Opdracht Wiskundedidactiek - Review van onderzoek naar de impact van computerspelletjes bij wiskundeonderwijs 1

Opdracht Wiskundedidactiek - Review van onderzoek naar de impact van computerspelletjes bij wiskundeonderwijs

1

qweyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzx cvbnmqwertypasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfgh jklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuio “Review van onderzoek naar de impact van pasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq computerspelletjes bij wiskundeonderwijs” wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzx cvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasd fghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty uiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbn mqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjk lzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiop asdfghjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty uiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbn mqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjk Opdracht Wiskundedidactiek Prof. Valcke

Jolien Depez (00606459) Joke D’Haese (20051659) Ine Eeckman (0060238) Deirdre Focquaert (00601495) Nele Vanden Berghe (00602755) Ellen Van Rie (00603056) Lotte Verbeyst (00600319) Kaat Verhaeghe (00600294)


2

Samenvatting

Inleiding

Met dit artikel willen wij een overzicht bieden van wat er in de literatuur terug te vinden is wat betreft de impact van games op het wiskundeonderwijs. Als eerste hebben wij een model geschetst dat een overzicht biedt van de bevindingen uit de geselecteerde onderzoeken. We trachten hiermee een synthese naar voor te schuiven. Wij willen verder aanhalen wat een game precies moet bevatten om effectief te zijn. Hierna gaan wij dieper in op de vraag welke impact computergames hebben op de motivatie van leerlingen. Hoewel hier een discussie over bestaat, stellen sommige studies dat het spelen van games een positief effect heeft op de motivatie. De spelletjes moeten leuk zijn, maar indien ze voor te veel entertainment zorgen, zullen kinderen de concepten misschien niet voldoende leren. Vervolgens wordt nagegaan of de samenwerking van kinderen beïnvloed wordt door het integreren van computergames. Hierbij gaan we dieper in op het coöperatief leren. Verschillende onderzoeken stellen dat het gebruik van games een positieve bijdrage levert aan de houding van leerlingen ten aanzien van wiskunde, hoewel anderen dit tegenspreken. Vaak wordt in onderzoek gesteld dat games positieve effecten hebben op de resultaten van leerlingen. Uit onderzoek blijkt verder dat er nog verschillende factoren zijn die een invloed hebben op de impact die computerspellen hebben. Als laatste wordt onderzoek aangehaald waarin wordt gesteld dat het zelf maken van games door leerlingen ook positieve effecten heeft. Verder hebben wij een tabel toegevoegd waarin we de meest relevante studies van ons onderzoek hebben weergegeven.

Computerspelletjes spelen niet enkel een belangrijke rol bij jongeren thuis, ze winnen ook meer en meer aan belang in het onderwijs. Er zijn reeds een aantal onderzoeken uitgevoerd over het effect van computergames in de lagere school bij wiskundeonderwijs. Met deze review proberen we de reeds uitgevoerde onderzoeken op een rijtje te zetten, deze te vergelijken, de voordelen en beperkingen aan te halen en als laatste willen we richting geven voor vervolgonderzoek. We hebben zowel recente bronnen geraadpleegd als ietwat oudere. Op die manier kunnen we een eventuele evolutie blootleggen in dit onderwerp. We willen ons niet beperken tot cognitieve effecten, maar we betrekken ook emotionele effecten, psychologische effecten, sociale effecten, enzovoort.

Kernwoorden: computergames, wiskunde, leerresultaten, attitudes

Een model van de impact van games op de leeruitkomsten.

motivatie, samenwerken,


3

We hebben een model opgesteld dat een overzicht biedt van de bevindingen uit de geselecteerde onderzoeken. We kregen een beeld van wat een game beïnvloed, welke factoren in het proces interageren met de game en welke effecten deze game kan bieden op educatief vlak. We willen hiermee een synthese naar voor schuiven. Algemeen biedt dit model een zicht op hoe wij de impact van games op de leerresultaten zien en hoe andere factoren dit beïnvloedden. We willen hiermee niet pretenderen een juist model naar voor te schuiven. Het kan als een hulpmiddel gebruikt worden om de literatuur rond deze problematiek te verwerken, te interpreteren. Het model bestaat uit drie fases namelijk de input, proces en outcome. De eerste is dus de input. Wij vonden dat drie grote factoren een invloed hebben op hoe de kinderen met games omgaan. Dit zijn de schoolcontext, kindcontext en de gamecontext. Bij schoolcontext kunnen we bijvoorbeeld de houding van de leerkracht tegenover gamen plaatsen, de uitleg en feedback die erbij gegeven wordt,... Bij de kindcontext plaatsen we de SES, thuissituatie, de computervaardigheden en dergelijke. Als laatste zien we dan de gamecontext, dit houdt dan de karakteristieken in die een game bevat. De cirkel rond game moet gezien worden als een proces, waarbij alle factoren elkaar wederzijds beïnvloeden. Als we kijken naar de invloeden van cognitieve, affectieve, motorische en sociale factoren op de game dan halen we het volgende aan uit onze onderzoeken. Op affectief vlak is er de motivatie die reeds aanwezig is om een spel te spelen en de attitudes omtrent wiskunde die voor het spelen gangbaar waren. Daar tegenover staat dan het effect die het spelen van een game in een educatieve setting kan hebben op deze affectieve factoren. Zullen de motivatie en attitudes verbeteren? Een tweede beïnvloedende factor is het cognitieve. Welke vaardigheden zijn er op voorhand reeds aanwezig? Op welk niveau presteren de kinderen voor wiskunde zonder dat games als een instructional tool worden ingezet?

