Gamification og mestringEt forløb i fysik B, af Bo Päivinen Ullersted

IndholdIntroduktion.....................................................................................................................................................2

Forløbet i overblik........................................................................................................................................2

Læringsorienteret undervisning.......................................................................................................................3

Kognitiv læring og spildesign............................................................................................................................6

SOLO-taksonomien.......................................................................................................................................7

Spildesign i færdighedsopgaverne................................................................................................................8

Arbejdsformer i klassen..................................................................................................................................10

Lærerrollen i klassen...................................................................................................................................10

Fagdidaktik.....................................................................................................................................................10

IBSE/5E.......................................................................................................................................................11

Dannelse.........................................................................................................................................................11

Samarbejde og holdets andre fag...................................................................................................................12

Afvikling af forløbet........................................................................................................................................12

Højt ambitionsniveau.................................................................................................................................12

Elevernes arbejde.......................................................................................................................................13

Spørgeskema svar.......................................................................................................................................14

Konklusion......................................................................................................................................................15

Perspektivering...........................................................................................................................................16

Opsummering.............................................................................................................................................16

Bibliografi.......................................................................................................................................................17

BilagAfleveringers pointtal og karakterer........................................................................................................Bilag 1

Regneopgavers sværhedsgrad.................................................................................................................Bilag 2

Underpunkter for rapport feedback........................................................................................................Bilag 3

Skabelon til logbog...................................................................................................................................Bilag 4

Spilleplade for færdighedsopgaver..........................................................................................................Bilag 5

Elevsvar på spørgeskema.........................................................................................................................Bilag 6

IntroduktionJeg har længe haft en interesse for at se en integration af computerspil i undervisningen, og gjort flere små forsøg på dette. Som amatør-udvikler af spil har jeg også forsøgt at se på min undervisning med de samme briller, der bruges til at udvikle engagerende spiloplevelser. Det er ikke en ny tanke at undervisningen vil kunne udvikles ved brug af elementer fra computerspil – flere har argumenteret for dette, typisk under betegnelsen gamification. (Knewton) (Chou)

Men med erfaringer fra tidligere forsøg1 ved jeg at introduktionen af spilelementer ikke i sig selv er nok til at forbedre undervisningen – hverken læring eller engagement. Dette burde egentlig ikke overraske, da mange computerspil slår fejl – de formår ikke at give gode oplevelser, der kan tiltrække spillere.Derfor har jeg ladet mig inspirere af design-teorier omkring det gode spil, og mit projekt kan ses som en oversættelse og anvendelse af spildesign-teori ind i en pædagogisk og didaktisk kontekst. Heri spiller begrebet ”meningsfyld spildesign” en hovedrolle.

Med denne motivation vil jeg præcisere problemformuleringen for denne undersøgelse:

Hvordan kan principper om meningsfyldt spildesign anvendes i fysik B-niveau undervisning, så det medfører mestringsoplevelser frem for præstationspres?

Den sidste del af problemet refererer til begreber fra (Skaalvik, 2013). Disse finder relevans, fordi der i computerspil typisk er en høj grad af bedømmelse af spillerens præstation – både i singleplayer spil, men i endnu højere grad for multiplayer, hvor der som oftest skal være en taber for at der kan være en vinder.Som Skaalvik dokumenterer, er bedømmelse af præstationer et potent element i undervisningen, der kraftigt kan både fremme og sabotere elevens læring – derfor er det oplagt at gøre dette emne til et hovedpunkt i opgaven.

Forløbet i overblikMit projekt med at integrere principper om meningsfyldt spildesign i undervisningen fandt sted over 6 moduler af fysikundervisningen for holdet 1V fysik B, hen imod slutningen af 1g.

Det gennemgående element i forløbet var de typer af beregninger der var i fokus, nemlig reaktionsskemaer og Q-værdi for kernereaktioner. Så forløbet var delt op over to temaer, teorien for beregningerne blev introduceret i midten af temaet ”kræftbehandling” som var valgt af eleverne, og fortsatte i starten af det efterfølgende forløb ”jorden og universet” hvor solens fusionsproces var i centrum.

