet i förhållande till översiktens frågeställning

inkluderas i översikten.

Data- och resultatextraktion

De ingående studiernas resultat extraheras och analyseras.

Sammanställning av resultat och slutsatser

Här sammanställs de ingående studiernas resultat till en helhet för att ge en djupare för

ståelse. Tillvägagångssätten kan variera bland annat beroende på översiktens frågeställning

och vilken typ av forskning som ingår i översikten. Utifrån sammanställningen dras se

dan slutsatser. Dessa svarar på översiktens frågeställning och ska kunna ligga till grund för

professionella bedömningar i praktiken.

VIII

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Arbetet bedrivs i projekt i vilka flera olika kompetenser finns representerade. Målet är att

presentera så opåverkade svar på översiktens frågeställning som möjligt. Arbetet känne

tecknas av utpräglad systematik och transparens.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Sammanfattning

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Sammanfattning

Denna systematiska översikt sammanställer forskning om digitala lärresurser för att ut

veckla barns och elevers kunskaper i matematik. Forskningen spänner över förskolan

till och med gymnasieskolan och anknyter specifikt till matematikundervisningen. I

denna rapport redovisas översiktens resultat för grund och gymnasieskolan.

De digitala lärresurser som studeras erbjuder alla en interaktivitet. Det betyder att

eleverna är aktiva i relation till lärresursen i själva undervisningssituationen.

De frågor som besvaras i rapporten är:

•

Vilka effekter har matematikundervisning med digitala lärresurser på

elevers kunskaper i matematik?

Vad kan förklara om en matematikundervisning med digitala lärre-

surser har effekt eller inte på elevers kunskaper i matematik?

Översikten har sin bakgrund bland annat i lärares frågor om huruvida undervisning

med hjälp av digitala lärresurser kan påverka elevers kunskapsutveckling.

Digitala lärresurser i grund- och gymnasieskolan

Det vetenskapliga underlaget består av 75 studier. Endast två studier är gjorda i Sverige,

men alla studier berör ett matematikinnehåll som är relevant för den svenska skolan.

Upp till och med årskurs 6 dominerar digitala lärresurser med fokus på området tal och

taluppfattning, men det finns studier som behandlar annat innehåll, till exempel algebra

eller geometri. I högre årskurser är det vanligaste innehållet algebra samt samband och

förändring.

När det gäller matematiska förmågor är det många digitala lärresurser som foku

serar på begrepps och proceduranvändning, men även bland dem kan ofta också

aktiviteter som involverar andra förmågor adresseras, såsom problemlösnings och

resonemangsförmåga.

Vi har kunnat identifiera fem olika huvudkategorier av digitala lärresurser för matema

tikundervisning i grund och gymnasieskolan:

– Uppgifter:

lärresurser som levererar matematikuppgifter tillsammans med

vägledning eller individanpassning. Uppgifterna och vägledningen regleras i

många fall utifrån hur användaren presterar.

– Objekt:

lärresurser med vilka matematik och matematiska objekt, till exempel

geometriska former, kan representeras genom att utnyttja det digitala mediet.

– Spel:

lärresurser som utnyttjar spelmekanismer såsom uppdrag, utmaningar,

belöningar och tävlingsmoment för att förmedla ett ämnesinnehåll. Spel

XII

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

karaktäriseras ofta av lekfullt utforskande inom ramen för en berättelse.

– Verktyg:

lärresurser som har tagits fram i ett annat syfte än för att bedriva

undervisning, men som kan användas i matematikundervisningssammanhang,

till exempel ett kalkyl eller grafritande program.

– Kurspaket:

lärresurser av ett mer omfattande slag som kan innehålla flera

funktioner och beröra många matematikområden. Ofta är kurspaketen tänkta att

användas som ett komplement under en längre tid, till exempel under en hel

årskurs. I vissa fall handlar det om undervisningspaket som består av olika

kombinationer av digitala lärresurser och tryckt material samt lektionsupplägg,

lärarhandlingar och kompetensutveckling för lärarna.

Kategorierna är inte exakta och det finns överlapp mellan dem. Vid kategoriseringen

strävade vi efter att hitta en huvudmekanism för lärresursen i fråga.

Undervisning med digitala lärresurser kan ha positiva effekter

Genomgången visar tydligt att det går att konstruera digitala lärresurser som kan använ

das för att utveckla många olika matematiska förmågor, i synnerhet om de används i en

i övrigt rik undervisningsmiljö. Men det går inte att dra slutsatsen att en lika effektiv

undervisning inte skulle kunna utformas på andra sätt, utan digitala lärresurser.

Gynnsamt med ett tydligt fokus på tröskelbegrepp

Det är positivt för elevers kunskapsutveckling om undervisning med digitala lärresur

ser har ett avgränsat matematikinnehåll som eleverna kan arbeta med på ett fokuserat

sätt. En stor del av forskningen behandlar sådana arbetssätt och det finns flera tänkba

ra skäl till att de i många fall ger goda resultat. Dels kan det vara lättare att konstruera

bra digitala lärresurser om man begränsar sig till ett mindre omfattande matematikin

nehåll, dels kan det vara lättare för både lärare och elever att lära sig att använda den

sortens lärresurser. Genomgången tyder vidare på att det av forskningstekniska skäl är

lättare att uppnå tydliga effekter vid den här sortens upplägg.

När ett relativt smalt matematikinnehåll behandlas är det i allmänhet valt på ett

genomtänkt sätt, exempelvis kan det handla om steg i matematikutvecklingen som är

vedertaget problematiska. Ofta talar man om så kallade tröskelbegrepp – matematiska

begrepp som eleverna behöver förstå för att kunna utvecklas vidare inom ett område.

Exempel på tröskelbegrepp som berörs i underlaget är bråk och funktioner.

Varierade sätt att uppleva, erfara och kommunicera matematik

Det förefaller vara positivt för elevers kunskapsutveckling om de digitala lärresurser

na möjliggör att eleverna kan uppleva och urskilja matematiska begrepp och proces

ser visuellt och dynamiskt. Det kan exempelvis uppnås genom att använda digitala

geometriska objekt för att ge elever rika och varierade upplevelser av geometriska

XIII

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

egenskaper. Det verkar vidare vara bra om lärresurserna är konstruerade på ett sätt

som uppmuntrar till att elever samtalar om matematikupplevelserna med varandra

och med lärare. Det kan åstadkommas såväl med digitala lärresurser för samarbetsin

riktade arbetssätt som med digitala lärresurser för självständigt arbete.

Med undantag för kurspaket kan de flesta typer av

digitala lärresurser fungera bra

Digitala kurspaket har i allmänhet studerats i stora elevgrupper under lång tid, till exem

pel en hel årskurs. Man kan säga att dessa studier utgör en slags motpol till studier med

ett avgränsat matematikinnehåll. Även resultatmässigt är kontrasten stor; kurspaketen

tycks i de allra flesta fall inte innebära några betydelsefulla vinster för kunskapsutveck

lingen. Möjligen är kurspaketens enskilda delar inte lika bra som lärresurser med ett

mer avgränsat ämnesinnehåll, eller så innefattar de både gynnsamma och ogynnsamma

enskilda delar som medför att effekterna tar ut varandra.

En nackdel med studierna av digitala kurspaket är att det kan vara svårt att säker

ställa i vilken utsträckning lärresurserna verkligen har använts så som det var tänkt.

Samtidigt är det en fördel att studierna avspeglar vad som kan förväntas när omfattande

digitala lärresurser används under lång tid i stora grupper. En tänkbar bidragande för

klaring till att kurspaketen vanligen innebär små vinster – om några – är att det kan vara

en större utmaning att förändra matematikundervisningen så att den generellt tar stöd i

digitala lärresurser.

Med undantag för kurspaketen har vi inte funnit stöd för att någon kategori av

digitala lärresurser sticker ut när det gäller effekter på elevers matematikkunskaper.

Det går att nå goda resultat med såväl uppgifter och objekt som spel och verktyg. Digi

tala verktyg har dock undersökts i endast två studier, båda på gymnasienivå. Det är i

sig ett viktigt resultat att så få studier behandlar digitala verktyg i matematikunder

visningen.

Lärarens roll och arbete är centralt

Lärarens roll och arbete kan skilja sig beroende på utformningen av och syftet med

en viss digital lärresurs. Medan vissa lärresurser är tänkta att i huvudsak erbjuda ele

verna självständiga matematikaktiviteter, förutsätter andra att läraren själv hanterar

den digitala lärresursen. Genomgången visar att det går att nå bra effekter på elevernas

matematikkunskaper i båda fallen.

Digitala lärresurser för självständigt arbete kan vara ett kompletterande stöd i un

dervisningen och på så sätt möjliggöra att lärare kan ägna mer tid och kraft åt andra

aspekter av undervisningen. Det gör att resultatet blir mer beroende av lärresursen

i sig, snarare än på interaktionen med övrig undervisning. Om lärresurserna erbju

der individanpassad vägledning kan det skapa särskilt goda förutsättningar för ele

vernas kunskapsutveckling. Men även när digitala lärresurser för självständigt arbete

XIV

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

används verkar det vara särskilt gynnsamt om de används på ett integrerat sätt till

sammans med annan undervisning. Det är helt jämförbart med hur andra resurser

för lärande i allmänhet kan användas. Exempelvis kan en digital lärresurs användas

för att ge eleverna vissa typer av erfarenheter som sedan också behandlas inom den

lärarledda undervisningen. Digitala lärresurser för självständigt arbete är vanligare

i årskurser till och med mellanstadiet.

Arbetssätt med digitala lärresurser som innebär en hög grad av aktiv lärarmedver

kan eller som är tekniskt komplexa kräver oftast att lärarna först får möjlighet att utbilda

sig i hur lärresurserna fungerar och vad som kan göras med stöd av dem. I dessa fall

behöver man beakta länken mellan lärresurserna, undervisningens upplägg i övrigt och

innehållet i kompetensutvecklingen. Det är tänkbart att de digitala lärresurser som i sig

kräver en högre lärarinvolvering också ger bra förutsättningar för att skapa en sådan

länkning. Samtidigt krävs då också mer av läraren. För den här sortens lärresurser blir

det avgörande för resultatet vad läraren själv väljer att göra med lärresurserna tillsam

mans med sina elever.

Urval av forskning

Av nära 10 000 publikationer som identifierades i litteratursökningen har vi gått ige

nom drygt 700 studier i fulltext. Av dessa bedömdes totalt 85 studier kunna bidra till att

besvara den systematiska översiktens frågor, varav 75 avser grund och gymnasieskolan

och 10 avser förskolan. I denna rapport redovisas resultaten från de 75 studier som avser

grund och gymnasieskolan.

Alla studierna är kontrollerade experiment, vilket innebär att forskarna har jäm

fört två eller flera undervisningsinsatser med varandra. Alla studier mäter också i

vilken grad elevers kunskaper i matematik påverkas av undervisningen. Undervisnin

gen med digitala lärresurser som har undersökts är i alla studier upplagd på ett sätt

som syftar till att passa förskole eller skolmatematiken. Det betyder bland annat att

undervisningen behandlar matematikinnehåll som valts på ett medvetet sätt i relation

till en viss målgrupp.

De allra flesta digitala lärresurser som har studerats finns inte på svenska. Flertalet

är inte heller öppet tillgängliga. Även om detta medför att lärresurserna oftast inte kan

användas direkt i ett svenskt sammanhang ger översikten kunskap om hur digitala lärre

surser kan se ut till innehåll och funktion samt hur de kan användas i undervisningen för

att ge effekter på kunskapsutvecklingen i matematik.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Innehåll

1. Varför en översikt om digitala lärresurser

i matematikundervisningen?

1.1 Syfte och frågeställning

1.2 Bakgrund

1.2.1 Ett digitaliserat samhälle – en digitaliserad skola

1.2.2 Matematikundervisning och digitala lärresurser

2. Om denna översikt

2.1 En översikt – två rapporter

2.2 Litteratursökning och urval

2.2.1. Flest studier inriktade på mellanåren

2.2.2

Forskning från olika länder

2.3 Rapportens disposition

2.3.1 Resultatkapitlets uppbyggnad och innehåll

3. Resultat

3.1 Slutsatser

3.2 Årskurs 1–3: Sammanfattning av resultaten

3.2.1 Många digitala lärresurser kan fungera bra,

men variationen är stor

3.2.2 Betydelsen av lärares insatser

3.2.3 Effekterna kan hänga samman med

undervisningssituationerna

3.2.4 Forskningstekniska aspekter påverkar effekternas storlek

3.2.5 Inga eller knappt märkbara effekter

3.2.6 Kort och långtidsstudier samt utmaningen att mäta

hållbara kunskaper

3.3 Årskurs 1–3: Beskrivning av ingående studier

3.3.1 Digitala uppgifter

3.3.2 Digitala objekt

3.3.3. Digitala spel

3.3.4 Digitala kurspaket

3.4 Årskurs 4–6: Sammanfattning av resultaten

3.4.1 Varför visar de olika studierna olika effekter?

3.4.2 Att välja digitala lärresurser

3.4.3 Tydligt fokus på ett avgränsat matematiskt innehåll

som integreras i övrig undervisning

3.4.4 Inga betydelsefulla vinster med digitala kurspaket

3.4.5 Forskningstekniska aspekter påverkar effekternas storlek

3.5 Årskurs 4–6: Beskrivning av ingående studier

3.5.1 Digitala uppgifter

XVI

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

3.5.2 Digitala objekt

3.5.3 Digitala spel

3.5.4 Digitala kurspaket

3.6 Årskurs 7–9 och gymnasieskolan: Sammanfattning

av resultaten

3.6.1 Varierande effekter på elevers kunskaper i matematik

3.6.2 Relevant och avgränsat matematikinnehåll med fokus

på tröskelbegrepp

3.6.3 Variation av digitala uppgifter

3.6.4 Förståelse och färdigheter hänger ihop

3.6.5 Varierade sätt att uppleva, erfara och kommunicera

matematik

3.6.6 Berikar en redan rik undervisning

3.6.7 Lärarens roll och arbete

3.6.8 Forskningsuppläggen har betydelse för tolkningen

av effekterna

3.7 Årskurs 7–9 och gymnasieskolan: Beskrivning av

ingående studier

3.7.1 Digitala uppgifter

3.7.2 Digitala objekt

3.7.3 Digitala spel

3.7.4 Digitala verktyg

3.7.5 Digitala kurspaket

4. Kartläggning

4.1 Forskning från olika länder

4.2 Typer av lärresurser

4.3 Matematikområden

4.4 Matematikförmågor

4.5 Jämförelser

4.6 Studieupplägg

4.7 Antal deltagande elever

4.8 Studielängd

5. Metod och genomförande

5.1 Behovsinventering och förstudie – den övergripande

inriktningen

5.2 Frågeställning – vad det är vi undersöker och varför

5.2.1 Inklusionskriterier

5.2.2 Exklusionskriterier

5.2.3 Hur vi har resonerat vid valet av inklusions och

exklusionskriterier

5.3 Litteratursökning – att finna tänkbart relevant forskning

5.3.1 Sökstrategi

XVII

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

5.4 Relevans- och kvalitetsbedömning

5.4.1 Relevansgranskning i flera steg

5.4.2 Kvalitetsbedömning – vilken forskning som är tillförlitlig

5.4.3 Hur vi har bedömt studierna

5.5 Data- och resultatextraktion

5.6 Sammanställning av resultat och slutsatser

5.6.1 Hur vi har grupperat studierna

5.6.2 En kunskapsutveckling i matematik kan mätas

5.6.3 Sammanställning av resultat från flera studier

6. Översiktens begränsningar

6.1 Studier kan ha missats

6.2 Alla studier publiceras inte

6.3 Överförbarhet och relevans för svenska förhållanden

6.4 Medelvärden och spridningsmått

6.5 Instrument för utvärderingen av resultaten

6.6 Utmaningar med att tekniken ständigt utvecklas

Referenser

Delrapport skola

Delrapport förskola

100

101

107

108

109

111

118

Bilagor (återfinns på www.skolfi.se)

Bilaga 1: Sökstrategi

Bilaga 2: Kvalitetsbedömning av primärstudier

Bilaga 3: Redovisning av beräkningar som ligger till grund för skogsdiagrammen

Bilaga 4: Studier som inte kunnat rekvireras i fulltext

Bilaga 5: Studier som exkluderades i sista granskningssteget

Bilaga 6: IT-verktyg som hjälp vid genomförandet av den systematiska översikten

XVIII

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Kapitel 1

Varför en översikt

om digitala lärresurser

i matematik-

undervisningen?

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

1. Varför en översikt om

digitala lärresurser i matematik-

undervisningen?

I detta kapitel redovisar vi översiktens syfte och frågeställning samt ger en bakgrund

till översikten.

1.1 Syfte och frågeställning

Denna systematiska översikt sammanställer forskning om digitala lärresurser för att

utveckla barns och elevers kunskaper i matematik

. Forskningen spänner över försko

lan till och med gymnasieskolan och de arbetssätt som undersöks kopplar specifikt till

matematikundervisningen. I denna rapport redovisas översiktens resultat för skolan.

De frågor som besvaras i rapporten är:

•

Vilka effekter har matematikundervisning med digitala lärresurser på

elevers kunskaper i matematik?

Vad kan förklara om en matematikundervisning med digitala lärre-

surser har effekt eller inte på elevers kunskaper i matematik?

Alla studier som ingår har undersökt om elevers kunskapsutveckling i matematik påver

kas på ett mätbart sätt av en undervisning med stöd av någon specifik digital lärresurs.

Det vetenskapliga underlaget består enbart av experimentella jämförande studier som

med hjälp av för och eftertester har undersökt förvärvade kunskaper inom något rele

vant matematikområde.

1.2 Bakgrund

Såväl verksamma som organisationer inom skolområdet vittnar om ett behov av till

förlitlig kunskap om undervisning med stöd av digitala lärresurser: om det har effek

ter på elevers kunskapsutveckling i matematik och hur olika lärresurser kan användas

på ett genomtänkt sätt i ett pedagogiskt sammanhang.

Vi har valt att använda begreppet kunskaper som ett samlingsbegrepp för olika kunskapsformer. I

resultatsammanställningarna redovisas både vilket matematikinnehåll som berörs i studierna och vilka

matematikförmågor som studierna har haft som mål att utveckla genom undervisningen.

I kapitel 5 Metod och genomförande finns mer information om vad vi har bedömt som viktigt att tänka på

när den här sortens forskning ska tolkas. Där redovisas också mer detaljerat hur vi har resonerat när vi har

bedömt studierna.

Kapitel 1 Varför en översikt om digitala lärresurser?

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

1.2.1 Ett digitaliserat samhälle – en digitaliserad skola

Sverige är en utpräglad ITnation, och för de allra flesta av oss ingår datorer, datorplat

tor och smarttelefoner

med uppkoppling till internet som en naturlig del i vardagen.

Med ökad tillgång till ITutrustning ökar också användningen av digitala resurser och

tjänster. ITanvändningen genomsyrar i dag de flestas privatliv, samhällsdeltagande,

utbildning och arbetsliv (Davidsson & Findahl, 2016).

Samtidigt som digitaliseringen och utvecklingen inom IT är något som skolan

måste förhålla sig till är det också något som kan ha potential att på olika sätt påver

ka undervisningen och lärandet, och därmed kunskapsresultaten. Man ska dock vara

medveten om att anpassningen av skola och utbildning till denna samhällsutveckling

inte nödvändigtvis har som uttalat syfte att förbättra kunskapsresultaten. Men digi

taliseringen och framväxten av IT erbjuder möjligheter som kan få konsekvenser för

lärandet (Alexanderson & Davidsson, 2016; Digitaliseringskommissionen, 2014).

Ett skäl till att digitalisera skolan är att elever ska utveckla digital kompetens. Med detta

menas bland annat att alla ska få möjlighet att lära sig att använda modern digital teknik

som verktyg för kunskapssökande, kommunikation, skapande och lärande, vilket har

skrivits in i läroplanerna för både grund och gymnasieskolan. Digital kompetens har

också tagits upp som en nyckelkompetens för livslångt lärande i det gemensamma refe

rensverktyget för EUländerna (European Commission DG Education & Culture, 2006;

Skolverket, 2016c; Sveriges regering, 2017).

Ett annat skäl till digitaliseringen är att möjliggöra användningen av digitala lärresurs

er för att förmedla ett ämnesinnehåll. Det finns många olika typer av lärresurser att till

gå, och olika sätt att använda dem i undervisningen. I regeringens digitaliseringsstrategi

beskrivs det övergripande målet att skolan ska vara ledande i att använda digitaliseringens

möjligheter på bästa sätt för att uppnå en hög digital kompetens hos elever och för att främ

ja kunskapsutvecklingen och likvärdigheten (Sveriges regering, 2017a).

Trots den digitala teknikens genomslag i svenska skolan under senare år tycks

dock matematikundervisningen inte ha påverkats i särskilt stor utsträckning. Dator

eller datorplatta används ännu sällan på matematiklektionerna och det är relativt

ovanligt att elever använder digitala lärresurser för matematikrelaterade skoluppgifter

(Skolverket, 2016a).

1.2.2 Matematikundervisning och digitala lärresurser

Att kunna räkna hör till självklara vardagskunskaper som är centrala i samhällslivet.

Men matematik som ämne handlar inte bara om räkning, utan också om såväl logik, ab

straktion och problemlösning som att kunna resonera, argumentera och kommunicera.

Termerna som används rekommenderas av Svenska datatermgruppen, www.datatermgruppen.se.

Digitala lärresurser användas ibland som samlingsbegrepp för allt som är digitalt och till

nytta i undervisning och lärande. Det vi i den här översikten menar med digitala lärresurser i

matematikundervisningen är digitala resurser som specifikt anknyter till matematik, erbjuder en

interaktivitet och används i syfte att förmedla ett ämnesinnehåll. För en detaljerad beskrivning, se kapitel 5

Metod och genomförande.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Dessa förmågor är viktiga för att kunna utvecklas till en deltagande samhällsindivid.

Goda kunskaper i matematik är också en förutsättning för att klara många högre ut

bildningar, särskilt inom naturvetenskap och teknik. Skolans ämnes och kursplaner

för matematik lyfter fram ett antal generella förmågor som eleverna ska utveckla ge

nom undervisningen. Exempelvis handlar det om förmåga att kunna formulera och lösa

problem med hjälp av matematik, förstå och använda matematiska begrepp, föra och

följa matematiska resonemang samt argumentera och redogöra för frågeställningar och

slutsatser (Skolverket, 2016b).

Orsakerna till att beskriva matematikkunskaper genom en rad förmågor i relation till

ett centralt innehåll, knyter bland annat an till ambitionen att förbättra undervisningen

och lärandet samt att möta ett behov av ett tydligare och mer nyanserat språk i kursplaner

na. Genom att namnge och särskilja olika aspekter på kunskaper tydliggörs komplexiteten

och att alla väsentliga aspekter av matematiken ska ges utrymme i undervisningen.

Det finns en rad olika sätt att bedriva matematikundervisning med stöd av

digitala lärresurser och det är tänkbart att arbetssätten har betydelse för elevers

kunskapsutveckling. Det kan exempelvis handla om att använda lärresurser med in

byggd individanpassad vägledning för att hjälpa elever att lösa uppgifter eller lärre

surser med fokus på hur olika matematiska objekt kan visualiseras på en skärm. Det

kan också vara program som inte i första hand är utvecklade för undervisning utan

snarare är mer eller mindre professionella program för att hantera matematik, till

exempel kalkylprogram. Ytterligare exempel är olika typer av spel, där ett ämnes

innehåll kan förmedlas på ett lekfullt sätt genom att utnyttja bland annat berättel

ser, uppdrag och tävlingsmoment. Många digitala matematiklärresurser kan ha som

syfte att ge förutsättningar för mer laborativt och undersökande arbete. Det kan då

exempelvis handla om att eleverna med hjälp av programmen själva får upptäcka

olika matematiska samband och stimuleras till att föra matematiska resonemang

samt att formulera egna frågor.

Kapitel 1 Varför en översikt om digitala lärresurser?

Kapitel 2

Om denna översikt

Kapitel 1 Varför en översikt om digitala lärresurser?

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

2. Om denna översikt

2.1 En översikt – två rapporter

Denna systematiska översikt omfattar forskning från förskolenivå upp till gym

nasienivå. Vi har valt att publicera översiktens resultat i två delrapporter, en för förskolan

och en för grund och gymnasieskolan. Här redovisas resultaten för skolan.

2.2 Litteratursökning och urval

Den internationella forskningen om digitala lärresurser i matematikundervisningen

är omfattande. De krav som vi har ställt på vilken typ av digitala lärresurser som ska ha

undersökts och vilken typ av resultat som ska ha rapporterats, ledde till ett slutligt urval om

85 studier. Av dessa avser 75 grund och gymnasieskolan och 10 förskolan. Här redovisas

resultaten från de 75 studier som avser grund och gymnasieskolan.

Flödesschemat över litteratursökningar och urval av forskning på nästa sida visar

hur många studier som har valts ut i de olika stegen i urvalsprocessen. Efter att dub

bletter5 räknats bort genererade litteratursökningarna 9515 träffar. Efter gallring i två

steg utifrån information i titlar och sammanfattningar, gick projektgruppen igenom 733

publikationer i fulltext. Av dessa bedömde vi att 648 studier inte var användbara för att

besvara översiktens frågor. Bland de 806 referenser som kvarstod efter relevansgransk

ning 2 ingår 73 referenser som inte var möjliga att rekvirera i fulltext. En detaljerad

beskrivning av arbetsgångens alla steg och hur vi har resonerat kring bedömningarna av

studierna finns i kapitel 5 Metod och genomförande.

Dubblett innebär två exemplar av samma referens. Dubbletter uppkommer vanligen som en följd av att

samma referens fångas upp från två eller flera databaser. Det förekommer också att en och samma studie

rapporteras (ibland delvis omskriven) i fler än en källa. Dessa dubbletter upptäcks vanligen senare i

urvalsprocessen.

Kapitel 2 Om denna översikt

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Figur 2. Flödesschema: litteratursökning och urval

Litteratursökningar

9 515 träffar

9 515

Steg 1

Första gallring:

samtliga träffar

Exkluderade

8 363

1 152

Steg 2

Relevansgranskning:

titlar och sammanfattningar

Exkluderade

346

806

Steg 3

Relevansgranskning:

fulltext

Exkluderade

558

248

Steg 4

Kvalitetsbedömning

Exkluderade

163

Förskola

Grund- och gymnasieskola

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

2.2.1. Flest studier inriktade på mellanåren

I diagrammet nedan redovisas hur antalet studier fördelar sig mellan grupperna årskurs

1–3, årskurs 4–6, årskurs 7–9 respektive gymnasieskolan.

Figur 3. Antal studier per årskurs

Antal studier

Åk 1–3

Åk 4–6

Åk 7–9

Gymnasieskola

Diagrammet visar antalet studier som redovisas i rapporten uppdelat på årskurs 1–3, årskurs

4–6, årskurs 7–9 respektive gymnasieskolan. En studie omfattar tydligt både årskurs 4–6 och

7–9, vilket medför att det totala antalet i diagrammet blir 76.

2.2.2 Forskning från olika länder

Projektet har drivits utifrån ambitionen att finna all forskning med relevans för den

systematiska översikten inom de ramar som är definierade och urvalet av forskning

har inte avgränsats med avseende på ursprungsländer. Även om majoriteten av stu

dierna kommer från USA finns forskning från totalt 18 länder representerade i urvalet

för skolan. När det gäller Norden är det endast två studier som ingår, båda från Sverige.

Kapitel 2 Om denna översikt

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Figur 4.

Länder forskningen är gjord i

2.3 Rapportens disposition

I kapitel 1 ger vi en beskrivning av de frågor som rapporten besvarar och redovisar bak

grunden till varför en översikt om digitala lärresurser är angelägen. I kapitel 2 (detta

kapitel) redovisas hur många studier som litteratursökningarna har genererat och hur

många studier som återstod efter urvalsprocessen. Resultat och slutsatser redovisas i ka

pitel 3. I kapitel 4 ges en sammanställning av underlagets karaktäristik för grund och

gymnasieskolan, i syfte att erbjuda en översiktlig bild av den identifierade litteraturen.

Genom att förteckna utvalda egenskaper hos studierna ges en överskådlig bild av det

vetenskapliga underlaget för skolan. I kapitel 5 ges en detaljerad beskrivning av metoder

och genomförandet av översikten. I kapitel 6 tar vi avslutningsvis upp översiktens be

gränsningar, i relation till valda metoder och analyser.

Till översikten hör ett antal bilagor. Här finns kompletterande information om

bland annat litteratursökningar, verktyg som har använts i arbetet och beräkningar.

Bilagorna återfinns på webbplatsen www.skolfi.se.

2.3.1 Resultatkapitlets uppbyggnad och innehåll

Resultatkapitlet inleds med en kort sammanfattning av det vetenskapliga underlaget.

Därefter följer slutsatserna.

För att underbygga slutsatserna redovisas sedan själva resultatbeskrivningarna.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Dessa är uppdelade i separata avsnitt för årskurs 1–3, årskurs 4–6 respektive årskurs

7–9 och gymnasieskolan. I endast ett fåtal studier anges uttryckligen att eleverna som

har deltagit har gått i motsvarande gymnasieskolan i det aktuella skolsystemet. Därför

har vi valt att redovisa dessa studier tillsammans med de studier som gäller årskurs 7–9.

Anledningen till uppdelningen är att det matematikinnehåll som har varit aktuellt i

studierna skiljer sig beroende på elevernas ålder. Dispositionen medger att läsningen av

resultatbeskrivningarna kan koncentreras till de årskurser som upplevs mest relevanta.

Under rubriken Sammanfattning av resultaten redovisas först de ingående studier

nas effektresultat. Därefter relateras studierna och deras resultat till varandra i syfte

att underbygga framträdande mönster när det gäller hur de uppmätta effekterna kan

förklaras. Här belyser vi även det vetenskapliga underlaget ur ett relevansperspektiv.

Under rubriken Beskrivning av ingående studier beskrivs studierna med avseende

på de undersökta lärresursernas uppbyggnad och funktion och hur de har använts i

undervisningen. Detta för att ge förståelse för vad som faktiskt har hänt i studierna.

Här belyser vi också hur resultaten kan tolkas kopplat till studiernas olika forsknings

upplägg. Studierna analyseras bland annat i termer av styrkor och svagheter som

påverkar tolkningen av resultaten, dvs. de effekter som har uppmätts.

Eftersom underlaget är stort beskrivs inte alla studier i detalj utan ibland används i

stället en utvald, representativ studie som exempel.

I resultatkapitlet ingår tabeller över forskningslitteraturen som de olika avsnitten

bygger på. Här finns bland annat uppgift om de typer av digitala lärresurser som har

studerats, vilket matematikinnehåll som har varit aktuellt och vilka förmågor forskarna

har haft som mål att utveckla genom undervisningen.

Effekter illustreras med hjälp av skogsdiagram6

Utgångspunkten för arbetet har varit att försöka avgöra om användning av digitala lär

resurser i matematikundervisningen bidrar till elevers kunskapsutveckling i matema

tik på ett mätbart sätt. Varje avsnitt med resultatbeskrivningar innehåller därför ett så

kallat skogsdiagram (forest plot)

Skogsdiagrammen illustrerar de effekter på de deltagande elevernas kunskaper i

matematik som har rapporterats i de ingående studierna. Diagrammen visar också hur

de olika studiernas resultat förhåller sig till varandra. För att kunna presentera resultaten

i skogsdiagram har vi gjort vissa beräkningar

. I underlaget ingår dock några studier

där resultaten presenterats på ett sätt som gör att vi inte har kunnat använda dem i ett

skogsdiagram, eftersom de data som behövs för våra beräkningar inte har funnits till

gängliga. Dessa studier finns inte med i diagrammen utan redovisas på annat sätt.

Se kapitel 5 Metod och genomförande för en mer utförlig beskrivning.

Namnet har sitt ursprung i uttrycket ”inte se skogen för alla träd” med innebörden att det kan vara svårt att

se helheten på grund av för stor anhopning av detaljer.

I bilaga 3 finns en detaljerad beskrivning av de beräkningar som ligger till grund för skogsdiagrammen, se

www.skolfi.se.

Kapitel 2 Om denna översikt

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Figur 5. Skogsdiagram

Studie

Studie 1

Studie 2

Studie 3

Studie 4

SMD (95% KI)

-2

-1

Fördel jämförelsegrupp Fördel experimentgrupp

Bilden visar ett exempel på ett skogsdiagram. Studie 1 visar ett resultat till fördel för experi

mentgruppen. Studie 4 visar ett resultat som är till fördel för jämförelsegruppen. Studie 2 och

studie 3 visar resultat där det inte är någon statistiskt säkerställd skillnad mellan experiment

och jämförelsegrupperna. Detta kan man utläsa av att den linje som representerar konfidens

intervallen korsar mittlinjen. Konfidensintervallens bredd illustrerar det talområde som

troligen inkluderar respektive studies medelvärde. SMD = standardiserad skillnad i medel

värde; 95 % KI = 95 % konfidensintervall.

Tolkning av studiernas resultat

Vi vill lyfta fram fem viktiga aspekter att hålla i minnet när man läser resultatanaly

serna.

För det första är det viktigt att poängtera att man i studierna har använt olika typer

av jämförelser. I vissa studier är det undervisning

med

digitala lärresurser som jämförs

med undervisning

utan

digitala lärresurser. I andra studier prövas en viss funktion

eller ett undervisningsupplägg med digitala lärresurser genom att jämföra med en un

dervisning som också innefattar digitala lärresurser, men då utan just den funktion

man vill undersöka

. De senare har till syfte att generera kunskap om lärresursernas

möjligheter och begränsningar, och hur lärresurserna kan utvecklas när det gäller att

bidra till elevers kunskapsutveckling i matematik.

En andra aspekt är i vilken utsträckning studierna kan säga något om hållbarheten

i matematikkunskaper. Det handlar om

när

effekter av en insats synliggörs, med andra

ord vid vilken tidpunkt man undersöker kunskaperna. I de flesta studier genomförs

endast ett test direkt efter att undervisningen har avslutats. Dessa studier kan inte ge

oss svar på hållbarheten i matematikkunskaperna. Men i underlaget finns också studier

som har adresserat frågan om resultatens hållbarhet genom att använda uppföljnings

tester en tid efter undervisningen har avslutats.

En tredje viktig aspekt i studierna handlar om relationen mellan de matematik

kunskaper som arbetet med en digital lärresurs har haft som syfte att utveckla och de

tester som har använts för att mäta kunskaperna. I många fall är testerna konstruerade av

forskarna själva och består av uppgifter som liknar de som eleverna har arbetat med. I viss

Se kapitel 5 Metod och genomförande för en mer utförlig beskrivning.

Ibland jämförs många olika grupper, alla med något olika innehåll.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

mån är det förståeligt att koppla testerna till det specifika innehållet, men samtidigt är det

övergripande målet att behärska innehållet i enlighet med målen med undervisningen.

En del studier använder i stället standardiserade tester. Detta kan, å den andra sidan,

medföra att inga effekter kan påvisas som en följd av att delvis andra saker testas än det

som var fokus för arbetet med den digitala lärresursen. Frågan om så kallad transfer –

det vill säga att inte bara klara uppgifter på specifika tester utan även på standardiserade

tester – adresseras i relativt få studier. Transfer handlar också om att inte bara klara av

uppgifter inom det område som testas, utan även kunna applicera kunskaperna i andra

sammanhang.

En fjärde aspekt kopplar till undervisningsinsatsens utsträckning i tid och dess

intensitet. I studierna varierar omfattningen i tid från några pass per vecka under

några veckor upp till flera år. Tiden kan kopplas till det matematikinnehåll studien

fokuserar på. Ett avgränsat och preciserat innehåll innebär per automatik en kortare

insats eftersom det inte kan ses som meningsfullt att tillägna området orimligt mycket

undervisningstid. Är innehållet mer omfattande kan det vara rimligt att låta insatsen

pågå under lång tid.

Den femte och sista aspekten är antalet elever som deltar. Skogsdiagrammen illu

strerar tydligt sambandet mellan studiestorlek och osäkerheten i skattningarna, med

större variationsvidd i studier med färre deltagare. Ju fler som deltar i en studie desto

större blir säkerheten i skattningarna.

Effektresultaten förklaras med hjälp av orsaksanalyser

En effekt är alltid sammansatt av många olika orsaker, dvs. det är många faktorer som

bidrar till den effekt som följer av en undervisningsinsats med stöd av digitala lärre

surser.

Vår bedömning är att tänkbara orsaksfaktorer mycket övergripande kan delas in i tre

olika kategorier:

– Forskningsupplägg:

Går det att bedöma om själva forskningsupplägget kan ha haft

en viktig betydelse för resultatet, t.ex. vad som jämförs med vad?

– Egenskaper hos de digitala lärresurserna:

Går det att utifrån lärresursernas

konstruktion finna egenskaper som kan ha haft en viktig betydelse för resultatet,

t.ex. om lärresurserna möjliggör att eleverna kan uppleva och urskilja

matematiska begrepp och processer visuellt och dynamiskt?

– Pedagogiskt upplägg:

Går det att utifrån hur de digitala lärresurserna har

integrerats i övrig undervisning finna arbetssätt som kan ha haft en viktig

betydelse för resultatet, t.ex. om arbetet med lärresurserna har kombinerats med

andra aktiviteter?

Orsaksanalyserna syftar till att finna framträdande mönster i hur effektresultaten kan

förklaras genom att jämföra hur de olika studierna och deras resultat förhåller sig till

Kapitel 2 Om denna översikt

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

varandra. I det arbetet har vi använt skogsdiagrammen som analytiska verktyg. Ge

nom att studiernas effektresultat visualiseras i diagrammen underlättas möjligheten att

upptäcka skillnader och likheter, dvs. hur studiernas resultat relaterar till varandra.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Kapitel 3

Resultat

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

3. Resultat

Det vetenskapliga underlaget består av 75 studier. Endast två av studierna är utförda

i Sverige, men samtliga studier berör ett matematikinnehåll som är relevant för den

svenska skolan. Upp till och med årskurs 6 dominerar digitala lärresurser med fokus

på området tal och taluppfattning, underlaget innehåller dock även studier som be

handlar annat innehåll, t.ex. algebra eller geometri. I högre årskurser är det vanligaste

innehållet algebra samt samband och förändring.