Welke cognitieve vaardigheden bezitten de kinderen reeds? Maar later kunnen we ons vragen stellen naar het omgekeerde effect. Worden de cognitieve vaardigheden versterkt na het spelen van een wiskundig game? Een derde invloed is het motorische. Bezitten kinderen de juiste motorische vaardigheden om met de computer, de gameconsole... om te gaan? En omgekeerd worden deze motorische vaardigheden versterkt door het invoeren van games in een educatieve context? Als laatste beïnvloedende factor halen we sociale factoren aan. Hierbij stellen we ons de vraag of een bepaalde doelstructuur in een klas een invloed heeft op andere factoren? En omgekeerd worden samenwerkingsvaardigheden versterkt door het gebruiken van games? Een andere vraag die we ons kunnen stellen is of dit gamen bijdraagt tot communicatieve vaardigheden van kinderen. Ook willen wij aanhalen dat al deze factoren elkaar ook onderling kunnen beïnvloeden. Bijvoorbeeld zou een sociale factor als een coöperatieve doelstructuur een invloed kunnen hebben op affectieve factoren als een meer positieve houding tegenover wiskunde. Zo zien we dat door een wisselwerking tussen game en de aangehaalde factoren vele vragen naar de oppervlakte rijzen. Het derde en laatste deel van het model zijn de leeruitkomsten van de studenten. Deze beïnvloeden onrechtreeks terug het model omdat de kindcontext terug veranderd. Het model staat nu wel getekend als een lineair model maar is dit allesbehalve. Doorheen reeds uitgevoerd onderzoek proberen wij tot een conclusie te komen die een antwoord biedt op deze vragen. Wat weten we reeds over de impact van games in het onderwijs en meer specifiek binnen het vak wiskunde?

Gamecontext Eerst en vooral vonden wij het belangrijk om te kijken wat een goede game moet bevatten. Games zijn aantrekkelijk in zoverre dat zij uitdagend zijn, de


4

nieuwsgierigheid en controle uitlokken (Rosas et al, 2003). Çankaya & Karamete (2009) zeggen dat educatieve computerspelletjes, die de motivationele en grappige aspecten van een game bevatten, kunnen gebruikt worden als een alternatief of een ondersteuning bij andere instructiemethoden. Ze geven 6 factoren aan die van een game een game maken, namelijk: • • •

• • •

Regels. De grenzen worden opgesteld en dwingen de speler om een patroon te volgen om bepaalde doelen te bereiken Doelen. We spelen het spel vrijwillig en doen een inspanning om die doelen te bereiken Resultaten & feedback. Dit omvat hoe we ons doel gaan meten. Feedback ontstaat wanneer er bepaalde zaken in het spel veranderen door een bepaalde handeling uit te voeren Conflicten, competitie, uitdaging en tegenstellingen. Dit zijn de problemen die we in het spel moeten oplossen Interactie. Er is interactie tussen de speler en computer, mogelijk is er ook interactie met andere mensen die het spel moeten oplossen Representatie. Het spel handelt ergens over

Een game bij wiskunde zou aan een aantal voorwaarden moeten voldoen om het leren van leerlingen te bevorderen. Zo moeten multimedia games het potentieel hebben om het leren van wiskunde gemakkelijker te maken. Het moet duidelijk zijn dat een game niet op zichzelf kan staan, maar dat het gecombineerd moet worden met andere instructiemethoden. Volgens Moreno & Duran (2004) zou een discovery – based computer game enkel een positief effect hebben wanneer de leerlingen de cognitieve mogelijkheid hebben om in hun werkgeheugen tegelijk zowel visuele als auditieve informatie te verwerken. Zelfs simplistische math drill games kunnen positieve attitudes tegenover leren veroorzaken. Dit is echter niet zo voor elk math drill game. Goede

gameontwerpen moeten uitdagend zijn. Fengfeng (2008) ontdekte dat ook belang moet gehecht worden aan het gebruik van offline assisterende tools en instructie op het juiste moment. Onderzoek naar educatieve computerspelletjes zou zich niet alleen moeten focussen op hoe de games kunnen gemaakt worden om de leerdoelen te bereiken, maar ook hoe games kunnen worden gelijkgesteld met instructiestrategieën om op te brengen. Dit onderzoek van Fengfeng (2008) toonde aan dat alleen een voorzichtig ontwerp van een spel, factoren die leren ondersteunen en een spel gebaseerd op pedagogie, kunnen leiden tot leren.

