”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

MALIDA – Matematisk Lekfull Interaktion på Digital Arena, är ett samverkansprojekt mellan Uddevalla kommuns grundskoleverksamhet, Innovatums Science Center i Trollhättan och Högskolan Väst. Pilotstudien finansieras av Specialpedagogiska Skolmyndigheten.

Samarbetet mellan Uddevalla kommun, Högskolan Väst och Rutiga Familjen utvidgas och matematikspelets grafiska spelmiljö förs över till Science Centers digitala arena Caleidoscopica. I denna  ”interaktiv 3D-biograf” är användaren omsluten av en 4 meter hög och 12 meter vid scen i 270°. Där interagerar användaren med den virtuella världen genom att hantera fysiska, kubiska kuddar. Man befinner sig således mitt i händelsernas centrum för maximal närvaro- och upplevelsekänsla.

Tanken är att elever på ett mer engagerande, fysiskt aktivt och mer konkret sätt ska kunna använda lärspelet i denna miljö istället för framför en datorskärm eller en interaktiv tavla. Det långsiktiga syftet är att skapa en inkluderande, lekfull och inspirerande matematisk lärmiljö på en digital arena tillgänglig för all skolverksamhet och allmänhet i regionen, där elevers olika förmågor samverkar i en gemensam aktivitet och där samtidigt elevernas mindre utvecklade förmågor stimuleras och utvecklas.

Pilotstudien innebär att fyra typer av insatser planeras: spelanpassning till den digitala 3D-biografen, användartester av spelprototypen (specialpadegoger, forskare och en mindre grupp elever), dokumentation samt spridning av resultaten.

Studiens primära målgrupper är elever som har behov att stöd för sin matematiska utveckling och elever som har behov av att träna socialt samspel. Dock kan MALIDA, precis som Rutiga Familjen på sin ursprungliga plattform, fungera som en motiverande, om än mindre nödvändig, läraktivitet för alla elever, i enlighet med filosofin att en ”design för alla” motverkar onödig särbehandling och behovsbaserade grupperingar.

Rutiga Familjen deltar i WGLN:s symposium i Lund, Harnessing Technology for Learning – University and School Partnerships. Symposiet är en del av en större satsning på lärande och informationsteknik som Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse finansierar. Målsättningen är att lyfta fram nya tekniker och metoder för undervisning på grundskola och gymnasium – även särskolor – och att förverkliga dessa i konkreta klassrumsanpassade verktyg som i det dagliga arbetet verkar stimulerande för både elever och lärare.

Lena Pareto, vars proof-of-concept finansierades av WGLN 2006-2007, presenterar matematikspelet och pilotstudiens resultat:

Who plays the math game best – you or the agent you just taught?
Teachable Agent Games for Early Math

Under symposiet tas första kontakten med Lund Universitet och grunden till ett framtida samarbete läggs.

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.

Nya RF lärare har tillkommit under hösten 2012 och inte alla har fått chans att besvara lärarenkäten som skapats inom ramen av Skolverkets Matematiksatsning i Uddevalla 2011-2013. Lärarenkäten hålls därför öppen under hela hösten!

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.