När det gäller matematiska förmågor är det många lärresurser som fokuserar på

begrepps och proceduranvändning, men även bland dem kan ofta också aktiviteter

som involverar andra förmågor adresseras, såsom problemlösnings och resonemangs

förmåga.

Vi har kunnat identifiera fem huvudkategorier av digitala lärresurser för matema

tikundervisning i grund och gymnasieskolan:

– Uppgifter:

lärresurser som levererar matematikuppgifter tillsammans med olika

former av vägledning eller individanpassning. Uppgifterna och vägledningen

regleras ofta utifrån hur användaren presterar.

– Objekt:

lärresurser med vilka matematik och matematiska objekt, t.ex.

geometriska former, kan representeras genom att utnyttja det digitala mediet.

Inom denna kategori faller bland annat lärresurser som möjliggör digitala

konstruktioner som kan manipuleras på olika sätt. Ett exempel kan vara en kub

som i en digital representation – till skillnad från en fysisk kub – kan skalas eller

manipuleras så att proportionerna ändras, och vridas runt och betraktas från olika

håll, vilket man inte kan göra med en kub tecknad på papper.

– Spel:

lärresurser som utnyttjar spelmekanismer för att förmedla ett ämnesinnehåll,

såsom berättelser som innehåller uppdrag, utmaningar, lekfullhet och utforskande

samt belöningar och tävlingsmoment.

– Verktyg:

programvara som har tagits fram i ett annat syfte än för att bedriva

undervisning, men som kan användas för att utföra matematiska aktiviteter, t.ex.

ett kalkylprogram.

– Kurspaket:

lärresurser av ett mer omfattande slag som kan innehålla flera

funktioner och beröra många matematikområden. Ofta är kurspaketen tänkta att

användas som ett komplement under en längre tid, t.ex. under en hel årskurs. I

vissa fall handlar det om undervisningspaket som kan bestå av olika

kombinationer av lärresurser och tryckt material samt lektionsupplägg,

lärarhandlingar och kompetensutveckling för lärarna.

Kategorierna är inte exakta och det finns överlapp mellan dem. Vid kategoriseringen

strävade vi efter att hitta en huvudmekanism för lärresursen i fråga. Användningen av

digitala objekt är ett tydligt exempel på när kategorierna överlappar. Många digitala

Kapitel 3 Resultat

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

lärresurser innefattar i någon mån digitala representationer av matematiska objekt,

men då ofta i form av statiska bilder. I kategorin digitala objekt avses i stället repre

sentationer av matematiska objekt eller processer som går att interagera med och som

därmed möjliggör ett mer undersökande arbetssätt. Detsamma gäller spel: många av

lärresurserna i övriga kategorier innehåller inslag av spelmoment. Trots att katego

riseringen inte är entydig har den varit till hjälp för att beskriva och analysera stu

dierna. Vi tror också att den kan vara till stor hjälp för att orientera sig inom området.

I resultatbeskrivningarna som följer efter slutsatserna är underlaget strukturerat

utifrån dessa fem typer av digitala lärresurser. Alla kategorier av digitala lärresurser

finns dock inte representerade i alla avsnitt.

3.1 Slutsatser

• Genomgången visar tydligt att det går att konstruera digitala lärresurser som kan

användas för att utveckla olika matematiska förmågor, i synnerhet om de används

i en i övrigt rik undervisningsmiljö. Men det går inte att dra slutsatsen att en lika

effektiv undervisning inte skulle kunna utformas på andra sätt, utan digitala

lärresurser.

• Med undantag för digitala kurspaket finns inte tillräckligt vetenskapligt stöd för

att dra slutsatsen att någon kategori av digitala lärresurser är utmärkande när det

gäller effekter på elevers matematikkunskaper. Det går att nå goda resultat med

såväl uppgifter och objekt som spel och verktyg. Digitala verktyg har dock

undersökts i endast två studier, båda på gymnasienivå. Det är i sig ett viktigt

resultat att så få studier behandlar digitala verktyg i matematikundervisningen.

• Det är positivt för elevers kunskapsutveckling om undervisningen med digitala

lärresurser har ett avgränsat matematikinnehåll som eleverna fokuserat kan öva på.

Det finns flera tänkbara skäl till att sådana sätt att arbeta i många fall ger goda

resultat. Dels kan det vara lättare att konstruera bra digitala lärresurser om man

begränsar sig till ett mindre omfattande matematikinnehåll, dels kan det vara lättare

för både lärare och elever att lära sig att använda den sortens lärresurser.

Genomgången tyder vidare på att det av forskningstekniska skäl är lättare att uppnå

tydliga effekter vid den här sortens upplägg.

• Det förefaller vara gynnsamt om undervisningen med stöd av digitala lärresurser

har fokus på så kallade tröskelbegrepp, dvs. matematiska begrepp som det är av

central betydelse att eleverna förstår för att kunna utvecklas vidare inom ett

område. Exempel på tröskelbegrepp som berörs i underlaget är bråk och

funktioner.

• Det verkar vara positivt för elevers kunskapsutveckling om de digitala lärresurserna

möjliggör att eleverna kan uppleva och urskilja matematiska begrepp och processer

visuellt och dynamiskt. Det kan exempelvis uppnås genom att använda digitala

geometriska objekt för att ge elever rika och varierade upplevelser av geometriska

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

egenskaper. Det verkar vidare vara bra om de digitala lärresurserna är konstruerade

på ett sätt som uppmuntrar till att elever samtalar om matematiken med varandra

och med lärare. Det kan åstadkommas såväl med lärresurser för samarbetsinriktade

arbetssätt som med lärresurser för självständigt arbete.

• Att använda digitala kurspaket tycks i de allra flesta fall inte innebära några

betydelsefulla vinster för kunskapsutvecklingen. Kurspaketen har i allmänhet

studerats i stora elevgrupper under lång tid, t.ex. en hel årskurs. Man kan säga att

dessa studier utgör en slags motpol till de studier som har undersökt digitala

lärresurser med ett avgränsat matematikinnehåll. Möjligen är kurspaketens

enskilda delar inte lika bra som lärresurser med ett mer avgränsat ämnesinnehåll,

eller så innefattar de både gynnsamma och ogynnsamma enskilda delar som

medför att effekterna tar ut varandra. En nackdel med studierna av digitala

kurspaket är att det kan vara svårt att säkerställa i vilken utsträckning

lärresurserna verkligen har använts så som det var tänkt. Samtidigt är det en fördel

att studierna avspeglar vad som faktiskt kan förväntas när den här sortens

lärresurser används under lång tid i stora grupper. En tänkbar bidragande

förklaring till att kurspaketen vanligen innebär små vinster – om några – är att det

kan vara en större utmaning att förändra matematikundervisningen så att den

generellt tar stöd i digitala lärresurser.

• Lärarens roll och arbete kan skilja sig beroende på utformningen av och syftet med

en viss digital lärresurs. Medan vissa lärresurser är tänkta att i huvudsak erbjuda

eleverna självständiga matematikaktiviteter, förutsätter andra att läraren själv

hanterar lärresursen. Genomgången visar att det går att nå bra effekter på

elevernas matematikkunskaper i båda fallen.

• Digitala lärresurser för självständigt arbete kan vara ett kompletterande stöd i

undervisningen och på så sätt möjliggöra att lärare kan ägna mer tid och kraft åt

andra aspekter av undervisningen. Det gör att resultatet blir mer beroende av

lärresursen i sig, snarare än på interaktionen med övrig undervisning. Om

lärresursen då erbjuder individanpassad vägledning kan det skapa särskilt goda

förutsättningar för elevernas kunskapsutveckling. Men även när digitala

lärresurser för självständigt arbete används verkar det vara särskilt gynnsamt om

de används på ett integrerat sätt tillsammans med annan undervisning. Det är helt

jämförbart med hur andra resurser för lärande i allmänhet kan användas.

Exempelvis kan en digital lärresurs användas för att ge eleverna vissa typer av

erfarenheter som sedan också behandlas inom den lärarledda undervisningen.

Digitala lärresurser för självständigt arbete är vanligare till och med årskurs 6.

• Arbetssätt med digitala lärresurser som innebär en hög grad av aktiv

lärarmedverkan eller som är tekniskt komplexa kräver oftast att lärarna först får

möjlighet att utbilda sig i hur lärresurserna fungerar och vad som kan göras med

stöd av dem. I dessa fall behöver man beakta länken mellan lärresurserna,

undervisningens upplägg i övrigt och innehållet i kompetensutvecklingen. Det är

Kapitel 3 Resultat

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

tänkbart att de digitala lärresurser som kräver en högre lärarinvolvering också ger

goda förutsättningar för att skapa en sådan länkning. Samtidigt krävs då också

mer av läraren. För den här sortens lärresurser blir det avgörande för resultatet vad

läraren själv väljer att göra med lärresurserna tillsammans med sina elever.

• I underlaget finns endast två studier från Sverige, och ingen ytterligare från övriga

Norden. Det är en brist att det inte görs, och har gjorts, mer forskning i Sverige om

digitala lärresursers eventuella betydelse för elevers kunskapsutveckling i

matematik.

3.2 Årskurs 1–3: Sammanfattning av resultaten

Det vetenskapliga underlaget för årskurs 1–3 består av 21 studier. Eftersom vi vid

grupperingen huvudsakligen har utgått ifrån deltagarnas ålder berörs företrädesvis

elever i åldrarna 7–9 år. Skogsdiagrammet nedan illustrerar de effekter på elevernas

kunskaper i matematik som har uppmätts i de ingående studierna. Diagrammen visar

också hur studiernas resultat förhåller sig till varandra. Studierna har placerats i kate

gorierna uppgifter, objekt, spel och kurspaket.

Figur 6.

Skogsdiagram årskurs 1–3

Författare, år

DIGITALA UPPGIFTER

Chang 2008

Chang 2007

de Kock 2014

Schoppek 2010

Schoppek 2012

Leh 2013

Carr 2011

Kuhn 2014

Pilli 2013

SMD (95 % KI)

DIGITALA OBJEKT

Khairulanuar 2010

Ploger 2009

DIGITALA SPEL

Pitchford 2015

Shin 2012

Pareto 2012

Castellar 2015

Castellar 2014

Bakker 2015

Obersteiner 2013

Habgood 2011

DIGITALA KURSPAKET

Rutherford 2014

Lai 2015

-2

-1

Fördel jämförelsegrupp

Fördel experimentgrupp

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Fotnoter

Avser experiment 1, SD omräknat från SE, justerat för resultat på förtest.

Avser två experimentgrupper, fördröjt e ertest, justerat för resultat på förtest.

Avser resultat för word problem solving, fördröjt e ertest, justerat för resultat på förtest.

Avser tre experimentgrupper ( ickor och pojkar sammanslaget), achievement test.

Avser resultat för matematiktest (DEMAT), Number sense training group jämfört med kontroll.

Avser två utfall, fördröjt e ertest.

Avser två experimentgrupper, justerat för resultat på förtest.

Avser resultat för två experimentgrupper och två jämförelsegrupper, written test.

Avser två experimentgrupper respektive två jämförelsegrupper samt tre utfall,

maths tablet jämfört med non-maths tablet.

Resultat kan inte extraheras för egen analys.

Avser resultat för tre experimentgrupper och sex utfall.

Avser resultat för tre experimentgrupper.

Resultat kan inte extraheras för egen analys.

Skogsdiagrammet visar beräknade effektstorlekar med konfidensintervall för de ingående

studierna. SMD = standardiserad skillnad i medelvärde; 95 % KI = 95 % konfidensintervall.

3.2.1 Många digitala lärresurser kan fungera bra,

men variationen är stor

Underlaget visar tydligt att resultaten varierar vad gäller effekter av att använda digitala

lärresurser i matematikundervisningen. Jämfört med ordinarie klassrumsundervisning

tycks matematikundervisning med digitala lärresurser kunna ha såväl betydelsefulla

som närmast försumbara eller inga effekter på elevers kunskaper i matematik.

Lika lite som det finns ett enkelt svar på om matematikböcker är bra, finns det inget

enkelt svar på om digitala lärresurser för matematik är bra för undervisning i matema

tik. Både böcker och digitala lärresurser är samlingskategorier för en typ av produkt. En

bok kan vara utmärkt, en annan medioker, och till viss del beror kvaliteten också på i

vilket sammanhang boken ska användas. För digitala lärresurser är frågan kanske ännu

mer komplex eftersom det finns långt fler digitala lärresurser för matematik än det finns

läroböcker i matematik. Dessutom finns anledning att tro att det finns en större bredd hos

de aktörer som utvecklar digitala matematiklärresurser än hos aktörerna som producerar

läroböcker i matematik.

3.2.2 Betydelsen av lärares insatser

Genomgången visar att en välfungerande digital lärresurs som individanpassar både

formen av stöd och återkoppling samt uppgifters svårighetsgrad kan ha ett stort värde.

När elever i hög grad kan arbeta självständigt blir det möjligt för läraren att på ett nytt

sätt använda en digital lärresurs i kombination med genomgångar och kommunikativ

interaktiv undervisning för delar av klassen. En bra digital lärresurs kan med andra ord

bland annat vara ett stöd för en undervisning i smågrupper och på detta sätt ha ett större

Kapitel 3 Resultat åk 1–3

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

pedagogiskt värde än den effekt som kan tänkas följa av lärresursen som sådan.

I underlaget dominerar digitala lärresurser som kan användas relativt självständigt av

elever och med låg grad av lärarhandledning, så länge hård och mjukvara fungerar. Det

ska dock inte tolkas som att lärarens roll inte är viktig. För att vara gynnsamma kräver

många arbetssätt att en lärare först introducerar området, inleder med en genomgång

innan arbetet med lärresursen vidtar och följer upp det självständiga arbetet. Lärares

insatser är alltid centrala, men lärresurser som kan användas självständigt av elever kan

– om de är väl utformade – också ha ett egenvärde. Medan en erfaren lärare kan bedriva

bra undervisning med de flesta typer av lärresurser, kan en digital lärresurs av god kvalitet

göra viktig skillnad för en mindre erfaren lärare. En digital lärresurs kan därmed fungera

som en livlina för såväl svagare lärare som deras elever (Ginsburg m.fl., 2013).

3.2.3 Effekterna kan hänga samman med

undervisningssituationerna

En berättigad fråga är i vilken grad ett visst resultat kan förklaras av att själva under

visningssituationen förändras till följd av att en digital lärresurs används. Ett illustrativt

exempel ges i studien av Pitchford (2015). I studien redovisas en stor effekt på elevers

matematikkunskaper av att använda en digital lärresurs. Den ordinarie undervisning som

jämförelsegruppen fick del av skedde i stora grupper om 70–80 elever utan läroböcker och

med tillgång till endast mycket enkla hjälpmedel som anteckningsbok och penna. Till följd

av de stora klasserna var också möjligheten att kommunicera med läraren begränsad.

Undervisningen i experimentgruppen däremot gavs i mindre grupper i särskilt avsedda

klassrum där lärare också kunde följa de enskilda elevernas arbete via en digital lärarmo

dul. Det är därför tänkbart att den mer gynnsamma undervisningssituationen till stor del

förklarar de positiva effekterna på elevernas kunskapsutveckling.

3.2.4 Forskningstekniska aspekter påverkar

effekternas storlek

För att tolka de olika studiernas resultat blir det viktigt att vara vaksam på vad som jäm

förs med vad. Exempel på hur forskningstekniska aspekter kan misstänkas ha en viktig

betydelse för resultatet illustreras tydligt i de två studierna av Schoppek och kolleger

(Schoppek, 2012; Schoppek & Tulis, 2010). I den första studien (Schoppek & Tulis, 2010)

redovisas en mycket stor uppskattad effektstorlek. Här fick eleverna i experimentgruppen

en extra timmes undervisning i veckan under sju veckor, vilket jämförelsegruppen inte

fick. Det är sannolikt att den större exponeringen för matematik bidrog till den uppmätta

effekten. Dessutom gavs extraundervisningen utanför skolan på ett universitet – något

som markant torde öka risken för att effekten till del beror på den extra uppmärksam

het som eleverna fick. I uppföljningsstudien (Schoppek, 2012) där alla elever fick samma

mängd matematikundervisning i skolan under ordinarie skoltid, visas också en fördel för

den digitala lärresursen, men då av betydligt mer blygsam storlek.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

3.2.5 Inga eller knappt märkbara effekter

Alla kategorier innehåller exempel på studier som inte kan påvisa några betydelsefulla

effekter på elevers matematikkunskaper av att använda digitala lärresurser. Resulta

tet i studien av Carr och medarbetare (2011) är anmärkningsvärt: ingen skillnad kan

påvisas trots att experimentgrupperna fick påtagligt mer matematikundervisning än

jämförelsegruppen – en timme mer i veckan under tjugo veckor.

Ett annat exempel finner vi i studien av Bakker och kolleger (2015) där ingen skillnad

kan påvisas mellan experiment och jämförelsegrupp beträffande matematisk förståelse

och färdighet avseende multiplikation. Detta trots att experimentgruppen strukturerat

arbetade en timme i veckan under 40 veckor med lärspel inriktade på multiplikation och

jämförelsegruppen under motsvarande tid arbetade med lärspel även de, men inriktade

på addition och subtraktion. Ett tredje exempel ges i studien av Rutherford och kolleger

(2014), där resultatet på standardiserade matematiktester inte skilde sig mellan en jäm

förelsegrupp som fått ordinarie undervisning och en experimentgrupp som 90 minuter

i veckan under ett läsår arbetat med en digital lärresurs och sammantaget fått betydligt

mer matematikundervisning än jämförelsegruppen.

I studien av Leh och Jitendra (2013) ges exempel på när undervisning med en digital

lärresurs tycks vara likvärdig en lärarledd insats, även om det bör påpekas att deltagar

antalet i studien är lågt. I det här fallet är resultatet knappast förvånande då de två

arbetssätt som jämförs har stora likheter, något som också kommenteras av författar

na själva. Det enda som i princip skiljer arbetssätten åt är att det i ena fallet används

en digital lärresurs och i det andra genomförs undervisningen som en lärarledd insats.

I sådana situationer blir det andra slags överväganden som behöver göras, till exempel:

Vilket arbetssätt är mest resurskrävande? Har den digitala respektive den ickedigitala

metoden positiva sidoeffekter?

Ett annat exempel ges i studierna av Castellar och medarbetare (Castellar m.fl., 2015;

Castellar m.fl., 2014) som illustrerar hur ett lärspel för att träna huvudräkning inte tycks

kunna dra någon nytta av det digitala mediet i relation till det som ska tränas. Använd

ningen av spelet ledde inte till bättre resultat än metoder med papper och penna.

3.2.6 Kort- och långtidsstudier samt utmaningen att

mäta hållbara kunskaper

Trots att många forskare framhåller att vi behöver veta mer om långtidseffekter av en viss

insats, är det relativt få av studierna som innehåller uppföljningstester, fördröjda tester

och liknande. Det finns några sådana studier i underlaget (Bakker m.fl., 2015; Lai m.fl.,

2015; Leh & Jitendra, 2013; Pilli & Aksu, 2013; Schoppek, 2012; Schoppek & Tulis, 2010)

men vi skulle gärna ha sett fler. Med nuvarande kunskapsläge är det svårt att dra några

säkra slutsatser om resultatens hållbarhet.

Kapitel 3 Resultat åk 1–3

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

3.3 Årskurs 1–3: Beskrivning av ingående studier

3.3.1 Digitala uppgifter

Med digitala uppgifter avses lärresurser som erbjuder uppgifter, instruktioner och

vägledning i digital form med en interaktivitet eller ett upplägg som i betydande grad

går utöver vad som kan göras med en lärobok

. Användning av digitala uppgifter har

undersökts i nio studier. Undervisningen i studierna fokuserar framför allt på arit

metik. Flertalet studier adresserar såväl förståelse och begreppslig uppfattning som

färdighetsträning. Tidsåtgången för undervisningsinsatserna är relativt begränsad i

samtliga studier.

Tabell 1

Digitala uppgifter (åk 1–3)

Författare, år, land och titel

Matematik-

innehåll

Multiplikation

Matematik-

förmåga

Begrepp

Procedur

Upplägg och

effektstorlek

3 veckor

Ca 40 elever

0,76 (0,13–1,39)

Studielängd

oklart

Ca 70 elever

1,52 (0,98–2,07)

10 veckor

Ca 400 elever

0,43 (0,21–0,65)

Chang (2008), Taiwan

Learning multiplication through compu-

ter-assisted learning activities

Chang (2007), Taiwan

Developing geometry thinking through

multimedia learning activities

Geometriska former

Begrepp

de Kock (2014), Nederländerna

Can teachers in primary education im-

plement a metacognitive computer pro-

gramme for word problem solving in their

mathematics classes?

Procent

Rationella tal

Bråk

Decimaltal

Metriska systemet

Addition

Subtraktion

Division

Tal: kombinera, er-

sätta, jämföra

Talrymder: tallinje,

positionssystem,

talsekvenser

Addition

Subtraktion

Multiplikation

Division

Begrepp

Procedur

Schoppek (2010), Tyskland

Enhancing Arithmetic and Word-Problem

Solving Skills Efficiently by Individualized

Computer-Assisted Practice

Begrepp

Procedur

Problemlösning

Resonemang

7 veckor

Ca 110 elever

0,89 (0,50–1,29)

Digitala lärresurser som har bedömts i huvudsak vara digitala versioner av vanliga läroböcker har inte

inkluderats i översikten.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Schoppek (2012), Tyskland

Dynamic task selection in learning arith-

metic: The role of learner control and

adaptation based on a hierarchy of skills

Tal: kombinera, er-

sätta, jämföra

Talrymder: tallinje,

positionssystem,

talsekvenser

Addition

Subtraktion

Multiplikation

Division

Tal: tolka, jämföra,

förändra, del–helhet

Addition

Subtraktion

Begrepp

Procedur

Problemlösning

RCT

8 veckor

Ca 280 elever

0,30 (0,05–0,54)

Leh (2013), USA

Effects of Computer-Mediated versus

Teacher-Mediated Instruction on the

Mathematical Word Problem-Solving

Performance of Third-Grade Students with

Mathematical Difficulties

Carr (2011), USA

Combined Fluency and Cognitive

Strategies Instruction Improves

Mathematics Achievement in Early

Elementary School

Kuhn (2014), Tyskland

Number sense or working memory? The

effect of two computer based trainings on

mathematical skills in elementary school

Pilli (2013), Cypern

The Effects of Computer-Assisted

Instruction on the Achievement,

Attitudes and Retention of Fourth Grade

Mathematics Students in North Cyprus

Begrepp

Procedur

Problemlösning

Resonemang

RCT

6 veckor + för-

dröjt eftertest

efter 4 veckor

Ca 25 elever

0,48 (-0,32–1,28)

RCT

20 veckor

Ca 180 elever

0,32 (-0,02–

0,66)

RCT

3 veckor

Ca 40 elever

0,32 (-0,31–0,94)

12 veckor

Ca 55 elever

0,56 (0,02–1,10)

Beräkningsmetoder

Välja metod

Addition

Subtraktion

Begrepp

Procedur

Problemlösning

Taluppfattning: jäm-

föra, tallinje

Addition 1–20

Begrepp

Procedur

Rationella tal

Multiplikation

Division

Procedur

KE = kvasiexperimentell studie; RCT = randomiserad kontrollerad studie

Den största effekten i denna kategori finner vi i studien av Chang och medarbetare

(2007). I studien undersöks en digital geometrilärresurs, GeoCal, som är utvecklad på

basis av Van Hieles teorier om nivåer för förståelse av geometri

. Elever i en experi

mentgrupp fick under fyra tvåtimmarslektioner arbeta i tur och ordning med de fyra

områdena igenkänningsförmåga, visuella associationer, visuell analys och abstrak

tioner/relationer. Som jämförelsegrupp användes en grupp elever som fick ordinarie

geometriundervisning. För alla elever var det första gången de hade geometriunder

visning i skolan.

Det finns en del saker som försvårar tolkningen av studiens resultat. Till exempel

är det oklart om de ordinarie lektionerna handlade om rena lärargenomgångar eller

om eleverna i jämförelsegruppen också fick arbeta med något speciellt material. Det

framkommer inte heller ifall undervisningen av jämförelseeleverna också tog hänsyn

Har sitt ursprung i forskning av holländska Dina och Pierre van Hiele om hur elevers tänkande i geometri

utvecklas. Teorin bygger på fem nivåer: 1) igenkänning (visualisering), 2) analys, 3) abstraktion, 4)

deduktion, och 5) och stringens (Hedrén, 1992).

Kapitel 3 Resultat åk 1–3

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

till van Hieles teorier. Gissningsvis var det inte så, eftersom författarna drar slutsatsen

att resultaten ger ytterligare stöd för värdet av att använda van Hieles teori. Det bety

der att forskarna åtminstone till del har studerat betydelsen av att tillämpa van Hieles

teori i geometriundervisningen.

Två andra studier visar stora effekter (Chang m.fl., 2008; Schoppek & Tulis, 2010).

Chang och kolleger (2008) undersöker en digital lärresurs för multiplikation. Lärre

sursen är utformad enligt en undervisningsmodell bestående av tre steg: 1) under

visning om grundläggande begrepp, 2) undervisning om innebörden av att multipli

cera, och 3) symbolers egenskaper samt att genomföra beräkningar.

I studien genomfördes tre lektionspass. Passen inleddes med 40 minuters genom

gång av lärare varefter eleverna fick arbeta under 70 minuter. Som jämförelsegrupp

användes en skolklass som fick samma lärarledda inledande genomgångar om 40 minuter

men under de 70 minuterna fick arbeta med pappersbaserat material. För båda grupperna

avslutades lektionspassen med att läraren gjorde en tio minuters summering.

Författarnas analys visar att det framför allt är utvecklingen av begreppslig för

ståelse som förklarar experimentgruppens bättre resultat. När det gäller färdigheter

påvisas däremot ingen skillnad mellan grupperna

. Allra störst effekt ses också för de

elever som hade begränsad förståelse när studien började. Elever som redan hade god

förståelse gynnades inte av arbetet med lärresursen. Forskarnas förslag till förklaring

av resultaten är att arbete med lärresursen är mer motiverande än arbete med pappers

baserat material och att elever med mindre förkunskaper till skillnad från elever med

större förkunskaper behöver stöd för att öka sin motivation inom området.

I studien av Schoppek och Tulis (2010) undersöks Merlins Math Mill (MMM), en

lärresurs för att träna aritmetik i olika former. Samma lärresurs studeras också i stu

dien av Schoppek (2012). MMM innehåller cirka 5 500 matematikproblem sorterade

i tre huvudtyper och undertyper: 1) beräkningsproblem (mest ekvationer), 2) text

uppgifter: kombinera, byta, jämföra, addition, multiplikation, division, talpussel, och

3) talrymder: tallinje, jämföra tal, positionssystemet, talsekvenser.

I en version av MMM finns inbyggd individanpassning som styr eleverna till att

jobba mer med de typer av problem de lyckats sämst med och att träna de förmågor

de ännu inte behärskar. Ett uttalat mål med den digitala lärresursen är att utveckla vad

man kallar multipla strategier. Detta tros kunna minska risken att eleverna etablerar

vissa rutinlösningar eller rutinstrategier utan att förstå deras begräsningar. Namnet

på lärresursen kommer från den digitala figuren Merlin, som finns med och kommen

terar om eleven gjort rätt eller fel. Första gången eleven gör fel ger Merlin vägledning,

andra gången eleven gör fel visar Merlin en korrekt lösning.

Även effektstorleken i studien av Schoppek och Tulis (2010) är stor, och effekten

rapporteras gälla i lika hög grad för låg och högpresterande elever. Man ska dock

notera att eleverna som använde lärresursen under de sju veckorna fick arbeta sju

I skogsdiagrammet redovisas ett sammanslaget medelvärde avseende båda förmågorna som rapporteras i

studien.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

timmar extra med matematik jämfört med jämförelseeleverna. Möjligen bidrog det

utökade arbetet med matematik till resultatet. Dessutom var det eleverna själva som

fick välja om de ville delta i experimentgruppen, dvs. gruppen bestod av elever som

ville arbeta en extra timme i veckan med den digitala lärresursen. Det medför en

påtaglig risk att både eleverna i experimentgruppen och lärarna hade särskilt höga

förväntningar på undervisningen.

Två studier i kategorin har fokus på textuppgifter i relation till problemlösning (de

Kock & Harskamp, 2014; Leh & Jitendra, 2013). I den ena (de Kock & Harskamp,

2014) påvisas en medelstor effekt till fördel för experimentgruppen. Eleverna i experi

mentgruppen fick arbeta med lärresursen under 20 minuter i veckan i tio veckor medan

elever i en jämförelsegrupp fick arbeta under motsvarande tid med matematikboken.

Studien är stor med totalt nära 400 deltagare och lärresursen som studeras är relativt

omfattande såtillvida att där ingår textuppgifter som rör många matematikområden,

t.ex. de fyra räknesätten, bråk, procent och det metriska systemet. Ett uttalat syfte

med lärresursen är att stödja elevers metakognitiva

förmågor genom att ge dem

övergripande strategihjälp i olika steg av problemlösningen. Medan eleven jobbar ges

vägledning i form av påståenden eller frågor att kryssa i, såsom 1) jag har läst noga,

2) jag planerar hur jag ska lösa problemet, och 3) jag kontrollerar mitt svar. De olika

stegen visualiseras i programmet i form av en trappa. Uppgifterna är uppdelade i olika

block och har tre olika svårighetsgrader. Beroende på hur stor andel problem i ett

block som eleven lyckas lösa anpassas svårighetsgraden. Det finns med andra ord en

viss enkel individanpassning inbyggd i lärresursen.

Undervisningen utmärktes av en hög grad av självständigt arbete från elevernas sida,

samtidigt som lärarnas involvering var hög både i själva undervisningssituationen och i

anslutning till arbetet med lärresursen. Förutom att introducera lärresursen för eleverna

och uppmuntra dem att använda hjälpen som gavs, gick lärarna i efterhand igenom pro

gramloggen där de kunde se hur de enskilda eleverna lyckades eller inte och hur deras

kunskapsutveckling såg ut. Lärarna fick också varje vecka dokumentera och rapportera

till forskarna om hur studien framskred. Även lärarna i jämförelsegruppen hade en aktiv

roll under studien på så sätt att de gav samma typ av metakognitivt stöd till eleverna.

Även om villkoren i grupperna som jämförs var mycket likartade påpekar forskar

na att det är möjligt att lärarna i experimentklasserna kände ett större engagemang än

lärarna i jämförelseklasserna till följd av att de hade mer kontakt med forskarna under

studiens gång.

Den andra studien påvisar ingen skillnad mellan grupperna som jämförs. Stu

dien är betydligt mindre med totalt 25 deltagande elever och undersöker lärresursen

Go Solve Word Problems (Leh & Jitendra, 2013). Lärresursen är kommersiellt till

gänglig och konstruerad för att stödja elever att tolka textuppgifter och identifiera den

underliggande matematiken i problem som handlar om delar och helhet, förändring,

Metakognition handlar om att kunna reflektera över sitt eget tänkande och lärande.

Kapitel 3 Resultat åk 1–3

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

jämförelser, addition och subtraktion. Efter att eleverna hade introducerats till den

digitala lärresursen arbetade de självständigt. Som jämförelsegrupp användes en

grupp elever som undervisades med en lärarledd pedagogisk metod utvecklad av en

av forskarna. Experiment och jämförelseinsatserna var likartade på så sätt att alla

elever fick metakognitiva ledtrådar och strategivägledning som stöd för att reflektera

kring sina lösningar – i det ena fallet från den digitala lärresursen, i det andra fall

et från läraren. Ytterligare likheter var att eleverna i båda grupperna fick arbeta med

problem anpassade till egna intressen, att de fick stöd för att organisera informationen

i uppgifterna och att de fick omedelbar korrigerande feedback. En förklaring till de

uteblivna effekterna kan vara att studien på grund av sin begränsade storlek har sva

ga förutsättningar att upptäcka skillnader som eventuellt kan finnas. Samtidigt är det

kanske inte förvånande att någon skillnad mellan grupperna inte kan påvisas eftersom

de arbetssätt som jämförs är förhållandevis lika. Forskarna lyfter själva fram de stora

likheterna mellan arbetssätten – förutom att det i ena fallet handlar om en digital lär

resurs och i det andra fallet handlar om lärarledd undervisning (Leh & Jitendra, 2013).

Slutligen kan studien av Carr och medarbetare (2011) nämnas där tre olika

insatser undersöks, varav en är inriktad på räknefärdigheter, en på kognitiva strat

egier, och en på en kombination av dessa. Som kontroll användes en grupp elever

som undervisades med en digital lärresurs för lästräning (dvs. inte matematik). All

undervisning i studien var individuell och självständig och graden av lärarinvolvering

var låg. Räknar man samman de tre experimentgrupperna visar inte heller denna

studie någon fördel för insatserna i jämförelse med kontrollgruppen.

3.3.2 Digitala objekt

Med digitala objekt menar vi lärresurser som avser symbolisera eller representera olika

matematiska objekt eller processer. Användning av digitala objekt har undersökts i två

studier.

Tabell 2

Digitala objekt (åk 1–3)

Författare, år, land och titel

Ploger (2009), USA

Enhancing Children’s Conceptual

Understanding of Mathematics through

Chartworld Software

Khairulanuar (2010), Malaysia

Effects of Training Method and Gender

on Learning 2D/3D Geometry

Matematik-

innehåll

Multiplikation

Division

Primtal

Sammansatta tal

Geometri 2D 3D

Geometriska objekt

Matematik-

förmåga

Begrepp

Procedur

Problemlösning

Resonemang

Begrepp

Resonemang

Upplägg och

effektstorlek

RCT

3 veckor

Ca 300 elever

0,36 (0,11–0,61)

RCT

5 veckor

Ca 35 elever

0,44 (-0,26–1,14)

RCT = randomiserad kontrollerad studie

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

I den första studien av Ploger och Hecht (2009) visas en mindre fördel för experi

mentgruppen. Studien är relativt stor och handlar om bland annat multiplikation

och division i syfte att utveckla begreppslig förståelse och procedurkunskap. Den

digitala lärresursen som studeras kallas Chartworld och har formen av en digital tavla

bestående av tal och färger. Som jämförelsegrupp användes en grupp elever som fick

vanlig matematikundervisning. Båda grupperna fick lärarledda introduktioner och

lektioner. Lärarna medverkade aktivt under elevernas arbete med Chartworld.

I den andra studien av Khairulanuar och kolleger (2010) undersöks en digital

lärresurs med fokus på två och tredimensionella geometriska objekt. Lärresursen

är utvecklad på basis av Van Hieles teorier om nivåer för förståelse av geometri.

Eleverna fick arbeta med utforskande aktiviteter, bland annat genom att vrida och

skala geometriska objekt och animationer i syfte att utveckla begreppsförmågan.

I studien påvisas ingen skillnad mellan experimentgruppen och en jämförelsegrupp

som fick ordinarie geometriundervisning. Studien är dock liten, vilket medför be

gränsade möjligheter att upptäcka skillnader som eventuellt kan finnas.

3.3.3. Digitala spel

Digitala spel är lärresurser som utnyttjar spelmekanismer för att förmedla ett ämnesin

nehåll, såsom uppdrag, utmaningar, belöningar och tävlingsmoment. Spel karaktäriseras

också ofta av ett lekfullt utforskande inom ramen för en övergripande berättelse. Använd

ning av digitala spel har undersökts i åtta studier. De flesta studierna är inriktade på både

begrepp och procedurer medan några har mer renodlat fokus på procedurförmågan. I

ett fall (Pitchford, 2015) saknas information för att avgöra vilka förmågor som är i fokus.

I flertalet studier används spel eller spelversioner som är utvecklade av forskare, några av

dem är eller har varit fritt tillgängliga. Det förekommer också spel där forskarna utgått

från ett kommersiellt producerat spel och skapat versioner utifrån detta. Ett gemensamt

drag i spelkategorin är att eleverna oftast arbetar självständigt med lärresurserna medan

läraren i olika grad fångar upp arbetet.