Games en affectieve factoren Computergames en hun impact op motivatie Wanneer we nagaan welke impact games hebben op het wiskundeleren, komt al snel een eerste en meest voorkomende factor naar boven, namelijk de bevordering van de motivatie. In de klas varieert de inhoud continu, net zoals de lesmethodes die leerkrachten gebruiken. Zo kunnen ze meer ICT integreren en op deze manier de lesmethodes veranderen. Hierdoor kunnen kinderen vaak in onbekende leersituaties terecht komen, wat voor sommige leerlingen gezien wordt als een uitdaging en voor anderen voor onzekerheid zorgt. Leerlingen proberen betekenis te verlenen aan nieuwe leersituaties door deze te refereren aan hun eigen motivationele overtuigingen. Met motivationele overtuigingen bedoelt Monique Boekaerts het volgende: de waarden, meningen en oordelen die leerlingen hebben over objecten, gebeurtenissen en onderwerpen. Daarnaast verwijst ze naar de mening van leerlingen over de efficiëntie en effectiviteit van het leerproces en de lesmethodes. Aan de hand van de door ons onderzochte onderzoeken, kunnen we stellen dat games beduidend effectief zijn in het promoten van de leermotivatie. Bij Fengfeng (2008) waren deze effecten op leermotivatie het grootst in een coöperatieve doelstructuur. Verder bleek uit onderzoek dat leerlingen die computerspelletjes speelden, meer gefocust waren. Ze


5

tonen meer plezier en stonden weigerachtig tegenover het verlaten van de sessie (Fengfeng, 2008). Deze motivatie kan versterkt worden door de jongeren aantrekkelijke omgevingen aan te bieden om met wiskunde bezig te zijn (Sedighian & Sedighian,1996). Door het aanspreken van de interesses van leerlingen in het spelopzet kunnen leerlingen tevens meer gemotiveerd worden (Akinsola, 2007), maar we mogen in het ‘leuk’ maken van spelletjes niet te ver gaan. Volgens Wei en andere (2006) zit er een soort van ‘dilemma’ in computerspelletjes. De spelletjes moeten leuk zijn, maar als ze te veel entertainment bezorgen, zullen kinderen de concepten misschien niet voldoende leren. Er is dus nood aan een koppeling tussen het schoolse leren en het spelplezier. Deze koppeling omschrijft men als ‘edutainment’. Het educatieve aspect moet wel in het spel verwerkt zitten en mag niet als een aanhangsel aan het spel worden toegevoegd. Fengfeng (2008) ondervond dat wanneer het om een arme gameomgeving ging en de leeractiviteiten niet vervat zaten in de gamewereld, participanten het leren als een last zagen en dat deze leerlingen de leeractiviteiten gewoon uit de weg gingen. Dus ondanks het feit dat spelen door leerlingen goed wordt onthaald, moet de sleutelvraag om spelen in het onderwijs te integreren zijn: “Hebben deze potentiële motivationele verschillen belangrijke consequenties voor leren?” (Fengfeng, 2008). Nog veel andere onderzoeken kaarten de toename in motivatie aan. Ook Rosas en andere (2003) spreken van een toenemende motivatie. Zij verwoorden het als de ‘Motivation towards learning’, een positieve invloed van computerspelen op de motivatie van studenten. Naar verluidt is de invloed van het gebruik van games positiever dan de invloed van traditionele onderwijsmethodes. Games zijn aantrekkelijk in zoverre dat zij de huidige uitdaging, de nieuwsgierigheid, en de controle uitlokken. Sedighian & Klawe (1996) onderzochten met Super Tangrams hetzelfde fenomeen met een gelijkaardig resultaat.

Games leiden echter niet, zoals algemeen verwacht wordt, automatisch tot een betere attitude tegenover wiskundeleren. Het onderzoek van Bragg (2007) toonde aan dat er een onverwacht hoge proportie van negatieve attitudes waren bij leerlingen tegenover het gebruik van games bij het aanleren van wiskundeconcepten. Het is opvallend dat de ervaring in wiskundige games tijdens de hoofdinstructie resulteert in minder positieve attitudes naar leren toe, dit terwijl de leerlingen zich leken te amuseren tijdens de observaties. Om een positieve attitude te bekomen, moet naar de leerlingen toe duidelijk gespecificeerd worden wat het nut van games als leermiddel nu precies is. Op deze manier zullen de leerlingen het spel waarderen en plezier beleven aan de games die hen voorzien van een positieve leerervaring. Indien leerlingen games enkel zien als amusement, ervaren zij geen positieve leerervaring en zien zij games niet als een nuttige bijdrage aan hun leren. Leerlingen hebben plezier aan games en waarderen de spelen die hen voorzien van een positieve leerervaring. Er moeten dus steeds duidelijk leerdoelen aan games gerelateerd worden (Bragg, 2007).

Computergames en hun impact op de houding van de leerlingen t.a.v. wiskunde

Verder stimuleren computergames vaak de samenwerking. De combinatie van dit samenwerken met het spelen van een leuk educatieve game kan

Een ander onderzoek gaat de effecten van een simulatiegame - omgeving na op de attitude van leerlingen op wiskunde. Deze omgeving van een simulatiegame zou een positief effect hebben op de attitudes van de leerlingen. Het onderzoek besluit dat games wel degelijk een positieve invloed hebben op de attitudes van leerlingen betreffende wiskunde (Akinsola, 2007). Ook Fengfeng (2008) vond in zijn onderzoek sterk bewijs voor een significant effect van computerspelletjes op de attitudes tegenover leren van wiskunde.

