Inom ramen av WGLN är Rutiga Familjen i USA denna vecka. Tre aktiva RF lärare och 2 rektorer från Uddevalla är tillsammans med Lena Pareto på studieresa i Palo Alto, San Francisco. Besöket innebär bl.a. en besöksdag på Stanford University samt besök av tre olika grundskolor och deras klasser.

Vi börjar med en grundlig rundtur på det vackra universitetsområdet. Under lunchen lär vi oss hur det amerikanska grundskolesystemet är uppbyggt för att kunna jämföra med den svenska modellen. Sedan träffar vi vår samarbetspartner Daniel Schwartz och hans kollegor som bl.a. presenterar sitt arbete med Rutiga Familjen.

Rancho Milpitas Middle School är den första skola som vi besöker. Vi bekantar oss med skolans filosofi, träffar Dr. Kimi Schmidt och hennes SO-elever, en årskurs 7-klass som arbetar med algebra samt skolans särskolegrupp.

Sedan besöker vi tre klasser med skolans yngsta elever (5-6 år) på Encinal Elementary School. Dessa klasser fokuserar på läs- och skrivkunnighet. Vi träffar lärarna och eleverna, vi observerar deras koncentrerat arbete på sina iPads, laptops eller med audiomaterial.

Slutligen träffar vi lärarna och eleverna på Ponderosa Elemenatry School. Vi bekantar oss med tre årskurs 3 matematikklasser, där de på olika sätt arbetar med algebra.

Under matematikutvecklardagen får Hovhultsskolan i Uddevalla besök av 12 pedagoger från Mölndal som introduceras i matematikspelet Rutiga familjen med temat ”Talking and Seeing Maths in Games”.

En ny artikel ”A Teachable Agent Game Engaging Primary School Children to Learn Arithmetic Concepts and Reasoning” har publicerats i en internationell tidskrift om intelligenta spel och andra digitala verktyg i skolmiljö: International Journal of Artificial Intelligence in Education av Springer

(eftersom artikeln publiceras internationellt, är den på engelska).
Abstrakt:  In this paper we will describe a learning environment designed to foster conceptual understanding and reasoning in mathematics among younger school children. The learning environment consists of 48 2-player game variants based on a graphical model of arithmetic where the mathematical content is intrinsically interwoven with the game idea. The environment also features teachable agents, which are computer programs that can be taught and behave according to their knowledge. Thus, the environment provides both learning-by-doing (playing the game) and learning-by-teaching (teaching the agent to play). It differs from other learning-by-teaching systems 1) by targeting basic mathematics and primary grade students; 2) by using teachable agents as an extension to educational games in order to leverage engagement, reflection and learning; and 3) by using an agent-driven question dialogue to challenge students’ mathematical thinking, to role-model learner behaviour and to transfer game knowledge to out-of-game mathematics. The teachable agent game is described and evaluated in an authentic classroom study enrolling 443 students from 22 classes in 9 schools. Students range from 2^nd to 6^th grade of mainstream classes and 7^th to 8^th grade for students with difficulties in mathematics. Part of the study was designed as a quasi-experimental study with controls; part was designed to examine students’ change in mental models of arithmetic before and after game play. All students took pre- and post mathematics tests. The 314 playing students used the game and taught their agents during regular math-classes for three months, whereas the control classes attended standard instruction and took the tests. A questionnaire was distributed in the end of the study to investigate students’ perceptions and performances of the agent-tutoring task. Results show that 1) there is a significant learning gain for playing student compared to controls, 2) the learning environment can engage children in advanced mathematical thinking in early education, 3) that young primary students can act as successful tutors. Thus, we conclude that teachable agents is a candidate for leveraging learning in educational games to deeper levels that transfer outside the game. This idea combines the motivational power of games with the reflective power of a teachable agent asking though-provoking, deep questions on the learning material during game play.

Pareto, L. (2014). A Teachable Agent Game Engaging Primary School Children to Learn Arithmetic Concepts and Reasoning. In International Journal of Artificial Intelligence in Education, Volume 24, Issue 3, pp 251-283. Springer New York.

Till EDMEDIA-konferensen World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia and Telecommunications in Lugano, Schweiz, presenterade Lena Pareto följande artikel 2004: The Squares Family: A Game and Story based Microworld for Understanding Arithmetic Concepts designed to attract girls (eftersom artikeln publiceras internationellt, är den på engelska.)
Abstrakt: To address the matter of children’s lacking understanding of arithmetic concepts, we have designed an educational environment, a microworld, which we believe stimulate self-regulation and reflective cognition. The microworld is based on an analogical, constructive representation, where mathematical objects and operations are translated into graphical objects and animations. The microworld contains a story, and combined card- and board games. The story is about the Squares Family. It has three purposes: to explain the graphical model; to introduce the games; and to give an understanding of the concepts involved. The purpose of the games is to allow children to use the graphical model and to practice important aspects of arithmetic. The games focus on concepts, not computations, and encourage own discoveries. The combination of a story-based microworld with games shows potential for providing an effective learning environment. The microworld is developed with user-centred design, and there is a prototype in Java. » Läs mer

Stiftelsen för kunskaps- och kompetensutveckling (KK-stiftelsen) finansierar Rutiga Familjen under projektet En ny generation läromedel och projektnamnet Lek och spela i plus- och minusvärlden. Finansieringen sker över en period av nästan 3,5 år.