Tabell 3

Digitala spel (åk 1–3)

Författare, år, land och titel

Matematik-

innehåll

Tal: symboler, relationer,

uppskattning, tallinje

Addition

Subtraktion

Multiplikation

Division

Matematik-

förmåga

Ej möjlig

Upplägg och

effekt-

storlek

RCT

8 veckor

Ca 300 elever

0,82 (0,50–

1,15)

Pitchford (2015), Malawi

Development of early mathematical

skills with a tablet intervention: A

randomized control trial in Malawi

Kapitel 3 Resultat åk 1–3

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Shin (2012), USA

Effects of Game Technology on

Elementary Student Learning in

Mathematics

Pareto (2012), Sverige

A teachable-agent-based game affor-

ding collaboration and competition:

evaluating math comprehension and

motivation

Castellar (2015), Belgien

Cognitive abilities, digital games and

arithmetic performance enhance-

ment: A study comparing the effects

of a math game and paper exercises

Castellar (2014), Belgien

Improving arithmetic skills through

gameplay: Assessment of the effec-

tiveness of an educational game in

terms of cognitive and affective lear-

ning outcomes

Bakker (2015), Nederländerna

Effects of playing mathematics com-

puter games on primary school stu-

dents’ multiplicative reasoning ability

Obersteiner (2013), Tyskland

How Training on Exact or

Approximate Mental Representations

of Number Can Enhance First-Grade

Students’ Basic Number Processing

and Arithmetic Skills

Habgood (2011)

Storbritannien

Motivating Children to Learn

Effectively: Exploring

the Value of Intrinsic Integration in

Educational

Games

Addition

Subtraktion

Talområde: 1-siffriga till

4-siffriga tal

Procedur

5 veckor

Ca 40 elever

0,31 (-0,34–

0,96)

7 veckor

Ca 50 elever

Tal: positionssystemet

Addition: positiva och

negativa tal

Subtraktion: positiva och

negativa tal

Begrepp

Procedur

Problemlösning

Resonemang

Addition

Subtraktion

Multiplikation

Division

Huvudräkning

Procedur

RCT

3 veckor

Ca 50 elever

Addition

Subtraktion

Multiplikation

Division

Huvudräkning

Procedur

RCT

3 veckor

Ca 75 elever

Multiplikation

Begrepp

Procedur

Grupp-RCT

40 veckor

Ca 720 elever

-0,08 (-0,23–

0,06)

RCT

4 veckor

Ca 150 elever

0,37 (-0,02–

0,76)

Tal och mängd: uppskatta

och jämföra, jämföra ex-

akt, talföljder

Addition

Subtraktion

Talområde 1–20

Begrepp

Procedur

Relation multiplikation

och division

Tal: känna igen mönster

Primtal

Kvadrattal

Begrepp

Procedur

Problemlösning

Resonemang

RCT

5 veckor

Ca 60 elever

KE = kvasiexperimentell studie; RCT = randomiserad kontrollerad studie; * = ej möjligt

att extrahera ett samlat kunskapsmått

En stor effekt redovisas i studien av Pitchford (2015) där nära 300 elever från tre års

kurser på en skola i Malawi medverkade. Studien undersöker fyra olika matematikspel

för datorplatta. Spelens funktionalitet beskrivs inte närmare än att matematikinnehållet

presenteras stegvis och att eleverna är tvungna att klara av frågesporter efter varje steg

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

för att komma vidare i systemet. Eleverna kan arbeta i sin egen takt och göra om redan

avklarade aktiviteter enligt eget önskemål. I studien arbetade yngre elever en halvtimme

och de lite äldre en timme per dag under åtta veckor. Arbetet skedde i grupper med cirka

25 elever i särskilda ITrum där lärare också kunde följa de enskilda elevernas arbete

genom en digital lärarmodul.

Eleverna i en aktiv jämförelsegrupp fick på motsvarande sätt arbeta på datorplatta

med fyra appar kring design och musik (t.ex. Drawing Pad och Toca Hair Salon) medan

eleverna i en passiv jämförelsegrupp hade ordinarie undervisning i matematik. Forskar

na strävade efter att hålla mängden matematikundervisning lika för experimentgrup

pseleverna och jämförelsegruppseleverna.

Skillnaderna i resultaten var som tydligast för de lite äldre eleverna i studien. För

yngre elever sågs tendenser i samma riktning, men resultatet var mindre tydligt.

En förklaring kan vara att de yngre var färre eller att de enbart använde lärresursen

hälften så mycket som de äldre eleverna.

I studien av Shin och kolleger (2012) undersöks lärspelet Skills Arena som är de

signat för att träna grundläggande aritmetikfärdigheter med hjälp av Game Boy,

särskilt addition och subtraktion med tresiffriga tal. Lärresursen är en av de relativt

få i underlaget för årskurs 1–3 som är ett uttalat program för färdighetsträning. Som

jämförelsemetod valdes undervisning med så kallade Flash fact cards med motivet att

upplägget kunde göras på ett likartat sätt som Skills Arena vad gäller lärinnehåll, mål

och process. Båda metoderna har också formen av spel, men med skillnaden att det

ena är digitalt och det andra analogt.

Eleverna i studien fick använda spelen under en kvart i samband med tre matema

tiklektioner i veckan. Den sammanlagda användningen hamnade alltså på knappt fyra

timmar under de fem veckorna. Lärarnas roll i samband med arbetet var begränsad.

Någon fördel för Skills Arena kan inte påvisas, men inte heller motsatsen. En

del av bakgrunden till studien var att skolans rektor och lärare redan tidigare prövat

spelet och uppfattat det som ett bättre alternativ än andra prövade metoder och att det

därför fanns en önskan att införa det för alla elever på skolan i årkurs 2. Det hade stärkt

studien om ytterligare en jämförelsegrupp som fått en ordinarie undervisning hade

inkluderats (vilket förmodligen hade varit något annat än Flash card games).

I studien av Pareto och kolleger (2012) undersöks lärspelet Rutiga Familjen. Spelet

handlar om de fyra räknesätten med positiva och negativa tal och har ett särskilt fokus

på begreppslig förståelse av positionssystemet. Spelet bygger på pedagogiken att lära

sig själv genom att lära ut till andra på så sätt att eleverna har en lärarroll i förhållande

till en digital figur. Eleverna arbetade i par med spelet. Under sju veckor byttes 35 mi

nuter av en ordinarie matematiklektion om 110 minuter ut mot arbete med lärspelet

för experimentklassen, och de arbetade då i ett mindre klassrum i en mindre grupp.

En forskare observerade och antecknade och en hjälpte eleverna med att hantera

tekniken. Elevernas arbete med själva spelet var självständigt. Som jämförelsegrupp

Kapitel 3 Resultat åk 1–3

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

användes en annan skolklass som fick ordinarie matematikundervisning.

I studien argumenteras för att eleverna i båda grupperna fick en likvärdig mängd

undervisning avseende själva matematikinnehållet. För och eftertesterna genom

fördes med papper och penna och hade ett format som liknar de nationella proven,

vilket eleverna var vana vid. Resultatet var till experimentgruppens fördel med de tyd

ligaste effekterna för elever med låga resultat på förtesten. De största skillnaderna i

förbättring gällde uppgifter som krävde begreppslig förståelse av positionssystemet.

En fråga som väcks är om studiens upplägg innebär en risk för särskilt höga förvänt

ningar på undervisningen i experimentklassen eftersom forskare fanns med i rummet

medan eleverna arbetade med lärspelet. Författarna kommenterar också det faktum

att några av eleverna i jämförelseklassen var medvetna om att eleverna i parallell

klassen fick använda ett datorspel under sina matematiklektioner, men att det sedan

skulle bli deras tur att använda datorspelet. Vidare hade de två deltagande klasserna

olika lärare, vilket kan ha haft påverkan på resultatet eftersom förutsättningarna då

kanske inte var helt likartade.

Då datorspel är något som en del elever ägnar sig åt på eget initiativ på sin fritid ligger

det nära till hands att vilja undersöka möjligheterna att ur ett lärandeperspektiv dra

nytta av sådana aktiviteter utanför skoltid. Bakker och kolleger (2015) undersöker om

elevers matematikkunskaper påverkas av att de får använda matematikspel för multi

plikation enbart hemma, enbart i skolan eller hemma och med uppföljning i skolan. I

studien ingår också en kontrollgrupp som på skoltid fick använda andra lärspel, men

då med matematikinnehållet addition och subtraktion i stället för multiplikation.

Forskarna använde så kallade minispel

som tagits från en holländsk webb

plats för matematikspel. Några av spelen anpassades av forskarna i syfte att förbättra

lärmöjligheterna.

Över 700 elever från ett 40tal skolklasser i 35 olika skolor medverkade. Den tid som

insatsen pågick var ovanligt lång, sammanlagt 40 veckor i form av fyra spelperioder om

tio veckor under två läsår. Vecka 5 och 10 i varje spelperiod ägnades åt repetition av tidi

gare minispel. I övrigt fick eleverna varje vecka tillgång till ett nytt minispel. Lärarinvol

veringen skilde markant mellan de fyra olika villkoren. Elever som spelade i skolan fick

varje vecka en timmes undervisning av formen där läraren visade en instruktionsvideo

och eleverna spelade i 10 minuter, varefter man diskuterade i helklass med hjälp av digital

skrivtavla eller projektor under 15 minuter, och sedan spelade eleverna igen under 10

minuter. De hade inte tillgång till spelen för att spela hemma. För de elever som spelade

hemma berättade läraren varje vecka att det fanns ett nytt minispel upplagt för eleverna

som de fick spela hemma, men följde inte upp spelandet på något sätt. För elever som

spelade hemma och hade uppföljning i skolan var upplägget likadant som för de som

spelade hemma, men varje vecka diskuterades spelet i helklass, där eleverna fick berätta

om vad de gjort, om det fanns strategier de tyckte fungerade, hur det gått för dem. Elever

Minispel beskrivs som korta, fokuserade spel som är lätta att lära sig. De är ofta lättillgängliga (normalt sett

gratis) och flexibla vad gäller tidsåtgång. Ett spel tar ofta bara några minuter att spela och kan upprepas ett

oändligt antal gånger.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

i en kontrollgrupp följde ett liknande upplägg som eleverna som spelade i skolan, men

minispelen de använde handlade inte om multiplikation.

Räknar man samman alla tre experimentgrupper påvisas ingen skillnad mot jäm

förelsegruppen när det gäller kunskapsutvecklingen i multiplikation. Däremot ses en

liten fördel för gruppen som arbetade hemma och i skolan gällande såväl färdigheter

och begreppslig förståelse. Studien tyder också på en fördel för elever som arbetat med

spelet enbart i skolan i årskurs 2, men inte i årskurs 3. Effekterna som påvisas är dock

relativt små och detta trots att eleverna i experimentgrupperna ägnade mer tid åt att

arbeta med multiplikation än eleverna i jämförelsegruppen. För gruppen som bara an

vände lärresurser i skolan handlade det om en timmes lektion per vecka.

Ytterligare två studier i kategorin undersöker hemarbete med digitala spel i form

av läxa (Castellar m.fl., 2015; Castellar m.fl., 2014). Studierna är gjorda av samma

forskargrupp, en som uppföljning till den andra. I båda studierna används delar

av det kommersiellt tillgängliga programmet Monkey Tale, inriktat mot snabbhet

i huvudräkning. Syftet med programmet är att förbättra elevers huvudräkningsfär

digheter genom att motivera dem att arbeta med färdighetsövningar under ökande

tidspress. Bara genom att vara snabbare än apan kan eleverna avancera genom nivåer

na. Spelet anpassar svårigheten på uppgifterna efter lärkurvan hos den enskilda eleven.

Undervisningsuppläggen i båda studierna involverar elevernas föräldrar. I den första

studien (Castellar m.fl., 2014) uppmanades föräldrarna att motivera sina barn att göra

arbetet, men inte hjälpa dem med själva uppgifterna. Även i den andra studien (Castellar

m.fl., 2015) ombads föräldrarna att motivera barnen att jobba, men också att följa deras

framsteg. Som jämförelsegrupper användes elever som fick motsvarande läxa i pappers

form. Ingen av studierna kan påvisa några betydelsefulla skillnader mellan den grupp

elever som fick spela Monkey Tale och den grupp elever som fick motsvarande träning

med papper och penna.

Slutligen kan ytterligare två studier från kategorin digitala spel nämnas (Habgood

& Ainsworth, 2011; Obersteiner m.fl., 2013). I studien av Obersteiner och kolleger

(2013) används tre olika versioner av Number Race. Version ett, som ligger närmast

ursprungsspelet, fokuserar på att uppskatta storheter och mängder och jämföra dessa.

Version två fokuserar i stället på att avgöra exakta antal och jämföra dessa. Version tre

är en kombination av version ett och två. Number Race är en anpassningsbar lärresurs

såtillvida att svårighetsgraden på uppgifterna regleras enligt elevens lärkurva. Räknar

man samman alla tre experimentgrupper påvisas ingen skillnad mot en kontrollgrupp

när det gäller kunskapsutvecklingen.

Habgood och Ainsworth (2011) undersöker tre olika versioner av lärspelet Zombie

Divisor som är utvecklat av forskargruppen I Zombie Divisor är det spelmässiga upp

draget att strida mot zombies och spöken. I första versionen av spelet är det matematiska

innehållet inom området division integrerat i själva kampaktiviteterna, det forskarna

kallar spelmässigt centrum. Version två innehåller identiska matematikuppgifter som

Kapitel 3 Resultat åk 1–3

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

version ett, men eleven löser dessa som mellanakter för att komma vidare till nästa nivå

i spelet, inte i samband med kampaktiviteterna. I version två saknas därmed koppling

ar mellan själva spelet och matematikinnehållet vad gäller uppgifterna, reglerna och

målen. I den tredje versionen finns inget matematikinnehåll alls.

Upplägget för studien innehöll tre lärarledda tillfällen där eleverna fick hjälp med

att reflektera över det matematiska innehållet i spelet och hitta den begreppsliga länk

en mellan att lösa divisionsuppgifter genom att använda multiplikationsfakta.

Resultatet blev bäst för eleverna som använde den spelversion där det matematiska

innehållet kring division var integrerat i det som var spelberättelsens uppdrag. En av

forskarnas slutsatser är därför att digitala lärspel bör utformas så att lärinnehållet sätts i

centrum och att spelets eget regelverk anpassas till detta. Själva berättelsen, till exempel

fantasisammanhanget, kan skapas allra sist.

3.3.4 Digitala kurspaket

Digitala kurspaket är lärresurser av ett mer omfattande slag som kan innehålla flera

funktioner och beröra många matematikområden. Användning av digitala kurspaket

har undersökts i två studier.

Tabell 4

Digitala kurspaket (åk 1–3)

Författare, år, land, titel

Matematik-

innehåll

Taluppfattning: symboler,

relationer

Bråk, tid, pengar

Geometri

Egenskaper och beräk-

ningsmetoder

Addition

Subtraktion

Multiplikation

Division

Ej möjlig

Matematik-

förmåga

Begrepp

Procedur

Problemlösning

Upplägg och

effektstorlek

Grupp-RCT

1 år

Ca 14 000 elever

0,11 (0,07–0,14)

Rutherford (2014), USA

A Randomized Trial of an

Elementary School Mathematics

Software Intervention: Spatial-

Temporal Math

Lai (2015), Kina

Does computer-assisted learning

improve learning outcomes?

Evidence from a randomized

experiment in migrant schools

in Beijing

Ej möjlig

Grupp-RCT

Ca 16 veckor inkl.

fördröjt eftertest

Ca 2 500 elever

0,15**

RCT = randomiserad kontrollerad studie;

= rapporterad genomsnittlig effektstorlek

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

En av studierna undersöker lärresursen ST Math som är utformad för att utnyttja rela

tionen mellan spatiala förmågor

och matematik för att stödja och underlätta matema

tisk förståelse (Rutherford m.fl., 2014). Studien är mycket stor med nästan 14 000

medverkande elever från 40 skolor. Undervisningen med ST Math skedde under två

45minuterspass per vecka under hela läsåret. Arbetet var i hög grad självständigt och

lärarnas medverkan låg, men de hade innan studien sattes igång fått utbildning om 4–5

timmar i hur lärresursen fungerade.

De 90 minuterna per vecka avsattes enligt forskarna ibland från matematiklek

tioner men i många fall från andra lektioner. Omfattningen 90 minuter per vecka var

anpassad dels till vad som bedömdes praktiskt genomförbart för skolorna, dels till att

eleverna då skulle hinna gå igenom största delen av lärresursen innan skolårets slut.

Som jämförelsegrupp valdes skolklasser som enbart följde sin ordinarie matematik

undervisning.

I studien påvisas ingen tydlig skillnad mellan experiment och jämförelseklasserna,

trots att omkring två tredjedelar av eleverna i experimentklasserna fick en och en halv

timme mer matematikundervisning per vecka. Som forskarna påpekar är det dock möj

ligt att eleverna i experimentgrupperna utvecklade vissa former av matematikkunskaper

men att dessa inte fångades med de standardiserade testen som användes. Inte heller ger

studien något stöd för att elever med svaga kunskaper i början av läsåret gynnades av att

finnas i en experimentklass, snarare tvärtom. Forskarna diskuterar resultatet i termer av

kostnader och konstaterar att utdelningen är liten. Det handlar då både om kostnader för

den digitala lärresursen som sådan och kostnaden i tid.

Den andra studien är också stor och involverade drygt 2 500 elever från olika så

kallade immigrantskolor i Beijing, skolor som enligt forskarna typiskt anses ge utbild

ning av låg kvalitet (Lai m.fl., 2015). För eleverna som använde den digitala lärresursen

var det obligatoriskt deltagande i två 40minuters pass per vecka under två månader,

antingen under lunchrasten eller efter skolan. Lärresursen baserades på material i ele

vernas läroböcker och bestod av animerade matematiklärspel avsedda för att öva och

repetera det som eleverna arbetat med under ordinarie lektioner. Eleverna arbetade i par

vid en dator, och under passen fanns en av forskarna utbildad lärare till hands. Läraren,

som endast assisterade vid tekniska problem, var varken matematiklärare eller elevernas

klasslärare.

I studien ses en mindre fördel för experimentklasserna relativt jämförelseklasserna

motsvarande en effektstorlek på i medeltal 0,15 – ett resultat som däremot står sig vid

uppföljning efter omkring två månader. I likhet med Rutherford och kolleger (2014)

resonerar forskarna i termer av kostnader i samband med att införa den digitala lärre

sursen. I det här fallet drar man dock slutsatsen att insatsen är värd sitt pris.

Som har att göra med rumsliga aspekter.

Kapitel 3 Resultat åk 1–3

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

3.4 Årskurs 4–6: Sammanfattning av resultaten

Det vetenskapliga underlaget för årskurs 4–6 består av 32 studier. Eftersom vi vid

grupperingen huvudsakligen har utgått ifrån deltagarnas ålder berörs företrädesvis

elever i åldrarna 10–12 år. Skogsdiagrammet nedan illustrerar de effekter på elever

nas kunskaper i matematik som har uppmätts i de ingående studierna. Diagrammet

visar också hur studiernas resultat förhåller sig till varandra. Studierna har placerats i

kategorierna uppgifter, objekt, spel och kurspaket.

Figur 7. Skogsdiagram årskurs 4–6

Författare, år

DIGITALA UPPGIFTER

Adams 2014

Altiparmak 2010

Bartelet 2016

Craig 2013

Koedinger 2010

Wong 2007

Scharnagl 2014

Shih 2012

Roschelle 2010a

Chang 2006

Ysseldyke 2007

SMD (95 % KI)

DIGITALA OBJEKT

Birgin 2015

Bolyard 2012

Drickey 2006

Erbas 2011

Rau 2009

DIGITALA SPEL

Yamani 2013

Chang 2015

Kolovou 2013

Wiburg 2016

Ku 2014

Nejem 2013

Ke 2008a

Ke 2008b

Ke 2007

Pareto 2014

Riconscente 2013

Miller 2011

DIGITALA KURSPAKET

Wijekumar 2009

Tsuei 2012

Campuzano 2009

Schenke 2014

-2

-1

Fördel jämförelsegrupp Fördel experimentgrupp

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Fotnoter

Fördröjt e

ertest.

Resultat kan inte extraheras för egen analys.

Antal deltagare är uppskattat (otydligt rapporterat).

Justerat för resultat på förtest.

Resultat kan inte extraheras för egen analys.

Avser fyra experimentgrupper respektive fyra jämförelsegrupper (grade 3-6),

förändring från baslinje (SS gain).

Resultat kan inte extraheras för egen analys.

Avser två experimentgrupper respektive två jämförelsegrupper, fördröjt e ertest.

Avser resultat för MGR+SE jämfört med SGR+SE och fyra utfall, fördröjt e ertest.

SD beräknad från SEM, justerat för resultat på förtest.

Resultat kan inte extraheras för egen analys.

Avser två experimentgrupper, justerat för resultat på förtest.

Avser resultat för åtta tester över två terminer.

Avser resultat för Achieve Now jämfört med Larson Pre-Algebra, spring test för grade 6.

Resultat kan inte extraheras för egen analys.

Skogsdiagrammet visar beräknade effektstorlekar med konfidensintervall för de ingående

studierna. SMD = standardiserad skillnad i medelvärde; 95 % KI = 95 % konfidensintervall.

3.4.1 Varför visar de olika studierna olika effekter?

På frågan om varför de olika studierna visar olika effekter är det inte tillräckligt att nöja

sig med svaret att de digitala lärresurser som har undersökts är olika bra. I praktiken är

svaret komplicerat. Även när forskningen är väl utförd och tydligt rapporterad kan det

finnas naturliga skäl till att vissa typer av undervisningsinsatser med digitala lärresurser

tenderar att ge större effekt än andra, utan att det nödvändigtvis har att göra med lärre

sursens relativa kvalitet. En övergripande tumregel att ha i åtanke när man läser skogs

diagrammet är att stora studier och omfattande program gör det svårare att uppnå stora

effekter och att små studier och program med ett avgränsat matematikinnehåll gör det

lättare. Det ska dock inte tolkas som att studiestorleken i sig är avgörande för effektstor

leken, utan att studiestorlek i praktiken relaterar till olika studietyper.

3.4.2 Att välja digitala lärresurser

Om man som lärare står inför att börja använda en digital lärresurs blir en fråga vilken

man ska välja. Av de digitala lärresurser som finns beskrivna i underlaget för årskurs

4–6 är bara en på svenska och testad i ett svenskt sammanhang (Pareto, 2014). Många

av de lärresurser som har testats är specifika forskningsversioner. De digitala kurspaket

som finns tillgängliga är inte gjorda för svenska förhållanden och endast få program är

publikt tillgängliga.

Kapitel 3 Resultat åk 4–6

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

En möjlighet är att titta på studier som visar bra resultat, och sedan – om möjligt –

försöka hitta likartade program för svenska förhållanden. Det här kan vara mer eller

mindre svårt beroende på programtyp. För uppgiftsprogram av så kallad tutortyp kan

det vara svårt. Tutorprogram karakteriseras vanligen av att uppgifter och ledtrådar på

ett intrikat sätt anpassar sig till elevens interaktioner med programmet. En stor del av

forskningen på sådana program går ut på att undersöka hur detaljer i designen påver

kar elevresultaten. Små skillnader i programmens konstruktion kan spela relativt stor

roll. Det är därmed ingen enkel sak att avgöra om två program uppvisar likheter. En av

poängerna med sådana program är också att eleverna kan arbeta relativt självständigt.

Det gör naturligtvis resultatet mer beroende av den digitala lärresursen i sig, snarare

än på interaktionen med övrig undervisning.

3.4.3 Tydligt fokus på ett avgränsat matematiskt

innehåll som integreras i övrig undervisning

Goda resultat verkar kunna uppnås när de digitala lärresurser som används är rik

tade mot ett avgränsat matematikinnehåll, oftast spel eller objekt, som byggs in i ett

mer komplext lektionsupplägg (Erbas & Yenmez, 2011; Ke & Grabowski, 2007; Wiburg

& Stanford, 2016). En möjlig mekanism för studier som dessa är att lärresursen ger en mer

fokuserad upplevelse av relevant matematik än vad elever som i stället räknar i boken får.

Man kan jämföra med det som Hiebert och Grouws (2007) kallar opportunity to learn.

Om de digitala lärresurserna i högre utsträckning än böckerna skapar möjligheter för

eleverna att uppmärksamma viktiga aspekter av relevanta begrepp eller procedurer så kan

det, tillsammans med den ordinarie undervisning som ges, skapa bättre förutsättningar

för lärande. Läroböcker är inte alltid bra på att lyfta fram viktiga begreppsliga aspekter av

matematiken (Ginsburg, 2009; National Mathematics Advisory Panel, 2008). Möjligen

är det alltså så att dessa studier tillsammans är en generell princip på spåret, nämligen

att just kombinationen av digitala lärresurser som fokuserar på begreppsliga aspekter

av matematiskt innehåll, tillsammans med undervisning som innehåller en kompo

nent där matematikupplevelsen diskuteras och problematiseras, är bra.

3.4.4 Inga betydelsefulla vinster med digitala kurspaket

Några av studierna har undersökt omfattande lärresurser som används under lång tid

och elevernas kunskaper har utvärderats med standardiserade tester. I sådana studier

är det, även i de fall där villkoren i jämförelsegrupperna inte detaljrapporteras, mindre

troligt att experimentgrupperna får mer undervisningstid riktad till det som testerna

mäter. Det är rimligt att anta att den ordinarie undervisningen som ges till jämförelse

eleverna är i relativ harmoni med testerna. Om studien dessutom är storskalig så ut

jämnas även variation som kan tänkas finnas till följd av att det är olika lärare som

undervisar. Detta bidrar till att sådana studier sällan kan påvisa spektakulära resultat,

se till exempel Wijekumar och kollegor (2009).

Det kan också föras vissa generella resonemang om digitala kurspaket. Visserligen

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

finns inget av programpaketen i underlaget på svenska och så vitt vi vet finns just nu inga

direkta motsvarigheter på svenska heller. Men det är ingen långsökt gissning att förlag

och andra intressenter kommer att skapa och marknadsföra sådana här lösningar; det är

kanske en närmast oundviklig utveckling. Ur det perspektivet, hur ska man då förhålla

sig till att forskning som undersökt den sortens digitala lärresurser tenderar att inte kun

na påvisa några effekter på elevers matematikkunskaper? En möjlig tolkning är att vi bör

avhålla oss från att anamma sådana program, när de kommer. Den tolkningen kan vara

rimlig om lärresurserna i fråga skulle vara mer kostsamma än traditionella läroböcker

som de typiskt ska ersätta. Men en alternativ tolkning är att det är bra att lärresurser av

det här slaget tycks kunna vara ett fullgott substitut till läroboken – speciellt om kurspa

keten skulle vara billigare än läroböcker eller om de skulle ha andra förtjänster. Konkur

rensen är ju inte typiskt mer lärarledd undervisning utan samma (eller rent av mindre)

undervisning kombinerat med elevers arbete i boken. I det sammanhanget kan nämnas

att det är en ganska väl utbredd uppfattning bland forskare att läroböcker i matematik

inte alltid erbjuder eleverna högkvalitativa framställningar av matematiska begrepp och

idéer (Ginsburg, 2009).

3.4.5 Forskningstekniska aspekter påverkar effekternas storlek

Utan en mycket detaljerad kontroll och redovisning av vilka aktiviteter som jäm

förelsegruppen genomför med avseende på det matematikinnehåll som testas, är det

svårt att tolka vad en studie egentligen visar. En möjlighet är helt enkelt att studien

huvudsakligen visar att om man fokuserar på ett visst ämnesinnehåll som också är

nytt för eleverna, så lär de sig mer. Ett tydligt exempel ges i studien av Altiparmak

och Ozdogan (2010) som handlar om negativa tal och som visar en mycket stor effekt

till fördel för att arbeta med lärresursen. Man får ingen tydlig information om jäm

förelseeleverna också fick motsvarande undervisning om negativa tal. Det finns alltså

rapporteringsmässiga problem i vissa studier – i det här fallet att det inte ges tillräcklig

information om hur jämförelsegrupperna arbetade. En konsekvens är att det i dessa

fall inte går att dra så säkra slutsatser om de digitala lärresursernas förtjänster.

Förmodligen är det lättare att få stora effekter på elevers matematikkunskaper om

man fokuserar på ett matematiskt innehåll som de inte mött tidigare. Då är elevernas

kunskapsnivå typiskt initialt låg och i många fall är dessutom variationen liten. Det

gör att man enklare kan uppnå stora effekter genom specifika undervisningsinsatser.

Därmed blir det också svårt att avgöra nyttan av att använda just en digital lärresurs om

inte kontrollgruppen får en undervisning med mycket likartat innehåll. När det gäller

ett ämnesinnehåll som eleverna redan mött under många år är typiskt variationen stor

och elevernas kunskaper relativt stabila. Då är det svårare att få stora effektstorlekar oav

sett vilka undervisningsmetoder som jämförs.

Detta är något som också illustreras i studien av Bolyard och MoyerPackenham

(2012) som handlar om grundläggande taluppfattning och syftar till att eleverna bättre ska

förstå och kunna utföra addition och subtraktion av heltal. Det är en studie där den digitala

Kapitel 3 Resultat åk 4–6

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

lärresursen som testas inte ger bättre resultat än jämförelsealternativen. Till skillnad från

studien av Altiparmak och Ozdogan (2010) så handlar denna om mycket grundläggande

kunskaper som mellanstadieelever har haft många år på sig att utveckla. Man kan tänka

sig att elevernas kunskaper därför är stabila och närmast omöjliga att påverka på bara fyra

veckor. Så nollresultatet i det här fallet behöver alltså inte betyda att programmet inte är

bra, snarare på att forskarnas förväntningar kanske var orealistiska.

Ett annat exempel på samma fenomen illustreras i studien av Wiburg och kolleger

(2016). Det handlar om en bred insats som innefattar förhållanden, koordinatsystem,

talsystem, bråk och decimaler. Överlag är både själva insatsen och studieupplägget väl

genomtänkt. Därför förefaller den relativt moderata fördelen som experimentgruppen får

också trovärdig. Med tanke på att det som tränas och testas i studien är sådant som ele

verna redan har mött under tidigare år i skolan, dvs. att det gäller kunskapsområden där

de flesta eleverna bör vara rätt så stabila, är även en moderat effekt tämligen imponerande.

Ytterligare ett fenomen att uppmärksamma är det kan vara svårt att isolera effekten av

en digital lärresurs när den ingår som en del av ett större lektionsupplägg. I studien av

Wiburg och medarbetare (2016) är just detta en tydlig utgångspunkt. Lärare som vill

använda en liknande digital lärresurs bör tänka på att de, för att uppnå likartade effek

ter, behöver använda ett likartat lektionsupplägg.

I flera av de studier där avsikten har varit att enbart undersöka effekter av att arbeta

med en digital lärresurs, finns många gånger andra faktorer som troligen ändå påver

kar resultaten. Exempelvis redovisas i studien av Yamani och kolleger (2013) en mycket

stor effekt och det framgår tydligt att eleverna i experimentgruppen bara använder vissa

spel, och att de inte får någon lärarledd undervisning. Man kan därför lätt tro att det

finns mycket stora vinster att hämta genom att använda dessa spel. Men vid närmare

granskning framgår att forskarna i själva verket för vissa samtal med eleverna, som kan

misstänkas vara av undervisande karaktär. Därmed är det inte alls säkert att spelen – om

de verkligen används utan inblandning av lärare/forskare – genererar samma effekter.

Studien väcker viktiga frågor om hur forskningsupplägget kan påverka resultatet.

3.5 Årskurs 4–6: Beskrivning av ingående studier

3.5.1 Digitala uppgifter

Med digitala uppgifter avses lärresurser som erbjuder uppgifter, förklaringar eller

andra aktiviteter till elever i digital form där interaktivitetsgraden eller upplägget på

ett utmärkande sätt går utöver vad som kan göras med en bok. Kategorin rymmer

en mängd olika typer av lärresurser. I översikten har lärresurser som i princip bara

är digitala versioner av vanliga läroböcker valts bort. Trots detta är kategorin som vi

kallar digitala uppgifter relativt stor med elva studier.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Lärresurserna kan beskrivas som dels enkla träningsprogram för specifika matema

tiska procedurer, dels mer komplexa program med större interaktivitet, men fortfarande

oftast begränsade till specifika matematiska områden. En specifik underkategori är de så

kallade tutorprogrammen som är specialiserade på att anpassa feedback eller uppgiftsval

efter elevens interaktion med programmet.

Tabell 5

Digitala uppgifter (åk 4–6)

Författare, år, land och titel

Matematik-

innehåll

Decimaltal

Matematik-

förmåga

Begrepp

Resonemang

Upplägg

och effekt

RCT

Ca 3 veckor inkl.

fördröjt eftertest

Ca 210 elever

0,61 (0,33–0,89)

7 veckor

Ca 150 elever

2,85 (2,39–3,30)

Grupp-RCT

Ca 10 veckor

inkl. fördröjt

eftertest

Ca 340 elever

Adams (2014), USA

Using erroneous examples to im-

prove mathematics learning with a

web-based tutoring system

Altiparmak (2010), Turkiet

A Study on the Teaching of the

Concept of Negative Numbers

Bartelet (2016), Nederländerna

The differential effect of basic

mathematics skills homework via a

web-based intelligent tutoring sys-

tem across achievement subgroups

and mathematics domains: A ran-

domized field experiment

Craig (2013), USA

The impact of a technology-based

mathematics after-school program

using ALEKS on student’s knowled-

ge and behaviors

Koedinger (2010), USA

A Quasi-Experimental Evaluation

of an On-Line Formative

Assessment and Tutoring System

Wong (2007), Australien

Improving Basic Multiplication

Fact Recall for Primary School

Students

Negativa tal

Begrepp

Addition

Subtraktion

Multiplikation

Proportioner: procent,

bråk

Mätning: t.ex. längd, area,

datum, klockan

Ej möjlig

Taluppfattning och tals

användning

Geometri

Algebra

Samband och förändring

Ej möjlig

RCT

25 veckor

Ca 250 elever

0,17 (-0,07–0,42)

Ej möjlig

1 år

Ca 1 250 elever

0,39 (0,26–0,52)

Multiplikation

Procedur

Ca 4 veckor inkl.

fördröjt eftertest

Ca 60 elever

Kapitel 3 Resultat åk 4–6

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Scharnagl (2014), Tyskland

Sixth Graders Benefit from

Educational Software when

Learning about Fractions: A

Controlled Classroom study

Shih (2012), Taiwan

Adaptively Ubiquitous Learning in

Campus Math Path

Roschelle (2010a), USA

From Handheld Collaborative Tool

to Effective Classroom Module:

Embedding CSCL in a Broader

Design Framework

Chang (2006), Taiwan

Computer-Assisted Learning for

Mathematical Problem Solving

Addition

Subtraktion av rationel-

la tal

Ej möjlig

Oklart

Ca 860 elever

Mönster

Talföljder

Problemlösning

Ca 2 veckor

Ca 120 elever

RCT

cross-over

3 veckor

2x3 klasser

Rationella tal: del–helhet

Begrepp

Rationella tal: addition,

subtraktion, multipli-

kation

Geometriska objekt: t.ex.

trianglar, plan sektorer

Area: trianglar, parallell-

trapets

Ej möjlig

Problemlösning

RCT

Ca 50 elever

6 veckor

0,77 (0,19–1,35)

Ysseldyke (2007), USA

Use of a Progress Monitoring

System to Enable Teachers

to Differentiate Mathematics

Instruction

Ej möjlig

20 veckor

Ca 2 000 elever

0,37 (0,28–0,45)

KE = kvasiexperimentell studie; RCT = randomiserad kontrollerad studie; * = ej möjligt att

extrahera ett samlat kunskapsmått

Många av de studier som vi har granskat utmärks av att de är relativt fokuserade på ett

specifikt matematiskt innehåll. Den största effekten i denna kategori finner vi i studien

av Altiparmak och Ozdogan (2010). I studien genomförs en sju veckor lång insats med

totalt 150 elever. Lärresursen som testas är ett uppgiftsprogram inom området negativa

tal. Testet som används i studien är specifikt för negativa tal och förefaller vara ganska

likt den digitala lärresursen vad gäller själva uppgifterna som ges. Det redovisas inte

om jämförelsegruppen också får specifik undervisning om negativa tal, men det kan

misstänkas att lärarna i dessa klasser följer läroboken och att fokus på negativa tal är

betydligt mindre där, och betydligt mindre likt den form som uppgifterna i testet har. Då

är det inte förvånande att de elever som får mer specifik undervisning, via den digitala

lärresursen, förbättrar sig påtagligt mer än jämförelseeleverna.

Även i studien av Scharnagl och kolleger (2014) undersöks en digital lärresurs med

ett avgränsat matematikinnehåll, nämligen addition och subtraktion av tal i bråkform.

I studien fick en experimentgrupp använda programvaran Bettermark medan en jäm

förelsegrupp studerade ämnet på vanligt sätt (bok, papper, penna). I programmet, som

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

är ett exempel på ett så kallat tutorprogram, är det läraren som gör urvalet av uppgifter

och bestämmer uppgiftsordningen. När eleverna inte löser uppgifterna kan programmet

assistera med ledtrådar och leda eleverna genom stegförsteglösningar. Bettermark har

alltså två individualiserande komponenter: dels är det läraren som gör uppgiftsurvalet

åt eleverna, dels erbjuder programmet förklaringar beroende på elevernas interaktion.

Studiens huvudresultat är att experimentgruppen presterade bättre än jämförelsegrup

pen på eftertestet.

Ett annat exempel på digitala uppgifter är det program för att träna multiplika

tionstabellen som har undersökts av Wong och Evans (2007). Det är i princip ett rent

träningsprogram, men systematiken för vilka tabeller eleverna tränar parallellt och

vilken ordning tabellerna tränas sägs vara baserad på modern minnesforskning. Resul

taten visar dock att motsvarande träning med papper och penna fungerade bättre.

En viktig underkategori till digitala uppgifter är de så kallade tutorprogrammen. De

karakteriseras vanligen av problem som kan delas upp i delproblem och via en sådan

struktur erbjuds individanpassad hjälp till elever som inte direkt klarar att lösa proble

men. Ytterligare tre studier i underlaget är tydliga exempel på studier som har undersökt

tutorprogram med varierat resultat (Adams m.fl., 2014; Bartelet m.fl., 2016; Craig m.fl.,

2013).

Ytterligare en lärresurs av tutortyp, MathCAL (Chang m.fl., 2006), sticker ut lite.

I stället för att vara inriktat mot ett matematiskt innehåll så är det problemlösningsstra

tegier, i Polyas stil

, som är kärnan i den digitala lärresursen. I studien undersöks hur

elever på ett systematiskt sätt får öva på att genomföra problemlösning enligt strategin

och med hjälp av ett visuellt verktyg, ett så kallat lösningsträd, illustreras hur deras

lösningsstrategier ser ut. När eleverna möter ett nytt problem kan de också gå tillbaka

till gamla lösningar och jämföra för att få idéer. MathCAL innehåller inga specifika

matematikuppgifter och i studien valde forskarna ut problem från en lärobok, samma

för experiment och jämförelsegruppen. Studien inriktade sig också på elever som

tidigare hade visat sig ha svårigheter med problemlösning. Studien visar positiva

resultat till experimentgruppens fördel. Testet utgjordes av en uppsättning uppgifter

från samma delar av läroboken som både experiment och jämförelsegrupperna fick

öva på under studiens gång.