Games en sociale factoren Computergames en hun impact op samenwerking


6

leiden tot zeer gunstige effecten. Er wordt over coöperatief leren gesproken wanneer leerlingen samenwerken in kleine groepjes om hun eigen leren en het leren van anderen te maximaliseren. Verder zou het zorgen voor betere prestaties, attitudes, hogere orde denkvaardigheden en een positief zelfbeeld (Davidson, 1990). Fengfeng & Grabowski (2007) ontdekten dat coöperatief gamen in de context van wiskundelessen zorgt voor een betere attitude tegenover wiskunde. Verder zou dit ook effect hebben op zowel cognitief vlak als op affectief vlak. Dat de coöperatieve doelstructuren significant de effecten van computerspelletjes op de attitude voor wiskundeleren verbeteren, werd door later onderzoek van Fengfeng (2008) nogmaals bevestigd. Wanneer leerlingen samenwerken hebben games een duidelijk positieve invloed op de attitude van de leerlingen. Door samen te spelen zijn de leerlingen meer gefocust en tonen ze meer plezier. Het kan voor de leerlingen vaak positieve effecten met zich meebrengen om met een kleine groep aan één computer te werken. Dit bevordert de communicatie tussen leerlingen. Het combineren van computers met groepsleren is volgens Bricker en anderen (1998) een aantrekkelijke mogelijkheid voor wiskunde onderwijs. Ook Klawe en Phillips (1995) hebben ontdekt dat samenwerkend leren aan een computer een positieve impact heeft op leerlingen. Het zou leerlingen stimuleren om te praten en te schrijven over wiskundige concepten en ze zien zichzelf als onderzoekers die wiskundige ideeën onderzoeken. Via de leeromgeving van IIRM (Interactive, Instructors of Recreational Mathematics) kunnen leerlingen met elkaar communiceren. Dit is echter bedoeld voor leerlingen uit de secundaire scholen, terwijl we het hiervoor uitsluitend hebben gehad over lagere school leerlingen. Resultaten tonen wel aan dat deze leeromgeving de attitudes van studenten tegenover wiskunde positief beïnvloeden (Lopez-Morteo & Lopez, 2007). Verder blijkt een multimediaal leermodel voor het oplossen van wiskundige problemen uiterst nuttig te zijn voor samenwerkend leren. Vooral bij meisjes waren de

communicatieve en probleemoplossende vaardigheden verbeterd (Hwang, Chen & Hsu, 2006). We kunnen uit de vele onderzoeken besluiten dat coöperatief gamen in een wiskundige context, vooral invloed heeft op de attituden van de leerlingen tegenover wiskunde. Verder stimuleert dit samenwerken communicatie tussen de leerlingen wat opnieuw positieve effecten met zich meebrengt.

Computergames en hun impact op de leerresultaten Vaak wordt in onderzoek over de impact van games gesuggereerd dat games positieve effecten hebben op de resultaten van leerlingen. Zo zouden games er toe bijdragen dat leerlingen hogere scores op testen halen. Dit komt ook naar voor in onderzoek die zich meer specifiek richt op de effecten van games bij wiskundeonderwijs. Een onderzoek rond het spelen van een spel, genaamd Skills Arena, dat jongeren leert optellen en aftrekken op een draagbare console, toonde dat dit een positieve invloed heeft op het leren van wiskunde. Dit was voornamelijk het geval bij jongeren met een achterstand in wiskunde (Shin, Norris & Soloway, 2006). Leerlingen die het spel speelden scoorden hoger op testen dan diegenen die het spel niet hadden gespeeld. Bovendien scoorden leerlingen die het spel vaker speelden beter. Niet enkel spelletjes op een draagbare console hebben een impact op resultaten van leerlingen. Er is aangetoond dat ook specifieke computerprogramma’s of spelletjes op de computer bijdragen tot betere resultaten bij wiskunde. Zo heeft het Freudenthal Instituut een computerprogramma ontwikkeld waarvan wordt beweert dat dit het ruimtelijk inzicht bevordert. Er werd een onderzoek ondernomen bij kinderen van 10 tot 12 jaar die het spel goudvissen speelden. Met dit spel oefenen de leerlingen om een relatie te leggen tussen een plattegrond en een ruimtelijke omgeving. Er is aangenomen dat het ruimtelijk inzicht verbetert wanneer leerlingen dit spel vaker spelen en er beter in worden (Verbeek, 2004). Ook het gebruik van een computerprogramma voor


