Effektstudiet af MatheZeit

Når man taler om, hvornår matematikundervisning lykkes, står karakterer og testresultater som regel i centrum. De betyder noget, for de viser, om børnene har forstået det matematiske indhold. Men læring omfatter mere end det: modet til at gå i gang med svære opgaver, interessen for faget og måden, børnene håndterer fejl på. Uddannelsesforskningen samler disse kendetegn under betegnelsen affektive udbyttekriterier, og de er ikke et sidespørgsmål. Ifølge den veldokumenterede Reciprocal Effects Model forstærker fagspecifik selvopfattelse og præstation hinanden over tid: højere selvtillid forudsiger senere fremgang i præstation, også når man tager højde for det tidligere præstationsniveau.

Der findes nu en undersøgelse af MatheZeit, som har målt begge dele. I denne artikel opsummerer vi, hvad den viser, og lige så vigtigt, hvordan den viser det, for de to dele adskiller sig i, hvad de kan sige noget om.

Undersøgelsen kort fortalt

Instituttet for Matematik ved Europa-Universität Flensburg har undersøgt effekten af MatheZeit i en uafhængig undersøgelse, som vi ikke har bestilt: et randomiseret kontrolleret forsøg med 530 børn i 3. og 4. klasse på 33 grundskoler i Schleswig-Holstein. Den tilfældigt tildelte MatheZeit-gruppe arbejdede med platformen i seks uger, cirka 45 minutter om ugen inden for den almindelige matematikundervisning; kontrolgruppen havde almindelig undervisning med det samme tidsforbrug. Derudover blev 250 børn spurgt om selvopfattelse og interesse; denne ledsagende spørgeskemaundersøgelse blev gennemført uden kontrolgruppe og skal læses som beskrivende.

Effekten på kompetencer

Børn, der lærte med MatheZeit, opnåede en større kompetencetilvækst end kontrolgruppen. Omregnet til læringstid svarer fordelen til omkring tre til fire måneders ekstra læringsfremgang, opnået efter blot seks uger og uden et eneste ekstra minuts læringstid. Resultatet var stabilt på tværs af flere statistiske kontroller, og det er betydeligt: de fleste undervisningsindsatser, der afprøves i store feltundersøgelser, opnår væsentligt mindre effekter.

Tilvæksten viste sig på begge klassetrin. Indholdsmæssigt var den koncentreret i de strukturrelaterede områder, stærkest i »Mønstre og strukturer«, efterfulgt af »Måling og størrelser«. Denne profil er værd at bemærke, fordi de reviderede tyske nationale uddannelsesstandarder (KMK) netop fremhæver området »mønstre, strukturer og funktionelle sammenhænge« som en overordnet ledende idé i faget: MatheZeit har sin tydeligste effekt der, hvor standarderne placerer fagets strukturelle fundament.

Hvad der ændrede sig ved siden af præstationen

Den ledsagende undersøgelse, som ikke havde nogen kontrolgruppe og derfor er beskrivende, tegner et positivt billede af den affektive udvikling. Børnenes matematiske selvopfattelse steg målbart i brugsperioden, og interessen steg let. Det er værd at bemærke, fordi longitudinelle undersøgelser konsekvent viser, at selvopfattelse og lyst til at lære som regel har tendens til at falde i løbet af grundskolen; en stigning inden for seks uger går imod denne udviklingstendens.

Den tydeligste ændring var i tilslutningen til »Jeg kan også løse svære opgaver« (+8 procentpoint), altså præcis den tillid på opgaveniveau, som adaptiv træning sigter mod. For interessen lå den største stigning i at se frem til matematiktimerne (+5,5 procentpoint), altså den situationsbestemte oplevelse, som interesseforskningen udpeger som det første, der ændrer sig; dybere holdninger til faget vokser først ud af det gennem gentagne positive oplevelser.

Glæde, også når det bliver svært

Et resultat fra procesdataene fortjener særlig opmærksomhed. I korte spørgeskemaer besvaret direkte under læringen angav 72 procent af børnene, at de havde det sjovt, også efter opgaver, som de først løste efter flere mislykkede forsøg. Selv læringsforløb, som børnene oplevede som for svære, blev i gennemsnit stadig vurderet positivt. Krævende opgaver er ellers en typisk udløser for frustration og frafald; at glæden holder her, er den mest interessante del af billedet set fra et undervisningsperspektiv.

En plausibel mekanisme bag dette findes i gennemførelsesprocenterne: af mere end 23.000 bearbejdede Knobelbox-opgaver blev 99,9 procent gennemført med succes, og hvor børnene bad Mazio om hjælp, førte denne hjælp næsten altid til en løsning. Børnene afslutter derfor næsten aldrig en opgave med en fiasko. Forskningen i at lære af fejl viser, at fejl først bliver produktive, når barnet får korrigerende tilbagemelding med det samme og ikke oplever situationen som en bedømmelse; et tutorsystem kan strukturelt skabe netop disse betingelser, fordi det reagerer på hvert mislykket forsøg med det samme, individuelt og uden social bedømmelse fra klassekammeraterne.

Hvordan børn og lærere vurderer platformen

Børnenes opbakning til MatheZeit var gennemgående høj. Godt fire ud af fem børn vil gerne fortsætte med at arbejde med MatheZeit efter brugsperioden, siger, at det gør matematik sjovere, og angiver, at de kan lide matematik bedre, siden de er begyndt at bruge det. I en direkte sammenligning med en etableret læringsplatform, som blev undersøgt i de samme klasser med identiske spørgsmål, klarede MatheZeit sig væsentligt bedre på glæde og koncentration: på glæde gav 87 procent af MatheZeit-børnene den bedste vurdering mod 58 procent for sammenligningsplatformen. Sigende nok blev de to platforme vurderet næsten ens på brugervenlighed; forskellen ligger dermed i selve læringsoplevelsen frem for i brugerfladen.

De 33 deltagende lærere vurderede også brugen af platformen positivt: i gennemsnit ville de anbefale den med 9,7 ud af 10 point, og de fremhævede især børnenes selvstændige arbejde, de adaptive opgaver og den diagnostiske værdi for deres egen undervisning. Dette perspektiv er centralt for praksis, for en platforms effekt afgøres af, hvordan den indlejres i undervisningen, og ikke af teknologien alene; det ligger hos lærerne.

Kontekst og begrænsninger

Undersøgelsen er en af de få uafhængige, kontrollerede dokumentationer af effekt for en adaptiv matematiklæringsplatform i tysksproget grundskoleundervisning. Den har også klare begrænsninger, som rapporten selv nævner: perioden var seks uger, de affektive mål blev indsamlet uden kontrolgruppe, og om effekten holder over et helt skoleår, er et spørgsmål for videre forskning.

For os følger der to ting af dette. For det første stammer kompetencetilvæksten fra måden, læringen er tilrettelagt på, og ikke fra mere øvetid; det understøtter tilgangen med at bygge adaptivitet og tilbagemelding ind i selve opgaverne. For det andet udvikler præstation, selvtillid og interesse sig sammen, og et læringsmiljø bør måles på alle tre dele, med den samme ærlighed om, hvad der er dokumenteret, og hvad der er iagttaget.