3.5.2 Digitala objekt

Med digitala objekt förstås här olika typer av huvudsakligen grafiska objekt som avser

symbolisera eller representera olika matematiska objekt eller processer. Representatio

nerna kan ofta i olika grad vara interaktiva, dvs. användaren kan manipulera objekten på

skärmen. Digitala representationer av matematiska objekt erbjuder ofta andra interak

tionsmöjligheter än statiska: både konkreta representationer, alltså faktiska föremål, och

representationer på papper. Digitala representationer av tredimensionella geometriska

Efter den ungerska matematikern George Polya och som bygger på de fyra stegen: 1) förstå problemet, 2)

gör upp en plan, 3) genomför planen, och 4) se tillbaka och granska lösningen.

Kapitel 3 Resultat åk 4–6

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

objekt kan exempelvis skalas eller manipuleras, vridas runt och betraktas från olika håll.

Digitala representationer kan också erbjuda automatisk beräkning av olika invarianter

som är associerade till vissa objekt, såsom att volymen av en avbildad cylinder skrivs

ut och ändras när cylinderns storlek ändras. I urvalet klassificerades fem studier som

hemmahörande i denna kategori.

I studierna undersöks tre olika typer av lärresurser. Två studier utgör exempel på

undervisning med generella program för dynamisk geometri som studeras i ett visst

sammanhang, dvs. när eleverna ska lära sig ett väldigt specifikt och avgränsat innehåll

(Birgin m.fl., 2015; Erbas & Yenmez, 2011). Bolyard och MoyerPackenham (2012)

samt Drickey (2006) undersöker båda lärresurser där aritmetiska fenomen represen

teras på olika sätt. Slutligen ingår en studie av ett omfattande uppgiftsmaterial där

digitala matematiska objekt utgör en central del (Rau m.fl., 2009).

I kategorin digitala objekt ges också exempel på olika forskningsfrågor. I studien

av Bolyard och MoyerPackenham (2012) undersöks två olika typer av representatio

ner. Det är något man i princip hade kunnat göra utan tillgång till en digital lärresurs,

på så sätt att en lärare på traditionellt vis hade kunnat förklara tal och addition med

olika representationer. Drickey (2006) jämför dels undervisning med respektive utan

manipulativer, dels om det spelar roll om manipulativerna är fysiska eller digitala.

Även studien av Rau och medarbetare (2009) bygger på jämförelser mellan olika typer

av representationer.

Tabell 6

Digitala objekt (åk 4–6)

Författare, år, land och titel

Birgin (2015), Turkiet

The Effect of Computer-Assisted

Instruction on 7th Grade Students’

Achievement and Attitudes toward

Mathematics: The Case of the Topic

“Vertical Circular Cylinder”

Bolyard (2012), USA

Making Sense of Integer Arithmetic:

The Effect of Using Virtual

Manipulatives on Students’

Representational Fluency

Drickey (2006), USA

Learning Technologies for

Enhancing Student Understanding of

Mathematics

Grundläggande

taluppfattning

Addition: heltal

Subtraktion: heltal

Begrepp

Procedur

Matematik-

innehåll

Area och volym:

cylinder

Matematik-

förmåga

Begrepp

Procedur

Upplägg och

effektstorlek

2 veckor

Ca 50 elever

1,05 (0,45–1,65)

4 veckor

Ca 100 elever

Geometriska objekt

Area: t.ex. trianglar,

cirklar, rektangulära

prisma

Volym: rätblock

Begrepp

Problem-

lösning

8 veckor

Ca 260 elever

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Erbas (2011), Turkiet

The Effect of Inquiry-Based

Explorations in a Dynamic Geometry

Environment on Sixth Grade Students’

Achievements in Polygons

Rau (2009), USA

Intelligent Tutoring Systems with

Multiple Representations and

Self-Explanation Prompts Support

Learning of Fractions

Geometriska objekt:

polygoner

Kongruens

Likformighet

Begrepp

Resonemang

Ca 2 veckor + för-

dröjt eftertest efter

3 mån.

Ca 130 elever

1,50 (1,11–1,88)

RCT

2 veckor

Ca 110 elever

0,40 (0,03–0,78)

Rationella tal

Begrepp

KE = kvasiexperimentell studie; RCT = randomiserad kontrollerad studie;

= ej möjligt

att extrahera ett samlat kunskapsmått

I studien av Birgin och medarbetare (2015) undersöks en digital lärresurs, Mebvitamin,

för att utveckla elevernas kunskaper om cylindrars area och volym. Lärresursen är ett

generellt geometriprogram, men det beskrivs inte särskilt noggrant i forskningsrap

porten. Det framgår att eleverna kan manipulera cylindrar, dvs. ändra radie och höjd

samt beräkna olika geometriska invarianter som omkrets, area och volym.

Som komplement i studien användes också ett enkelt ritprogram, Sketchpad. Upp

gifter levererades via Sketchpad där också egenskaper och komponenter hos de geo

metriska figurerna kunde studeras. Med hjälp av Mebvitamin kunde eleverna sedan

utföra beräkningar och manipulationer. Jämförelsegruppen fick under studiens gång

två veckors ordinarie undervisning med uppgifter från en lärobok och lärarledda

genomgångar av innehållet. Samma lärare undervisade bägge klasserna. Studien visar

på en tydlig effekt till fördel för experimentgruppen. Även om den här studien är kort

och har ganska få deltagare, kan den sägas indikera att det finns potential i att använda

dynamisk geometrisk programvara av det här slaget. Läraren fick några timmars ut

bildning på förhand, vilket antagligen är en central förutsättning. Det framgår dock

inte i studien vilket undervisningsarbete som läraren gjorde i experimentgruppen.

I studien av Erbas och Yenmez (2011) undersöks ett relativt likartat dynamiskt geo

metriprogram, det kommersiellt tillgängliga Geometer’s Sketchpad. Liksom studien

av Birgin och kolleger (2015) utfördes denna studie i Turkiet och pågick i två veckor.

Det matematiska innehållet är tvådimensionell geometri, bland annat likformighet.

Jämförelsegruppen fick traditionell undervisning med lärargenomgångar och arbete

med bokens uppgifter och fick använda linjal, papper och penna. Experimentgruppen

arbetade i datorsal med övningar som var konstruerade av forskaren, men baserade

på uppgifter från läroboken. Resultatet visar att experimentgruppen förbättrade sig

avsevärt mer än jämförelsegruppen med en mycket stor effektstorlek. Man får dock

beakta att forskaren själv hjälpte läraren med genomgångar och frågor till eleverna i

experimentgruppen. Det är tänkbart att den skillnaden spelar stor roll för resultatet.

Studien av Bolyard och MoyerPackenham (2012) handlar om grundläggande

taluppfattning och syftar till att elever i årskurs 6 bättre ska förstå och kunna utföra

Kapitel 3 Resultat åk 4–6

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

addition och subtraktion av heltal. I studien jämförs tre olika digitala representations

modeller. I två av dessa betraktas heltal som antalet föremål, vilket betyder att de

digitala representationerna på skärmen är föremål och exempelvis addition uppfattas

som att lägga ihop grupper av föremål. Den tredje modellen är en tallinjemodell där

antal representeras av en punkt på tallinjen och addition av något är att förflytta sig på

linjen. Studiens huvudresultat är att det inte kan påvisas några skillnader mellan de

olika gruppernas prestationer. Man kan här tänka sig att studietiden på fyra veckor

är ganska kort för att påverka elever i årskurs 6 när det gäller ett för de flesta så pass

välbefäst begrepp som heltal.

I studien av Drickey (2006) används så kallade virtuella manipulativer hämtade från

den nordamerikanska organisationen National Council of Teachers of Mathema

tics' (NCTM) webbplats. Manipulativer är speciella föremål som tagits fram eller som

används för att illustrera specifika matematiska objekt och processer. Virtuella mani

pulativer är alltså digitala lärresurser där sådana föremål visas och kan manipuleras

på skärmen. I studien jämförs användningen av virtuella manipulativer med antingen

fysiska manipulativer eller inga manipulativer alls. Tre lärare som höll i undervisningen

fick före studien utbildning i virtuella och fysiska manipulativer.

Studien kan inte påvisa någon skillnad mellan grupperna. Alla tre grupper under

visades i samma matematiska innehåll under två månader med utgångspunkt i iden

tiska lektionsplaneringar. Den enda skillnaden var tillgång till olika manipulativer

eller inga alls. Det matematiska innehållet var egenskaper hos två och tredimensio

nella geometriska figurer. Nollresultatet är svårtolkat. Antingen är inte digitala eller

verkliga manipulativer bättre än exempelvis tvådimensionella bilder i en bok för detta

ämnesinnehåll, eller så utnyttjades inte manipulativernas förtjänster väl i den givna

undervisningen. Man kan dock notera att de virtuella manipulativer som studien

baseras på publicerades redan år 2000.

Ytterligare en studie undersöker en lärresurs som innehåller digitala objekt (Rau

m.fl., 2009), vilken också i hög grad är ett program som levererar matematikuppgifter.

Lärresursen är av likartat slag som de som används av Drickey (2006) i den meningen

att vissa matematiska objekt förekommer i vissa speciella manipulerbara representa

tioner. I det här fallet är det bråk som illustreras av multipla grafiska illustrationer i

form av bråkdelar av olika formade objekt, inklusive tallinjen. Till skillnad från stu

dien av Drickey (2006) finns här också en digital uppgiftskomponent eftersom pro

grammet ger eleven uppgifter och, beroende på elevens interaktion med programmet,

olika ledtrådar för hur problemen kan lösas.

Studieupplägget är sådant att uppgiftssystemet är en slags bas och två olika repre

sentationsvillkor studeras. I ena fallet presenteras endast tallinjerepresentationen och

i det andra erbjuds multipla representationer. Dessutom testas för vart och ett av dessa

villkor om det är gynnsamt att eleverna uppmanas att ge förklaringar till sig själva. Re

sultatet är intressant då det visar sig att utan denna självförklaringskomponent presterar

elever som bara får se tallinjen bäst, men med självförklaring presterar gruppen som

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

får multipla representationer bäst

. Den gruppen är också bäst totalt sett. Man ska

dock notera att det inte finns någon jämförelsegrupp som får lärarledd undervisning

av motsvarande slag.

3.5.3 Digitala spel

Kategorin digitala spel är den största med tolv studier i vårt urval. Spel är ett vitt

begrepp och variationen inom denna kategori är större än inom de andra. En första

skillnad är mellan spel som uttryckligen tagits fram för undervisningsbruk och andra

spel. De spel som finns representerade är nästan alla gjorda för undervisning.

Variationen är stor inom kategorin både vad gäller speldesign och undervisningsupp

lägg. Kategorin omfattar enkla övningsspel, antingen med övningen i sig som spelidé

eller där övningen görs vid sidan om för att sedan kopplas till en spelsituation. Andra

spel handlar snarare om att begreppsliggöra matematik genom att lyfta fram centrala

egenskaper hos matematiska objekt (t.ex. geometriska) eller genom att placera matema

tiken i ett visst sammanhang. Ett spel sticker ut genom mekanismen med en under

visningsbar agent (Pareto, 2014). Vissa studier bygger på att eleverna spelar utan större

inblandning av lärare eller någon ytterligare komponent, men i andra studier byggs spe

let in som en del av ett mer komplext undervisningsupplägg.

Tabell 7

Digitala spel (åk 4–6)

Författare, år, land och

titel

Yamani (2013), Saudiarabien

Educational Digital Games:

Opportunity for Successful

Mathematics Learning in Saudi

Arabian Primary Schools

Chang (2015), USA

Differential effects of learning

games on mathematics

proficiency

Wiburg (2016), USA

Impact of Math Snacks Games

on Students’ Conceptual

Understanding

Talsystem

Rationella tal

Decimaltal

Proportionalitet

Koordinatsystem

Begrepp

Procedur

Matematik-

innehåll

Tal: bråk, decimaltal,

procenttal

Mätning

Omkrets: cirklar

Area: trianglar, cirklar

Volym: kuber

Proportionalitet

Rationella tal: del-helhet

Matematik-

förmåga

Procedur

Upplägg och

effektstorlek

13 veckor

Ca 110 elever

1,55 (1,12–1,98)

Begrepp

3 veckor

Ca 270 elever

0,42 (0,17–0,67)

KE, cross-over

Ca 5 veckor + för-

dröjt eftertest efter

5 veckor

Ca 750 elever

0,29 (0,15–0,44)

I skogsdiagrammet visas jämförelsen mellan gruppen som får multipla representationer med

självföklaringskomponent (MGR+SE) och gruppen som får endast tallinjerepresentation med

självföklaringskomponent (SGR+SE).

Kapitel 3 Resultat åk 4–6

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Ku (2014), Taiwan

The Effects of Game-Based

Learning on Mathematical

Confidence and Performance:

High Ability vs Low Ability

Nejem (2013), Jordanien

The Effect of Using Computer

Games in Teaching Mathematics

on Developing the Number Sense

of Fourth Grade Students

Ke (2008a), USA

Alternative Goal Structures for

Computer Game-Based Learning

Aritmetik: huvudräk-

ning

Addition

Subtraktion

Multiplikation

Rationella tal

Procedur

5 veckor

Ca 50 elever

Begrepp

Procedur

20 veckor

Ca 80 elever

0,08 (-0,35–0,52)

Aritmetik

Addition

Subtraktion

Multiplikation

Division

Koordinatsystem

Aritmetik

Addition

Subtraktion

Koordinatsystem

Begrepp

Procedur

4 veckor

Ca 160 elever

0,38 (0,01–0,75)

Ke (2008b), USA

Computer Games Application

within Alternative Classroom

Goal Structures: Cognitive,

Metacognitive, and Affective

Evaluation

Ke (2007), USA

Gameplaying for maths learning:

Cooperative or not?

Begrepp

Procedur

4 veckor

Ca 360 elever

Aritmetik

Addition

Subtraktion

Mätning

Enkla ekvationer

Koordinatsystem

Aritmetik: t.ex. 10-bas-

system

Begrepp

Procedur

4 veckor

Ca 120 elever

0,36 (-0,03–0,76)

Pareto (2014), Sverige

A Teachable Agent Game

Engaging Primary School

Children to Learn Arithmetic

Concepts and Reasoning

Riconscente (2013), USA

Results from a controlled stu-

dy of the iPad fractions game

Motion Math

Kolovou (2013), Nederländerna

An Intervention Including an

Online Game to Improve Grade

6 Students’ Performance in Early

Algebra

Miller (2011), Skottland

Educational benefits of using

game consoles in a primary class-

room: A randomised controlled

trial

Begrepp

Procedur

12 veckor

Ca 280 elever

1,50 (1,23–1,76)

Rationella tal

Begrepp

KE cross-over

Ca 2 veckor

Ca 50 elever

0,72 (0,16–1,29)

6 veckor

Ca 200 elever

0,47 (0,19–0,75)

Samband och förändring

Problemlösning

Ej möjlig

Grupp-RCT

9 veckor

Ca 640 elever

0,07 (-0,08–0,23)

KE = kvasiexperimentell studie; RCT = randomiserad kontrollerad studie; * = ej möjligt att

extrahera ett samlat kunskapsmått

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Flera av de spel som undersökts inriktar sig mot ett specifikt matematiskt innehåll

och en särskild undervisningsidé eller idé om lärande av detta innehåll. Ett exempel

handlar om bråk och bygger på visualisering av delhelhetsförhållanden med hjälp

av chokladstycksaker (Chang m.fl., 2015). Även om lärresursen delvis handlar om

att representera matematiska objekt i digital form är objekten i det här exemplet inte

manipulerbara. Ett spel som i likhet med detta är inriktat mot och utvecklat för ett

specifikt matematiskt innehåll är Math Snack (Wiburg & Stanford, 2016). Här handlar

det om en bred insats som innefattar förhållanden, koordinatsystem, talsystem, bråk

och decimaler. I Math Snack skapas vardagsliknande situationer där eleverna får lösa

problem och spelandet är inbyggt i ett mer komplext lektionsupplägg som innebär

att elever sinsemellan och med läraren diskuterar begrepp och fenomen från spelen.

Detta kompletteras med andra aktiviteter, såsom att använda fysiska manipulativer.

Studien är därför ett exempel på när en digital lärresurs utgör en del av ett större

undervisningsupplägg. Insatsen sträcker sig över fem veckor inklusive fördröjd upp

följning och omfattar över 700 elever. Testuppgifterna som används är inom dessa

matematikområden, men är tagna från standardiserade tester. Fyra specialdesignade

program används och dessa inkorporeras också i ett speciellt lektionsupplägg där

eleverna får öva på det som de möter i programmen även i andra sammanhang. Såväl

studien av Chang och kolleger (2015) som den av Wiburg och kolleger (2016) påvisar

måttliga effekter till fördel för experimentinsatserna.

Som kontrast till spel där innehållet konstrueras för att på olika sätt illustrera matema

tiska objekt och processers egenskaper kan vi nämna studien av Ku och kolleger (2014).

Tanken är att eleverna ska träna sin huvudräkningsförmåga, men de matematiska

beräkningarna som behöver utföras har inget med själva spelidén att göra – den är

snarast att dela ut belöningar när eleven löser vissa aritmetiska uppgifter som dyker upp

på ett korrekt sätt. Här handlar det alltså främst om ren färdighetsträning, men där där

spelinslaget antas stimulera elevens engagemang. En variant på detta är att erbjuda ett

tävlingsmoment mellan olika spelare, vilket undersöks i studien av Nejem och Muhanna

(2013). Det exakta innehållet är något otydligt beskrivet i studien, men det huvudsakliga

upplägget är att eleverna löser uppgifter relaterade till bråk och prestationerna kopplas till

möjligheten att vinna fördelar i tävlan med varandra. I studien ingick en jämförelsegrupp

som fick ordinarie undervisning inom likartad matematik med papper och penna, och

någon skillnad i resultat kunde inte påvisas mellan grupperna.

Studien av Ke och Grabowski (2007) har vissa likheter med den av Wiburg och me

darbetare (2016) i den meningen att det inte bara är spelet som undersöks, utan ett

helt lektionsupplägg. I studien undersöks spel som tagits fram i syfte att stärka elev

ernas kunskaper rörande vissa specifika läroplansmål, exempelvis inom mätning,

proportioner, jämförelser, enkla ekvationer och koordinatsystem. Varje lektion börjar

med att elever i par diskuterar uppgifter i spelen, sina respektive lösningar och vad

man upplever som svårt. Spelet är sedan arrangerat som en turnering mellan elevpar.

Kapitel 3 Resultat åk 4–6

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

I lektionsupplägget finns alltså både en diskussionskomponent och ett tävlingsmo

ment. En jämförelsegrupp fick under lika lång tid öva på motsvarande standardupp

gifter inom varje matematikområde på sedvanligt sätt med papper och penna. Efter

studietiden, som omfattade två 40minuterspass per vecka i fyra veckor, påvisades

ingen fördel för experimentgruppen på standardiserade aritmetiktest.

En studie som involverar en relativt komplex spelmiljö är den av Pareto (2014).

Huvudprincipen är digitala bräd eller kortspel. Det finns inga explicita matematik

uppgifter som ska lösas, eleverna spelar helt enkelt de digitala spelen. De strategiska

överväganden som krävs för att spela framgångsrikt innefattar dock matematiska övervägan

den. Tanken är alltså att eleverna ska lära sig att göra matematiska överväganden. Ele

verna kan spela själva, men de har också möjligheten att beskriva för en digital så

kallad undervisningsbar agent hur de vill spela och i stället låta agenten spela. Spelet

skapar på så sätt en möjlighet för eleverna att förhålla sig till strategier på olika nivåer

eftersom det är en mer komplex uppgift att förklara än att följa en strategi. Studien

visar en tydlig positiv effekt till experimentgruppens fördel.

Studien av Yamani och medarebetare (2013) bör också poängteras eftersom den

visar ett ovanligt bra resultat till fördel för experimentgruppen. I den studien under

söks ett urval av olika lärspel inom bland annat mätning, procent, bråk och vissa

områden inom geometri. Medan en jämförelsegrupp fick undervisning av en lärare

inom de utvalda områdena fick experimentgruppen enbart använda spelen. För och

eftertesterna var utvecklade i samarbete med de lärare som deltog. Man måste dock

vara försiktig vid tolkning av resultatet då fördelningen av deltagare till experiment

respektive jämförelsegrupperna gjordes på klassnivå per skola, vilket innebär att

resultatet blir mycket beroende av de undervisande lärarna. Forskarna skriver också

att experimentgruppen inte fick någon undervisning utöver att spela spelen, men det

framkommer att forskarna hade en sorts undervisande samtal med eleverna om deras

spelerfarenheter. Man kan inte utesluta att en del av elevernas lärande beror på dessa

samtal.

Spelet Dr. Kawashima’s Brain Training för Nintendo spelkonsol som undersökts av

Miller och Robertson (2011) är det enda i kategorin som inte är framtaget för under

visning. Spelet innehåller en del matematikövningar men beskrivs annars snarare

som ett kognitivt träningsprogram, och det är svårt att utifrån beskrivningen avgöra

exakt vad eleverna gör med hjälp av programmet. Studiens resultat var att eleverna i

experimentgruppen inte presterade bättre än elever som fick ordinarie undervisning.

3.5.4 Digitala kurspaket

Vi har kategoriserat fyra studier som digitala kurspaket. Dessa avser omfattande lärre

surser som i någon mening liknar läroboken i betydelsen att de täcker hela eller stora

delar av en årskurs. Det betyder att de inte bara är omfattande gällande mängden akti

viteter som eleven kan utföra i programmen, utan att de vanligen också täcker många

olika delar av matematiken som till exempel taluppfattning, geometri och algebra.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Tabell 8

Digitala kurspaket (åk 4–6)

Författare, år, land och titel

Matematik-

innehåll

Taluppfattning och tals

användning

Algebra

Geometri

Samband och förändring

Sannolikhet och statistik

Matematik-

förmåga

Begrepp

Procedur

Resonemang

Upplägg och

effekt-

storlek

Grupp-RCT

28 veckor

Ca 2 500 elever

0,02 (-0,06–

0,10)

Wijekumar (2009), USA

A Multisite Cluster Randomized Trial

of the Effects of CompassLearning

Odyssey[R] Math on the Math

Achievement of Selected Grade 4

Students in the Mid-Atlantic Region

Tsuei (2012), Taiwan

Using Synchronous Peer Tutoring

System to Promote Elementary

Students’ Learning in Mathematics

Campuzano (2009), USA

Effectiveness of Reading and

Mathematics Software Products:

Findings From Two Student Cohorts

Schenke (2014), USA

Alignment of game design features

and state mathematics standards:

Do results reflect intentions?

Computers & Education

Aritmetik

Begrepp

Procedur

40 veckor

Ca 90 elever

0,46 (0,01–0,90)

Taluppfattning och tals

användning

Algebra

Geometri

Sannolikhet och statistik

Taluppfattning och tals

användning

Algebra

Geometri

Samband och förändring

Sannolikhet och statistik

Procedur

Problemlösning

Grupp-RCT

40 veckor

Ca 3 600 elever

-0,01 (-0,08–

0,05)

Grupp-RCT

2 år

Ca 11 000 elever

0,14**

Ej möjlig

KE = kvasiexperimentell studie; RCT = randomiserad kontrollerad studie;

** = rapporterad genomsnittlig effektstorlek

Ett exempel på ett digitalt kurspaket är Odyssey Math (Wijekumar m.fl., 2009). Pro

grammet finns tillgängligt för hela grundskolan, inklusive förskoleklass, och dess

motsvarigheter. Det tillhandahåller både uppgifter som elever kan arbeta med, inklu

sive ledtrådar och annan information, samt tester och matematiska verktyg. Graden

av interaktion och anpassning till vad eleven gör inom enstaka aktiviteter är låg, men

programmet tilldelar eleverna aktiviteter beroende på hur de presterar på de inbygg

da testerna. Det är konstruerat för att kunna användas på olika sätt, antingen som

huvudsakligt arbetssätt där eleverna mestadels arbetar med uppgifter i programmet

på liknande sätt som de annars hade gjort med en lärobok, eller som komplement till

något annat arbetssätt. I det senare fallet, vilket gäller för denna studie, kan läraren på

förhand konstruera olika studiegångar för eleverna, dvs. göra urval på förhand av det

som eleverna kommer att möta i programmet. Företaget som säljer programmet säljer

också utbildningar för lärare om hur programmet kan användas och lärarna i studien

deltog under fem dagar i sådan utbildning. Cirka 2 500 elever i årskurs 4 deltog i studien,

Kapitel 3 Resultat åk 4–6

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

varav hälften fick ingå i en jämförelsegrupp som använde en vanlig lärobok. I studien

kunde man inte påvisa någon skillnad i elevprestationer mellan grupperna. Även i stu

dien av Campuzano och kolleger (2009) undersöks ett digitalt kurspaket för årskurs 6.

Inte heller i den studien påvisas någon skillnad mellan elever som använt kurspaketet

och de som inte gjort det när det gäller förvärvade matematikkunskaper.

En annan digital lärresurs som är omfattande – räcker till ett helt års studier – och

berör många olika matematikområden, beskrivs av Tsuei (2012). Till skillnad från den

mer läroboksliknande lärresursen som studerades av Wijekumar och medarbetare

(2009) är det här fråga om ett mer spelliknande upplägg. Likheterna består i att det är

läraren som styr vilka uppsättningar av aktiviteter som blir tillgängliga för eleverna,

medan det är programmet som väljer de specifika aktiviteterna genom att kombinera

slump med information om användarens tidigare prestationer. Totalt kan eleverna

möta upp till 220 olika matematikaktiviteter. Inom varje aktivitet får de, beroende på

hur de interagerar med programmet, olika ledtrådar och annan feedback. Exempelvis

kan programmet be elever att upprepa någon del av en lösning eller poängtera att någon

viss lösningsdel ska uppmärksammas som ett extra viktigt steg. En central komponent i

detta program är att elever arbetar två och två online. Varje elev matchas med en kamrat

att samarbeta med för att lösa problemen. När en uppgift är löst får eleverna via online

kommunikation ta del av andras lösningar för att granska och bedöma dessa med hjälp

av emojier. I programmet utnyttjas alltså även en slags kamrateffekt. Experimentgrup

pen och jämförelsegruppen arbetade under lika lång tid och i båda fallen interaktivt i

par, i jämförelsegruppen dock utan det digitala materialet. Studien visar en måttlig effekt

till experimentgruppens fördel.

Även studien av Schenke (2014) är en storskalig studie av ett program av kurs

paketliknande karaktär som innefattar spelliknande aktiviteter. I denna studie visas

en mycket liten fördel för experimentgruppen.

3.6 Årskurs 7–9 och gymnasieskolan:

Sammanfattning av resultaten

Det vetenskapliga underlaget för årskurs 7–9 och gymnasieskolan består av 23 studier.

Eftersom vi vid grupperingen huvudsakligen har utgått ifrån deltagarnas ålder berörs

företrädelsevis elever i åldrarna 13–18 år. I endast fyra studier anges uttryckligen att

eleverna som har deltagit har gått i motsvarande gymnasieskolan i det aktuella skol

systemet. Men värt att notera är att flera av övriga studier berör ett matematiskt inne

håll som snarast kan sägas tillhöra den svenska gymnasieskolan. Vår bedömning är att

alla 23 studier till sitt innehåll är relevanta för såväl årkurs 7–9 som gymnasieskolan.

Skogsdiagrammet nedan illustrerar de effekter på elevernas kunskaper i matematik som

har uppmätts i de ingående studierna. Diagrammet visar också hur studiernas resultat

förhåller sig till varandra. Studierna har placerats i kategorierna uppgifter, objekt, spel,

verktyg och kurspaket.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Figur 8. Skogsdiagram årskurs 7–9 och gymnasieskolan

Författare, år

DIGITALA UPPGIFTER

SMD (95 % KI)

Drijvers 2014¹

Kellman 2008²

Walkington 2013³

Kramarski 2006a

Kramarski 2006b

Kramarski 2014

DIGITALA OBJEKT

Lee 2014

Guven 2012

Bos 2009

Çakıroğlu 2014

Ubuz 2009

DIGITALA SPEL

Matsuda 2013

Long 2014

Kebritchi 2010

ter Vrugte 2015a

ter Vrugte 2015b

DIGITALA VERKTYG

Engerman 2014

Swanepoel 2010

DIGITALA KURSPAKET

Pane 2014

Pane 2010

Campuzano 2009

Roschelle 2010b

Hegedus 2015

-2

-1

Fördel jämförelsegrupp

Fördel experimentgrupp

Fotnoter

¹ Avser två utfall.

Resultat kan inte extraheras för egen analys.

Avser två experimentgrupper respektive två jämförelsegrupper, justerat för resultat på förtest.

Avser två experimentgrupper, fördröjt e ertest.

Fördröjt e ertest.

Avser resultat för procedural skills, justerat för resultat på förtest.

Avser tre experimentgrupper, antal deltagare är uppskattat (otydligt rapporterat).

Resultat kan inte extraheras för egen analys.

Avser tre experimentgrupper.

Avser två experimentgrupper respektive två jämförelsegrupper,

antal deltagare är uppskattat (otydligt rapporterat).

Resultat kan inte extraheras för egen analys.

Avser två experimentgrupper.

Avser resultat för både årskurs 7 och årskurs 8, förändring från baslinje.

Resultat avser huvudstudien, justerat för resultat på förtest.

Skogsdiagrammet visar beräknade effektstorlekar med konfidensintervall för de ingående stu

dierna. SMD = standardiserad skillnad i medelvärde; 95 % KI = 95 % konfidensintervall.

Kapitel 3 Resultat åk 7–9 och gymnasieskolan

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

3.6.1 Varierande effekter på elevers kunskaper i matematik

Även om den övervägande delen av studierna i underlaget visar att det går att nå goda

resultat genom en undervisning med stöd av digitala lärresurser kan det konstateras att

det finns en betydande variation. Det gäller såväl inom som mellan de olika kategorier

av digitala lärresurser som har identifierats i vårt arbete. Eftersom det finns många tänk

bara orsaker som bidrar till de effekter som uppmäts i studierna går det dock inte att ge

något enkelt svar på varför resultaten varierar. Vår bedömning är att möjliga förklaringar

till resultaten kopplar till hur de olika digitala lärresurserna är konstruerade – vilka

egenskaper eller funktionalitet de har – och hur de har använts i undervisningen. Det är

viktigt att poängtera att även mer forskningstekniska aspekter kan ha stor betydelse för

resultaten.

3.6.2 Relevant och avgränsat matematikinnehåll

med fokus på tröskelbegrepp

Ett mönster som framträder är, att bäst förutsättningar för att få tydliga effekter på ele

vers matematikkunskaper ger fokuserade insatser med digitala lärresurser som inriktas

på ett avgränsat innehåll. En majoritet av studierna i underlaget ger stöd för den slut

satsen. Det är också gynnsamt för elevers kunskapsutveckling om undervisningen med

stöd av digitala lärresurser fokuserar på tröskelbegrepp, alltså matematiska begrepp som

eleverna behöver förstå för att kunna utvecklas vidare inom ett område.

Flertalet studier handlar om funktioner, vilket kan klassas som ett tröskelbegrepp

inom matematikdidaktiken. Funktioner ingår i det centrala innehållet för årskurs 7–9

i grundskolans kursplan och fördjupas i gymnasieskolans ämnesplan. Många studier

berör förmågan att kunna representera funktioner på olika sätt, vilket utgör en del av

begreppsförståelsen. Även användningen av funktioner i relation till att lösa problem

med koppling till en verklighetsnära situation, så kallad modellering, undersöks i ett fler

tal studier. Utöver detta representeras ekvationslösning, geometri och taluppfattning. I en

av studierna uppmärksammas även bråkräkning speciellt (Kellman m.fl., 2008).

3.6.3 Variation av digitala uppgifter

Ett av de mest centrala inslagen i en matematiklärares vardag är matematikuppgifter.

Det finns en intressant variation i de system av digitala uppgifter som undersökts.

Underlaget visar på den potential som finns i att konstruktivt försöka använda och

utveckla det digitala mediets möjligheter, men även i att utveckla formen av uppgifter

som sådan. Flera olika varianter presenteras i underlaget. Det handlar om att uppgifter

anpassas utifrån elevers intressen eller prestationer, att kategoriseringsuppgifter erbjuds

för att bilda kunskap genom erfarenheter, att eleverna får metakognitiva stödfrågor eller

ges möjligheter till diskussioner via internet.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

3.6.4 Förståelse och färdigheter hänger ihop

Förståelse och färdighet i matematik, eller begrepps och procedurförmåga, är samman

flätade och båda förmågorna behövs för att behärska matematik. Många av studierna

har tagit fasta på detta. Men det finns exempel på att effekter på elevers kunskaper i

matematik tycks utebli om färdighetsträning åsidosätts till förmån för att enbart foku

sera på förståelseaspekter (ter Vrugte m.fl., 2015a; ter Vrugte m.fl., 2015b).

Ytterligare ett intressant exempel ges i studien av Drijvers m.fl. (2014): här har den

digitala lärresursen fokus på att eleverna ska träna strategier för att lösa ekvationer,

men det är programmet som utför alla aritmetiska beräkningar.

3.6.5 Varierade sätt att uppleva, erfara och kommunicera matematik

Det tycks vara gynnsamt om digitala lärresurser skapar möjligheter för elever att

uppleva och urskilja matematiska begrepp och processer visuellt och dynamiskt. Det

verkar vidare vara bra om de digitala lärresurserna är konstruerade på ett sätt som

uppmuntrar till dialog mellan elever och med lärare.

Exempelvis kan användning av digitala geometriska objekt ge mer varierade upp

levelser av geometriska egenskaper (Guven, 2012; Ubuz m.fl., 2009). Dynamiska

modelleringsaktiviteter med stöd av digitala kalkyl och grafverktyg kan ge eleverna

goda möjligheter att utforska matematiska idéer (Engerman m.fl., 2014; Swanepoel &

Gebrekal, 2010). Att bygga kunskap utifrån erfarenheter kan också åstadkommas då

eleverna får göra ett stort antal kategoriseringsuppgifter med hjälp av en digital lärre

surs (Kellman m.fl., 2008). Vidare kan det vara gynnsamt att dra nytta av möjligheter

till individanpassning med hjälp av en digital lärresurs, t.ex. att ta tillvara elevernas

personliga erfarenheter och intressen för att utveckla förmågan att tolka verkliga

situationer algebraiskt (Walkington, 2013). Det finns också exempel på arbetssätt med

digitala lärresurser som inbegriper funktioner för att underlätta kommunikation mel

lan elever och lärare (Hegedus m.fl., 2015).

En central poäng som lyfts fram i studien av Bos (2009) är att de digitala lärresur

ser som används bör ha en slags pedagogisk trovärdighet. Det innebär att lärresursen

behöver vara konstruerad på så sätt att eleverna upplever att de

gör

matematik. Flera

studier i underlaget kan tolkas ge stöd för detta. Upplevelsen av ett görande verkar

kunna vara särskilt betydelsefull om den länkas till att erfarenheterna kan bearbetas

och diskuteras med andra.

3.6.6 Berikar en redan rik undervisning

I en del studier som visar på goda resultat verkar den digitala lärresursen vara relativt

väl integrerad i undervisningens teoretiska och praktiska inriktning som helhet. En

tolkning är att man i dessa fall har lyckats att med stöd av digitala lärresurser berika en

redan rik matematikundervisning. Det finns flera exempel där de digitala uppgifterna har

Kapitel 3 Resultat åk 7–9 och gymnasieskolan

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

använts för att berika undervisningen, bland annat med hjälp av metakognitiva stöd

frågor i syfte att utveckla elevers problemlösningsförmåga (Kramarski & Friedman,

2014; Kramarski & Gutman, 2006; Kramarski & Mizrachi, 2006), genom ett fokus på

perceptuellt lärande (Kellman m.fl., 2008) eller inom ramen för projektbaserat lärande

(Çakıroğlu, 2014). Ytterligare ett intressant exempel är arbetssätt där eleverna förväntas

lära sig genom att i ett spelsammanhang undervisa en virtuell kompis (Matsuda m.fl.,

2013). På så sätt skapas en möjlighet för eleverna att förhålla sig till lärande på olika

nivåer genom att de också ges den komplexa uppgiften att få undervisa.

3.6.7 Lärarens roll och arbete

Ett par tydliga exempel finns där betydelsen av att stödja lärarens arbete framträder

(Kebritchi m.fl., 2010; Roschelle m.fl., 2010b). Det kan handla både om att ge stöd i hur

den digitala lärresursen ska användas i undervisningen och att skapa förutsättningar för

att lärarna ska kunna träffas och diskutera arbetet (Kebritchi m.fl., 2010). Det kan också

handla om att på ett konstruktivt sätt försöka länka arbetet med en digital lärresurs

med undervisningen i övrigt och innehållet i lärares kompetensutveckling (Roschelle

m.fl., 2010b). Det är tänkbart att de typer av digitala lärresurser som i sig kräver högre

lärarinvolvering medför att det blir lättare att skapa just denna konstruktiva länkning.

Självklart blir det en mer krävande uppgift att länka användningen av digitala lärresur

ser som är tänkta att elever ska kunna använda mer självständigt, t.ex. flera av slaget

digitala uppgifter eller digitala spel, med undervisningen i övrigt och med innehållet i

kompetensutveckling för lärare.