7

probleemoplossing bij wiskunde leidt tot betere resultaten bij leerlingen met lage capaciteiten betreffende probleemoplossing. Het computerprogramma, MathCAL genaamd, zorgt ervoor dat de vaardigheden van de leerlingen voor het oplossen van problemen in wiskunde verbeteren (Chang, Sung & Lin, 2006). Verder is er onderzoek ondernomen naar het gebruik van simulatiegames. Het gebruik van dergelijke games heeft een positieve invloed op de leerprestaties van leerlingen bij het leren van wiskunde. Deze games zorgen voor een beter en dieper begrip van hetgeen gekend moet worden. Via simulatiegames zijn wiskundige problemen namelijk toegankelijker voor leerlingen (Akinsola, 2007). Dit onderzoek werd ondernomen bij leerlingen uit het secundair onderwijs, wat verschilt met voorgaand onderzoek waar gefocust werd op het lager onderwijs. Het blijkt echter dat de impact van games niet zozeer afhankelijk is van de leeftijd van de leerlingen. In onderzoeken zijn positieve effecten van het gebruik van games naar voor gekomen zowel bij kinderen uit de lagere school, als bij leerlingen uit het secundair onderwijs. Tevens komt in onderzoek de vraag naar voor of er een verschil is in leerresultaten van jongens en meisjes. Het leren uit een spel kan afhangen van de spelvoorkeuren. Er is bijvoorbeeld een studie ondernomen die heeft uitgezocht hoe competitieve (die meer naar jongens zijn gericht) en niet-competitieve (meer naar meisjes gericht) educatieve computerspelletjes het leren van jongens en meisjes beïnvloeden. Wanneer kinderen een wiskundig computerspel spelen waarnaar hun voorkeur uitgaat, dan kan dit hun leren op een positieve manier beïnvloeden (Wei, Sopory & Hendrix, 2006). Uit dit onderzoek bleek dat zowel competitieve als niet-competitieve wiskundige spelletjes een positieve bijdrage hebben op het leren van optellen bij kinderen. Er bleek geen verschil te zijn tussen de resultaten van jongens en meisjes. Meisjes leren bijvoorbeeld niet meer uit niet-competitieve spelletjes. Uit al deze onderzoeken blijkt dat het spelen van games bij wiskunde positieve effecten heeft op de leerresultaten. Er zijn echter ook tegengestelde bevindingen terug te vinden in wetenschappelijk onderzoek.

In studies ondernomen door Fengfeng (2008) komt naar voor dat computerspelletjes, in vergelijking met de traditionele pen en papier oefeningen, leerlingen wel meer motiveren, maar dat er geen grote verschillen zijn op het gebied van resultaten op wiskundige testen. Een ander onderzoek van Fengfeng (2008) uit dat zelfde jaar gaf gelijkaardige bevindingen aan. Ook daar werd aangetoond dat er geen significant effect is van het spelen van spelletjes op wiskunderesultaten. Bij de ASTRA EAGLE spelletjes werd er bij heel weinig deelnemers reflectie over hun prestatievermogen vastgesteld om lessen te trekken wanneer ze in de toekomst geconfronteerd worden met probleemoplossing (Fengfeng, 2008). Fengfeng & Grabowski (2007) waarin hetzelfde game ASTRA EAGLE wordt gebruikt, toont echter wel een effect op de leerresultaten van wiskunde, maar dit onderzoek wijst uit dat de sterkte van dit effect afhankelijk is van de doelstructuur waarin het gamen gebeurt. Zo zou een coöperatief onderzoek zowel effect hebben op cognitief als op affectief vlak, terwijl competitief gamen enkel effect heeft op het affectieve. Hieruit kunnen we afleiden dat educatieve praktijkwerkers moeten geïnformeerd worden over de noodzaak om een gepaste klasmanagement strategie toe te passen voor het integreren van educatieve games in de schooleducatie. De doelstructuur waarin het gamen gebeurt en niet enkel het spel zelf, kan ook significante effecten veroorzaken bij het leren van wiskunde.

Kindcontext en schoolcontext Uit onderzoek blijkt dat er nog verschillende factoren zijn die een invloed hebben op de impact die computerspellen hebben. Zo kunnen de computervaardigheden van kinderen een grote invloed hebben. Wanneer kinderen niet goed kunnen werken met de computer kan dit de mogelijke voordelen van het leren aan de hand van spelletjes ondermijnen. Het is ook zo dat bij games waar zowel visuele als auditieve informatie te verwerken is, kinderen ook de cognitieve mogelijkheden hiertoe moeten hebben. Verbale begeleiding bij een game blijkt een belangrijke faciliterende factor te zijn


8

(Moreno & Duran, 2004). Ook het belang van feedback mag niet onderschat worden. Directe feedback in een spel is van essentieel belang voor een snel leerproces en voor het gemotiveerd blijven om oplossingen te zoeken (Klop et al., 2005). Het mag echter niet zomaar een ‘goed’ of ‘fout’ weergave zijn. Het spelen van een spel moet gekoppeld worden aan de mogelijkheid om te reflecteren en relevante informatie te abstraheren zodat er effectief kan geleerd worden. Dit kan gerealiseerd worden door een feedbacksysteem te creëren. Dit systeem wordt opgevat als “een beschrijving van gebeurtenissen die voorkomen in een spel, een analyse waarom ze voorkomen, en daaraan een discussie gekoppeld over fouten en de juiste antwoorden”(Garris et al., 2002). De leerkracht is ook een belangrijke factor bij de games. Deze moet begrippen of modellen, die in games naar voren komen, uitleggen of in vraag stellen. De leerkracht fungeert vooral als facilitator (Fengfeng, 2008; Akinsola,2007)