Undervisningen bestod primært af opgaveregning og den nødvendige teorigennemgang, med et enkelt modul afsat til eksperimenter eleverne efterfølgende skulle skrive fysikrapport om. Min indsats for at anvende principper om meningsfyldt spildesign bestod i to systemer til opgaveregning, og et system for tilbagemelding på fysikrapporter.

Holdet 1V er en biotek-studieretning som bestod af 15 piger og en enkelt udvekslingsstuderende dreng. Holdet har en meget ensartet og markant mentalitet, alle tager undervisningen seriøst og gør en solid indsats. Det faglige niveau er højt, eleverne med de laveste årskarakter i fysik fik 4 mundtligt / 7 skriftligt –

1 Både egne erfaringer og Rasmus Kragh (Kragh, 2014)

og gennemsnittet for klassen var på 9,0 / 10,1.Til gengæld har holdet en tendens til perfektionisme, hvilket ikke altid er optimalt.

Læringsorienteret undervisningEn skole kan orientere sig imod enten elevens præstation eller elevens læring. Fokus på præstation hænger sammen med tests, hvor elevernes resultater sættes op imod hinanden – både i den enkelte klasse, og i forhold til andre klasser/skoler. Med dette signaleres vigtigheden af at være den bedste, hvilket medfører et såkaldt præstationspres (Skaalvik, 2013). En høj grad af præstationspres medfører både faglige og psykiske problemer og virker derfor destruktivt. Store dele af eleverne i norske skoler følte et stærkt eller meget stærkt præstationspres (Federici, 2015), og da skolesystem og kultur er sammenlignelig, må problemet antages også at være betydeligt i Danmark.

Modsætningen til præstationsorientering er læringsorientering, der lægger sit fokus på indsats og fremgang hos eleven. Fokus bliver på at illustrere fremgangen for den enkelte elev – hvordan han eller hun kan og ved mere nu end for en måned eller en uge siden. Denne bevidsthed om fremskridt modvirker præstationspresset, og virker samtidigt motiverende. (Skaalvik, 2013)

En vigtig pointe er at den læringsorienterede skole måler og vejer eleverne mindst lige så meget som den præsentationsorienterede. Men dataene bruges forskelligt. De opstilles ikke til sammenligning imellem elever i klassen, og heller ikke til sammenligning med et gennemsnit af præstationer fra elever i hele landet. Derimod opstilles dataene så eleven kan se sin egen udvikling over tid, og kan motiveres af den dokumenterede fremgang – du kan mere nu end da du startede i 1g! Bemærk at karaktersystemet per definition er præstationsorienteret, at få karakteren 12 er ensbetydende med at tilhøre de 10% bedste af alle elever der har bestået faget.

At give den enkelte klar besked om sin fremgang er et vigtigt punkt i spildesign, som findes på et utal af måder i computerspil. Blot det at gennemførsel af en bane låser op for næste (mere udfordrende) bane viser tydelig fremgang, men der findes også mere direkte måder at vise det på. Jeg har taget inspiration fra bl.a. den personlige high-score og fra RPG-genren2, hvor fjender ofte vises med et level som indikerer deres sværhedsgrad. Når spilleren så slår sin egen high-score eller bliver i stand til at klare flere fjender med højere levels, giver det den følelse af fremgang som er nødvendig for at fastholde engagementet i spillet.

Læringsorientering er indbygget i min undervisning ved at sværhedsgraden af fysikrapporter angives som et konkret tal. Denne sværhedsgrad er naturligvis stigende efterhånden som eleverne har haft mere undervisning i faget. En aflevering af en fysikrapport bedømmes med et antal points, som er opgavens sværhedsgrad gange med hvor godt opgaven er besvaret (en procentsats der svarer til en karakter). Samtidigt præsenteres pointtallet i et Excel-dokument ved siden af pointtal fra tidligere opgaver. Da sværhedsgraden af opgaverne er stigende, vil enhver elev kunne se sine voksende evner illustreret, selv hvis elevens karakter er stabil eller langsomt faldende.