En sak att notera är, att det i vissa studier saknas tydlig information om lärarnas

roll i undervisningen, i synnerhet gäller det studierna om digitala spel. Men det finns

exempel där forskarna själva lyfter det som en brist, och ibland som förklaring till

utebliven effekt, och att man ägnat för lite uppmärksamhet åt lärarens roll och arbete

(Drijvers m.fl., 2014). I sammanhanget bör nämnas att det också finns exempel där

forskarna själva har haft en mer aktiv roll i undervisningen tillsammans med läraren

(Ubuz m.fl., 2009).

3.6.8 Forskningsuppläggen har betydelse för

tolkningen av effekterna

Valet av jämförelsegrupp har en viktig betydelse för hur en enskild studies resultat

kan tolkas. I studier som syftar till att undersöka effekter av en digital lärresurs i rela

tion till en ordinarie undervisning blir en central fråga: Hur har den ordinarie under

visningen sett ut, har till exempel grupper som jämförs fått lika mycket undervisning

om samma innehåll. Det är dock många gånger svårt att bilda sig en klar uppfattning

om jämförelsegruppernas förehavanden utifrån den information som ges i studierna.

Vissa studier har i stället syftet att generera kunskap om hur en digital lärresurs

kan utvecklas när det gäller att bidra till elevers kunskapsutveckling. Vanligen är då ett

mål att försöka identifiera gynnsamma egenskaper hos digitala lärresurser eller sätt att

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

arbeta med dem i undervisningen. Dessa studier ger däremot inte svar på hur elevers

arbete med digitala lärresurser relaterar till en ordinarie analog undervisning.

I underlaget visas att effektstorlek kopplar till studiers storlek och utsträckning i tid

med generellt sett mindre effekter i stora långtidsstudier. Det betyder antagligen inte

att studiestorlek eller studielängd i sig är avgörande, utan att dessa aspekter i prak

tiken relaterar till olika studietyper. Inom det här området handlar långtidsstudier

med många deltagare vanligen om undersökningar av digitala lärresurser som har ett

brett matematikinnehåll och innehåller många olika funktioner, och som elever har fått

arbeta med som komplement till den ordinarie undervisningen. Arbete med digitala

lärresurser som har ett tydligt fokus på ett avgränsat matematiskt innehåll har däre

mot oftare undersökts i mindre studier som pågått under kortare tid.

3.7 Årskurs 7–9 och gymnasieskolan:

Beskrivning av ingående studier

3.7.1 Digitala uppgifter

Det vi menar med digitala uppgifter är lärresurser med fokus på instruerande väg

ledning med olika grad av interaktivitet, feedback och individuell anpassning för att

lösa uppgifter. Användning av digitala uppgifter har undersökts i sex studier. I två av

dessa (Drijvers m.fl., 2014; Kellman m.fl., 2008) har den digitala lärresursen undersökts

i jämförelse med undervisning utan lärresursen. Dessa två studier, som visserligen har

väldigt olika upplägg, är motsägelsefulla i den meningen att den ena visar på en fördel

för jämförelsealternativet och den andra på en fördel för experimentinsatserna. I övriga

fyra studier (Kramarski & Friedman, 2014; Kramarski & Gutman, 2006; Kramarski &

Mizrachi, 2006; Walkington, 2013) undersöks dels olika undervisningsinslag i relation

till användning av digitala uppgifter, dels olika tillägg till den digitala lärresursen. På

grundval av dessa fyra studier går det därmed inte att avgöra hur undervisning med stöd

av de digitala lärresurserna står sig i jämförelse med undervisning utan digital lärre

surs. Fyra av studierna (Drijvers m.fl., 2014; Kellman m.fl., 2008; Kramarski & Mizrachi,

2006; Walkington, 2013) använde fördröjda eftertester, vilket är ovanligt många sett till

det hela underlaget.

Kapitel 3 Resultat åk 7–9 och gymnasieskolan

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Tabell 9

Digitala uppgifter (åk 7–9 och gymnasieskolan)

Författare, år, land och titel

Drijvers (2014), Nederländerna

The Effect of Online Tasks for

Algebra on Student Achievement

in Grade 8

Kellman (2008), USA

Perceptual Learning and the

Technology of Expertise: Studies in

Fraction Learning and Algebra

Walkington (2013), USA

Using Adaptive Learning

Technologies to Personalize

Instruction to Student Interests:

The Impact of Relevant Contexts

on Performance and Learning

Outcomes

Kramarski (2006), Israel

Online Discussion and Self-

Regulated Learning: Effects

of Instructional Methods on

Mathematical Literacy

Kramarski (2006), Israel

How Can Self-Regulated Learning

Be Supported in Mathematical

E-Learning Environments? Journal

of Computer Assisted Learning

Kramarski (2014), Israel

Solicited versus unsolicited me-

tacognitive prompts for fostering

mathematical problem solving

using multimedia

Grafer

Taluppfattning och tals

användning

Algebra

Matematik-

innehåll

Algebra

Linjära ekvationer

Andragradsekvationer

Matematik-

förmåga

Procedur

Upplägg och

effektstorlek

Totalt 10 lektioner +

fördröjt eftertest

Ca 650 elever

-0,17 (-0,33-(-0,02))

RCT

Totalt 16 lektioner +

fördröjt eftertest

Ca 80 elever

RCT

Ca 1 vecka + för-

dröjt eftertest

Ca 150 elever

Bråkräkning

Förenklingar

Algebraiska uttryck

Begrepp

Procedur

Problemlösning

Resonemang

Kommunikation

Begrepp

Procedur

Problemlösning

(inkl. modelle-

ring)

Linjära funktioner

Linjära ekvationer

Problemlösning

(inkl. modelle-

ring)

Resonemang

RCT

4 veckor

Ca 90 elever

1,17 (0,71–1,63)

Linjära funktioner

Procedur

Problemlösning

(inkl. modelle-

ring)

RCT

5 veckor

Ca 70 elever

0,50 (0,01–1,00)

Problemlösning

(inkl. modelle-

ring)

RCT

Ca 3 veckor inkl.

fördröjt eftertest

Ca 90 elever

0,92 (0,47–1,38)

KE = kvasiexperimentell studie; RCT = randomiserad kontrollerad studie;

= ej möjligt

att extrahera ett samlat kunskapsmått

I studien av Drijvers och medarbetare (2014) undersöks ett system av digitala uppgifter

som eleverna arbetade med enskilt vid datorn under tio lektioner, med låg involvering

av läraren. Innehållet handlar om ett förhållandevis svårt område i årskurs 8: linjära

ekvationer och andragradsekvationer. I fokus är procedurförmågan i relation till ekva

tionslösning. Programmet utför alla aritmetiska beräkningar automatiskt.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Resultatet visar att jämförelsegruppen, som inte arbetade med de digitala uppgifterna,

presterar bättre. Lärresursen är enligt författarna relativt spridd bland skolor i Nederlän

derna och ska ha visat goda effekter i småskaliga studier. Eleverna i experimentgruppen

arbetade i genomsnitt under tio 50minuterslektioner enskilt med uppgifterna, anting

en hemma i eller i skolan. Studien är den största av de sex som ingår i kategorin och

involverade närmare 650 elever och 16 lärare i 13 skolor.

Författarna lyfter den tydliga begränsningen i studiens upplägg att ingen uppmärk

samhet ägnades lärarens roll eller behov av kompetensutveckling inför eller under

insatsen. Speciellt visade studien att experimentgruppen presterade sämre än jäm

förelsegruppen på mer komplexa uppgifter, till exempel när det gäller ekvationer som

involverar tal i bråkform. Författarna lyfter upp möjliga orsaker till resultatet: för det

första var det svårt för lärarna att administrera det uppföljningstest som skulle användas

eftersom det skulle göras en relativt lång tid efter det att insatsen hade avslutats. För det

andra var det samma lärare som undervisade i både experiment och jämförelsegrup

perna. Risken finns därmed att lärarna använde det de lärde sig genom undervisningen

i experimentgruppen när de undervisade jämförelsegruppen. För det tredje fanns ett

successivt minskat stöd

inbyggt i systemet när det gällde strategier för att lösa ekva

tioner, men inte för genomförandet av själva procedurerna. Läraren fanns inte heller

tillgänglig när eleverna arbetade med uppgifterna. Dessutom kan det faktum att arbetet

skedde i särskilda datasalar ha medfört ett gap mellan lärargenomgångarna och arbetet

med den digitala lärresursen.

Författarnas tolkning är att kvaliteten på lärandet som sker med digitala uppgifter

kan ifrågasättas. Det finns en balansgång mellan att å ena sidan erbjuda feedback och

ledtrådar och å andra sidan utmana eleverna, vilket krävs för lärande. Om man inte

klarar denna balansgång kan lärandet bli för ytligt. Det finns dock en aspekt att lyfta som

inte görs av författarna, nämligen att programmet utförde alla aritmetiska beräkningar.

Detta kan ha medfört att eleverna inte tränades fullt ut i att verkligen lösa ekvationer

na. Det är rimligt att anta att det för att lösa ekvationer även krävs att kunna utföra

beräkningar med de koefficienter och konstanter som förekommer i ekvationen.

I studien av Kellman och kolleger (2008) ges ett annorlunda exempel på hur digitala

uppgifter kan utformas. Syftet är att med stöd i forskning om innebörden av exper

tis uppmärksamma att det inte enbart är färdigheter och tydligt formulerad kunskap,

i form av fakta och begrepp, som är av betydelse för kunskapsutvecklingen i matema

tik. Det som utmärker expertis är till exempel att snabbt uppfatta det väsentliga i en

situation och kunna agera rimligt, utan att för den skull kunna förklara med ord vad

som sker.

Forskarna använder begreppet perceptuellt lärande, som handlar om att genom

upplevelse och erfarenhet av olika situationer utveckla förmågan att urskilja och sär

skilja väsentlig information. Att urskilja det väsentliga i algebraiska uttryck kan bland

annat handla om att se betydelsen av symbolernas form och ordning, utan att fästa

Så kallad fading feedback.

Kapitel 3 Resultat åk 7–9 och gymnasieskolan

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

vikt vid deras storlek eller färg. Ett exempel på att inte ha uppfattat vad som saknar

betydelse är när elever inte klarar av att lösa en ekvation på grund av att

betecknar

det okända talet i stället för det traditionella

x:et.

De digitala uppgifterna i studien var konstruerade för att ge eleverna många och

varierande erfarenheter av olika typer av matematiska frågeställningar, som involverade

olika representationer, inom bråk och algebra. Fokus var att stödja det perceptuella

lärandet och utveckla mönsterigenkänning, intuition och flyt i bemärkelsen att snab

bare och med lägre grad av uppmärksamhet extrahera relevant information.

Studien bestod av tre olika experiment. Det största experimentet, som rörde bråk,

stäckte sig över 16 lektioner, där eleverna i experimentgruppen arbetade individuellt

i en datasal under delar av lektionerna. De digitala uppgifterna innebar att eleverna

skulle kategorisera olika matematiska frågeställningar. Arbetet pågick tills eleverna

klarade av tillräckligt många uppgifter på tillräckligt kort tid eller lektionen tog slut –

det rörde sig om flera hundratals uppgifter som utfördes snabbt. I studien undersöktes

också två korta insatser, 2–3 lektioner på tre dagar, med uppgifter inom algebra.

I termer av förmågor adresserades problemlösning, förmågan att resonera och att

utföra procedurer. Med tanke på det fokus som fanns på tolkning av matematisk text i

uppgifterna kan även kommunikationsförmåga inkluderas. Även om eleverna arbetade

enskilt med den digitala lärresursen var lärarinvolveringen hög då perceptuellt lärande

stod i fokus för undervisningen i sin helhet, även i jämförelsegruppen.

I studien ingick tre grupper varav två fick använda var sin variant av de digitala upp

gifterna och den tredje fick ingen digital lärresurs alls. Samma lärare, som också är med

författare till artikeln, genomförde undervisningen i alla grupper. Eftertesterna mätte,

förutom förmågan att kategorisera uppgifter korrekt, även svarstid och förmågan att

lösa problem som involverar bråk på traditionellt sätt med penna och papper. Också

jämförelsegruppen undervisades aktivt med fokus på perceptuellt lärande.

Båda experimentgrupperna presterade bättre än jämförelsegruppen på ett eftertest

som gavs i direkt anslutning till insatserna. På ett fördröjt eftertest nio veckor senare var

det en av experimentgrupperna som presterade bättre än övriga och då i nivå med det

första eftertestet. För övriga två grupper påvisades ingen skillnad i resultat. Den grupp

som presterade bäst arbetade från början med en större variation av uppgifter som blan

dade flera aspekter av bråk, medan den andra gruppen först arbetade med enklare bråk

för att sedan lägga till de svårare. Enligt författarna tyder detta på att en uppdelning av

lärandet i enklare bitar kan ge eleverna en ofullständig förståelse för delarna och deras

relationer, som sedan måste revideras när komplexiteten ökar.

I studien av Walkington (2013) jämfördes två grupper som båda fick arbeta med digita

la uppgifter inom området funktioner och algebra. I ett av kursavsnitten fick en grupp

elever arbeta med uppgifter vars sammanhang valdes utifrån elevens individuella intres

sen såsom sport, musik eller film. I den andra gruppen arbetade eleverna med en ur

sprungsversion av systemet, vilket innebar att sammanhanget var detsamma för alla elever.

Eleverna arbetade enskilt i egen takt med i genomsnitt 25 uppgifter under fyra timmar

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

utspridda på sex dagar. Arbetet följdes upp genom att elevernas arbete i det digitala syste

met användes när de nådde ett annat snarlikt kursavsnitt, cirka en till två månader senare.

Detta utgjorde då ett slags fördröjt eftertest. I detta avsnitt behandlades samma innehåll

men i mer komplexa sammanhang och utan att vara individualiserade utifrån elevens

intresse. Resultatet visade att eleverna i experimentgruppen presterade både mer korrekt

och snabbare när de formulerade algebraiska uttryck genom att tolka verklighetsnära

problemsituationer – även om de inte var kopplade till deras egna intressen.

Författarna menar att resultatet kan bero på att användningen av intressebaserade

uppgifter kan ha hjälpt elever att skapa mening genom att abstrakta symboler kopplas

till konkreta erfarenheter. Att formulera ett algebraiskt uttryck utifrån tolkningen av

en verklighetsnära situation kräver både utformning av en modell och att koordinera

modellen i relation till själva situationen. Resultatet från studien visar att individu

aliserade uppgifter i det avseendet inte var begränsande utan i stället hjälpte eleverna

att förstå den underliggande matematiska strukturen.

De övriga tre studierna i kategorin har alla fokus på problemlösning och att ge ele

verna möjlighet att diskutera med varandra och att arbeta med metakognitiva

stöd

frågor eller aktiviteter – antingen via de digitala uppgifterna eller genom lärarens

undervisningsformer (Kramarski & Friedman, 2014; Kramarski & Gutman, 2006;

Kramarski & Mizrachi, 2006). Studierna hänger nära samman då de har genomförts

av delvis samma forskargrupp. Det matematiska innehållet är avgränsat och handlar

om grafer, linjära funktioner och algebra.

I den första jämfördes fyra elevgruppers arbete i olika kombinationer (Kramarski

& Mizrachi, 2006). En grupp fick en undervisning som aktivt stödde ett så kallat

självreglerat lärande genom metakognitiva stödfrågor som elever och lärare använde.

Denna grupp bestod i sin tur av två delgrupper där eleverna diskuterade uppgifter anting

en via internet eller enbart i klassrummet. Jämförelseeleverna fick undervisning utan

metakognitiva stödfrågor och utgjordes också i sin tur av två delgrupper med respektive

utan möjlighet till diskussioner via nätet. Studien visar på en tydlig effekt till fördel för att

inkludera metakognitiva stödfrågor i en undervisning som ger möjlighet till diskussion,

oavsett om den sker i klassrummet eller via nätet.

Denna slutsats användes i nästa studie (Kramarski & Gutman, 2006), där experi

mentgruppen arbetade med digitala uppgifter tillsammans med ett tillägg av självreg

lerande aktiviteter i form av metakognitiva frågor eller feedback samt genom under

visning i vad som utgör en matematisk förklaring eller lösning. Jämförelsegruppen

arbetade däremot enbart med de digitala uppgifterna. Även denna studie visar på en ef

fekt till förmån för experimentgruppen, om än av en mer moderat storlek. I båda studier

na varade insatserna under fyra till fem veckor med en lektion per dag. Testerna som an

vändes adresserar olika aspekter av matematikkunskaper, lösning av standarduppgifter,

problemlösningsstrategier och uppgifter som involverar modellering av verklighetsnära

situationer.

Metakognition handlar om att kunna reflektera över sitt eget tänkande och lärande.

Kapitel 3 Resultat åk 7–9 och gymnasieskolan

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

I den tredje studien (Kramarski & Friedman, 2014) tas ytterligare steg för att utveck

la en lämplig typ av stödfrågor i ett system av digitala uppgifter. I studien jämförs tre

grupper som alla arbetat med digitala uppgifter. Eleverna i en av experimentgrupperna

kunde välja om de ville ha metakognitiva stödfrågor medan frågorna kom automatiskt

för elever i en annan experimentgrupp. Den tredje gruppen utgjorde en jämförelse

grupp utan dessa tillägg. Insatsen var kort och genomfördes av forskarassistenter med

grupper av par av elever under tre tillfällen à fyra timmar. Ett fördröjt eftertest två veckor

efter insatserna visade på stor effekt till förmån för båda experimentgrupperna, med

allra bäst resultat för gruppen som fick automatiskt genererade stödfrågor.

3.7.2 Digitala objekt

Med digitala objekt menar vi lärresurser som avser symbolisera eller representera olika

matematiska objekt eller processer. Inom denna kategori ingår fem studier. I alla stu

dier undersöks undervisning med stöd av en digital lärresurs i relation till undervisning

utan lärresurs. I tre studier (Bos, 2009; Guven, 2012; Ubuz m.fl., 2009) användes väl

etablerade programvaror (Texas Instrument, Cabri, Geometer’s Sketchpad) medan man

i två (Çakıroğlu, 2014; Lee & Chen, 2014) använde digitala lärresurser som konstruerats

av forskarna.

Fyra studier redovisar medelstora till stora effekter till förmån för experiment

insatserna (Bos, 2009; Çakıroğlu, 2014; Guven, 2012; Lee & Chen, 2014), medan en

studie inte kan påvisa någon skillnad mellan experiment och jämförelseinsatserna

(Lee & Chen, 2014). Elevernas arbete, som skedde i par eller grupper i de flesta av

studierna, innebär en hög grad av lärarinvolvering där läraren introducerar uppgifter,

stödjer och organiserar helklassdiskussioner. Två av studierna inkluderar fördröjda

eftertester (Lee & Chen, 2014; Ubuz m.fl., 2009).

Tabell 10

Digitala objekt (åk 7–9 och gymnasieskolan)

Författare, år, land och titel

Lee (2014), Taiwan

The impacts of virtual manipu-

latives and prior knowledge on

geometry learning performance in

junior high school

Guven (2012), Turkiet

Using dynamic geometry software

to improve eight grade

students’ understanding of trans-

formation geometry

Matematik-

innehåll

Polygoner: vinkel-

summa

Parallella linjer i planet

Matematik-

förmåga

Begrepp

Upplägg och

effektstorlek

Ca 5 veckor inkl.

fördröjt eftertest

Ca 150 elever

0,18 (-0,14-0,51)

Geometri

Transformation:

translation, rotation,

symmetri

Begrepp

Totalt 8 timmars

kurstid

Ca 70 elever

0,60 (0,11–1,09)

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Bos (2009), USA

Virtual math objects with pedago-

gical, mathematical, and cognitive

fidelity

Çakıroğlu (2014), Turkiet

Enriching Project-Based Learning

Environments with Virtual

Manipulatives: A Comparative

Study

Ubuz (2009), Turkiet

Effect of Dynamic Geometry

Environment on Immediate and

Retention Level Achievements of

Seventh Grade Students

Andragradsfunktioner

Begrepp

6 pass över 8 dagar

Ca 40 elever

0,78 (0,15–1,40)

Andragradsekvationer

Polynom

Begrepp

Procedur

6 veckor

Ca 60 elever

0,74 (0,21–1,26)

Geometriska objekt

Linjer och plan

Vinklar

Polygoner

Begrepp

Procedur

Ca 5 veckor + för-

dröjt eftertest

Ca 60 elever

0,74 (0,22–1,26)

KE = kvasiexperimentell studie

I studien av Lee och Chen (2014) undersöks en digital lärresurs som möjliggör att elever

virtuellt kan skapa och manipulera geometriska objekt. Innehållet i studien handlade

om polygoner och linjer i planet och fokus var att utveckla begreppsförmågan. I jämfö

relse med en kontrollgrupp, som i stället fick arbeta med fysiska konkreta objekt, kunde

studien inte visa på någon fördel för experimentgruppen på ett fördröjt test efter fem

veckor. Författarnas förklaring till den uteblivna effekten är att enbart utbyte av fysiska

objekt mot virtuella inte tycks vara tillräckligt om inte undervisningen också förändras

på något annat sätt.

I studien av Guven (2012) fick elever i par arbeta med geometriska transformationer

med stöd av programvaran Cabri. Som jämförelse användes en grupp elever som fick

ordinarie geometriundervisning med hjälp av papper och penna. Studien visar på en

medelstor effekt till fördel för experimentinsatsen och forskarna ger tre förklaringar

till resultatet: för det första kunde eleverna med hjälp av Cabri ändra symmetrilinjer,

geometriska figurer och rotationsvinklar. De kunde också observera konsekvenserna

av ändringarna, vilket kan ha medfört en bättre förståelse för förändring i sig. Jämfö

relseeleverna däremot saknade möjligheten att observera hur stegvisa förändringar

på motsvarande sätt också gradvis förändrar själva transformationen. För det andra, i

och med att arbetet med den digitala lärresursen innebar en viss form av frihet kunde

eleverna i experimentgruppen skapa och studera transformationer utan att vara bund

na till färdiga arbetsblad. På så sätt är det tänkbart att de utvecklade en mer avancerad

förståelse av transformationer än jämförelseeleverna. För det tredje medgav den digitala

lärresursen också en möjlighet för eleverna att generera egen feedback som de senare

kunde diskutera med läraren. I jämförelsegruppen kunde eleverna enbart få feedback på

vanligt sätt från läraren.

Bos (2009) undersöker gymnasieelevers arbete med att skapa och manipulera

representationer av andragradsfunktioner med hjälp av en insats man kallar Texas

Kapitel 3 Resultat åk 7–9 och gymnasieskolan

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Instrument InterActive Instructional Environment. Studiens jämförelsegrupp fick

arbeta med liknande lektionsupplägg, men utan tillgång till den digitala lärresursen.

Även i denna studie visas en relativt stor fördel för experimentinsatsen. Forskarna

menar att experimentgruppens klart bättre prestationer hänger samman med den

digitala lärresursens pedagogiska, matematiska och kognitiva trovärdighet. Med peda

gogisk trovärdighet menas att lärresursen möjliggör för eleverna att göra matematik.

Lärresursen ger eleverna möjligheten att påverka skapade objekt och ge tydliga bevis

på konsekvenserna av denna påverkan. Matematisk trovärdighet handlar om att de sätt

att representera matematiska objekt som tekniken medger är trogen den underliggande

matematiska strukturen, till exempel att 3x

inte ska tolkas som (3x)

eller att kontinu

erliga förlopp avbildas som diskreta. Slutligen, beskrivs kognitiv trovärdighet som att

elevernas aktiva arbete med att själva skapa och manipulera de digitala objekten också

speglar deras kognitiva handlingar.

I studien av Çakıroğlu (2014) var en utgångspunkt att engagera elever i projekt

baserat lärande. Elever i en experimentgrupp fick tillgång till digitala lärresurser av

slaget virtuella manipulativer medan elever i en jämförelsegrupp fick ordinarie under

visning bestående av lärargenomgångar och diskussioner. Efter fyra veckors gemensam

undervisning med en och samma lärare fick alla elever arbeta i grupper om tre under

sex veckor med tre olika projekt. Under projekttiden fungerade läraren enbart som

handledare för båda grupperna, därefter presenterade grupperna sina projekt och

läraren bedömde lösningarna. Alla projekt hade fokus på polynom och andragrads

ekvationer i relation till begrepps och procedurförmågan.

Studiens resultat var till tydlig fördel för experimentgruppen. Som förklaring an

ges att de digitala objekten medgav att eleverna kunde utforska begreppen genom att

interagera med dem och att objekten kunde användas för att lösa vissa av uppgifterna.

Författarna menar vidare att arbetet med de digitala objekten gav stöd för en syn på

lärande där elever ges möjlighet att konstruera ny kunskap genom att bygga vidare på

gjorda erfarenheter och tidigare kunskaper.

Slutligen ingår i kategorin en studie som har undersökt utforskande arbete med stöd

av Geometer’s Sketchpad (Ubuz m.fl., 2009). Arbetet byggde på en trevägskommu

nikation mellan elever, lärare och dataprogrammet genom aktiviteter framtagna av

forskarna som eleverna arbetade med i datasalar. Eleverna arbetade i par under fyra

40minuterslektioner i fem veckor. Lärare och forskaren deltog i undervisningen,

där forskarens roll var att stödja lärarens och elevernas användning av programva

ran. Som jämförelse användes en grupp elever som fick ordinarie undervisning med

lärargenomgångar och läroboken.

Studiens resultat visar att experimentgruppen presterade klart bättre än jämförelse

gruppen på eftertesterna, såväl vid ett testtillfälle i nära anslutning till insatsen som vid

ett fördröjt test fem månader senare. Forskarnas förslag till förklaring av resultaten är

att eleverna i experimentgruppen lyckades utveckla en djupare begreppsförståelse för

linjer, vinklar och polygoner än jämförelsegruppen. Till exempel visade en analys av

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

jämförelseelevernas lösningar på testerna att de i högre utsträckning än experimentele

verna tycktes basera sin geometrikunskap på standardexempel, det fanns bland annat

elever i jämförelsegruppen som ansåg att kvadrater inte var rektanglar. Enligt forskarna

är detta ett av studiens viktigaste budskap: att elever som arbetat med den digitala lärre

sursen klarade av att gå utanför standardexempel för olika geometriska figurer och att

det antagligen kan tillskrivas att eleverna själva fått skapa, undersöka och erfara många

ickestandardexempel på figurer. Forskarna lyfter även att eleverna blev aktiva deltagare

i undervisningspraktiken i experimentgruppen medan eleverna i jämförelsegruppen

snarare intog rollen som åskådare.

En sak att kommentera är att experimentgruppens resultat relativt sett försämrades mer

än jämförelsegruppens under de fem månader som gick mellan de två eftertesterna. Trots

försämringen var experimentgruppens resultat dock klart bättre än jämförelsegruppens

även vid tidpunkten för uppföljningen. Ett sätt att förstå den relativa försämringen är att

kunskapen inte kunde upprätthållas då eleverna återgick till en undervisning som kan

ha präglats av en annan undervisningskultur med delvis andra normer. I samband med

detta är det viktigt att även beakta att forskare närvarade tillsammans med läraren när

eleverna arbetade med den digitala lärresursen. Anledningen var att läraren, trots en

viss kompetensutveckling inför studien, hade begränsad datorvana och inte upplevde

sig säker på att använda lärresursen. Även om det uttrycks att forskarnas medverkan var

begränsad till att ge tekniskt stöd och ledning till eleverna är det troligt att den kan ha

inverkat på undervisningskulturen under studiens fem veckor.

3.7.3 Digitala spel

Med digitala spel menar vi lärresurser som utnyttjar spelmekanismer för att förmedla

ett ämnesinnehåll, såsom berättelser som innehåller uppdrag, utmaningar, lekfullhet

och utforskande samt belöningar och tävlingsmoment. Användning av digitala spel har

undersökts i fem studier. I två studier är syftet att förbättra en annan typ av digital lärre

surs genom att inkludera spelmoment (Long & Aleven, 2014; Matsuda m.fl., 2013) och

i två, som handlar om samma spel, är syftet att utveckla själva spelet (ter Vrugte m.fl.,

2015a; ter Vrugte m.fl., 2015b). I tre av studierna påvisas ingen fördel för experimentin

satserna (Long & Aleven, 2014; ter Vrugte m.fl., 2015a; ter Vrugte m.fl., 2015b), medan

en studie visar på en medelstor effekt till fördel för det digitala spelet för att utveckla

elevers procedurförmåga inom området förstagradsekvationer (Matsuda m.fl., 2013).

Ett gemensamt drag i spelkategorin är att eleverna i huvudsak arbetar självständigt.

Kapitel 3 Resultat åk 7–9 och gymnasieskolan

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Tabell 11

Digitala spel (åk 7–9 och gymnasieskolan)

Författare, år, land och titel

Matsuda (2013), USA

Studying the Effect of a

Competitive Game Show in a

Learning by Teaching Environment

Long (2014), USA

Gamification of Joint Student/

System Control over Problem

Selection in a Linear Equation

Tutor

Kebritchi (2010), USA

The effects of modern mathematics

computer games on mathematics

achievement and class motivation

ter Vrugte (2015a), Nederländerna

How competition and heteroge-

neous collaboration interact in

prevocational game-based mathe-

matics education

ter Vrugte (2015b), Nederländerna

When a game supports prevocatio-

nal math education but integrated

reflection does not

Proportionalitet

Samband och föränd-

ring och/eller

Algebra

Begrepp

Linjära ekvationer

Procedur

Matematik-

innehåll

Linjära ekvationer

Matematik-

förmåga

Begrepp

Procedur

Upplägg och

effektstorlek

Grupp-RCT

Ca 3 veckor inkl.

fördröjt eftertest

Ca 90 elever

0,50 (0,07–0,92)

RCT

1 vecka

Ca 130 elever

-0,07 (-0,47–0,33)

18 veckor

Ca 200 elever

Proportionalitet

Begrepp

Problemlösning

(inkl. modelle-

ring)

Resonemang

Begrepp

Problemlösning

(inkl. modelle-

ring)

Resonemang

20 veckor

Ca 170 elever

-0,00 (-0,38–0,37)

200 min fördelade

på 4 sessioner

Ca 110 elever

0,15 (-0,30–0,59)

KE = kvasiexperimentell studie; RCT = randomiserad kontrollerad studie; * = ej möjligt

att extrahera ett samlat kunskapsmått

I studien av Matsuda och kolleger (2013) testas ett spel där elever får undervisa en

virtuell kompis, så kallad SimStudent, i att lösa förstagradsekvationer och där ele

vernas virtuella kompisar sedan får duellera med varandra. Som jämförelsegrupp

användes elever som även de fick arbeta med att undervisa virtuella kompisar, men

då i syfte att kompisen skulle klara ett prov. En central komponent som undersöks är

alltså om själva tävlingsmomentet medför att eleverna också presterar bättre. Eleverna

arbetade med spelet i tre på varandra följande lektioner och lärares eventuella invol

vering i arbetet beskrivs inte i artikeln.

Fokus är på både begrepps och procedurförmåga, men studien påvisar endast ef

fekt av den digitala lärresursen avseende procedurförmågan

. Några lärdomar från

studien är att tävlingsmomentet tycktes medföra att en del elevers mål blev att klättra

I skogsdiagrammet visas resultatet avseende procedurförmåga (procedural skills).

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

på en rankinglista med konsekvensen att de gärna valde att både utmana och utmanas

av lägre rankande virtuella kompisar för att på så sätt lättare kunna vinna duellerna.

De föredrog också att stanna i tävlingarna snarare än att lägga ned tid på att undervisa

sin virtuella kompis till att bli bättre på att lösa ekvationer till följd av en drivkraft att

vilja vinna. En förklaring till att arbetssättet tycks ha fungerat enbart när det gäller

procedurförmågan är att systemet gav feedback till eleverna på procedurerna, men

däremot inte på begreppen.

Long och Aleven (2014) undersöker två spelaspekter som lagts till i en digital lär

resurs som levererar uppgifter inom området förstagradsekvationer. Ett av studiens

syfte är att få kunskap om hur systemet utvecklas genom att undersöka hur ansvaret

för urval av uppgifter kan delas mellan systemet och elever.

I studien var det den digitala lärresursen som avgjorde vilken typ av problem som

eleven skulle fortsätta med, medan eleven hade frihet att välja själva uppgifterna.

Genom tillägget av spelliknande aspekter var tanken att elevernas förmåga att ta ansvar

för urvalet av uppgifter skulle förbättras. Principen för uppgiftsurvalet baserades anting

en på prestationsbaserad belöning eller möjligheten att göra om genomförda uppgifter. I

en av versionerna delades belöningar i form av stjärnor och poäng ut och det var möjligt

att vinna en pokal innan programmet gav nya uppgifter. I den andra var det möjligt att

välja uppgifter man redan gjort. I ytterligare en version fanns båda aspekterna med. Ele

verna arbetade enskilt i fem på varandra följande lektioner och hann med i snitt knappt

40talet ekvationer. Läraren var inte involverad i arbetet.

Räknar man samman de tre experimentgrupperna ser man ingen skillnad mot en

grupp som inte gavs några speltillägg när det gäller matematikkunskaper. Förvånande

nog ses däremot att elever som fick möjligheten att välja att göra om uppgifter, utan

att belönas, presterade bättre än de som hade tillgång till båda tilläggen. Det visade sig

nämligen att eleverna i syfte att få fler stjärnor valde att starta om lösningar och välja

om uppgifter som de redan hade gjort. Motivet till att göra om uppgifter blev därmed

inte att lära sig, vilket de då inte heller gjorde.

I studien av Kebritchi m.fl. (2010) undersöks ett spel för arbete inom algebra med

fokus på begreppsförmågan. Under studiens 18 veckor fick eleverna använda spelet

under 30 minuter per vecka och under ledning av en lärare. Upplägget uttrycks vara

baserat på Kolbs (1984) lärandecykel enligt följande: 1) eleverna genomför ett uppdrag

i spelet; 2) eleverna reflekterar över innehållet i uppdraget och/eller gör ett klassquiz;

3) abstrakta algebraiska begrepp utvecklas; och 4) klassaktiviteter genomförs och därefter

följer nästa speluppdrag eller nästa matematikbegrepp. I studiens upplägg ingick även

en plattform som möjliggjorde för lärarna att regelbundet kunna träffas och diskutera

arbetet.

Studien visar en mindre fördel för elever som fick arbeta med spelet jämfört med

en grupp elever som enbart fick ordinarie undervisning. Spelet användes som komple

ment i experimentgruppens algebraundervisning och den totala undervisningstiden

var densamma i båda grupperna.

Resterande två studier i kategorin undersöker effekter av ett och samma digitala

Kapitel 3 Resultat åk 7–9 och gymnasieskolan

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

spel hos elever på yrkesförberedande gymnasieprogram (ter Vrugte m.fl., 2015a; ter

Vrugte m.fl., 2015b). Själva spelidén är att eleverna inom ramen för spelet ska tjäna

ihop pengar för att kunna åka på semester. Lärresursen har också olika typer av tillägg

i form av tävlingsmoment, möjlighet till samarbete, reflektionsfrågor och information

om matematiska regler.

Under spelandet fick eleverna olika utmaningar som alla involverade proportionalitet

och modellering, resonemang och begrepp. I det ena upplägget fick eleverna spela under

olika förutsättningar, till exempel genom samarbete eller tävling (ter Vrugte m.fl., 2015a).

I det andra upplägget ingick en funktionalitet för reflektion i syfte att medvetandegöra

den ofta intuitiva och implicita kunskapen som utvecklas vid spelande (ter Vrugte m.fl.,

2015b). Denna funktionalitet bestod av en serie frågor för att stödja och leda reflektionen

och rikta den mot ett visst område. Även tillägg i form av små rutor med information om

matematiska regler ingick.

Ingen av studierna kunde påvisa någon skillnad mellan jämförelsealternativen när

det gäller elevernas matematikkunskaper. Som en förklaring till de uteblivna effekterna

poängterar forskarna att många av eleverna som deltog i studierna inte behärskade att

göra beräkningar tillräckligt väl för att kunna dra nytta av spelet.

3.7.4 Digitala verktyg

Kategorin digitala verktyg avser lärresurser som har tagits fram i ett annat syfte än för

att bedriva undervisning, men som kan användas för att utföra matematiska aktiviteter.

Endast två studier i underlaget undersöker digitala verktyg (Engerman m.fl., 2014;

Swanepoel & Gebrekal, 2010) som båda undersöker användningen av kalkyl och graf

ritande program i relation till undervisning utan tillgång till dessa lärresurser. Studierna

är relativt små med 30–50 elever. Båda studierna visar på tydliga effekter till fördel för

experimentgrupperna, men visar samtidigt på att spridningen inom elevgrupperna är

relativt stor.

Tabell 12

Digitala verktyg (åk 7–9 och gymnasieskolan)

Författare, år, land och titel

Engerman (2014), USA

Excel Spreadsheets for Algebra:

Improving Mental Modeling for

Problem Solving

Swanepoel (2010), Eritrea

The use of computers in the teaching

and learning of functions in school

Mathematics in Eritrea

Matematik-

innehåll

Linjära funktioner

Andragrads-

funktioner

Rekursiva samband

Andragrads-

funktioner

Matematik-

förmåga

Problemlösning

(inkl. modelle-

ring)

Upplägg och

effektstorlek

Studielängd oklart

Ca 55 elever

0,88 (0,32–1,45)

RCT

4 veckor

Ca 30 elever

1,24 (0,44–2,03)

Begrepp

Problemlösning

(inkl. modelle-

ring)

KE = kvasiexperimentell studie; RCT = randomiserad kontrollerad studie

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

I studien av Engerman m.fl. (2014) undersöks användningen av Excel under en insats

på totalt sex dagar med ett pass per dag. Syftet var att utveckla elevernas förmåga att

modellera verkliga fenomen och att med hjälp av Excel undersöka och representera

samband i form av tabeller, formler och grafer. Som jämförelse användes elever som

fick arbeta med samma sorts uppgifter på traditionellt vis med stöd av läroboken,

grafritande räknare samt papper och penna. I studien deltog två lärare som växelvis

undervisade experiment respektive jämförelsegrupperna.