Utöver skapandet av Rutiga Familjen (ursprungligen som datorbaserad prototyp) samt dess kontinuerliga utveckling och programmering, sker bl.a. följande mellan dec 1997 och maj 2001:
- Projektidén presenteras till lärare från tre olika skolor.
- Intervju av huvudsakligen flickor utförs. Intervjun fokuserar på matematik och datorspel.
- RF:s första spelen i addition och subtraktion med enbart ental testas i en vecka av 2 klasser i årskurs 3 och av tolv 6-åringar.
- Spelen med 10-tal och 100-tal testas med dessa två klasser i årskurs 3 (samma klasser som ovan).
- Projektet presenteras för alla lärare från låg- och mellanstadiet på Åreskolan.
- RF genomgår en ny testomgång med en ny referensskola i Åre. Spelen testas med klasser i årskurs 2, 3, 5 och 6.  I de lägre klasserna testas huvudsakligen spelen med addition och subtraktion på alla nivåer, medan i de högre klasserna testas multiplikations- och divisionsspelen för första gången.
- Åreskolan fortsätter under hösten 99 att använda RF i sin undervisning. Mer djupgående analyser och tester planeras för att försöka avgöra om förståelsen för matematik påverkas. Detta innebär jämförelser av barnens förståelse i formell matematik relativt i RF:s modell samt upprepning av dessa tester efter flera månaders kontinuerligt arbete med spelen.
- RF utgör under hösten 99 en central del i undervisningen av flickorna som har stora inlärningssvårigheter. Undervisningen i datakunskap sker regelbundet på en nystartad internatskola för flickor med extremt svåra uppväxtförhållanden.
- Sökning efter lämpliga samarbetspartners pågår för en eventuell kommersialisering av RF.
- Utförliga förståelsetester med årskurs 2 samt årskurs 6 genomförs i Åreskolan våren 99. Testerna består av först ett skriftligt test med uppgifter som löses i traditionellt formulerad matematik, sedan en spelsession med RF i ca 1 timme var, med den nya kopplingen till matematik påslagen och slutligen ett skriftligt test, med precis samma uppgifter som i den första delen, dock formulerade i rutmodellen, med syftet att se om hur väl eleverna klarade av att lösa olika sorters uppgifter i de två varianterna.
- Kortare test görs på Mossebergsskolan i samband med ett radioprogram, december 1999.
- Förståelsetester görs (med nya barn) på Montessoriskolan i Henån våren 2000.
- Hösten 2000 utförs tester med multiplikations- och divisionsspelen på Åreskolan.
- Åreskolan testar spel mot datorspelare under våren 2001.
- Våren 2001 görs även allmänna tester av spelet (med nya barn) i Östersund.
- Mindre omfattande test av spelets saga och dess ljudeffekter görs på Åreskolan under våren 2001.

Idag lanserar vi en ny version av Rutiga Familjens administrationssida, där lärarna administrerar sina klasser och sina elever. Uppgradering har skett på flera plan: utökade möjligheter för lärarna och höjd säkerhet för systemets hållbarhet.

I administrationssidan kan lärarna:
- lägga till nya skolor / klasser
- koppla sig till flera registrerade klasser
- lägga till / ta bort / flytta elever
- uppgradera sina elever till ett nytt spelår, vilket görs varje hösttermin (nytt läsår)
- skriva ut klasslistor med elevernas lösen till spelet och till elevernas egen sida där de utför tester.

Uppgradering av systemet innebär för lärarna dessutom möjligheten att:
- förhandsgranska attityd-, självvärderings- och matematiktester (12 olika tester från åk 1 upp till åk 5+)
- själv besvara testerna och bedöma testernas svårighetsgrad
- tilldela tester till sina elever
- granska och skriva ut elevernas testresultat och göra nya bedömningar utifrån dessa.

För övrigt satsar vi med denna version på högre säkerhet, genom att ha minskat användarens möjlighet att ”göra fel”, vilket gör systemet mer hållbart och säkert.

Parallellt med denna nya administrationssida, lanserar vi även elevernas egen sida.

Nästa uppgradering kommer att innebära ytterligare möjligheter för lärarna, som t.ex. att grafiskt kunna följa elevens utveckling baserad på genomförda tester över tiden.