På samme måde har enhver regneopgave i fysik været tildelt en sværhedsgrad som et pointtal. Sværhedsgraden fastsættes efter objektive kriterier – udgangspunktet er at tælle hvor mange

2 RPG: Role-Playing Game, dvs. inspireret af rollespil som f.eks. Dungeons & Dragons.World of Warcraft er et velkendt eksempel på RPG-genren.

komplikationer eleven skal igennem i en opgave, se bilag for detaljer. Fordi sværhedsgraden er objektiv kan eleven se sine evner til opgaveregning forbedre sig, både inden for den enkelte session og over tid.

Jeg har i projektet gjort elevernes voksende evner ekstra synlige ved at indbygge såkaldte milepæle som eleverne kan optjene. Milepælene kræver at eleverne holder regnskab med pointtallene på opgaverne og gives for: at opnå et samlet pointtal i en trænet færdighed (f.eks. beregninger i kernereaktioner), at løse en svær delopgave (med højt pointtal), at opnå flere points end i sidste opgavesession og endeligt at opnå mere end 1 point per minut. Disse milepæle indskrives i en logbog, så eleven let kan se sine fremskridt i overblik.

De nævnte pointtal for fysikrapporter og regneopgaver skal betragtes som en summativ evaluering, og som nævnt kan dette støtte elevernes læring indirekte ved at give dem succesoplevelser. Men ifølge teorien om synlig læring fra Hattie styrkes elevernes læring langt mere direkte ved formativ evaluering, også kaldet feedback. Her er dagsordenen at eleven får afklaret spørgsmål midt i sin læreproces, f.eks. ”hvad er mine mål” og ”hvad er næste skridt”. (Qvortrup, 2015)Betydningen af feedback understreges af følgende citat fra Hattie:

”At modtage feedback gør det muligt for den lærende at lukke den kritiske kløft mellem den aktuelle status og et mere ønskeligt præstationsniveau.” (Qvortrup, 2015)

Af denne grund indeholder mit system for tilbagemelding af rapporter flere detaljer end blot et pointtal (se følgende figur). Rapporten inddeles i 6 hovedområder, som hver gives en vurdering med medalje: guld, sølv, bronze eller ingen. Og under disse 6 hovedområder findes i alt 25 underpunkter, som vurderes med acceptabelt eller ikke acceptabelt. Endeligt er der et tekstfelt for hvert hovedområde til yderligere kommentarer. Se bilaget for en oversigt over hovedområder og underpunkter.Disse detaljer skal ses som formativ evaluering, idet elevens proces med at lære at skrive fysikrapporter endnu ikke er afsluttet. Ved at sammenligne den detaljerede vurdering med tidligere opgaver skabes et meget præcist billede af elevens aktuelle status og muligheder for læring. Ideen er at eleven selv opnår dette overblik, og dermed bliver i stand til selv at sætte sig konkrete læringsmål.

Figur 2: Tilbagemelding på fysikrapport. Nyeste aflevering i venstre søjle.

For eksempel kunne man forestille sig at en elev opnåede sølv- eller guldmedaljer i 5 hovedområder, men bronzemedalje i hovedområdet ”målinger”. Eller at underpunktet ”eksempel” under ”beregning” var ikke-acceptabelt i 3 ud af de 4 seneste afleveringer. Begge dele ville give et tydeligt billede af at eleven har en specifik svaghed på disse områder, og bør sætte det som næste trin i deres lærings-proces at få styr på det.

Når eleverne derved er blevet opmærksomme på deres næste skridt, er det naturligt at søge støtte blandt klassekammerater der er mere sikre på dette område. Jeg indførte derfor et ekspert-system, som gav særlig status til de elever der opnåede den højeste vurdering – guldmedalje – inden for et eller flere hovedområder. Deres særlige opgave var at støtte de andre elever i at lære om deres ekspertområde.