Studien påvisar en tydlig fördel för elever som undervisades med hjälp av Excel i

jämförelse med elever som fick ordinarie undervisning. En bidragande förklaring kan

vara att den dynamiska aspekten av Excel medför att elever ges ökad möjlighet att ska

pa egna mentala modeller – något som vidare kan antas vara viktigt för att kunna lösa

problem även i nya sammanhang.

I den andra studien undersöks gymnasieelevers arbete med andragradsfunktioner

(Swanepoel & Gebrekal, 2010). En experimentgrupp fick undervisning med stöd av

Excel och det fritt tillgängliga RJS Graph, medan en jämförelsegrupp fick ordinarie

undervisning. Fokus var på begreppsförståelse, problemlösning och modellering.

Alla elever fick undervisning av samma lärare motsvarande en extra timme varje

dag under 20 dagar, dvs. totalt 20 timmar, vilket är mycket tid på ett förhållandevis

smalt område. Alla elever fick initialt också grundläggande undervisning om andra

gradsfunktioner. Eleverna i experimentgruppen fick sedan tillgång till datorer med

tillhörande programvara och gavs en kort introduktion till hur programmen fungerar.

Jämförelsemetoden bestod i att eleverna med stöd av läraren fick jobba med motsva

rande innehåll, men enbart med tillgång till övningsböcker samt papper och penna.

Studien redovisar en mycket stor effekt till fördel för den grupp elever som fick

arbeta med datorprogrammen. Som en förklaring poängteras bland annat en effek

tivitetsaspekt, dvs. att eleverna med hjälp av de digitala verktygen slapp lägga ner tid

på att för hand skapa tabeller och pricka in grafer i koordinatsystem. Snarare kunde

eleverna ägna mer kraft åt att analysera funktionerna och graferna, vilket kan antas

vara värdefullt för kunskapsutvecklingen.

3.7.5 Digitala kurspaket

Med digitala kurspaket menas för årkurs 7–9 och gymnasieskolan material för under

visning som ofta består av både böcker och digitala lärresurser för eleverna samt till viss

del även lektionsupplägg, lärarhandling och kompetensutveckling för lärarna. En mer

rättvisande benämning kan därför egentligen vara kurspaket med digitala lärresurser.

Inom denna kategori klassificerades för årkurs 7–9 och gymnasieskolan fem studier.

De digitala lärresurser som ingår i kurspaketen är olika kombinationer av framför allt

uppgifter och objekt. Samtliga studier jämför användning av kurspaketen med under

visning som bedrivs av lärarna med det ordinarie material som gäller i det sammanhang

där studierna är genomförda, och därmed följer de styrdokument som är aktuella. Någon

Kapitel 3 Resultat åk 7–9 och gymnasieskolan

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

närmare beskrivning än så görs i stort sett inte i studierna. Det betyder bland annat att

studiernas resultat inte kan tolkas som en konsekvens enbart av arbete med den digi

tala lärresursen, utan avspeglar en påverkan av kurspaketen i sin helhet. I tre studier

kan inga betydelsefulla skillnader mellan experiment och jämförelsegrupperna påvisas

(Campuzano m.fl., 2009; Pane m.fl., 2014; Pane m.fl., 2010). Gemensamt för dessa är

att de digitala lärresurserna i paketen i princip utgörs av uppgifter och studierna avser

delvis samma digitala lärresurser. Matematikinnehållet är också mycket brett och kurs

paketen används under lång tid. I vilken utsträckning elevernas arbete med de digitala

uppgifterna integrerades i själva undervisningen är oklart – även om det i kurspaketet

ingick lektionsupplägg för undervisningen i sin helhet. Intrycket är att lärarna endast

fick begränsad kompetensutveckling inför och under insatserna. De två studier som har

undersökt SimCalc visar båda tydliga effekter. Gemensamt för dessa två är att matema

tikinnehållet är mer avgränsat och att insatserna är betydligt kortare. Vidare beskrivs i

studierna genomtänkta upplägg för hur lärarna ska integrera elevernas arbete med den

digitala lärresursen i undervisningen i sin helhet, något som också kopplas till lärarnas

kompetensutveckling. Inom ramen för alla studierna fick lärarna både kompetensut

veckling inför och stöd under insatserna.

Tabell 13

Digitala kurspaket (åk 7

–

9 och gymnasieskolan)

Författare, år, land och

titel

Pane (2014), USA

Effectiveness of Cognitive Tutor

Algebra I at Scale

Pane (2010), USA

An Experiment to Evaluate the

Efficacy of Cognitive Tutor

Geometry

Campuzano (2009), USA

Effectiveness of Reading and

Mathematics Software Products:

Findings From Two Student

Cohorts

Roschelle (2010b), USA

Integration of Technology,

Curriculum, and Professional

Development for Advancing

Middle School Mathematics:

Three Large-Scale Studies

Taluppfattning och tals

användning

Algebra

Geometri

Samband och förändring

Sannolikhet och statistik

Proportionalitet

Linjära funktioner

Procedur

Problemlösning

(inkl. modellering)

Matematik-

innehåll

Samband och förändring

Linjära funktioner

Algebra

Linjära ekvationer

Geometri

Matematik-

förmåga

Begrepp

Procedur

Problemlösning

(inkl. modellering)

Problemlösning

(inkl. modellering)

Upplägg och

effektstorlek

Grupp-RCT

2 år

Ca 18 700

RCT

1 år

Ca 2 000 elever

-0,19**

Grupp-RCT

1 år

Ca 2 000 elever

-0,07 (-0,16–0,02)

Begrepp

Procedur

Problemlösning

(inkl. modellering)

2–3 veckor per

elevgrupp + för-

dröjt eftertest

Ca 2 450 elever

0,90 (0,81–0,98)

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Hegedus (2015), USA

The Impact of Technology-

Enhanced Curriculum on

Learning Advanced Algebra in

US High School Classrooms

Icke-linjära funktioner

Andragradsfunktioner

Exponentialfunktioner

Begrepp

Procedur

Problemlösning

(inkl modellering)

Grupp-RCT

Ca 6 veckor + för-

dröjt eftertest

Ca 570 elever

0,38 (0,22–0,55)

KE = kvasiexperimentell; RCT = randomiserad kontrollerad studie; ;

= ej möjligt att

extrahera ett samlat kunskapsmått;

= rapporterad genomsnittlig effektstorlek

Tre av studierna har undersökt matematikmaterialet Cognitive Tutor som är utvecklat

av det amerikanska läromedelsföretaget Carnegie Learning (Campuzano m.fl., 2009;

Pane m.fl., 2014; Pane m.fl., 2010). Cognitive Tutor bygger på teoretiska modeller från

kognitionsforskning och inbegriper automatiserad feedback och svårighetsgrads

anpassning utifrån elevers individuella prestationer. Till det digitala kurspaketet hör

också exempelvis traditionella läro och arbetsböcker.

I den största undersökningen deltog nära 20 000 elever i ett 50tal skolor fördelade på sju

stater i USA (Pane m.fl., 2014). Fokus i studien var på digitala uppgifter inom områdena

algebra, samband och förändring i relation till problemlösning, modellering och proce

durförmåga som eleverna arbetade med under två lektioner i veckan enskilt i datasal.

Kurspaketet bestod också av undervisning där den digitala lärresursen inte användes.

Denna undervisning genomfördes under tre lektioner per vecka under ledning av en

lärare.

Resultatet av studien är blandat. Efter studiens första år sågs inga effekter när det

gäller elevers färdigheter i algebra. Efter det andra året sågs en mindre fördel för elever

som hade jobbat med det digitala kurspaketet, men då enbart för elever i motsvarande

åttonde klass.

I den andra studien (Pane m.fl., 2010) är fokus i huvudsak på geometri i relation

till problemlösning och modellering. Efter ett års användning visade det sig att elever

som arbetat med kurspaketet i genomsnitt presterade något sämre än jämförelse

gruppen på ett standardiserat eftertest. I den sista studien av Campuzano och kolleger

(2009) undersöks fyra digitala lärresurser i fyra olika kurspaket, två av dessa i mellan

stadiet och två i högstadiet. När det gäller högstadiet undersöks, förutom Cognitive

Tutor, också Larson Algebra I och i studien behandlas taluppfattning, algebra, statistik

och sannolikhet samt geometri i relation till att utveckla förmågan att lösa problem

och hantera procedurer.

Eleverna arbetade med en av de digitala lärresurserna under ett läsår, cirka en lektion

i veckan, och själva studien gjordes under två läsår med till viss del samma lärare. De

digitala komponenterna syftade till att ge extra stöd i form av beskrivningar, uppgifter

och tester. Inte heller i studien av Campuzano och kolleger (2009) påvisas någon skillnad

mellan elever som arbetat med de digitala kurspaketen och elever som fick ordinarie

undervisning

I skogsdiagrammet visas ett sammanslaget resultat för Cognitive Tutor och Larson Algebra I i jämförelse

med ordinarie undervisning.

Kapitel 3 Resultat åk 7–9 och gymnasieskolan

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

För att summera är det endast en av de tre studierna av kurspaket som påvisar en

effekt på elevers kunskapsutveckling, men då bara i en av flera delstudier (Pane m.fl.,

2014). Värt att notera när det gäller den delstudien är att de lärare som ingick deltog

sitt andra år i experimentet. Det kan ha inneburit att lärarna i själva verket lät eleverna

använda lärresursen i lägre utsträckning än vad som ursprungligen var tänkt eftersom

utfallet efter det första året var sämre än förväntat.

I de resterande två studierna i kategorin är det kurspaket SimCalc som undersöks,

där lärresursen utgörs av digitala objekt. Det övergripande syftet med SimCalc är

att ge elever möjlighet att lära sig något mer komplex matematik inom ramen för de

områden som redan ingår i rådande styrdokument. Matematikinnehållet i den första

studien handlar om proportionalitet och linjära funktioner (Roschelle m.fl., 2010b),

medan den andra handlar om algebra och ickelinjära funktioner (Hegedus m.fl.,

2015). Båda är inriktade på att utveckla elevernas begreppsförmåga, modellerings

och procedurförmåga. Resultaten skiljer sig från övriga i kategorin på så sätt att de

visar tydliga effekter till fördel för insatserna.

Studien av Roschelle och kolleger (2010b) inkluderade elever i både årskurs 7 och

8. I årkurs 7 deltog nästan 100 lärare och över 1 500 elever och i årskurs 8 var det drygt

50 lärare och omkring 800 elever. Elever och lärare arbetade dagligen under två–tre

veckor med kurspaketet som följde innehållet i rådande styrdokument och statliga

tester. Men kurspaketet gav också utrymme för eleverna att arbeta med mer avancerat

innehåll. I årskurs 7 var till exempel syftet att inte enbart behandla proportionalitet

i termer av formler, a/b=c/d, utan även betrakta proportionalitet som en funktion,

f(x)=kx. Detta testades inte på det statliga provet. Ett viktigt inslag hos den digitala

lärresursen var att eleverna kunde skapa och manipulera animerade figurers rörelser

genom att konstruera matematiska funktioner antingen grafiskt eller algebraiskt.

Testerna som användes i studien var framtagna för att adressera både det vanliga

och det mer avancerade innehållet. Lärarna som undervisade i såväl experiment som

jämförelsegrupperna fick kompetensutveckling vid flera tillfällen inför studien. Lärarna

i jämförelsegrupperna i årkurs 7 fick fortbildning även i det mer avancerande innehållet

och tillgång till kompletterande undervisningsmaterial. I årskurs 8 fick lärarna utbild

ning i att undervisa inom ett annat matematikområde än det som var fokus i SimCalc.

I den andra studien (Hegedus m.fl., 2015) undersöks en utveckling av SimCalc där

en infrastruktur för kommunikation lagts till. Tillägget består av en ökad möjlighet för

eleverna att kommunicera de funktioner och animationer man skapar med varandra och

med läraren. Elever och lärare arbetade under sex veckor (30 lektioner) med ickelinjära

funktioner och fokus var på begreppsförmågan, modellering och procedur. Halva tiden

av lektionerna arbetade eleverna enskilt eller i par med den digitala lärresursen. Resten

av lektionen arbetade elever och lärare gemensamt med att utforska, jämföra och justera

skapade funktioner.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Kapitel 4

Kartläggning

Kapitel 3 Resultat åk 7–9 och gymnasieskolan

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

4. Kartläggning

Syftet med kartläggningen är att på ett samlat sätt analysera och beskriva den forsk

ning som ingår i rapporten. Genom att förteckna utvalda egenskaper hos de enskilda

studierna erbjuds en översiktlig bild av den identifierade litteraturen. I kartläggningen

ingår alla 75 studier som avser grund och gymnasieskolan.

4.1 Forskning från olika länder

Projektet har drivits utifrån ambitionen att finna all forskning med relevans för den

systematiska översikten inom de ramar som är definierade. Det betyder att vi inte har

avgränsat urvalet av forskning med avseende på ursprungsländer.

Figur 9. Antalet studier fördelade på ursprungsländer

Länder

lä

Forskningen i urvalet härstammar från en rad olika länder världen över. Även om majoriteten

av studierna kommer från USA finns forskning från totalt 18 länder representerad i urvalet.

När det gäller Norden är det endast två studier som ingår, båda från Sverige.

4.2 Typer av lärresurser

Studierna som ingår i översikten omfattar en rad olika typer av digitala lärresurser.

I diagrammet nedan framgår hur hela underlaget fördelar sig avseende typ av digital

lärresurs som har studerats i enlighet med den kategorisering som vi har valt att göra.

Kapitel 4 Kartläggning

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Figur 10. Typer av lärresurser

Antal studier

Uppgi

Objekt

Spel

Verktyg

Kurspaket

Åk 1–3

Åk 4–6

Åk 7–9 och gymnasieskolan

Diagrammet visar antal studier som har undersökt olika typer av digitala lärresurser uppdelat

på åk 1–3, åk 4–6 samt åk 7–9 och gymnasieskolan. Med tanke på att det endast är fyra

studier som omfattar motsvarande gymnasieskolan har åk 7–9 och gymnasieskolan slagits

samman till en grupp. En studie som undersökt digitala kurspaket omfattar tydligt både

gruppen åk 4–6 och åk 7–9, varför antalet i diagrammet summerar till 76.

Många studier i urvalet har undersökt olika typer av digitala uppgifter och fördelningen

mellan årskursintervallen är ganska jämn. Forskning om digitala objekt tycks däremot

öka i takt med elevers stigande ålder. Det är mindre vanligt med forskning om objekt i

årskurs 1–3 och något vanligare i mellanstadiet och högre årskurser. Forskning om digi

tala spel är vanligt förekommande generellt, men relativt sett mindre vanligt i de högsta

årskurserna. Digitala verktyg har studerats i endast två studier i urvalet, båda i årskurs

7–9 och gymnasieskolan. Forskning om digitala kurspaket tycks, precis som objekt, vara

något som ökar med stigande ålder.

4.3 Matematikområden

Ur ett undervisningsperspektiv är det intressant att fråga sig vilket område av matema

tiken som de studerade lärresurserna behandlar. Vi har valt att använda kunskapsom

råden från grundskolans kursplan för matematik . Dessa är:

• taluppfattning och tals användning

• algebra

• geometri

• samband och förändringar

• sannolikhet och statistik.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Även problemlösning definieras som ett eget område i kursplanen. Dock poängteras

att det intar en särställning eftersom innehållet där ska tillämpas på alla andra kunskaps

områden (Skolverket, 2016b). Av det skälet har vi valt att inte ta med problemlösning

som ett eget område i redovisningen.

Figur 11. Matematikområden

Antal studier

Taluppfatt-

ning & tals

användning

Samband

Sannolikhet

& statistik

förändring

Algebra

Geometri

Ej möjlig

Åk 1–3

Åk 4–6

Åk 7–9 och gymnasieskolan

Diagrammet visar vilket matematikområde som har undersökts i studierna. Då vissa studier har

undersökt digitala lärresurser som omfattar fler än ett område blir summan större än antalet

ingående studier.

Alla fem kunskapsområdena finns representerade i urvalet. I skolåldrarna upp till och

med mellanstadiet dominerar området taluppfattning och tals användning. Algebra

är ett område som blir vanligare med elevernas stigande ålder. Geometri är vanligast

i mellanstadiet och samband och förändring är ett område som är vanligare i mellan

stadiet och högre årskurser än i lägre.

4.4 Matematikförmågor

Förmågor skiljer sig från matematikområden på så sätt att de är generella, dvs. de är inte

kopplade till något specifikt matematiskt innehåll. Även om förmågor utvecklas genom

att elever får arbeta med ett specifikt matematikinnehåll syftar de till att ge uttryck för ett

bredare kunskapsbegrepp (Skolverket, 2016b).

I översikten har vi lyft fram vilka matematikförmågor de undersökta digitala lär

resurserna har haft som mål att utveckla. De förmågor som vi har valt att använda är

begrepps, procedur, problemlösnings, resonemangs och kommunikationsförmåga.

Kapitel 4 Kartäggning

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Figur 12. Matematikförmågor

Antal studier

Begrepp

Procedur

Problem-

lösning

Resonemang Kommuni-

kation

Ej möjlig

Åk 1–3

Åk 4–6

Åk 7–9 och gymnasieskolan

Diagrammet visar vilka matematikförmågor som arbetssätten i studierna har haft som mål att

utveckla. Då flera studier har undersökt digitala lärresurser som åsyftar att utveckla fler än en

förmåga blir summan större än antalet ingående studier.

Även om många av matematikförmågorna finns representerade visar underlaget på

en övervikt för begrepps och procedurförmåga, i synnerhet när det gäller låg och

ggmellanstadiet. Det är möjligen förväntat då det är rimligt att anta att det är jämförelsevis

lättare att konstruera digitala lärresurser i syfte att träna dessa förmågor. I högre årskurser

finns dock en hel del exempel på att digitala lärresurser används i syfte att utveckla elevers

problemlösningsförmåga, medan resonemangs och kommunikationsförmåga inte är

lika vanligt förekommande. När det gäller kommunikationsförmåga finns det flera exem

pel på upplägg där elever på olika sätt samarbetar med digitala lärresurser, men endast

ett enstaka exempel där kommunikation är en del av den digitala lärresursen i sig. Vilken

lärresurs som helst kan dock sättas i ett kommunikativt sammanhang om läraren som

använder lärresursen väljer att göra det.

4.5 Jämförelser

Valet av jämförelsegrupp har en viktig betydelse för vilka slutsatser som kan dras i en

studie. Därför är det studiens syfte som styr vad forskarna väljer att jämföra med. Är

man ute efter att undersöka hur undervisning med en digital lärresurs står sig i förhål

lande till en undervisning utan digitala lärresurser är någon form av analog metod en

rimlig jämförelse. Är man däremot intresserad av att studera olika villkor hos digitala

lärresurser som kan vara av betydelse för lärandet kan man i stället välja att jämföra

två varianter med varandra. De två varianterna ska då skilja sig åt avseende det villkor

man vill studera. Ibland kan en och samma studie inkludera flera olika jämförelse

grupper för att forskarna ska kunna göra flera olika jämförelser.

I kapitel 5 Metod och genomförande finns mer utförliga resonemang om val av jämförelsegrupper.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Figur 13. Jämförelser

Antal studier

Ordinarie undervisning

Digitala resurser

Aktiv kontrollgrupp

Diagrammet visar vilken sorts jämförelser som har använts i studierna. Då vissa studier har

inkluderat fler än en jämförelsegrupp blir summan av använda jämförelser större än antalet

ingående studier.

Majoriteten av studierna i urvalet har använt någon form av ordinarie undervisning

som jämförelse. Det betyder oftast att jämförelsegruppen har fått matematikunder

visning på vanligt analogt sätt i enlighet med gällande kursplan eller schema. I underlaget

förekommer även studier som har jämfört två eller flera digitala lärresurser eller villkor

med varandra liksom studier där forskarna har skapat en aktiv kontrollgrupp. Syftet med

en aktiv kontrollgrupp är vanligen att minska risken för så kallade förväntanseffekter

4.6 Studieupplägg

Studieupplägg kan beskrivas med olika grad av detaljnivå. Vi har valt att dela in stu

dierna på ett mycket övergripande sätt i randomiserade, grupprandomiserade och

kvasiexperimentella studier. Därutöver har vi tagit fram uppgift om vilka studier som

har använt ett crossoverupplägg.

Se kapitel 5 Metod och genomförande.

I kapitel 5 Metod och genomförande finns mer utförliga resonemang om olika studieupplägg.

Kapitel 4 Kartläggning

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Figur 14. Studieupplägg

Antal studier

RCT

Grupp-RCT

Cross-over

Diagrammet visar vilka typer av upplägg som har använts i studierna. Då crossover kan

tillämpas i kombination med antingen ett randomiserat eller ett kvasiexperimentellt upplägg

blir summan av använda studieupplägg större än antalet ingående studier. RCT = randomiserad

kontrollerad studie (Randomized Controlled Trial), KE = kvasiexperimentell studie

Även om majoriteten av studierna i urvalet är kvasiexperimentella finns relativt

många randomiserade studier. Endast tre studier i underlaget har använt ett cross

overupplägg.

4.7 Antal deltagande elever

Ytterligare en aspekt på nyansrikedomen i underlaget är studiestorlek, dvs. hur många

elever som har deltagit i de olika studierna. Studiestorleken är också kopplad till preci

sionen i studiernas skattningar av effekter. I praktiken är det så att ju fler som deltar desto

större blir säkerheten i skattningarna, dvs. konfidensintervallens bredd blir mindre.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Figur 15. Antal deltagande elever

Deltagare, antal studier

Upp till 60

61–100

101–200

201–1000

1001–5000

Över 5000

Diagrammet visar hur många elever som har deltagit i de ingående studierna.

Underlaget omfattar både studier med relativt få deltagare och mycket stora studier. Inom de

valda intervallen är fördelningen mycket jämn upp till och med 1000 deltagande elever.

4.8 Studielängd

I första hand är det matematikinnehållet som avgör hur länge en studie kan pågå. Är

innehållet mer begränsat är det i praktiken svårt att låta en studie sträcka sig över lång

tid. Även om innehållet är avgränsat finns dock en möjlighet att göra en uppföljning

av resultaten. Det kan ske genom att eleverna får göra ett prov, ett fördröjt eftertest, en

tid efter att studien har avslutats för att finna eventuella bestående effekter. En digital

lärresurs med ett mer omfattande innehåll kan däremot ofta pågå under längre tid.

I dessa studier kan det dock vara en utmaning för forskarna att få tillräcklig informa

tion om hur lärresursen i själva verket har använts.

Kapitel 4 Kartläggning

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Figur 16. Studielängd

Antal studier

Upp till 3

veckor

10–19

veckor

20–29

veckor

1 år eller

mer

4–5 veckor

6–9 veckor

Oklart

Diagrammet visar hur länge studierna har pågått. Två veckor har varit ett riktmärke, men inte

ett strikt krav, för att en studie ska få ingå. I vissa fall har vi fått göra en samlad bedömning

utifrån undervisningens syfte, ämnesinnehållets omfattning och insatsens intensitet. Dessa

studier har klassificerats under benämningen oklart.

Underlaget omfattar både tidsmässigt mer begränsade insatser och långtidsstudier.

Medan tidsmässigt mer begränsade studier i allmänhet har undersökt undervisning

med digitala lärresurser som har ett tydligt fokus på ett avgränsat matematiskt inne

håll handlar långtidsstudier oftast om undersökningar av digitala kurspaket.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Kapitel 5

Metod och

genomförande

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

5. Metod och genomförande

I det här kapitlet ges en detaljerad beskrivning av metoder och genomförandet av

den systematiska översikten. Här redogörs också för de vägval som projektgruppen

har gjort inom ramen för arbetet och motiven till dessa. Notera att kapitlet beskriver

metod och genomförande för översikten som helhet, dvs. såväl förskola som grund

och gymnasieskola.

Figur 17. Arbetsgång

Behovsinventering

och förstudie

Frågeställning

Litteratursökning

Relevans- och

kvalitetsbedömning

Data- och resultat-

extraktion

Sammanställning

av resultat och

slutsatser

Säkerställande av vetenskaplig kvalitet och relevans

5.1 Behovsinventering och förstudie –

den övergripande inriktningen

Skolforskningsinstitutet genomför löpande behovsinventeringar

, vilket sker genom

dialog med både verksamma och organisationer inom skolväsendet samt med forskare

inom utbildningsvetenskap. Syftet med inventeringarna är att försöka ringa in angeläg

na undervisningsnära frågor där forskningssammanställningar i form av systematiska

översikter kan utgöra viktiga underlag för att utveckla praktiken.

Materialet från behovsinventeringarna bearbetas av institutet genom analyser och

förstudier. Förstudierna utgör sedan underlag för Skolforskningsnämnden som fattar

beslut om de systematiska översikternas övergripande inriktningar. Syftet med för

studierna är att undersöka förutsättningarna för att genomföra översikter inom ett

identifierat behovsområde. Det handlar då om att föreslå en inriktning som överens

stämmer med institutets uppdrag och att bedöma om det finns tillräckligt med forsk

ning på området.

Skolforskningsinstitutet behovsinventeringar bedrivs som egna projekt. Här ges enbart en mycket

kortfattad beskrivning.

Kapitel 5 Metod och genomförande

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

I behovsinventeringarna har framkommit att lärare, förskollärare och andra verk

samma har många frågor om digitalisering i skolan och vilket vetenskapligt stöd det

finns för olika användningsområden. De flesta frågor har varit av mer generell karak

tär, men det har också uttryckts funderingar kring digitala lärresurser i undervisningen

och om de gynnar elevers kunskapsutveckling. Även flera av organisationerna vittnade

om att det saknas tillgänglig kunskap om hur digitala lärresurser kan användas på ett

genomtänkt sätt i ett pedagogiskt sammanhang.

I förstudien gjordes bedömningen att en systematisk översikt om digitala lärresurser

i matematikundervisningen har en potential att vara till nytta för många i skolan och

förskolan. Förstudien identifierade exempelvis undersökningar som tyder på att digitala

lärresurser nyttjas sparsamt på matematiklektionerna i Sverige och att ITanvändningen

i skolorna varierar stort (Skolverket, 2016a, 2016d).

5.2 Frågeställning – vad det är vi

undersöker och varför

En systematisk översikt grundar sig på den forskning som identifieras och väljs ut. För

att skapa förutsättningar för litteratursökningen och urvalet av studier behöver den

övergripande inriktningen preciseras.

De preciserade frågorna tas fram av projektgruppen. Många överväganden behöver

göras för att precisera frågorna. Om de blir för breda och övergripande kan det innebära

att översikten blir mycket omfattande och komplex. Blir de däremot alltför snäva kan det

innebära en risk att resultatets användbarhet i praktiken blir begränsad.

Två frågor ställs i den här översikten:

•

Vilka effekter har matematikundervisning med digitala lärresurser på

barns eller elevers kunskaper i matematik?

Vad kan förklara om en matematikundervisning med digitala lärre-

surser har effekt eller inte på barns eller elevers kunskaper i matematik?

För att underlätta arbetet med att ta fram en sökstrategi och tydliga principer för hur

urvalet av litteratur ska göras används så kallade inklusions och exklusionskriterier.

5.2.1 Inklusionskriterier

Skolforskningsinstitutet använder en modell där vi med hjälp av inklusionskriterier

bestämmer vilka som ska ha deltagit i studierna, vilka arbetssätt/metoder som ska ha

tillämpats, vilken typ av resultat som ska ha rapporterats samt i vilket sammanhang

forskningen ska vara gjord. För att en studie ska tas med i översikten behöver alla fyra

inklusionskriterier vara uppfyllda.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Forskning som ingår i den här översikten ska avse

• barn i förskola eller elever i grund eller gymnasieskola (deltagare)

• digitala lärresurser utformade för matematikundervisning eller utvecklade

för att hantera matematik (arbetssätt/metoder)

• undersökning av någon aspekt på kunskapsutveckling i matematik (resultat)

• undervisning inom ramen för förskolans eller skolans ordinarie

verksamheter (sammanhang).

En rad tekniska villkor behöver också formuleras för att kunna genomföra en syste

matisk översikt. Det kan handla om inom vilken tidsperiod litteratursökningen ska

göras, vilka publikationsformer som ska accepteras eller vilka språk forskningen ska

vara rapporterad på för att kunna bedömas av projektgruppen.

Forskning som ingår i den här översikten ska vara

• empirisk primärforskning

• publicerad 2006–2016

• publicerad i vetenskapliga tidskrifter, i skriftliga samlingar från vetenskapliga

konferenser (proceedings) eller i form av akademiska doktorsavhandlingar

från lärosäten i Skandinavien

• skriven på engelska eller skandinaviska språk

• avse originalarbeten som före publicering har genomgått så kallad peer

reviewgranskning.

5.2.2 Exklusionskriterier

Forskning som inte ska tas med i en översikt följer i många fall som en konsekvens av

inklusionskriterierna eftersom forskning som inte uppfyller kriterierna exkluderas.

Ofta finns dock behov av att även formulera ett antal exklusionskriterier, dvs. kriteri

er som förtydligar exempelvis forskningsinriktningar som inte kommer att beaktas i

översikten.

Forskning som ingår i den här översikten ska inte avse

• vuxenutbildning

• en huvudinriktning på barn eller elever i behov av särskilt stöd, exempelvis

barn eller elever med funktionsnedsättning (t.ex. syn eller

hörselnedsättning), räknesvårigheter eller inlärningssvårigheter till följd av

annan funktionsnedsättning (t.ex. ADHD, autism eller andra specifika

inlärningssvårigheter)

En extra kontrollsökning genomfördes i augusti 2017, se avsnitt 5.3 Litteratursökning.

Kapitel 5 Metod och genomförande

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

• en huvudinriktning på barn eller elever i behov av andraspråksstöd

• tillgång till eller tillhandahållande av ITutrustning

• arbetssätt inom ramen för mer varaktig distansundervisning

• arbetssätt inom ramen för arbetsminnesträning eller mer generell träning av

kognitiva förmågor

• generella digitala verktyg, t.ex. medier, kommunikations eller

responsverktyg

• digitala plattformar, bedömningsverktyg eller administrativa program

• endast preliminära resultat eller pågående projekt.

5.2.3 Hur vi har resonerat vid valet av inklusions-

och exklusionskriterier

Deltagare

Ett vanligt sätt att begränsa en systematisk översikts omfattning är att avgränsa vilka

skolformer som tas med. Vi har bedömt att det inom det här området är viktigt att ta

med forskning om såväl förskola som grund och gymnasieskola, men vi har valt att

inte ta med vuxenutbildning.

Typ av digitala lärresurser

En hel del forskning om digitalisering i skola och förskola har haft sitt fokus på till

gång till ITutrustning, internet och ITsystem. Med ett sådant fokus skyms lätt frågor

om hur IT kan användas i undervisningen samt vilka konsekvenser användningen

kan ha för barns och elevers lärande och deras kunskapsutveckling (Grönlund, 2014;

Liabo m.fl., 2016; Skolverket, 2016c).

Vår bedömning har varit att översiktens fokus ska vara på digitala lärresurser som

specifikt anknyter till matematik. Även om det finns många exempel på hur IT i de flesta

skolämnen kan användas som mer generella verktyg, har vi bedömt det som angeläget

att sammanställa forskning om digitala lärresurser som är avsedda för matematik. Vi

har formulerat kravet som att lärresurserna ska vara antingen utformade för matema

tikundervisning eller utvecklade för att hantera matematik. Den första formuleringen

hänvisar till digitala lärresurser som har skapats i syfte att användas i ett pedagogiskt

sammanhang. Ett exempel kan vara så kallade virtuella manipulativer, alltså digitala lär

resurser där matematiska objekt, t.ex. en kub, visas och kan manipuleras på skärmen.

Med den andra formuleringen avses digitala lärresurser som har tagits fram i ett annat

syfte än för att bedriva undervisning, men som kan användas för att utföra matematiska

aktiviteter. Ett exempel på det senare kan vara ett kalkylprogram.

En konsekvens av inklusionskriteriet är också att digitala lärresurser som inte uttryck

ligen fokuserar på matematikundervisning inte tas med i översikten. Det kan exempelvis

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

gälla såväl digitala lärresurser vars huvudsyfte inte är att användas i matematikunder

visning som undervisning i andra ämnen än matematik. Detta trots att relevanta aspekter

av matematiken kan beröras i båda fallen. Exempel kan vara äventyrs och byggspel eller

programmeringsaktiviteter.

Vår utgångspunkt har också varit att de lärresurser eller arbetssätt som ingår ska

ha en direkt koppling till själva undervisningen och att lärresurserna som studeras ska

erbjuda någon form av interaktivitet. Interaktiviteten medför att användaren behöver

vara aktiv i relation till den digitala lärresursen i själva undervisningssituationen.

Därmed har vi inte tagit med exempelvis arbetssätt som enbart omfattar användning

av medier i digital form för att presentera ett innehåll eller lärresurser i syfte att vara till

stöd för mer administrativa göromål.

Typ av resultat

Vi har ställt som krav att forskning som inkluderas ska ha studerat och rapporterat

resultat avseende någon aspekt på kunskapsutvecklingen i matematik. Kravet medför

en tydlig riktning för vilken typ av forskning som kan ingå och därmed för urvalet av

studier. Många gånger har det exempelvis lyfts fram att digitala lärresurser bör kun

na öka barns och elevers intresse och engagemang, och att mer engagerade barn och

elever också bör tillskansa sig mer kunskaper (Hamari m.fl., 2016). Även om det kan

vara rimligt att anta att en sådan koppling borde finnas har vi tyckt att resultat avse

ende motivationsaspekter inte är tillräckligt för att studien ska accepteras.

Ordinarie verksamheter

Metoder och arbetssätt som ingår ska vara avsedda att kunna användas inom ramen för

skolans eller förskolans ordinarie verksamheter. En tanke med kravet har varit att inte

inkludera så kallade virtuella skolor eller renodlade program och kurser för mer varaktig

distansutbildning. En annan tanke har varit att inte ta med forskning om digitala lärre

surser eller arbetssätt som kan anses alltför svåra att nyttiggöra i en nära framtid. Det kan

röra sig om avancerade lärresurser eller komplexa arbetssätt som exempelvis förutsätter

specialutrustning, stora fortbildningsinsatser eller särskild teknisk support. Därutöver

har vi bestämt att inte ta med forskning som rör extraordinära undervisningsaktiviteter

utanför skoltid ämnade för specifika grupper eller tillfällen, t.ex. studiecirklar för särskilt

matematikintresserade eller övningsprogram inför examensprov.

Övriga överväganden

Det finns en rad digitala lärresurser som kan användas i syfte att stödja undervisning

av barn och elever i behov av olika former av särskilt stöd för att de ska nå uppställda

mål eller krav. Det finns också tekniska hjälpmedel som har skapats för att underlät

ta undervisning av barn och elever med funktionsnedsättning. Vår bedömning har

varit att systematiska översikter inom dessa områden är angelägna, men att de bör

genomföras som separata uppdrag. Vi har därför valt att inte ta med forskning med en

Kapitel 5 Metod och genomförande

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

huvudinriktning på barn och elever i behov av särskilt stöd.

För att kunna bedöma forskningsresultat måste vi ta hänsyn tas till hur forskningen

har genomförts. Den forskningsfråga som ställs i en studie har en avgörande betydelse

för vilken ansats som är mest lämplig för att kunna ge ett svar. I det här fallet kan

viktiga aspekter vara de som har att göra med t.ex. studieupplägg, studiestorlek, val

av jämförelser, val av instrument för att utvärdera resultaten och uppföljningstid. Vår

bedömning har varit att sådana överväganden är väsentliga för att kunna bedöma den

identifierade forskningens kvalitet.

Vi har vidare bedömt att det inte finns skäl att på förhand avgränsa översikten med

avseende på studieursprung. Vi har snarast tyckt att det kan ses som en styrka i det här

fallet om den forskning som identifieras har sitt ursprung från olika delar av världen.

Däremot har vi bedömt det som viktigt att utforma litteratursökningen på ett sätt som

ger goda förutsättningar att fånga upp den skandinaviska forskning som kan finnas.

Där det bedömts som relevant har faktorer som kan ha betydelse för överförbarheten

till ett svenskt sammanhang diskuterats.

5.3 Litteratursökning – att finna

tänkbart relevant forskning

En systematisk översikt kännetecknas av en omfattande sökning av forskningslitte

ratur. En nyckelfaktor är strategin som används för att identifiera relevant forskning.

För att utforma strategin behöver hänsyn tas bland annat till vilka källor sökningen

ska utföras i samt vilka sökord och vilken logik som ska användas för att identifiera

forskning i olika databaser.

I de flesta databaser görs en sökning med hjälp av en söksträng. Söksträngen är de

kombinationer av ord som matas in i databasen.

5.3.1 Sökstrategi

Sökstrategin utformades för att finna all relevant forskning om digitala lärresurser i

matematikundervisning inom de definierade ramarna. Med tanke på områdets tvär

vetenskapliga karaktär valde vi att söka i internationella vetenskapliga ämnesdatabaser

med varierad innehållslig inriktning. Kompletterande sökningar gjordes i skandinaviska

databaser för att förbättra förutsättningarna att identifiera forskning som genomförts i ett

sammanhang som liknar det svenska. Litteratursökningen gjordes i följande typ av källor:

• internationella vetenskapliga ämnesdatabaser, t.ex. ERIC, PsycInfo,

WebOfScience

• skandinaviska databaser, t.ex. Libris, SwePub, DiVA

• utvalda vetenskapliga tidskrifter och konferenssamlingar.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Databassökningarna utformades genom att först identifiera relevanta sökord inom

kategorierna matematik, digitala lärresurser samt skola/utbildning. Detta gjordes

genom efterforskningar av nyckelbegrepp som används inom forskningsfältet samt med

hjälp av de externa forskarnas ämneskunskaper. Söksträngen konstruerades så att endast

forskningslitteratur som innehöll minst ett sökord från respektive ordkategori skulle fån

gas. Sökorden skulle påträffas i publikationernas titlar eller sammanfattningar, eller som

nyckelord.