Impact van het maken van een game Niet enkel de impact van het spelen van games in het wiskundeonderwijs wordt in studies onderzocht. Het maken van een game door leerlingen zelf blijkt ook een interessant onderzoeksgebied te zijn. Zo stelden Kafai en Ching in hun studie de activiteit voor van het zelf maken van een game om breuken aan te leren (Kafai & Ching, 1996). Zij onderzochten de vraag of en hoe het ontwerpen van een game door leerlingen effectief is om bij te leren over breuken en het uitbreiden van breukrepresentaties. Ze beargumenteren dat het niet enkel de context van het maken van een game zelf is die relevant is, maar dat het ook mogelijkheden voorziet om wiskundige ideeën te exploreren. Dit hebben zij onderzocht door in een bepaalde klas een sessie in game design te geven. Dit bleek een productieve context te zijn voor leerlingen om hun breukrepresentaties te genereren, te analyseren en uit te breiden. Ze hebben bewijs gevonden van stijgende geavanceerdheid in de aard van breukintegratie in de games, type van breukrepresentatie en in interacties van leerlingen. Het maken van

games voorziet relevante situaties voor het exploreren en onderzoeken van breuken. Er werd gezien hoe de context van het spel de ontwikkeling van een nieuw type van breukrepresentatie promootte. Het maken van games bleek een betekenisvolle en authentieke context te zijn die leerlingen toestond hun wiskundige ideeën te verbinden met hun informele kennis. Het belangrijkste was dat het kinderen de mogelijkheid gaf om wiskundig denken te relateren aan hun eigen cultuur en interesses. De resultaten uit dit onderzoek rechtvaardigen verdere discussie over het potentieel van de game context en zijn pedagogische beperkingen.

Conclusie en suggesties voor verder onderzoek Onderzoek naar de impact van computerspelletjes in het wiskundeonderwijs was zeker en vast geen gemakkelijke opdracht. We hebben getracht ons te focussen op het lager onderwijs, maar ook dit was geen evidentie. Vandaar zal u, als lezer, in ons review enkele resultaten terugvinden die zich focussen op het secundair onderwijs, maar dit wijst op het feit dat computerspelletjes zeker niet enkel terug te vinden zijn in het wiskundeonderwijs van de lagere school. Eerst en vooral kunnen we na onderzoek besluiten dat een goed computerspel uit een aantal factoren moet bestaan. Zo moeten games regels, doelen, resultaten en bijhorende feedback, conflicten, competitie, uitdaging en tegenstellingen, interactie en representatie bevatten. Games kunnen niet op zichzelf bestaan, ze moeten steeds gecombineerd worden met andere werkvormen. Onderzoek naar educatieve computerspelletjes mag zich daarom niet enkel toespitsen op hoe games kunnen worden gemaakt om de leerdoelen te bereiken, maar ook hoe games kunnen worden gelijkgesteld met instructiestrategieën om bij te dragen aan het leerproces van de leerlingen. We hebben getracht, via het model, duidelijk te maken op welke impacten we de nadruk hebben gelegd bij het schrijven van dit review. Eerst en vooral kunnen we stellen dat games een positieve impact hebben op de leermotivatie. Deze motivatie kan versterkt worden door de jongeren


9

aantrekkelijke omgevingen aan te bieden om met wiskunde bezig te zijn. Het inspelen op de interesses van de leerlingen is een belangrijke factor waarmee rekening gehouden moet worden. Games moeten een uitdaging bieden, maar ze mogen natuurlijk ook leuk zijn. Toch mogen ze niet enkel rond amusement draaien. Wanneer dit wel het geval is, kan de mogelijkheid er in bestaan dat de inhoud van de games niet wordt overgedragen. Er moet dus een goed evenwicht zijn tussen het amusementgehalte en de educatieve aspecten die in een spel aan bod kunnen komen. Verder kwam in vele artikels naar voor dat games een impact kunnen hebben op de samenwerking tussen de leerlingen. De combinatie van het samenwerken en het spelen van een leuk spel leidt namelijk tot gunstige effecten, zoals het maximaliseren van het eigen leren en het leren van anderen. Het zorgen voor betere prestaties, attitudes, hogere orde denkvaardigheden en een positief zelfbeeld behoren hiertoe. Door middel van het samenwerken worden kinderen gestimuleerd om te praten en te schrijven over wiskundige concepten. Uit onderzoek kunnen we concluderen dat het samen spelen van een spel voornamelijk een positieve impact heeft op de attitude tegenover wiskunde, maar ook op de communicatie tussen de kinderen onderling. Hoewel wij uit onderzoek kunnen stellen dat het samen spelen van een game positieve effecten heeft op de attitude tegenover wiskunde, betekent dit niet dat games automatisch tot een betere attitude leiden. Het is belangrijk om kinderen duidelijk te maken wat het nut van een game is. Pas dan kunnen de leerlingen een houding tegenover spelen, meer specifiek wiskundige spelen, aannemen. Nadat er een duidelijke exploitatie van het spel is gebeurd, kunnen de kinderen aan de slag en plezier beleven aan het spel.. Wanneer kinderen het spel enkel zien als amusement, zullen zij de bijdrage van de game als kwalitatief leermiddel niet ervaren. Sommige onderzoeken stellen verder dat games een positieve invloed hebben op de leerresultaten van leerlingen. Dit zowel voor leerlingen uit de lagere school als leerlingen uit het secundair onderwijs. Games hebben voornamelijk bij zwakkere leerlingen positieve gevolgen. De laatste jaren