I praksis betød det, at ekspert-eleverne måtte vælge et hovedområde de havde opnået guldmedalje i. Herefter skulle de vejlede en kammerat (der ikke havde opnået guldmedalje) i at skrive om dette hovedområde. Til gengæld behøvede de ikke selv at skrive om det, men kunne nøjes med at kopiere

kammeratens afsnit, og markere det som ”ekspert-afsnit”. I vurderingen af ekspertens opgave blev disse afsnit ignorerede, det vil sige at de blev betragtet som perfekte uanset om der reelt var fejl i dem.

Lige så vigtigt som ekspert-systemets fokus på vejledning af kammerater er potentialet for succes-oplevelser. De højeste karakterer kan kun opnås af de dygtigste elever, men selv en elev under middel vil kunne opnå en guldmedalje inden for et enkelt område, og få anderkendelsen: ”du har mestret denne del – nu skal du hjælpe en anden elev med at blive lige så god”. Betydningen af dette kan illustreres af følgende citat:”Det konkurrenceelement der er indbygget i den præstationsorienterede målstruktur, motiverer nogle elever til at yde en ekstra indsats, men langt fra alle. Problemet er at der ikke er belønning nok til alle i denne målstruktur, det er kun de bedste der får belønning,” (Skaalvik, 2013).Her er elevernes successer fremvist på en måde, hvor der netop er belønning nok til alle.

Samtidigt sikrer systemet at de bedste elever ikke bliver overbelastede fordi de både skal lave deres eget arbejde og hjælpe deres kammerater. I denne klasse var der yderligere tendens til at mange elever lavede unødvendigt lange og detaljerede teori-afsnit, så ekspert-systemet hjalp dem også til at fokusere på resten af opgaven i stedet for at finpudse det perfekte.

Min oprindelige intention var, at elevernes skriftlige karakter skulle beregnes direkte ud fra deres opnåede points, og at de kunne opnå ekstra points ved at rette fejlene i deres opgaver. Dette har jeg dog ikke realiseret for dette hold, for at reducere forløbets kompleksitet.

Kognitiv læring og spildesignJeg har i dette projekt primært arbejdet ud fra den kognitive læringsteori, og sat fokus på betydningen af feedback. I kognitiv læringsteori sker læringen når den lærende foretager sig erfaring gennem handling eller aktiv observation. Herigennem forholder den lærende sig til om erfaringen er i overensstemmelse med den forudgående forståelse af virkeligheden (indre mønstre) – eller om det er nødvendigt at ændre og forbedre forståelsen.

I konteksten opgaveregning i fysik vil spørgsmålet være ”hvilken fremgangsmåde skal benyttes for at beregne denne størrelse?”. Eleven gør sig en erfaring ved at forsøge at beregne størrelsen, og benytter hertil sin forudgående forståelse af hvilken fremgangsmåde der skal benyttes. For at det overhovedet kan betragtes som en erfaring, er det essentielt at der foregår feedback – at eleven får svar på om den valgte fremgangsmåde har givet det korrekte resultat. Bemærk at begrebet feedback her skal forstås bredere end det forklares i (Qvortrup, 2015).

Feedback spiller også en afgørende rolle i spildesign teori, hvilket ses af følgende citat: “Meaningful play occurs when the relationships between actions and outcomes in a game are both discernable and integrated into the larger context of the game. Creating meaningful play is the goal of successful game design.” (Salen & Zimmerman, 2004)I den efterfølgende tekst skrives det eksplicit at kravet “discernable” indebærer at der gives feedback på spillerens handlinger. Når spildesign perspektiveres til undervisning bliver resultatet at eleven ideelt set skal have feedback på enhver handling, f.eks. en beregning.