Utöver databassökningarna med söksträng användes även andra tekniker för att

identifiera relevant forskning. genomfördes För att finna forskning som inte finns

publicerad i databaserna och för att fånga studier som inte hittats med hjälp av sök

strängen gjorde vi en manuell genomsökning av tillgängliga konferenssamlingar och

vetenskapliga tidskrifter inom forskningsfältet. De tidskrifter som handsöktes valdes

ut baserat på vilka som genererat flest relevanta träffar efter den inledande relevans

granskningen. De konferenssamlingar som handsöktes valdes ut baserat på de exter

na forskarnas bedömningar av tänkbart viktiga konferenser inom fältet.

För en detaljerad beskrivning av sökstrategin inklusive vilka källor, sökord och begräns

ningar som använts, se bilaga 1 på webbplatsen www.skolfi.se.

Figur 18. Utformning av sökstrategi

Digitala lärresurser

T.ex. dator, IKT

Skola

T.ex. förskola,

grundskola,

gymnasium

Handsökning

Vetenskapliga

tidskri

Konferenser

Matematik

T.ex. algebra,

geometri

Kontrollsökning

En extra kontrollsökning genomfördes i augusti 2017 i syfte att undersöka att relevanta

studier inte missats. Söksträngen utformades då specifikt för att hitta experimentella

studier. Ett antal ytterligare vetenskapliga tidskrifter handsöktes vid samma tillfälle.

Urvalet av tidskrifter baserades på rekommendationer från forskare inom ämnes

fältet. Kontrollsökningen redovisas separat i bilaga 1 på webbplatsen www.skolfi.se.

Kapitel 5 Metod och genomförande

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

5.4 Relevans- och kvalitetsbedömning

Den litteratur som identifieras genom litteratursökningarna behöver gallras, sorteras

och bedömas mot bakgrund av inklusions och exklusionskriterierna. Urvalet syftar till

att sålla bort de studier som bedöms inte kunna bidra till att besvara den fråga som den

systematiska översikten har som mål att besvara. Hur noggrant litteratursökningen än

görs kommer en stor del av den identifierade litteraturen att utgöras av brus, dvs. studier

som saknar relevans för översiktens frågor.

I ett nästa steg kvalitetsgranskas den forskning som bedöms uppfylla översiktens

inklusionskriterier. Det är endast forskning som bedöms vara relevant och av tillräck

lig kvalitet, för vår frågeställning, som får ingå i översikten. Kvalitetsgranskningen är

det sista steget i urvalsprocessen för att avgöra vilken litteratur som ska ingå i den

systematiska översikten.

5.4.1 Relevansgranskning i flera steg

Som första steg i relevansgranskningen gjorde medarbetare vid Skolforskningsinstitutet

en första gallring av titlar och sammanfattningar tillhörande alla referenser som identifi

erats i litteratursökningen. Den litteratur som inte motsvarade de uppställda kriterierna

gallrades bort. För att inte riskera att missa relevant litteratur tillämpades principen hell

re fria än fälla, vilket innebar att alla publikationer som inte säkert kunde bedömas gick

vidare till nästa steg i urvalsprocessen.

I nästa steg gick projektgruppens externa forskare igenom de titlar och sammanfatt

ningar som kvarstod efter den första gallringen. Inför detta steg delades forskarna in i

läspar och relevansgranskningen genomfördes av två forskare oberoende av varandra.

Det innebar att litteratur som minst en av forskarna bedömde uppfylla kriterierna, eller

då tillräcklig information saknades för att göra en bedömning, gick vidare till nästa steg.

Forskarna fick även tillgång till en förteckning av samtliga referenser som gallrats ut i

första steget.

Slutligen genomfördes relevansgranskning i fulltext. I detta steg bedömdes publika

tionerna i sin helhet. Två av projektgruppens externa forskare, oberoende av varandra,

genomförde även fulltextläsningen. Den som efter läsning i fulltext bedömde att en

publikation borde exkluderas fick också ange skälen för detta.

Litteratur som exkluderades efter bedömning i fulltext sorterades bort av något

eller flera av följande skäl: fel deltagare, metod/arbetssätt, typ av resultat, samman

hang, språk eller publikationstyp; bakgrundsmaterial som forskningsöversikter,

debattinlägg, reflektioner, tips och trix eller liknande; eller dubblett

. Antalet publi

kationer som sorterats under respektive kategori av exklusionsorsaker redovisas

dock inte. Anledningen är att publikationerna kan ha brustit i överensstämmelse

Dubblett innebär två exemplar av samma referens. Dubbletter uppkommer vanligen som en följd av

att samma referens fångas upp från två eller flera databaser. Det förekommer också att en och samma

studie rapporteras (ibland delvis omskriven) i fler än en källa. Dessa dubbletter upptäcks vanligen av

projektgruppen senare i urvalsprocessen.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

med översiktens fråga av flera olika skäl. Vid bedömningen har principen varit att

exkludera studier som inte uppfyller översiktens relevanskriterier så snart någon

bristande överensstämmelse påträffades. En redovisning av dessa frekvenser skulle

därför kunna bli missvisande.

De oenigheter som uppstod, dvs. när forskarna inom ett läspar hade bedömt en

och samma publikation olika, löstes genom ett konsensusförfarande enligt följande:

den forskare som inkluderat en publikation som den andra forskaren hade exkluderat

fick relevansbedöma en extra gång, då med information om den exklusionsorsak som

den andra forskaren angett i steget innan. Vid behov fördes en diskussion för att enas

om ett gemensamt beslut.

5.4.2 Kvalitetsbedömning – vilken forskning som är tillförlitlig

Oavsett vilken typ av empirisk forskning som värderas handlar kvalitetsgranskningen

om att avgöra studiernas trovärdighet, tillförlitlighet och överförbarhet. Det innebär att

värdera i vilken utsträckning man i en studie verkligen har undersökt det man avsåg att

undersöka, hur precist eller fullödigt resultatet är samt om, och i så fall på vilket sätt,

resultatet kan överföras till andra sammanhang. Bedömningen kan enbart utgå ifrån det

som rapporteras i publikationerna, dvs. hög kvalitet i själva rapporteringen är avgörande

för att en studie ska kunna bedömas rättvist

(Gough m.fl., 2013).

Att kvalitetsbedöma forskningslitteratur kräver ofta många överväganden. För

att en studie ska kunna anses ha tillräcklig kvalitet behöver en rad olika aspekter vara

tydligt redovisade och vissa krav måste vara uppfyllda. Utgångspunkter, val av metod

för att samla in och analysera data, resultat och tolkningar samt i vilket sammanhang

forskningen är gjord ska tydligt framgå. Forskningsfrågorna och avgränsningarna ska

vara väldefinierade och det ska finnas ett resonemang kring hur formuleringen av dessa

relaterar till tidigare forskning och/eller om det finns någon teorianknytning. Vidare

bör det finnas en noggrann redovisning för hur data och resultat relaterar till varandra,

eventuella analysproblem och en diskussion om resultatens överförbarhet kopplat till

urval och sammanhang. Mer allmänt måste en studie också leva upp till krav på begrip

lighet och logisk struktur. Att beskrivningar och resonemang är enkla att förstå och att

själva forskningsprocessen går att följa är väsentligt för att över huvud taget kunna göra

en bedömning (Gough m.fl., 2013; Higgins & Green, 2011; Petticrew & Roberts, 2006;

Statens beredning för medicinsk utvärdering (SBU), 2014).

Resultatet av litteratursökningen, relevans och kvalitetsbedömningen redovisas i

ett flödesschema

, i vilket det går att följa hela processen.

Systematik i bedömningen

Alla studier som passerade relevansgranskningen tilldelades ett unikt löpnummer och

förtecknades i en tabell. Studierna delades sedan upp slumpvis mellan granskarna för

Projektgruppen har inte möjlighet att kontakta forskare för kompletterande uppgifter som eventuellt inte

har redovisats i en publikation.

Se kapitel 2 Om denna översikt.

Kapitel 5 Metod och genomförande

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

bedömning. Kvalitetsgranskningen genomfördes av projektets externa forskare och

projektledaren.

För att alla studier skulle behandlas på ett systematiskt och likvärdigt sätt användes ett

bedömningsstöd som i ett antal frågor tar upp olika aspekter som kan påverka en studies

kvalitet (se bilaga 2 på webbplatsen www.skolfi.se). Förutom att ge vägledning för kvalitets

granskningen utgjorde stödet underlag för redovisningen av granskarnas resonemang.

Bedömningsstödets funktion var dock enbart att ge en övergripande vägledning för

granskningen. Projektgruppen förde därför löpande diskussioner för att specificera aspek

ter på vetenskaplig kvalitet i relation till den systematiska översiktens fråga

Därefter delades resultaten av kvalitetsbedömningarna inom projektgruppen. Vid

osäkerheter om enskilda bedömningar fördes diskussioner om studien kunde anses

ha tillräcklig kvalitet för att ingå i översikten

Typ av forskning som kan besvara översiktens fråga

I den här översikten är fokus på att utvärdera hur undervisning med stöd av digitala

lärresurser påverkar barns och elevers kunskapsutveckling i matematik. Det har fått

konsekvensen att den forskning som ingår i översikten består av experimentella jäm

förande studier.

I avsnitten nedan går vi igenom vad vi har ansett är viktigt att tänka på när experi

mentella jämförande studier ska tolkas, och hur vi har resonerat när vi kvalitetsbedömt

studierna.

Vad som karaktäriserar ett experiment

Ett experiment karaktäriseras av att något görs under kontrollerade förhållanden för att

påverka ett utfall. Syftet är att studera ett samband mellan två eller flera variabler samti

digt som alla andra tänkbara variabler är konstanta. Även om den experimentella studien

har tydliga fördelar när man som forskare är ute efter att studera effekter och orsaks

samband finns också nackdelar. Ibland är experiment svåra att genomföra av praktiska,

juridiska eller etiska skäl. En annan nackdel är att dessa studier kan ha begränsningar

gällande möjligheterna att överföra resultaten till verkliga situationer. Medan experi

mentsituationen karakteriseras av en hög grad av kontroll, är verkligheten i själva verket

ofta mycket olikartad. Överförbarheten påverkas också av andra saker, såsom i vilken

utsträckning den grupp som studeras är representativ för andra grupper, eller om det

sammanhang en studie genomförs i liknar andra sammanhang (Bryman, 2016; Cohen

m.fl., 2011).

Att en studie har exkluderats i detta steg innebär att den saknar vissa kvaliteter eller karaktärsdrag som

skulle ha behövts för att den skulle kunna bidra till att besvara översiktens frågor. Det betyder dock inte

nödvändigtvis att den har bedömts hålla en låg kvalitet rent allmänt, i förhållande till sitt eget syfte.

Exkluderade studier redovisas i bilaga 5, se www.skolfi.se.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Jämförelsegrupp är viktigt när effekter ska studeras

I effektstudier behövs en jämförelsegrupp för att kunna skilja effekten av en insats från

en normalt förväntad kunskapsutveckling som följer av att i någon form delta i under

visning. För att undersöka effekter räcker det inte att bara studera dem som får ta del

av en viss typ av undervisning. En viktig anledning är att det är rimligt att anta att en

relevant undervisningsinsats alltid i någon mån förbättrar kunskapsutvecklingen, oav

settom den är bättre eller sämre än någon annan (Bryman, 2016; Higgins & Green, 2011;

Statens beredning för medicinsk utvärdering (SBU), 2014).

Som jämförelsegrupp använder man ofta elever som deltar i ordinarie undervisning.

Den undervisningen kan naturligtvis se olika ut i olika sammanhang. När det gäller

forskning om digitala lärresurser i matematik är ordinarie undervisning vanligen någon

form av analogt arbetssätt för att studera ett visst ämnesinnehåll, såsom att använda

tryckt material samt papper och penna.

Det är också möjligt att jämföra användning av två eller flera digitala lärresurser med

varandra. Ibland kan det handla om att en och samma lärresurs används på olika sätt,

t.ex. att elever antingen får samarbeta eller arbeta enskilt. Sådana studier kan ge infor

mation om vilket av jämförda arbetssätt som i något avseende fungerar bäst, men säger

inte hur de står sig i jämförelse med en ordinarie undervisning utan en digital lärresurs.

Att delta i ett forskningsprojekt kan skapa förväntningar

För att avgöra om ett utfall verkligen följer som en konsekvens av en viss insats måste

villkoren för experiment och jämförelsegrupperna vara likartade (utöver själva

insatsen) allteftersom studien fortlöper. Annars finns risk för att eventuella skillna

der i resultat mellan grupper som jämförs i själva verket förklaras av något annat än

den insats som ska studeras. I praktiken medför detta att forskarna behöver inhämta

information om studiedeltagarna och tillämpa metoder som gör att det går att skapa

jämförbara grupper. Nedan tar vi upp några viktiga aspekter att vara medveten om när

man ska tolka och värdera experimentstudier.

En sak att uppmärksamma i ett experiment är att det kan finnas en risk för vad

som brukar benämnas för Hawthorneeffekter

. Hawthorneeffekter är när ett utfall

påverkas av att deltagare i forskning omedvetet ändrar sitt beteende till följd av att

de blir studerade. Det innebär att själva experimentsituationen kan medföra att såväl

elever som lärare skärper till sig lite extra under studiens gång. Det är ytterligare ett

skäl till varför det är viktigt att ha en jämförelsegrupp och att även deltagarna i jäm

förelsegruppen upplever att de är med i en studie. Annars finns risken att en viss insats

tolkas som bra, trots att resultatet egentligen bara är en konsekvens av att man deltar

i ett forskningsprojekt (Bryman, 2016; Higgins & Green, 2011; Statens beredning för

medicinsk utvärdering (SBU), 2014).

Begreppet myntades efter en analys av undersökningar av hur ljusstyrka påverkade arbetares produktivitet i

fabriksanläggningen Hawthorne Works i USA under 1900-talets första hälft.

Kapitel 5 Metod och genomförande

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Hawthorneeffekter är nära besläktade med vad som kan kallas förväntanseffekter.

Förväntanseffekter är helt enkelt effekter till följd av en tro på att en viss insats ska leda

till ett visst resultat. Det är förstås inget fel med att ha förväntningar på att exempelvis

ett nytt sätt att undervisa är bra, men det kan leda till ett ändrat förhållningssätt i fråga

om andra saker än bara att ett nytt arbetssätt används. Det kan naturligtvis också vara

tvärtom, att det nya förväntas vara sämre. Ett sätt att minska risken för att förväntningar

ska påverka utfallet är att försöka skapa en undervisningssituation i jämförelsegruppen

som liknar den i experimentgruppen, men som saknar det innehåll som antas vara

gynnsamt för kunskapsutvecklingen i matematik

. Det kan till exempel handla om att

jämförelsegruppen har fått arbeta med samma digitala utrustning som experiment

gruppen, men med något annat än en matematikapplikation.

Det är även viktigt att vara medveten om att den som leder eller ansvarar för under

visningen, t.ex. en lärare eller förskollärare, kan ha en viktig betydelse för resultatet. Bero

ende på hur en studie i övrigt är upplagd kan det finnas såväl fördelar som nackdelar med

att det är antingen en och samma eller olika lärare som leder de olika insatserna som ska

jämföras. Finns anledning att misstänka att risken för förväntanseffekter, såväl positiva

som negativa, är stor hos läraren, kan det vara bättre att låta olika lärare undervisa i de

olika grupperna. Om dessa risker bedöms vara mindre eller på något sätt kunna han

teras i studien, kan det snarare vara en fördel om det är samma lärare som undervisar

eftersom villkoren i grupperna då blir mer likartade.

Slumpmässigt urval har många fördelar

En typ av upplägg för att studera effekter är den så kallade randomiserade kontrolle

rade studien (RCT

). I en randomiserad studie fördelas deltagarna slumpmässigt till de

insatser som ska jämföras. Den största fördelen med att lotta är att grupperna som ska

jämföras med slumpens hjälp kan balanseras avseende okända faktorer eller egenskaper.

På så sätt minimeras risken för att grupper ska skilja sig åt gällande sådant som man

saknar kunskap om, men som kan påverka studiens utfall (Jadad & Enkin, 2007).

Ett randomiserat upplägg ger goda förutsättningar för att isolera själva insatsen. Det

är det säkraste sättet att avgöra om ett utfall verkligen orsakas av insatsen och inte är en

konsekvens av andra saker, dvs. att det som faktiskt har hänt inte skulle ha hänt utan in

satsen. Om lottningen går rätt till är sannolikheten för en deltagare att hamna i den ena

eller andra gruppen oberoende av dennas individuella egenskaper. Därmed undviks en

systematisk snedfördelning av individuella faktorer som kan påverka utfallet. En viktig

tumregel när man lottar är att de enheter som ska studeras är de enheter som lottas. Det

betyder att om det är elevresultat som ska utvärderas i en studie så är det i första hand

eleverna som lottas (Higgins & Green, 2011; Jadad & Enkin, 2007).

Att jämföra med placebo/sockerpiller som ofta används vid forskning på läkemedel.

Från engelska Randomized Controlled Trial.

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Lotta grupper av elever i stället för individer

Ibland gör man så kallad grupprandomisering. Det betyder att man lottar grupper, t.ex.

skolklasser i stället för elever, till olika insatser. Anledningen till att nöja sig med att lotta

grupper är vanligen att det är lättare att genomföra. Men grupprandomisering kan också

vara ett bra sätt, till exempel om det är just gruppskillnader man vill studera, eller om

det finns starka skäl att tro att individer som befinner sig i samma miljö skulle påverka

varandra på ett sätt som gör det svårt att isolera insatserna.

Individer som ingår i en och samma grupp tenderar ofta att påverkas av en insats

på ett likartat sätt. Enskilda individers resultat kan därför inte betraktas som obero

ende. Det är relativt vanligt att man i grupprandomiserade studier ändå önskar beräkna

resultaten i förhållande till antalet individer.

Det finns då särskilda beräkningsmetoder

att använda som tar hänsyn till de fel som kan uppstå vid ett sådant upplägg. Används

inte sådana justeringar ökar risken för att en insats kan tolkas ha effekt trots att den

egentligen inte har det,

något som på engelska brukar benämnas

unitofanalysis error.

Felet kan uppstå när man frångått regeln att det är de enheter som ska analyseras som är

de enheter som ska ha randomiserats (Borenstein m.fl., 2009; Higgins & Green, 2011).

Ofta är det svårt att göra ett slumpmässigt urval

Ett annat sätt att göra ett experiment är att använda ett så kallat kvasiexperimentellt

upplägg. Det betyder att individerna som studeras fördelas till olika grupper enligt

någon annan princip än genom slumpmässig fördelning. Studieupplägget är vanligt i

sammanhang då det kan vara praktiskt svårt att tillämpa slumpmässig fördelning. När

det gäller undervisning kan det många gånger vara svårt att exempelvis splittra klas

ser. I stället kan forskarna vara hänvisade till att låta klasserna vara intakta.

Grupper som jämförs måste vara likvärdiga vid studiestart

En nackdel med kvasiexperimentella studier är risken att de grupper som jämförs skiljer

sig åt på ett betydelsefullt sätt när studien sätts igång. Det kan exempelvis vara så att en

viss klass råkar ha en högre andel högpresterande barn eller elever som av något skäl har

bättre förutsättningar än barn eller elever i en annan klass. Sådana skillnader kan vara

avgörande för studiens resultat. Därför är det väsentligt att man, efter att fördelningen

har gjorts, kan visa att det inte finns några viktiga skillnader mellan de grupper som

ska studeras innan själva insatsen påbörjas. I vårt fall är det centralt att forskarna på

ett övertygande sätt har visat att det inte finns några initiala skillnader i genomsnittlig

kunskapsnivå när det gäller de matematikkunskaper som ska prövas. Men det är bra

att vara medveten om att det trots detta kan finnas skillnader mellan grupper som man

saknar vetskap om men som ändå kan påverka resultatet.

Alla får ta del av en insats

Ett konventionellt crossoverupplägg innebär att en studie startar med att först tilldela

Kapitel 5 Metod och genomförande

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

en experimentinsats till den ena av två grupper och jämförelseinsatsen till den andra,

för att sedan byta plats på grupperna. Upplägget medför att alla deltagare får ta del av

båda insatserna, men under olika tidsperioder. Crossover går att tillämpa i såväl ran

domiserade som kvasiexperimentella studier.

Traditionellt brukar crossoverupplägg anses lämpliga främst ifall insatsens effekter

är övergående. Men om effekter hänger kvar (carry over) i den gruppen som fick

experimentinsatsen först påverkar det möjligheterna att jämföra gruppernas resultat

efter den andra studieperioden. När det gäller undervisning är det naturligtvis så att

målet är att en insats ska ge bestående effekter på kunskapsutvecklingen. Upplägget

medför dock också vissa fördelar. Bland annat kan varje deltagare fungera som sin

egen kontroll, vilket minskar variationen mellan deltagare samt att antalet deltagare

kan minskas utan att förutsättningarna för att påvisa en effekt försämras. Det kan

också finnas etiska skäl till att välja crossover eftersom upplägget medger att alla som

deltar får ta del av samma undervisning, om än under olika tidsperioder av en studie

(Higgins & Green, 2011).

Studielängd och uppföljningstid

Hur länge en studie tillåts pågå beror ofta i första hand på vilken sorts ämnesinnehåll

som studeras. Medan viss undervisning med stöd av en digital lärresurs kan ha som syfte

att barn eller elever ska få träna på ett mycket specifikt innehåll, kan andra lärresurser ha

ett mycket omfattande innehåll i syfte att komplettera matematikundervisningen under

exempelvis en hel årskurs.

Ett övergripande mål är att undervisningen i skolan ska medföra så bestående effekter

på kunskapsutvecklingen som möjligt. Ett sätt att i ett vetenskapligt sammanhang försöka

undersöka beständigheten i resultaten är att tillämpa en uppföljande undersökning av

prestationer en tid efter att själva undervisningsinsatsen har avslutats, dvs. att använda

ett fördröjt eftertest. Ett annat sätt kan vara att utvärdera hur elever presterar på ett stan

dardiserat test som inte kopplar direkt till själva studien (jämför nationellt prov).

5.4.3 Hur vi har bedömt studierna

Vi har ställt som krav att en studie, för att få ingå i översikten, ska ha jämfört minst två

grupper där minst en av grupperna har fått undervisning med stöd av en digital lär

resurs. Som jämförelser har vi accepterat både studier som har använt någon form av

ordinarie undervisning och studier som använt en annan digital lärresurs. De senare

kan ha använt en jämförelse som skiljer sig mer eller mindre från den som studeras.

Jämförelseinsatsen kan också ha utformats i syfte att fungera som en aktiv kontroll.

När det gäller gruppindelning har vi valt att inkludera såväl randomiserade och

grupprandomiserade som kvasiexperimentella studier. Vi har stor respekt för att det

kan vara svårt att genomföra studier där barn eller elever fördelas slumpmässigt till

olika grupper.

Vi har ställt krav på att man i studierna har sett till att villkoren för experiment och

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

jämförelsegrupperna har varit rimligt likartade. I synnerhet har vi krävt att det i publika

tionerna finns en tydlig redovisning av genomsnittlig kunskapsnivå inom grupper som

jämförs före experimentets start.

När det gäller studielängd har vi haft två veckor som ett riktmärke för att en studie

ska få ingå i översikten. Men bedömningen har varit att det inte skulle vara rättvist att

tillämpa ett strikt krav på studielängd då det i sig inte kan vara avgörande för kvaliteten.

Därför har vi gjort en samlad bedömning med hänsyn till undervisningens syfte, äm

nesinnehållets omfattning och insatsens intensitet. I de fall det saknas uppgift om

studielängd har vi fått värdera om övrig information om upplägget tyder på att en

insats kan anses ha haft en rimlig omfattning.

Vi har valt att inte ställa som krav att studierna ska ha tillämpat fördröjda eftertester

eller andra långtidsuppföljningar av resultaten. Men vi har haft för avsikt att tydligt lyfta

fram sådana resultat i de fall de förekommer.

5.5 Data- och resultatextraktion

Data och resultatextraktion innebär att relevanta fakta plockas ut från varje studie

som ska ingå i översikten

. Det kan handla om både administrativ information och

exempelvis uppgifter om studieupplägg, deltagare, arbetssätt, resultaten och hur dessa

genererats i de olika studierna. Syftet är att beskriva studierna som ingår i urvalet, med

avseende på använda metoder och resultat. Även andra aspekter som projektgruppen

har bedömt som relevanta kan registreras för att skapa förutsättningar för olika sätt att

kartlägga det vetenskapliga underlaget.

Alla studier som passerade kvalitetsgranskningen sammanfattades i arbetstabeller

över inkluderade studier. I tabellerna registrerades bland annat uppgifter om

• referensinformation (löpnummer, författare, titel, publiceringsår,

urspungsland, källa och typ av publikation)

• studieupplägg

• studielängd och uppföljningstid

• deltagare

• arbetssätt/metod (inklusive typ av digital lärresurs)

• sammanhang

• vilket matematikområde och vilka matematikförmågor som berörs

• instrument för utvärdering av resultaten

• resultat avseende kunskapsutveckling i matematik

• övriga samrapporterade resultat som kopplar till resultat avseende

kunskapsutvecklingen i matematik

Dataextraktion benämns ibland kodning efter engelskans coding.

Kapitel 5 Metod och genomförande

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

5.6 Sammanställning av resultat och slutsatser

En systematisk översikt stävar efter att bringa samman resultaten från flera studier till

en helhet. Tillvägagångssätten kan variera bland annat beroende på översiktens fråga

och vilken typ av forskning som ingår i översikten. Oavsett vilken typ av forsknings

resultat som sammanställs är det sällan självklart vilka tillvägagångssätt som kan vara

mest lämpliga.

5.6.1 Hur vi har grupperat studierna

Den första grupperingen var att dela på studierna som avser förskolan respektive grund

och gymnasieskolan. Skolans och förskolans styrdokument skiljer sig bland annat när

det gäller målen med undervisningen.

Studierna som avser grund och gymnasieskolan har vi vidare valt att gruppera i

årskurs 1–3, årskurs 4–6 samt årskurs 7–9 och gymnasieskolan. Vid grupperingen har

vi i första hand tagit hänsyn till uppgifter om studiedeltagarnas ålder. I andra hand har

vi utgått ifrån uppgifter om vilka årskurser studierna har berört. Med hjälp av infor

mation om ursprungsland har vi sedan i dessa fall försökt göra en rimlig översättning

till ett svenskt sammanhang. Gränserna är dock inte alltid skarpa och det finns exem

pel på studier som delvis överlappar mellan årskursintervallen. Det kan exempelvis

bero på att man inom ramen för en och samma studie har gjort undersökningar i flera

olika årskurser.

Anledningen till uppdelningen är att det matematikinnehåll som har varit aktuellt

i studierna skiljer sig beroende på elevernas ålder. I syfte att kunna analysera studierna

med avseende på de undersökta digitala lärresursernas uppbyggnad och funktion och

hur de har använts i undervisningen innehåller resultatredovisningarna relativt detal

jerade beskrivningar av matematikinnehållet. Uppdelningen medger att den som främst

undervisar i lägre årskurser inte behöver sätta sig in i ett matematikinnehåll som avser

högre årskurser och vice versa, dvs. uppdelningen innebär att läsningen kan koncentreras

till de årskurser som upplevs mest relevanta.

Värt att notera vad gäller gränsdragningen är att det kan skilja sig mellan länder av

seende det precisa ämnesinnehåll som behandlas i de olika årskurserna. Det finns

bland annat exempel på studier som i lägre årskurser berör ett matematikinnehåll som

normalt undervisas om i högre årskurser i ett svenskt sammanhang (t.ex. studier som

i motsvarande högstadiet behandlar en algebra som tillhör gymnasieskolan i Sverige).

Vi har inte försökt göra någon djupare analys av ämnesinnehållet vid grupperingen,

men det berörs i resultatbeskrivningarna där det bedöms som relevant.

5.6.2 En kunskapsutveckling i matematik kan mätas

En kunskapsutveckling i matematik innefattar många olika aspekter och kan mätas på

olika sätt, men ofta används någon form av test. Testerna kan skilja sig åt sinsemellan,

100

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

men har ofta gemensamt att resultaten uttrycks som numeriska värden i form av

provpoäng på en kvotskala. Det innebär att det finns ett min och ett maxvärde och man

antar att sambandet är linjärt mellan antal poäng på testet och prestationsnivå. Ju högre

poäng en deltagare får, desto högre bedöms deltagarens prestationsnivå vara.

Vad som avses med effekter

En effekt är ett mått på skillnaden mellan två grupper som jämförs i något avseende.

I en enskild studie redovisas vanligen uppnådda medelvärden i experiment respektive

jämförelsegruppen med tillhörande spridningsmått, oftast i form av standardavvikelse

(SD). Men för att olika studier ska kunna jämföras behöver dessa mått först räknas om.

När effekten av en insats har utvärderats med olika skalor (olika test), men där

utfallet avser representera samma sak (kunskapsutvecklingen i matematik), kan man

använda uttrycket standardiserad skillnad i medelvärde (SMD, standardized mean

difference) för att olika studiers resultat ska bli jämförbara

(Higgins & Green, 2011;

Polanin & Snilstveit, 2016).

Som vägledning till hur värdet på en effektstorlek kan tolkas refereras ofta till

Cohen, se tabellen nedan (Cohen, 1969).

Tabell 14

Tolkning av effektstorlek (Cohen)

(eller SMD)

0,2

0,5

0,8

Storlek

Liten

Medelstor

Stor

Tolkning

En effekt i denna storleksordning är antagligen inte märkbar

En effekt i denna storleksordning är sannolikt märkbar

En effekt i denna storleksordning är sannolikt påtaglig

5.6.3 Sammanställning av resultat från flera studier

Metaanalys och skogsdiagram

Metaanalys innebär i de flesta fall att man med hjälp av en uppsättning statistiska

metoder räknar fram ett slags genomsnitt avseende flera studiers resultat för att skatta

en enda sammanvägd effektstorlek (Borenstein m.fl., 2009).

Ett sätt att grafiskt illustrera en metaanalys är att använda skogsdiagram. Skogsdia

grammet visar skattade effektstorlekar med konfidensintervall för varje studie som ingår

Standardiserad skillnad i medelvärde är ett uttryck för effektstorlek. Om värdet på SMD är +1,0 betyder

det att en genomsnittlig deltagare i experimentgruppen presterar motsvarande en standardavvikelse bättre

än en genomsnittlig deltagare i jämförelsegruppen. Det finns flera något olika tekniker för att beräkna den

standardavvikelse som ska användas. Ett ofta använt uttryck för effektstorlek inom utbildningvetenskaplig

forskning är Cohens

(eller bara

uppkallat efter dess upphovsperson Jacob Cohen. Cohens

är en

variant av SMD där standardavvikelsen beräknas på ett visst sätt. Men det finns också andra varianter av

SMD. I praktiken har det i det här sammanhanget inte någon stor betydelse vilken av de etablerade tekniker

för att beräkna standardavvikelsen som används. För den som är intresserad av att fördjupa sig på området

hänvisar vi till litteratur i statistik och metaanalys (t.ex. Borenstein 2009).

Kapitel 5 Metod och genomförande

101

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

i analysen. Konfidensintervallet ska tolkas som att det är ett talintervall som, med

viss angiven sannolikhet, innefattar det sanna värdet för t.ex. ett medelvärde. För att

uttrycka det statistiskt kan man säga att konfidensintervallet innehåller alla tänkbara

värden som inte kan förkastas. I regel anges övre och nedre gränsen för ett konfidens

intervall som har 95 procents sannolikhet. I skogsdiagrammet illustreras konfidens

intervallen av horisontella linjer och en punkt i mitten av varje linje visar en studies

skattade effektstorlek. En metaanalys presenterad med ett skogsdiagram innehåller

också ofta en sammanvägd effektstorlek med konfidensintervall som brukar illustre

ras med en romb (Andersson, 2003; Borenstein m.fl., 2009; Higgins & Green, 2011).

Jämföra äpplen och päron

Metaanalyser kritiseras ofta för att de jämför äpplen och päron. I många fall kan kritiken

vara berättigad. Men i vilken utsträckning det kan vara problematiskt att lägga samman

resultat från flera studier skiljer sig stort mellan olika metaanalyser. Det finns inte två

studier som är exakt lika i alla avseenden, utan två eller flera studier kan vara mer eller

mindre jämförbara. Om det är lämpligt eller inte att göra en metaanalys är därför alltid

en bedömningsfråga (Borenstein m.fl., 2009).

Metaanalys och skogsdiagram utan sammanvägning

En metaanalys har inte som enda syfte att ta fram en sammanvägd effektstorlek för de

studier som ingår. Den är även ett verktyg för att analysera och presentera studiernas

resultat. Pekar alla studier åt samma håll? Är det stor variation mellan studierna? Finns

studier som tydligt sticker ut? Finns skäl att försöka finna förklaringar till skillnader i

resultat mellan olika studier? Metaanalysen, i synnerhet när den kombineras med ett

illustrativt diagram, kan därmed också ses som ett analytiskt och pedagogiskt instrument

(Higgins & Green, 2011; Statens beredning för medicinsk utvärdering (SBU), 2014).

Vi har valt att göra metaanalyser och presentera de ingående studiernas resultat när det

gäller kunskapsutvecklingen i matematik i skogsdiagram, men då utan att redovisa sam

manvägda effektstorlekar. Vår bedömning är att olikheterna är för stora för att det ska

vara meningsfullt att väga samman resultaten. Eftersom underlaget är komplext skulle

en sammanvägning kunna ge intrycket att de ingående studierna är mer likartade än vad

som är fallet och att resultaten är säkrare än vad förutsättningarna tillåter.

För att kunna presentera resultaten i skogsdiagram har vi behövt göra vissa

beräkningar. I underlaget ingår dock också studier där resultaten presenterats på ett sätt

som gör att vi inte har kunnat använda dem i ett skogsdiagram. Dessa studier är inte med

i diagrammen utan redovisas på annat sätt i översikten. För en detaljerad beskrivning av

hur vi har resonerat och de beräkningar vi har gjort, se bilaga 3 på www.skolfi.se.

Tolka skogsdiagram

I skogsdiagrammen markerar mittlinjen (0 på xaxeln) ett resultat där de två grup

102

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

perna som jämförs är exakt lika. Om hela konfidensintervallet ligger på höger sida

om mittlinjen så är den studerade insatsen statistiskt säkerställt bättre än jämförelsen.

Ligger konfidensintervallet helt på vänster sida om mittlinjen så är insatsen statistiskt

säkerställt sämre

. Om konfidensintervallet korsar mittlinjen saknas en säkerställd

skillnad mellan alternativen som jämförs. I dessa fall är tolkningen att det inte går att

avgöra om det är någon skillnad mellan jämförda grupper. Strecket i mitten av konfi

densintervallen märker ut de enskilda studiernas skattade genomsnittliga effekter

(Borenstein m.fl., 2009; Higgins & Green, 2011).

Diagrammen visar hur de ingående studiernas resultat förhåller sig till varandra.

Om konfidensintervallen tydligt överlappar kan man säga att studierna är samstäm

miga. Men om konfidensintervallen inte överlappar alls eller endast i liten omfattning

så tyder det på att det finns viktiga skillnader mellan studierna. Det kan bero på många

olika saker. Det kan i vårt fall handla om olikheter i deltagargrupper (t.ex. att elever i

olika studier har olika förutsättningar), arbetssätt (t.ex. skillnader i fråga om de digi

tala lärresursernas konstruktion eller hur de har använts i undervisningen) eller resul

tatmått (t.ex. att man har mätt olika aspekter av matematikkunskaper).

Skogsdiagram som verktyg för orsaksanalyser

En effekt är alltid sammansatt av många olika orsaker, dvs. det är många faktorer

som bidrar till den effekt som följer av en undervisningsinsats med stöd av digitala lär

resurser. Den effekt som uppmäts i en enskild studie är i det här fallet avhängig vad för

lärresurs man har använt och hur man har använt den, men också på många detaljer i

själva forskningsupplägget. Vi har därför gjort orsaksanalyser.

En styrka med att göra orsaksanalyser av effektstudier är att orsakerna med nödvän

dighet hänger samman med de effekter som har uppmätts. Det betyder att vi kan anta att

en studies effektresultat är en konsekvens av det som har hänt i just den studien.

Egenskaper hos digitala lärresurser liksom olika sätt att arbeta med dem i under

visningen kan på olika sätt studeras utan att mäta några effekter. Men alternativet att

försöka kombinera information från sådana studier med studier som har mätt effekter

kan medföra stor osäkerhet i fråga om det verkligen är samma undervisning som har

studerats. Det gäller i synnerhet om den undervisning som undersöks är komplex.

Vår bedömning är att relevanta orsaksfaktorer inom det här området mycket övergri

pande kan delas in i tre olika kategorier:

– Forskningsupplägg:

Går det att bedöma om själva forskningsupplägget kan ha haft

en viktig betydelse för resultatet, t.ex. vad som jämförs med vad?

– Egenskaper hos de digitala lärresurserna:

Går det att utifrån lärresursernas

konstruktion finna egenskaper som kan ha haft en viktig betydelse för resultatet,

t.ex. om lärresurserna möjliggör att eleverna kan uppleva och urskilja

matematiska begrepp och processer visuellt och dynamiskt?

Ibland kan experimentgruppens resultat i stället placeras till vänster och jämförelsegruppens resultat till

höger om mittlinjen. Det har ingen betydelse vilken av varianterna som väljs.

Kapitel 5 Metod och genomförande

103

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

– Pedagogiskt upplägg:

Går det att utifrån hur de digitala lärresurserna har

integrerats i övrig undervisning finna arbetssätt som kan ha haft en viktig

betydelse för resultatet, t.ex. om arbetet med lärresurserna har kombinerats med

andra aktiviteter?

