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.

Idag har vi vår kreativa workshop tillsammans med 10 lärare från Norgårdenskolan. Lärarna arbetar utifrån vad klassen arbetar med, hur klassen arbetar med det, vilka mål som styr och vilka utmaningar som finns. Sedan väljer varje årskurs en utmaning och ett mål att arbeta utifrån under tre lektioner där eleverna spelar med matematikspelet Rutiga Familjen.

Utmaningarna och målen som valdes per årskurs samt lektionernas upplägg ser ut som följande:
Åk 1
Vald utmaning
Matematiska likheter och likhetstecknets betydelse
Valt mål
Få alla elever att förstå att man läser från vänster till höger (även i matematiken)
Valt upplägg (klicka på bilden för förstoring)

Åk 1 (annan klass)
Vald utmaning
Liten grupp – mycket prat kring problematiken – konkret material för de elever som har svårare att ta till sig mattetänket
Valt mål
Använda matematikens uttrycksformer i samtal med kamrater med ”lite svårigheter”
Valt upplägg (klicka på bilden för förstoring)

Åk 2
Vald utmaning
Våga lita på sin förmåga
Valt mål
Matematiska likheter och likhetstecknets betydelser
Valt upplägg (klicka på bilden för förstoring)

Åk 3
Vald utmaning
Stora minus (0-20). Utmaning att släppa konkret material
Valt mål
Eget: att erbjuda olika sätt att tänka
LGR11: att använda olika huvudräkningsstrategier
Valt upplägg (klicka på bilden för förstoring)

Knut och Alice Wallenberg Stiftelse, WGLN II - Wallenberg Global Learning Network II finansierar Rutiga Familjen under projektnamnet Teachable Agent Games for Early Mathematics. Högskolan Väst  i Trollhättan och Stanford University i USA  inleder därmed ett internationellt och interdisciplinärt samarbete. Spelutvecklingen och pilotstudiens empiriska resultat kommer sedan att vara RF:s proof-of-concept och ligga till grund  för eventuella framtida WGLN ansökningar.

Finansieringen sker över en period av 1 år och mellan sept 2006 och aug 2007 görs följande:

- Fördjupning av relationen och samarbetet genom produktiva träffar IRL, där bl.a. Daniel Schwartz håller ett föredrag på Högskolan Väst och Lena Pareto presenterar pilotstudiens  resultat (se nedan) på WGLN:s symposium i Lund. Observera att parterna inte tidigare hade träffats.

- Vidareutveckling och implementering av prototypen. Lena Pareto utvecklar spelet vidare genom att förbättra presentationen av spelets matematiska innehåll samt genom att införa artificiell intelligens i form  av en agent.

- Pilotstudie genomförs och prototypen testas i en vecka av en klass i årskurs 4 (21 elever). Målet är att testa deras förståelse av decimalsystemet, av sambandet mellan de olika enheterna samt av additionens effekter. Testet består av en pretest, en spelsession av 1-1,5t och en posttest samt en gruppintervju med alla deltagare. För spelsessionen delas gruppen i två, där den ena halvan spelar utan agent, men mot datorn och den andra halvan spelar själv, lär upp sin agent och observerar sin agent spela RF.

”Det packas och flyttas lådor och tränas agenter på Forshällaskolan i Uddevalla. Inte riktiga lådor utan gula, röda och blå lådor på dataskärmen, och agenterna tillhör också spelet. Eleverna i årskurs 1, 3 och 5 är, tillsammans med sina lärare, med i ett forskningsprojekt där de tillsammans med datalogen och forskaren Lena Pareto utvecklar ett nytt matematikspel. ”Rutiga familjen”, som spelet heter är ett grafiskt matematikprogram som låter barn utveckla en djupare förståelse för positiva och negativa tal, decimalsystemet samt de fyra räknesätten.”
Tidningsartikel DIU (Datorn i utbildningen), 6/2009, oktober 2009 » Läs mer

För femte gången arrangerar Institutionen för Ingenjörsvetenskap vid Högskolan Väst Matematikens Dag, en fortbildningsdag för lärare som undervisar i matematik (förskola – gymnasium & komvux). Målet är att erbjuda kompetensutveckling i ämneskunskaper och skapa en möjlighet att knyta kontakter.

Rutiga Familjen presenteras och senaste forskningsresultaten visas:
Datorspel med agenter som lär sig matematik utan symboler

Till AIED konferensen 15th International Conference on Artificial Intelligence in Education, in Auckland, Nya Zeeland, presenterade Lena Pareto och kollegorna Tobias Arvemo (Högskolan Väst), Ylva Dahl (Uddevalla Skolor), Magnus Haake samt Agneta Gulz (Lund Universitet) följande artikel 2011 :A Teachable-Agent Arithmetic Game’s effects on Mathematics Understanding, Attitude and Self-Efficacy (eftersom artikeln publiceras internationellt, är den på engelska.)
Abstrakt: A teachable-agent arithmetic game is presented and evaluated in terms of student performance, attitude and self-efficacy. An experimental pre-post study design was used, enrolling 153 3rd and 5th grade students in Sweden. The playing group showed significantly larger gains in math performance and self-efficacy beliefs, but not in general attitude towards math, than the control groups. The contributions in relation to previous work include a new educational game being evaluated, and an emphasis on self-efficacy in the study as a strong predictor of math achievements. » Läs mer