I dette forløb har jeg valgt en så gammeldags løsning som en facitliste til at give eleverne øjeblikkeligt feedback. Deres instruktion var, at så snart de havde skrevet svaret ned, måtte de tjekke facitlisten. Og hvis deres svar var forskelligt fra facitlisten, måtte de fortsætte så snart de havde forstået hvordan deres resultat skulle rettes til. Det var altså 100% op til elevernes selvjustits at tjekke deres svar, hvilket havde den fordel at jeg som underviser kunne besvare forståelsesspørgsmål i stedet for at rette opgaver. Selvjustitsen gjorde det nødvendigt at fjerne ethvert element af konkurrence eller test fra opgaveregningen – dette ville være brudt sammen i snyd. Men disse elementer ville alligevel ikke være konstruktive, idet de ville medføre præstationspres på eleverne.

Denne fremgangsmåde har jeg kaldt færdighedsopgaver, og her kører eleverne hurtigt gennem opgaverne uden den dybere refleksion – så længe de selv mener at forstå resultatet. Dette kan forsvares ud fra den kognitive teori. Når eleven gennemfører en opgave ud fra sin forståelse af teorien, og løsningen viser sig at være korrekt, så får eleven større selvsikkerhed i sin forståelse. Samtidigt udvikles det kognitive netværk der anvendes til at tænke på denne måde, hvilket gør at forståelsen kan bringes til anvendelse hurtigere og med mindre anstrengelse i fremtiden. (Gerlach)

SOLO-taksonomienDet ses som en forudsætning for avanceret forståelse at have den basale forståelse på plads. Man må altså være i stand til at regne en opgave, før man kan redegøre for hvilke principper der anvendes i beregning af opgaven. Dette kan beskrives mere præcist ved inddragelse af en taksonomi for forståelsesniveauer. I naturvidenskab anvendes ofte SOLO-taksonomien, der angiver fem niveauer for forståelse:

Præ-strukturel, uni-strukturel, multi-strukturel, relationel og udvidet abstrakt.

Det første niveau svarer til inkompetence og udtrykker manglende forståelse, så den basale forståelse findes på det uni-strukturelle niveau. Færdighedsopgaverne træner dette niveau og det efterfølgende multi-strukturelle niveau idet eleven skal udføre simple eller rutinemæssige løsningsprocedurer (Grøn & Felsager, 2013).

Det er dog klart at løsning af rutineopgaver ikke kan stå alene. For det første får eleverne kun en mestringsoplevelse, når de må anstrenge sig for at klare en opgave (Skaalvik, 2013), og for det andet skal de have mulighed for at opnå forståelse på et højere taksonomisk niveau. Derfor varierede jeg færdighedsregningen med såkaldte mestringsopgaver. Det var opgaver, som gennem deres sværhedsgrad skulle presse eleverne i deres forståelse. Sværhedsgraden gav sig til udtryk i at opgaven ikke blot handlede om regneteknik, men mere om at forstå sammenhænge. Det var altså nødvendigt for eleverne at identificere de relevante størrelser ved at analysere opgaveteksten eller resultatet af tidligere beregninger, samt foretage modellering. Identifikation ved analyse og modellering vil høre til det relationelle niveau i SOLO, som er det næsthøjeste forståelsesniveau.

Eleverne skulle så vælge en ”svær” eller ”ekstra svær” opgave. Navnene var valgt for at understøtte oplevelsen af mestring. Jeg ønskede ikke at signalere til eleverne at de kun havde løst en normal opgave, det skulle stå tydeligt for dem at de havde overvundet en udfordring, selv om de valgte laveste niveau. Efter valget skulle eleverne så nå frem til løsningen gennem gruppearbejde. Og her var kravet ikke blot at

løse opgaven, men at være i stand til at forklare løsningen. Deres forklaring skulle afgives til en person der havde valgt den anden sværhedsgrad – og derfor ikke selv havde løst opgaven. Opgaverne var tænkt at skulle kunne løses på højest 20 minutter, men det tog ofte eleverne længere tid i praksis – især når de forsøgte at løse dem individuelt fremfor at samarbejde i grupperne.