Varje kategori rymmer många tänkbara orsaksfaktorer. Det är också rimligt att anta

att faktorerna samspelar, såväl sådana som faller inom en och samma kategori som

faktorer som ryms inom de olika kategorierna. Orsaksfaktorerna kan bidra på olika

sätt och olika mycket till en viss effektstorlek och det är en svår uppgift att försöka

skilja dem från varandra.

Orsaksanalyserna har gjorts på följande sätt: I ett första steg har vi analyserat de

enskilda studierna i syfte att försöka finna viktiga bidragande förklaringar till effekterna.

Analyserna har genomförts på ett iterativt sätt, dvs. genom att upprepade gånger och på

ett cykliskt sätt analysera studiernas rapporterade effekter i relation till forskningsupp

läggen, information om de digitala lärresursernas inneboende egenskaper och hur de

har använts i undervisningen.

I ett andra steg har vi försökt finna mönster genom att analysera hela eller större delar

av underlaget på ett samlat sätt. I det arbetet har vi använt skogsdiagrammen som analy

tiska verktyg. Genom att studiernas effektresultat visualiseras i diagrammet underlättas

möjligheten att upptäcka skillnader och likheter, dvs. hur studiernas resultat avseende

effekter förhåller sig till varandra.

Slutsatserna svarar på den systematiska översiktens frågor. I den här översikten under

byggs svaren med hjälp av skogsdiagrammen respektive orsaksanalyserna. Skogs

diagrammen visar både riktning och storlek avseende uppmätta effekter på barns eller

elevers kunskaper i matematik av den matematikundervisning med digitala lärresurser

som har studerats. Orsaksanalyserna syftar till att finna framträdande mönster när det

gäller hur de uppmätta effekterna kan förklaras. I slutsatserna redovisas också identi

fierade forskningsbehov.

104

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Kapitel 6

Översiktens

begränsningar

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

106

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

6. Översiktens begränsningar

6.1 Studier kan ha missats

Den forskning som ingår i den här översikten har valts ut på grundval av tydliga villkor.

Ramarna medför alltid en risk att relevanta studier kan missas. Det kan bero på många

olika saker, t.ex. att litteratur inte täcks av de databaser och övriga sökningar som görs,

att titel och/eller sammanfattningar antingen innehåller skralt med information eller

saknar de sökord som har använts.

6.2 Alla studier publiceras inte

All forskning publiceras inte. I synnerhet kan forskning som visar på negativa eller

nollresultat i högre utsträckning förbli opublicerad. Skälen till det kan säkert variera,

men en förklaring kan vara att både forskare och tidskriftsredaktörer ser sådana resultat

som mindre intressanta. En konsekvens kan bli att sammanställningar av publicerade

experimentella studier överskattar effekter (Thornton & Lee, 2000). Det är viktigt att

vara medveten om denna risk, även om forskningssammanställning av praktiska skäl

oftast är hänvisad till publicerade studier.

6.3 Överförbarhet och relevans

för svenska förhållanden

I vilken utsträckning studiernas resultat är överförbara och kan antas gälla för andra

grupper och i andra sammanhang än de som har studerats är alltid en central fråga inom

den här sortens forskning. Det handlar då om i vilken grad de elever som har deltagit

i studierna kan ses som representativa för en vidare population. Vi har i analyserna

försökt ta hänsyn till och beskriva faktorer som kan tänkas påverka överförbarheten.

I synnerhet har vi försökt vara så noggranna som möjligt när vi på olika sätt har grup

perat studierna. Men någon djupare analys av exempelvis hur sammansättningen av

deltagare har sett ut har oftast inte varit möjlig.

De flesta digitala lärresurser som har studerats finns inte på svenska. Flertalet är inte

heller öppet tillgängliga. Även om detta medför att lärresurserna oftast inte kan använ

das direkt i ett svenskt sammanhang ger översikten kunskap om hur digitala lärresurser

kan se ut till innehåll och funktion samt hur de kan användas i undervisningen för att ge

effekter på elevers kunskaper i matematik.

I underlaget finns bara två studier från Sverige, och ingen ytterligare från övriga

Norden. Det är en brist att inte det inte görs, och har gjorts, mer forskning i Sverige

Kapitel 6 Översiktens begränsningar

107

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

om digtala lärresursers eventuella betydelse för elevers kunskapsutveckling i matema

tik. Även om det sannolikt finns svensk forskning om digitala matematiklärresurser

som ställer andra frågor än vad vi har gjort, är en slutsats att det här är ett forsknings

område som ännu inte fått stort genomslag i Sverige.

6.4 Medelvärden och spridningsmått

Studierna som redovisas i rapporten har haft som syfte att jämföra i vilken utsträckning

arbetssätt med olika digitala lärresurser påverkar elevers kunskaper i matematik på ett

mätbart sätt. Det är viktigt att hålla i minnet att de resultat som hänvisas till avser

genomsnittliga effekter inom en grupp. Även om studierna ger viktig information om

den potentiella nytta ett arbetssätt kan ha på gruppnivå behöver man vara medveten

om att individers förutsättningar är olika. Man kan argumentera för att rapportering av

medelvärden ofta kan ge en missvisande bild av vad som kan förväntas. Även om vi har

valt att redovisa medelvärden, instämmer vi i en ambition att lyfta fram den osäkerhet

medelvärden är behäftade med. Vid tolkning av skogsdiagrammen bör man även tänka

på att medelvärdena dessutom kan antas ligga någonstans inom de konfidensintervall

som redovisas.

6.5 Instrument för utvärderingen av resultaten

De tester som har använts för att utvärdera kunskapsutvecklingen i matematik i de olika

studierna skiljer sig åt på flera olika sätt. Medan man i vissa studier har använt tester

som relativt direkt kopplar till det ämnesinnehåll eller arbetssätt som har undersökts,

har man i andra studier använt sig av generella och mer standardiserade prov. I mindre

och kortare studier av mer specifika arbetssätt har forskare vanligen använt tester som är

speciellt framtagna för det aktuella experimentet. I de stora utvärderingarna av digitala

kurspaket har däremot ofta i stället standardiserade tester använts. Att använda stan

dardiserade tester kan ses som en styrka då testerna är framtagna för att kunna göra

generella bedömningar av förvärvade kunskaper utifrån uppställda övergripande mål

med undervisningen. Men det kan också få konsekvensen att testerna har en sämre kop

pling till specifika arbetssätt och då har sämre förmåga att avspegla kunskaper som fak

tiskt finns (Cheung & Slavin, 2013).

I vilken utsträckning testerna prövar kunskaper på ett sätt som överensstämmer med

mål eller krav i styrdokumenten har inte varit möjligt att analysera inom ramen för

denna översikt. Det gäller såväl i relation till de styrdokument som har varit aktuella

i de sammanhang studierna har genomförts i, som i relation till de svenska styrdoku

menten. Testernas utformning och kvalitet kan ha betydelse för vilka slutsatser man

kan dra av att en grupp elever i ett test uppnått ett visst resultat (Skolverket, 2006). Det

108

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

ska däremot poängteras att utformningen inte påverkar eventuella uppnådda skill

nader i resultat mellan experiment och jämförelsegrupper.

6.6 Utmaningar med att tekniken ständigt utvecklas

Digitala lärresurser ämnade för matematikundervisning är under ständig utveckling.

Samtidigt som de lärresurser som finns och används förfinas tillkommer också hela

tiden nya. Det medför en utmaning när det gäller att jämföra olika typer av digitala

lärresurser över tid. Den kunskap som genereras kan därför inte på något enkelt sätt

adderas. Ny teknik och nya arbetssätt innebär ofta också förväntningar, såväl positiva

som negativa. Det innebär i sig en forskningsmässig utmaning i och med att det blir

särskilt viktigt att hantera förväntanseffekter (Morgan m.fl., 2016).

Kapitel 6 Översiktens begränsningar

109

Referenser

Delrapport skola

Adams, D. M., McLaren, B. M., Durkin, K., Mayer, R. E., RittleJohnson, B., Isotani,

S., & van Velsen, M. (2014). Using erroneous examples to improve math

ematics learning with a webbased tutoring system.

Computers in Human

Behavior, 36,

401411.

Alexanderson, K., & Davidsson, P. (2016).

Eleverna och internet 2016.

Stockholm: .SE

(Stiftelsen för internetinfrastruktur).

Altiparmak, K., & Özdogan, E. (2010). A Study on the Teaching of the Concept of

Negative Numbers.

International Journal of Mathematical Education in

Science and Technology, 41(1),

3147.

Andersson, G. (2003).

Metaanalys. Metoder, tillämpningar och kontroverser.

Lund:

Studentlitteratur.

Bakker, M., van den HeuvelPanhuizen, M., & Robitzsch, A. (2015). Effects of playing

mathematics computer games on primary school students’ multiplicative

reasoning ability.

Contemporary Educational Psychology, 40,

5571.

Bartelet, D., Ghysels, J., Groot, W., Haelermans, C., & Maassen van den Brink, H. (2016).

The differential effect of basic mathematics skills homework via a webbased

intelligent tutoring system across achievement subgroups and mathematics

domains: A randomized field experiment.

Journal of Educational Psychology,

108(1),

120.

Birgin, O., Bozkurt, E., Gürel, R., & Duru, A. (2015). The Effect of ComputerAssisted

Instruction on 7th Grade Students’ Achievement and Attitudes toward Math

ematics: The Case of the Topic “Vertical Circular Cylinder”.

Croatian Journal

of Education-Hrvatski Casopis Za Odgoj I Obrazovanje, 17(3),

783813.

Bolyard, J., & MoyerPackenham, P. (2012). Making Sense of Integer Arithmetic: The

Effect of Using Virtual Manipulatives on Students’ Representational Fluen

cy.

Journal of Computers in Mathematics and Science Teaching, 31(2),

93113.

Borenstein, M., Hedges, L. V., Higgins, J. P. T., & Rothstein, H. R. (2009).

Introduction

to Meta-Analysis.

Chichester: Wiley.

Bos, B. (2009). Virtual math objects with pedagogical, mathematical, and cognitive

fidelity.

Computers in Human Behavior, 25(2),

521528.

Bryman, A. (2016).

Social Research Methods

(femte utg.). Oxford: Oxford University

Press.

Çakıroğlu, Ü. (2014). Enriching ProjectBased Learning Environments with Virtual

Manipulatives: A Comparative Study.

Eurasian Journal of Educational

Research(55),

201221.

Campuzano, L., Dynarski, M., Agodini, R., & Rall, K. (2009).

Effectiveness of Reading

and Mathematics Software Products: Findings From Two Student Cohorts.

NCEE 2009-4041.

Hämtad från https://eric.ed.gov/?id=ED504657

Referenser

111

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Carr, M., Taasoobshirazi, G., Stroud, R., & Royer, J. M. (2011). Combined Fluency and

Cognitive Strategies Instruction Improves Mathematics Achievement in Early

Elementary School.

Contemporary Educational Psychology, 36(4),

323333.

Castellar, E. N., All, A., de Marez, L., & Van Looy, J. (2015). Cognitive abilities, digital

games and arithmetic performance enhancement: A study comparing the ef

fects of a math game and paper exercises.

Computers & Education, 85,

123133.

Castellar, E. N., Van Looy, J., Szmalec, A., & de Marez, L. (2014). Improving arithmetic

skills through gameplay: Assessment of the effectiveness of an educational

game in terms of cognitive and affective learning outcomes.

Information Sci-

ences, 264,

1931.

Chang, K.E., Sung, Y.T., Chen, Y.L., & Huang, L.H. (2008). Learning multiplica

tion through computerassisted learning activities.

Computers in Human

Behavior, 24(6),

29042916.

Chang, K.E., Sung, Y.T., & Lin, S.F. (2006). ComputerAssisted Learning for Mathe

matical Problem Solving.

Computers and Education, 46(2),

140151.

Chang, K.E., Sung, Y.T., & Lin, S.Y. (2007). Developing geometry thinking

through multimedia learning activities.

Computers in Human Behavior,

23(5),

22122229.

Chang, M., Evans, M. A., Kim, S., Norton, A., & Samur, Y. (2015). Differential Ef

fects of Learning Games on Mathematics Proficiency.

Educational Media

International, 52(1),

4757.

Cheung, A. C. K., & Slavin, R. E. (2013). The Effectiveness of Educational Technol

ogy Applications for Enhancing Mathematics Achievement in K12 Class

rooms: A MetaAnalysis.

Educational Research Review, 9,

88113.

Cohen, J. (1969).

Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences.

New York:

Academic Press.

Cohen, L., Manion, L., & Morrison, K. (2011).

Research Methods in Education.

London: Routledge.

Craig, S. D., Hu, X., Graesser, A. C., Bargagliotti, A. E., Sterbinsky, A., Cheney, K. R.,

& Okwumabua, T. (2013). The impact of a technologybased mathematics

afterschool program using ALEKS on student’s knowledge and behaviors.

Computers & Education, 68,

495504.

Davidsson, P., & Findahl, O. (2016).

Svenskarna och internet 2016. Undersökning

om svenskarnas internetvanor.

Stockholm: .SE (Stiftelsen för internet

infrastruktur).

de Kock, W. D., & Harskamp, E. G. (2014). Can Teachers in Primary Education Im

plement a Metacognitive Computer Programme for Word Problem Solving

in Their Mathematics Classes?

Educational Research and Evaluation, 20(3),

231250.

Digitaliseringskommissionen. (2014).

En digital agenda i människans tjänst – en ljus-

nande framtid kan bli vår. Delbetänkande av Digitaliseringskommissionen.

(SOU 2014:13). Stockholm.

Drickey, N. (2006). Learning Technologies for Enhancing Student Understanding of

Mathematics.

International Journal of Learning, 13(5),

109116.

Drijvers, P., Doorman, M., Kirschner, P., Hoogveld, B., & Boon, P. (2014). The Effect

112

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

of Online Tasks for Algebra on Student Achievement in Grade 8.

Technology,

Knowledge and Learning, 19(1),

118.

Engerman, J., Rusek, M., & Clariana, R. (2014). Excel Spreadsheets for Algebra:

Improving Mental Modeling for Problem Solving.

Journal of Computers

in Mathematics and Science Teaching, 33(4),

409427.

Erbas, A. K., & Yenmez, A. A. (2011). The Effect of InquiryBased Explorations in a

Dynamic Geometry Environment on Sixth Grade Students’ Achievements

in Polygons.

Computers & Education, 57(4),

24622475.

European Commission DG Education & Culture. (2006).

Key Competences for Life-

long Learning – A European Framework.

(2006/962/EC). Luxembourg:

Office for Official Publications of the European Communities.

Ginsburg, H. P. (2009). The Challenge of Formative Assessment in Mathematics

Education: Children’s Minds, Teachers’ Minds.

Human Development, 52,

109128.

Ginsburg, H. P., Jamalian, A., & Creighan, S. (2013). Cognitive guidelines for the de

sign and evaluation of early mathematics software: The example of Math

emAntics. I English, L. & Mulligan, J. (red.),

Advances in Mathematics

Education: Reconceptualising early mathematics learning

(sid. 83120). Dor

drecht: Springer.

Gough, D., Oliver, S., & Thomas, J. (2013).

An Introduction to Systematic Reviews.

London: Sage Publications Ltd.

Grönlund, Å. (red.) (2014).

Att förändra skolan med teknik: bortom en dator per elev.

Örebro: Örebro universitet.

Guven, B. (2012). Using Dynamic Geometry Software to Improve Eight Grade Stu

dents’ Understanding of Transformation Geometry.

Australasian Journal of

Educational Technology, 28(2),

364382.

Habgood, J. M. P., & Ainsworth, S. E. (2011). Motivating Children to Learn Effec

tively: Exploring the Value of Intrinsic Integration in Educational Games.

Journal of the Learning Sciences, 20(2),

169206.

Hamari, J., Shernoff, D. J., Rowe, E., Coller, B., AsbellClarke, J., & Edwards, T.

(2016). Challenging games help students learn: An empirical study on

engagement, flow and immersion in gamebased learning.

Computers in

Human Behavior, 54,

170179.

Hedrén, R. (1992). Van Hielenivåer och deras betydelse för geometriundervisningen.

I Emanuelsson, G., Johansson, B., & Ryding, R. (red.),

Geometri och statistik.

Lund: Studentlitteratur.

Hegedus, S. J., Dalton, S., & Tapper, J. R. (2015). The Impact of TechnologyEnhanced

Curriculum on Learning Advanced Algebra in US High School Classrooms.

Educational Technology Research and Development, 63(2),

203228.

Hiebert, J., & Grouws, D. A. (2007). The effects of classroom mathematics teaching on

students’ learning. I Lester Jr., F. K. (red.),

Second handbook of research on

mathematics teaching and learning

(sid. 371404). Charlotte: Information Age.

Higgins, J. P. T., & Green, S. (redaktörer). (2011).

Cochrane Handbook for Systematic

Reviews of Interventions Version 5.1.0 [updated March 2011]:

The Cochrane

Collaboration. Hämtad från http://handbook.cochrane.org.

Referenser

113

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Jadad, A. R., & Enkin, M. (2007).

Randomized controlled trials: questions, answers, and

musings.

Oxford: Blackwell Publishing.

Ke, F. (2008a). Alternative Goal Structures for Computer GameBased Learning.

International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning, 3(4),

429445.

Ke, F. (2008b). Computer Games Application within Alternative Classroom Goal

Structures: Cognitive, Metacognitive, and Affective Evaluation.

Educational

Technology Research and Development, 56(5),

539556.

Ke, F., & Grabowski, B. (2007). Gameplaying for maths learning: Cooperative or not?

British Journal of Educational Technology, 38(2),

249259.

Kebritchi, M., Hirumi, A., & Bai, H. Y. (2010). The effects of modern mathematics

computer games on mathematics achievement and class motivation.

Com-

puters & Education, 55(2),

427443.

Kellman, P. J., Massey, C., Roth, Z., Burke, T., Zucker, J., Saw, A., Aguero, K. E., & Wise,

J. A. (2008). Perceptual Learning and the Technology of Expertise: Studies

in Fraction Learning and Algebra.

Pragmatics & Cognition, 16(2),

356–405.

Khairulanuar, S., Nazre, A. R., Jamilah, H., Sairabanu, O. K., & Norasikin, F. (2010).

Effects of Training Method and Gender on Learning 2D/3D Geometry.

Journal of Computers in Mathematics and Science Teaching, 29(2),

175188.

Koedinger, K. R., McLaughlin, E. A., & Heffernan, N. T. (2010). A QuasiExperimen

tal Evaluation of an OnLine Formative Assessment and Tutoring System.

Journal of Educational Computing Research, 43(4),

489510.

Kolb, D. A. (1984).

Experiential learning: Experience as the source of learning and de-

velopment (Vol. 1).

Englewood Cliffs: PrenticeHall.

Kolovou, A., van den HeuvelPanhuizen, M., & Köller, O. (2013). An Intervention In

cluding an Online Game to Improve Grade 6 Students’ Performance in Early

Algebra.

Journal for Research in Mathematics Education, 44(3),

510549.

Kramarski, B., & Friedman, S. (2014). Solicited versus unsolicited metacognitive

prompts for fostering mathematical problem solving using multimedia.

Journal of Educational Computing Research, 50(3),

285314.

Kramarski, B., & Gutman, M. (2006). How Can SelfRegulated Learning Be Support

ed in Mathematical ELearning Environments?

Journal of Computer Assist-

ed Learning, 22(1),

2433.

Kramarski, B., & Mizrachi, N. (2006). Online Discussion and SelfRegulated Learn

ing: Effects of Instructional Methods on Mathematical Literacy.

Journal of

Educational Research, 99(4),

218230.

Ku, O., Chen, S. Y., Wu, D. H., Lao, A. C. C., & Chan, T.W. (2014). The Effects of

GameBased Learning on Mathematical Confidence and Performance:

High Ability vs. Low Ability.

Educational Technology & Society, 17(3).

Kuhn, J.T., & Holling, H. (2014). Number sense or working memory? The effect of

two computer based trainings on mathematical skills in elementary school.

Advances in Cognitive Psychology, 10(2),

5967.

Lai, F., Luo, R. F., Zhang, L. X., Huang, X. Z., & Rozelle, S. (2015). Does computer

assisted learning improve learning outcomes? Evidence from a randomized

experiment in migrant schools in Beijing.

Economics of Education Review,

114

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

47,

3448.

Lee, C.Y., & Chen, M.J. (2014). The impacts of virtual manipulatives and pri

or knowledge on geometry learning performance in junior high school.

Journal of Educational Computing Research, 50(2),

179201.

Leh, J. M., & Jitendra, A. K. (2013). Effects of ComputerMediated versus Teacher

Mediated Instruction on the Mathematical Word ProblemSolving Perfor

mance of ThirdGrade Students with Mathematical Difficulties.

Learning

Disability Quarterly, 36(2),

6879.

Liabo, K., Langer, L., Simon, A., DanielGittens, K.A., Elwick, A., & Tripney, J. (2016).

Protocol for a Systematic Review: Provision of Information and Commu

nications Technology (ICT) for Improving Academic Achievement and

School Engagement in Students Aged 418: The Campbell Collaboration.

Long, Y. J., & Aleven, V. (2014). Gamification of Joint Student/System Control over

Problem Selection in a Linear Equation Tutor.

Intelligent Tutoring Systems,

8474,

378387.

Matsuda, N., Yarzebinski, E., Keiser, V., Raizada, R., Stylianides, G. J., & Koedinger,

K. R. (2013). Studying the Effect of a Competitive Game Show in a Learning

by Teaching Environment.

International Journal of Artificial Intelligence in

Education, 23(1),

121.

Miller, D. J., & Robertson, D. P. (2011). Educational benefits of using game consoles

in a primary classroom: A randomised controlled trial.

British Journal of

Educational Technology, 42(5),

850864.

Morgan, K., Morgan, M., Johansson, L., & Ruud, E. (2016).

A systematic mapping of the

effects of ICT on learning outcomes.

Oslo: Knowledge Center for Education.

National Mathematics Advisory Panel. (2008).

Foundations for success: The final re-

port of the national mathematics advisory panel.

Hämtad från Washington:

Nejem, K. M., & Muhanna, W. (2013). The Effect of Using Computer Games in Teach

ing Mathematics on Developing the Number Sense of Fourth Grade Stu

dents.

Educational Research and Reviews, 8(16),

14771482.

Obersteiner, A., Reiss, K., & Ufer, S. (2013). How Training on Exact or Approximate

Mental Representations of Number Can Enhance FirstGrade Students’ Ba

sic Number Processing and Arithmetic Skills.

Learning and Instruction, 23,

125135.

Pane, J. F., Griffin, B. A., McCaffrey, D. F., & Karam, R. (2014). Effectiveness of Cog

nitive Tutor Algebra I at Scale.

Educational Evaluation and Policy Analysis,

36(2),

127144.

Pane, J. F., McCaffrey, D. F., Slaughter, M. E., Steele, J. L., & Ikemoto, G. S. (2010). An

Experiment to Evaluate the Efficacy of Cognitive Tutor Geometry.

Journal of

Research on Educational Effectiveness, 3(3),

254281.

Pareto, L. (2014). A Teachable Agent Game Engaging Primary School Children to

Learn Arithmetic Concepts and Reasoning.

International Journal of Artifi-

cial Intelligence in Education, 24(3),

251283.

Pareto, L., Haake, M., Lindström, P., Sjödén, B., & Gulz, A. (2012). A Teachable Agent

Based Game Affording Collaboration and Competition – Evaluating Math

Comprehension and Motivation.

Educational Technology Research and

Referenser

115

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Development, 60(5),

723751.

Petticrew, M., & Roberts, H. (2006).

Systematic Reviews in the Social Sciences: A Practical

Guide.

Oxford: Blackwell Publishing.

Pilli, O., & Aksu, M. (2013). The Effects of ComputerAssisted Instruction on the

Achievement, Attitudes and Retention of Fourth Grade Mathematics Stu

dents in North Cyprus.

Computers & Education, 62(3),

6271.

Pitchford, N. J. (2015). Development of early mathematical skills with a tablet inter

vention: A randomized control trial in Malawi.

Frontiers in Psychology, 6.

Ploger, D., & Hecht, S. (2009). Enhancing Children’s Conceptual Understanding of

Mathematics through Chartworld Software.

Journal of Research in Child-

hood Education, 23(3),

267.

Polanin, J. R., & Snilstveit, B. (2016). Campbell Methods Policy Note on Converting

Between Effect Sizes. Oslo: The Campbell Collaboration.

Rau, M. A., Aleven, V., & Rummel, N. (2009, 20090101).

Intelligent Tutoring Sys-

tems with Multiple Representations and Self-Explanation Prompts Support

Learning of Fractions.

Presenterat vid Proceedings of the 14th International

Conference on Artificial Intelligence in Education, Amsterdam, The Neth

erlands.

Riconscente, M. M. (2013). Results from a controlled study of the iPad fractions

game Motion Math.

Games and Culture: A Journal of Interactive Media,

8(4),

186214.

Roschelle, J., Rafanan, K., Estrella, G., Nussbaum, M., & Claro, S. (2010a). From Hand

held Collaborative Tool to Effective Classroom Module: Embedding CSCL

in a Broader Design Framework.

Computers & Education, 55(3),

10181026.

Roschelle, J., Shechtman, N., Tatar, D., Hegedus, S. J., Hopkins, B., Empson, S.,

Knudsen, J., & Gallagher, L. P. (2010b). Integration of Technology, Cur

riculum, and Professional Development for Advancing Middle School

Mathematics: Three LargeScale Studies.

American Educational Research

Journal, 47(4),

833878.

Rutherford, T., Farkas, G., Duncan, G., Burchinal, M., Kibrick, M., Graham, J.,

Richland, L., Tran, N., Schneider, S., Duran, L., & Martinez, M. E. (2014).

A Randomized Trial of an Elementary School Mathematics Software Inter

vention: SpatialTemporal Math.

Journal of Research on Educational Effec-

tiveness, 7(4),

358383.

Scharnagl, S., Evanschitzky, P., Streb, J., Spitzer, M., & Hille, K. (2014). Sixth Grad

ers Benefit from Educational Software when Learning about Fractions: A

Controlled Classroom study.

Numeracy: Advancing Education in Quanti-

tative Literacy, 7(1),

114.

Schenke, K., Rutherford, T., & Farkas, G. (2014). Alignment of game design features

and state mathematics standards: Do results reflect intentions?

Computers

& Education, 76,

215224.

Schoppek, W. (2012). Dynamic task selection in learning arithmetic: The role of learn

er control and adaptation based on a hierarchy of skills.

Zeitschrift für Päd-

agogische Psychologie / German Journal of Educational Psychology, 26(1),

4355.

116

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Schoppek, W., & Tulis, M. (2010). Enhancing Arithmetic and WordProblem Solving

Skills Efficiently by Individualized ComputerAssisted Practice.

Journal of

Educational Research, 103(4),

239252.

Shih, S.C., Kuo, B.C., & Liu, Y.L. (2012). Adaptively Ubiquitous Learning in Campus

Math Path.

Educational Technology & Society, 15(2),

298308.

Shin, N., Sutherland, L.A. M., Norris, C. A., & Soloway, E. (2012). Effects of Game

Technology on Elementary Student Learning in Mathematics.

British Jour-

nal of Educational Technology, 43(4),

540560.

Skolverket. (2006).

Med fokus på matematik och naturvetenskap. En analys av skill-

nader och likheter mellan internationella jämförande studier och nationella

kursplaner.

Stockholm: Skolverket.

Skolverket. (2016a). ITanvändning och ITkompetens i skolan. Skolverkets IT

uppföljning 2015. Stockholm: Skolverket.

Skolverket. (2016b).

Läroplan för grundskolan, förskoleklassen och fritidshemmet 2011,

reviderad 2016.

Stockholm: Skolverket.

Skolverket. (2016c).

Redovisning av uppdraget om att föreslå nationella IT-strategier för

skolväsendet, Dnr U2015/04666/S.

Stockholm: Skolverket.

Skolverket. (2016d).

TIMSS 2015. Svenska grundskoleelevers kunskaper i matematik

och naturvetenskap i ett internationellt perspektiv. Rapport 448.

Stockholm:

Skolverket.

Statens beredning för medicinsk utvärdering (SBU). (2014).

Utvärdering av meto-

der i hälso- och sjukvården. En handbok.

Stockholm: Statens beredning för

medicinsk utvärdering (SBU).

Swanepoel, C. H., & Gebrekal, Z. M. (2010). The use of computers in the teaching and

learning of functions in school Mathematics in Eritrea.

Africa Education

Review, 7(2),

402416.

Sveriges regering. (2017).

Promemoria ‘Stärkt digital kompetens i skolans styrdoku-

ment’.

Stockholm: Regeringskansliet.

ter Vrugte, J., de Jong, T., Vandercruysse, S., Wouters, P., van Oostendorp, H., & Elen,

J. (2015a). How competition and heterogeneous collaboration interact in

prevocational gamebased mathematics education.

Computers & Education,

89,

4252.

ter Vrugte, J., de Jong, T., Wouters, P., Vandercruysse, S., Elen, J., & van Oostendorp,

H. (2015b). When a game supports prevocational math education but in

tegrated reflection does not.

Journal of Computer Assisted Learning, 31(5),

462480.

Thornton, A., & Lee, P. (2000). Publication bias in metaanalysis: its causes and conse

quences.

Journal of Clinical Epidemiology, 53(2),

207216.

Tsuei, M. (2012). Using Synchronous Peer Tutoring System to Promote Elementary Stu

dents’ Learning in Mathematics.

Computers & Education, 58(4),

11711182.

Ubuz, B., Üstün, I., & Erbas, A. K. (2009). Effect of Dynamic Geometry Environ

ment on Immediate and Retention Level Achievements of Seventh Grade

Students.

Egitim Arastirmalari-Eurasian Journal of Educational Research,

9(35),

147164.

Walkington, C. A. (2013). Using Adaptive Learning Technologies to Personalize

Referenser

117

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Instruction to Student Interests: The Impact of Relevant Contexts on Perfor

mance and Learning Outcomes.

Journal of Educational Psychology, 105(4),

932945.

Wiburg, K., Chamberlin, B., Valdez, A., Trujillo, K., & Stanford, T. (2016). Impact of

Math Snacks Games on Students’ Conceptual Understanding.

Journal of

Computers in Mathematics and Science Teaching.

Wijekumar, K., Hitchcock, J., Turner, H., Lei, P., & Peck, K. (2009).

A Multisite Cluster

Randomized Trial of the Effects of CompassLearning Odyssey[R] Math on the

Math Achievement of Selected Grade 4 Students in the Mid-Atlantic Region.

Final Report. NCEE 2009-4068.

Hämtad från http://www.eric.ed.gov/con

tentdelivery/servlet/ERICServlet?accno=ED507314

Wong, M., & Evans, D. (2007). Improving Basic Multiplication Fact Recall for Primary

School Students.

Mathematics Education Research Journal, 19(1),

89106.

Yamani, H. A., Robertson, M., & Skabar, A. (2013). Educational Digital Games: Op

portunity for Successful Mathematics Learning in Saudi Arabian Prima

ry Schools.

Journal of Science & Mathematics Education in Southeast Asia,

36(2),

121145.

Ysseldyke, J., & Tardrew, S. (2007). Use of a Progress Monitoring System to Enable

Teachers to Differentiate Mathematics Instruction.

Journal of Applied School

Psychology, 24(1),

128.

Delrapport förskola

Andersson, G. (2003).

Metaanalys. Metoder, tillämpningar och kontroverser.

Lund:

Studentlitteratur.

Borenstein, M., Hedges, L. V., Higgins, J. P. T., & Rothstein, H. R. (2009).

Introduction

to Meta-Analysis.

Chichester: Wiley.

Bryman, A. (2016).

Social Research Methods

(femte utg.). Oxford: Oxford University

Press.

Cohen, J. (1969).

Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences.

New York: Ac

ademic Press.

Cohen, L., Manion, L., & Morrison, K. (2011).

Research Methods in Education.

Lon

don: Routledge.

Davidsson, P., & Findahl, O. (2016).

Svenskarna och internet 2016. Undersökning

om svenskarnas internetvanor.

Stockholm: .SE (Stiftelsen för internetinfra

struktur).

Desoete, A., & Praet, M. (2013). Inclusive mathematics education: The value of a com

puterized lookahead approach in kindergarten. A randomized controlled

study.

Erdélyi Pszichológiai Szemle,

103119.

Foster, M. E., Anthony, J. L., Clements, D. H., Sarama, J., & Williams, J. M. (2016).

Improving Mathematics Learning of Kindergarten Students Through

ComputerAssisted Instruction.

Journal for Research in Mathematics Ed-

ucation, 47(3),

206232.

Gómez, F., Nussbaum, M., Weitz, J. F., Lopez, X., Mena, J., & Torres, A. (2013). Co

118

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

located single display collaborative learning for early childhood education.

International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning, 8(2),

225244.

Gough, D., Oliver, S., & Thomas, J. (2013).

Introduction to Systematic Reviews.

London: Sage Publications Ltd.

Grönlund, Å. (red.) (2014).

Att förändra skolan med teknik: bortom en dator per elev.

Örebro: Örebro universitet.

Hamari, J., Shernoff, D. J., Rowe, E., Coller, B., AsbellClarke, J., & Edwards, T. (2016).

Challenging games help students learn: An empirical study on engagement,

flow and immersion in gamebased learning.

Computers in Human Behav-

ior, 54,

170179.

Higgins, J. P. T., & Green, S. (redaktörer). (2011).

Cochrane Handbook for Systematic

Reviews of Interventions Version 5.1.0 [updated March 2011]:

The Cochrane

Collaboration. Available from

http://handbook.cochrane.org.

Jadad, A. R., & Enkin, M. (2007).

Randomized controlled trials: questions, answers, and

musings.

Oxford: Blackwell Publishing.

Kramarski, B., & Weiss, I. (2007). Investigating preschool children’s mathematical en

gagement in a multimedia collaborative environment.

Journal of Cognitive

Education and Psychology, 6(3),

411432.

Liabo, K., Langer, L., Simon, A., DanielGittens, K.A., Elwick, A., & Tripney, J. (2016).

Protocol for a Systematic Review: Provision of Information and Communi-

cations Technology (ICT) for Improving Academic Achievement and School

Engagement in Students Aged 4-18:

The Campbell Collaboration.

Mattoon, C., Bates, A., Shifflet, R., Latham, N., & Ennis, S. (2015). Examining Compu

tational Skills in Prekindergarteners: The Effects of Traditional and Digital

Manipulatives in a Prekindergarten Classroom.

Early Childhood Research

& Practice, 17(1).

Morgan, K., Morgan, M., Johansson, L., & Ruud, E. (2016).

A systematic mapping of the

effects of ICT on learning outcomes.

Oslo: Knowledge Center for Education.

Petticrew, M., & Roberts, H. (2006).

Systematic Reviews in the Social Sciences: A Practi-

cal Guide.

Oxford: Blackwell Publishing.

Polanin, J. R., & Snilstveit, B. (2016).

Campbell Methods Policy Note on Converting Be-

tween Effect Sizes.

Oslo: The Campbell Collaboration.

Praet, M., & Desoete, A. (2014). Enhancing young children’s arithmetic skills through

nonintensive, computerised kindergarten interventions: A randomised

controlled study.

Teaching and Teacher Education, 39,

5665.

Schacter, J., & Jo, B. (2016). Improving lowincome preschoolers mathematics

achievement with Math Shelf, a preschool tablet computer curriculum.

Computers in Human Behavior, 55,

223229.

Schacter, J., Shih, J., Allen, C. M., DeVaul, L., Adkins, A. B., Ito, T., & Jo, B. (2016).

Math Shelf: A randomized trial of a prekindergarten tablet number sense

curriculum.

Early Education and Development, 27(1),

74-88.

Skolverket. (2006).

Med fokus på matematik och naturvetenskap. En analys av skill-

nader och likheter mellan internationella jämförande studier och nationella

kursplaner.

Stockholm: Skolverket.

Referenser

119

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren

Skolverket. (2016a).

IT-användning och IT-kompetens i skolan. Skolverkets IT-uppföl-

jning 2015.

Stockholm: Skolverket.

Skolverket. (2016b).

Redovisning av uppdraget om att föreslå nationella IT-strategier

för skolväsendet, Dnr U2015/04666/S.

Stockholm: Skolverket.

Skolverket. (2016c).

TIMSS 2015. Svenska grundskoleelevers kunskaper i matematik

och naturvetenskap i ett internationellt perspektiv. Rapport 448.

Stockholm:

Skolverket.

Statens beredning för medicinsk utvärdering (SBU). (2014).

Utvärdering av metod-

er i hälso- och sjukvården. En handbok.

Stockholm: Statens beredning för

medicinsk utvärdering (SBU).

Sveriges regering. (2017a).

Nationell digitaliseringsstrategi för skolväsendet.

Stockholm:

Regeringskansliet.

Sveriges regering. (2017b).

Uppdrag om en översyn av läroplanen för förskolan.

Stockholm:

Regeringskansliet.

Thornton, A., & Lee, P. (2000). Publication bias in metaanalysis: its causes and conse

quences.

Journal of Clinical Epidemiology, 53(2),

207216.

Weiss, I., Kramarski, B., & Talis, S. (2006). Effects of Multimedia Environments on

Kindergarten Children’s Mathematical Achievements and Style of Learning.

Educational Media International, 43(1),

317.

Wilson, A. J., Dehaene, S., Dubois, O., & Fayol, M. (2009). Effects of an Adaptive Game

Intervention on Accessing Number Sense in LowSocioeconomicStatus

Kindergarten Children.

Mind,

Brain, and Education, 3(4),

224234.

120

BUU, Alm.del - 2019-20 - Endeligt svar på spørgsmål 239: Spm. om relevante forskningspublikationer angående Esport, Gaming, Didaktik og undervisning, til børne- og undervisningsministeren