werden er verschillende games ontwikkeld die tot ditzelfde resultaat leiden, namelijk betere leerresultaten. Een voorbeeld van zo’n game is een simulatiegame. Uit onderzoek bleek dat deze games zorgen voor een beter en dieper begrip van hetgeen gekend moet worden. Dankzij dergelijke games zijn de wiskundige problemen voor kinderen meer toegankelijk. Toch zijn er een aantal onderzoeken die het tegendeel bewijzen. Dergelijke onderzoeken stellen dat games op het gebied van resultaten op wiskunde testen geen groot verschil maken met traditionele methoden. We kunnen dus besluiten dat er tegenstrijdigheden naar voor worden gebracht als we een aantal onderzoeken met elkaar vergelijken. Wanneer we kijken naar de oudere wetenschappelijke artikels en deze vergelijken met recentere artikels zien we geen significante verschillen. We kunnen dus nog niet spreken van een echte evolutie in het onderzoek naar de effecten van games in het wiskunde onderwijs. Het richtinggevend onderzoek dat noodzakelijk was volgens de oudere artikels heeft intussen wel plaatsgevonden. Denk maar aan onderzoek naar samenwerking, dit komt in de recente artikels meermaals aan bod. We kunnen dus besluiten dat de recente artikels inspelen op de oudere artikels, en het richtinggevend onderzoek dat zij aangaven opvolgen. Maar qua onderwerpen en inhoud kunnen we niet besluiten dat er een evolutie heeft plaatsgevonden tussen 1995 en 2009 betreffende het onderzoek naar games in het wiskunde onderwijs. Samenvattend kunnen we stellen dat het moeilijk is om rechtlijnige conclusies te trekken uit de gevonden resultaten. Sommige artikels spreken elkaar tegen en niemand heeft precies het juiste antwoord in handen. We moeten daarom kritisch staan tegenover de onderzoeken en bijhorende resultaten die worden aangereikt. Zo worden vele onderzoeken aan dezelfde school gehouden en kan dit geen waarheidsgetrouw beeld geven van wat er in de scholen in het algemeen leeft. Verder kwam vaak in onderzoek naar voor dat er slechts enkele leerlingen deelnamen aan het onderzoek en dat deze leerlingen op dezelfde hoogscorende school


10

studeren. Het is dus zeer moeilijk om via zulke onderzoeken veralgemeningen te doen. Ook werden er bijvoorbeeld studies ondernomen naar de impact van bepaalde computergames, maar werd er gesteld dat toch niet de originele games waren die gebruikt worden in het onderwijs. Verder is er zeker en vast onderzoek nodig naar de effecten van conflicten tussen gebruikers. In videogames wordt veel geleerd op een incidentele, impliciete manier. Wij denken dat het niveau van cognitief bewustzijn dat nodig is voor zulk leren een belangrijk punt voor verder onderzoek zal zijn. Ook worden sommige games niet gespeeld op een computer, maar op een gameconsole. Wat hierbij niet wordt vermeld is of dit dezelfde effecten en impact zal hebben wanneer er gespeeld wordt op een computer. We moeten er ook rekening mee houden dat de verschillende media, aangeboden in de artikels, niet voor alle leerlingen even effectief zijn. Er kunnen ook conflicterende vragen aan bod komen waardoor de leerlingen niet altijd de vragen op de juiste manier interpreteren en hierdoor foutief zullen antwoorden. Is zo’n verwerking van de resultaten dan wel kwalitatief en significant te noemen? Verder vertonen sommige resultaten een Hawthorn effect. Dit effect van een interventie op een onderzochte deelnemer is uitsluitend te wijten aan het feit dat deze aan een onderzoek meedoet. Dit effect is meestal positief, want mensen gaan meer produceren of rapporteren minder klachten, los van de interventie zelf. Hier kunnen natuurlijk ook verschillende vraagtekens worden geplaatst. We kunnen ons bijvoorbeeld de vraag stellen of de kennis die leerlingen opdoen in de verschillende aangereikte spellen ook bruikbaar is in andere contexten. Er is ook een groot tekort aan onderzoek naar de impact van games op de motorische vaardigheden van kinderen zoals bijvoorbeeld de hand-oog coördinatie. De bevindingen zijn zeker nog niet compleet, er moet aanvullend onderzoek gebeuren om tot een duidelijk en waarheidsgetrouw beeld te komen van wat de impact van computerspelletjes kan zijn bij het wiskundeonderwijs.

Tabel In bijlage plaatsten we een tabel waarin we de meest relevante artikels hebben ondergebracht. Zo hadden we een duidelijk overzicht over de belangrijkste onderzoeken, de afhankelijke variabelen die hierin onderzocht werden, en de conclusies omtrent impact. Deze tabel maakte het makkelijker en overzichtelijker om de resultaten te analyseren.


