”En  vetenskaplig studie visar att mattespelet Rutiga Familjen kraftigt förbättrar tredjeklassares matematiska förståelse. Spelet åskådliggör hur vårt talsystem är uppbyggt. Elever som spelar det tränar sin förmåga att resonera om matematiska problem och tänka ut strategier för att lösa dem”
Pressrelease Högskolan Väst, Trollhättan, måndag 21 maj 2012» Läs mer

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.

Till AIED konferensen 15th International Conference on Artificial Intelligence in Education, in Auckland, Nya Zeeland, presenterade Annika Silvervarg (Linköping Universitet) och kollegorna Lena Pareto, Magnus Haake, Thomas Strandberg samt Agneta Gulz (Lund Universitet) följande artikel 2011: An Educational Math Game with a Teachable Agent and a Social Chat (eftersom artikeln publiceras internationellt, är den på engelska.)
Abstrakt: We present an educational math game, including a teachable agent and a social chat, that trains basic arithmetic skills with a focus on grounding base-ten concepts in spatial representations. It employs a board-game design with a variety of different sub-games, game modes and levels of difficulty. [...] In other words, the basic game with the TA contains a form of on-task conversation between agent and student. But the game architecture also has been extended with a chat where the student can engage in conversation with the TA, writing freely by means of the keyboard and bring up basically any topic in a chat-like manner. [...] One reason to include off-task conversation is to enrich the game and its motivational qualities for the age group in question (12-14 year olds). Another is to be able to explore whether such a conversational module can enable pedagogical interventions, such as supporting pupils math self efficacy and change negative attitudes toward math in general. » Läs mer

Idag lanserar vi en ny version av Rutiga Familjens matematikspel. Uppgraderingen innebär en ny inloggning (med cookies), ökad spelupplevelse, nya matematikspel, nya valmöjligheter i befintliga spel samt hjälp till varje spel. Mer detaljerad finns nu:

• Ny inloggningsrutin till spelet med snabbvalslista som underlättar inlogningen.
• Optimering av spelets hastighet, spelets tidigare låga hastighet har nu åtgärdats. Notera dock att datorn kan behöva lite tid att ladda ner spelets nya version första gången för varje ny användare. När detta väl är gjort, bör hastigheten inte vara något bekymmer, snarare medföra en positiv spelupplevelse.
• Åtta nya matematikspel har tillkommit, de hittas i fliken ”Hitta Paret – Plus & Minus”. Spelen heter:
  • Hitta paret upp till 10, 20, 100, 1000 (enbart pos tal)
  • Hitta paret upp ner 10, 20,100,1000 (pos & neg tal)
  Dessa spel är spel där eleverna samarbetar för att hitta 2 kort som löser uppgiften.
  Tillkomsten av dessa nya spel medför att introsidan till spelet ser lite annorlunda ut.
  Nu finns det 3 flikar:
  • Hitta Paret – Plus & Minus, som innehåller 8 nya samarbetsspel. Det är på denna flik som spelet introsida öppnar sig.
  • Plus & Minus, som innehåller alla tidigare spel (10 kompisar, alla Inom Repet-spel samt alla Få bort alla-spel).
  • Gånger & Delat, som innehåller dela fyrkant och dela jämnt spel.
  Tillkomsten innebär att fliken ”Plus & Minus många gånger” f.n. är avstängd. Idén till dessa nya spel uppstod under Dalabergsskolans kreativa möte med Rutiga Familjen.
• Multiplikationsspelen Dela Fyrkant och Dela Jämnt har nu möjlighet att spelas med/mot dator. I spelen Dela Fyrkant och Dela Jämnt i fliken Gånger & Delat finns nu möjligheten att spelas med eller mot datorn.
• Till varje spel, ny som ”gammal”, finns nu ett hjälpdokument som kort sammanfattar målet med det valda spelet och hur poäng tilldelas. För att komma åt denna hjälp, väljer du först ett spel och ställer in spelets inställningar (operation, spela med/mot, mm.). In i spelet finns det valda spelets hjälp i menyn, under Hjälp. Klicka på Visa hjälp, så öppnas dokumentet i en annan flik. På detta sätt går det att bläddra mellan spelet och hjälpen, då spelet finns i en flik och hjälpen i en annan.

Mycket spelglädje!

Idag har vi vår första kreativa workshop tillsammans med 12 lärare från Dalabergsskolan. 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 (mål, innehåll, val av spelpartner) ser ut som följande:
Spår 1 ÅK 1-2
Vald utmaning
-
Valt mål
10-kamraterna
Valt upplägg (klicka på bilden för förstoring)

Spår 1 ÅK 3-5
Vald utmaning
-
Valt mål
Förstå och använda 10-kompisar
Valt upplägg (klicka på bilden för förstoring)

Spår 2 & 3 ÅK 1-3
Vald utmaning
Svårt att få eleverna att förstå likamedtecknets betydelse
Valt mål
Att förstå vad likamedtecknet betyder
Istället för att planera in sina tre lektioner, utvecklade lärarna en ny spelidé som har resulterat i flera nya spel!

Spår 2 & 3 ÅK 2-5
Vald utmaning
Att eleverna ska bli säkra på multiplikationstabeller. Att kunna använda multiplikation i problemlösning: area, räknesagor
Valt mål
Kunna koppla multiplikationstabellen med areaberäkning
Valt upplägg (klicka på bilden för förstoring)

Spår 4 & 5  ÅK 1-3 & lilla gruppen
Vald utmaning
Öppna utsagor t ex: 7 + _ = 10 och 10  – _ = 4
Valt mål
Kunna 10-kamraterna utan att tveka
Valt upplägg (klicka på bilden för förstoring)

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.