11

Referenties Akinsola, M.K. (2007). The effect of simulation- games environment on students achievement in and attitudes to mathematics in secondary schools. The Turkish Online Journal of Educational Technolog,6(3), 113-119 Boekaerts, M. (2005). Motivatie om te leren (concepttekst) Eductional Practices Series – 10. Verkregen op 3 mei, 2009, via http://www.ibe.unesco.org/fileadmin/user_upload/archive/publications/Educa tionalPracticesSeriesPdf/prac10dutch.pdf Bottino, R.M., Ferlino, L., Ott, M., Tavella, M. (2007). Developing strategic and reasoning abilities with computer games at primary school level. Computers and education, 49, 1272-1286 Bragg, L. (2007). Students' conficting attitudes towards games as a vechicle for learning mathematics: A methodological Dilemma. Mathematics Education Research Journal,19(1), 29-44 Bricker J.L., Tanimoto I.A., Rothenberg, I.A., Hutama, C.D., Tina H.W. (1998). Multiplayer activities that develop mathematical coordination. Department of Computer Science and Engineering: University of Washington Çankaya, S., & Karamete, A. (2009). The effects of educational computer games on students’ attitudes towards mathematics course and educational computer games. Procedia Social and Behavioral Sciences,1,145-149 Chang, K., Sung, Y., & Lin, S. (2006). Computer-assisted learning for mathematical problem solving. Computers & Education, 46, 140-151


12

Davidson, N. E. (1990). Cooperative learning in mathematics: a handbook for teachers. Menlo Park, CA: Addison-Wesey Publishing Company.

Klawe, M., & Phillips, E. (1995). A classroom study: Electronic games engage children as researchers. Proc. CSCL, 209-213

Fengfeng, K. (2008). A case study of computer gaming for math: engaged learning from gameplay? Computer and education, 51, 1609-1620.

Klop, M., Jonker, V., e.a. (2005). Waarom spelen kinderen (RekenWeb)spelletjes? Reken-wiskundeonderwijs: onderzoek, ontwikkeling, praktijk, 24(4), 7-15

Fengfeng, K. (2008). Computer games application within alternative classroom goal structures: cognitive, metacognitive, and affective evaluation. Education Tech Research Dev, 56,539–556 Fengfeng, K., & Grabowski, B. (2007). Gameplaying for maths learning: cooperative or not? Britisch journal of educational technology, 38 (2), 249259 Hwang, W., Chen, N., & Hsu, R. (2006). Development and evaluation of multimedia whiteboard system for improving mathematical problem solving. Computer & Education, 46, 105-121 Garris, R., Ahlers, R., & Driskell, J. E. (2002). Games, motivation, and learning: A research and practice model. Simulation & Gaming, 33(4), 441– 467. Jonker, V., & Wijers, M. (2008). Th!nklets for mathemactics education. Reusing computer games characteristics in educational software. International Conference of the Learning Sciences (ICLS). Utrecht, the Netherlands: International Society of the Learning Sciences, 8. Kafai, J.B., & Ching C.C. (1996). Meaningful Contexts for Mathematical Learning: The Potential of Game Making Activities. In D. C. Edelson & E. A. Domeshek (Eds.), Proceedings of the Second International Conference on the Learning Sciences (164–171). Charlottesville, VA: AACE.

Lim, C.P., (2008). Global citizenship education, school curriculum and games: learning mathematics, english and science as a global citizen. Computers & Education 51, 1073-1093 Lopez-Morteo, G., & Lopez, G. (2007). Computer support for learning mathematics: A learning environment based on recreational learning objects. Computers & Education , 48, 618- 641 Moreno, R., & Duran, R. (2004). Do multiple representations need explanations? The role of verbal guidance and individual differences in multimedia mathematics learning, journal of educational psychology, 96(3), 492-503 Rosas, R., Nussbaum, M., Cumsille, P., et al. (2003). Beyond Nintendo: design and assessment of educational video games for first and second grade students. Computers & education, 40 ,71–94 Roussou, M., (2009). A VR Playground for learning Abstract Mathematics Concepts, Ieee computer graphics and applications, 29(1), 82-85 Shin, N., Norris C., Soloway E. (2006). Effects of Handheld Games on Students Learning in Mathematics. International Society of the Learning Sciences, 702-708


13

Sedighian, K., & Klawe, M. (1996). Super tangrams: a child-centered approach to designing a computer supported mathematics learning environment. International conference on the learning sciences, 490-495 Sedighian, K.,& Sedighian, A. (1996). Can Educational Computer Games Help Educators Learn about the Psychology of Learning Mathematics in Children. Department of Computer Science, The University of British Columbia, Vancouver, B.C., V6T 1Z4, Canada Verbeek, M-L. (2004). Goudvissen. Verkregen op 25 april, 2009, via Universiteit Leiden, Leiden Institute for Advanced Computer Science Web Site: http://www.fi.uu.nl/~vincent/games/documents/20040614_verbeek_goudviss en.doc Wei, F. F., Sopory, P., & Hendrix, K. G. (2006). The Effects of Educational Computer Games on Preschool Children’s Learning: Gender Differences in Playing Competitive and Noncompetitive Mathematics Games Conference papers: International comunication Association, Annual Meeting, 1-2


14

Opdracht Wiskundedidactiek - Review van onderzoek naar de impact van computerspelletjes bij wiskundeonderwijs 1

Recommend Documents