Min oprindelige intention var at mestringsopgaverne skulle udbygges med endnu en sværhedsgrad, således at klassen samlet set arbejdede med 3 forskellige sværhedsgrader. Jeg overvejede også på længere sigt at holde den objektive sværhedsgrad af opgaverne konstant, således at eleverne med ”svære” opgaver efterhånden ville få et niveau hvor de ikke længere var udfordrede, og derfor valgte at arbejde med ”ekstra svære” opgaver i stedet. Når det samme skete for eleverne på de ”ekstra svære” opgaver kunne man indfase højere sværhedsgrader, og forhåbentligt engang udfase de laveste sværhedsgrader.Denne indfasning af nye sværhedsgrader blev dog ikke realiseret i forløbet.

Spildesign i færdighedsopgaverneInspirationen fra spildesign var mest tydelig i færdighedsopgaverne. Her skulle eleverne anvende en spilleplade med grafiske elementer der henviste til temaet kræftbehandling.

For dette er det tidligere nævnte citat fra spildesign teorien relevant: ”Meaningful play occurs when the relationships between actions and outcomes in a game are both discernable and integrated into the larger context of the game”. Det betyder at det skal have konsekvenser når eleven får points fra en opgave – og at konsekvenserne skal træde tydeligt og overskueligt frem.

Spillepladen gav overblik over de forskellige muligheder der opstod under færdighedsregningen: milepæle der kunne optjenes, og låste muligheder der blev aktiverede med stigende samlet pointtal.

Figur 3 Spilleplade for færdighedsopgaver. Se større version i bilag 5.

Aktiveringen af låste muligheder var i en version af spillepladen:

Springe til start af næste opgave - fra 3 points. Hjælpe en anden med en opgave man selv har løst

(giver 50% points) - fra 5 points. Springe over en hel opgave - fra 7 points.

For at give overblik skulle eleven markere de optjente points på en skala, hvorpå de nødvendige pointtal for at aktivere låste muligheder var markerede.

De låste muligheder gav så undtagelser til reglen om at eleverne skulle løse opgaverne i den rækkefølge de stod angivet, og skulle løse hver delopgave før de gik videre.Denne opbygning er typisk for computerspil, i for eksempel RPG-genren3: At spilleren i starten har meget begrænsede valgmuligheder (løs opgaverne i rækkefølge) der efterhånden bliver udvidet (spring i rækkefølge, hjælp andre). Dette er en meget effektiv måde at understrege progression på, og reducerer samtidigt kompleksiteten i starten af spillet.

3 Se tidligere fodnote.

Arbejdsformer i klassenSelve arbejdsformerne har været relativt traditionelle i forløbet, størstedelen af tiden er gået med tavleundervisning og regneopgaver, med en klar prioritering af regneopgaverne.

Eleverne har været organiseret i lærervalgte grupper, som de siddet og arbejdet i størstedelen af tiden. Grupperne er sammensat med 4 elever i hver, og med en sammensætning så alle grupper indeholder både elever fra toppen, bunden og midten af det faglige niveau. Dette følger anbefalingerne fra Cooperative Learning teorien, og skulle give mulighed for at eleverne kan assistere hinanden. Herved opnås læring for både den svage elev, der får forklaret stoffet, og den stærkere elev der får træning i at formulere sin forståelse. Tankerne er inspireret af den socialkonstruktivistiske læringsteori, hvori viden helt generelt opstår i samarbejde og samtale. Som nævnt var der i færdighedsopgaverne indarbejdet mekanismer der skulle motivere eleverne til samarbejde, men det viste sig at være overflødigt for dette hold.

I kontrast har mestringsopgaverne skulle løses i grupper efter valg af sværhedsgrad, således at eleverne kunne arbejde på præcist det sværeste niveau de kunne håndtere, og sammen med andre elever på nogenlunde samme niveau. Denne variation har haft til formål at bryde eleverne ud af deres normale roller, så svage elever får større mulighed for at byde ind, og stærkere elever får tilstrækkelig udfordring.Kravet om at eleverne skulle fremlægge for en anden, der havde arbejdet med et helt andet opgavesæt, havde til formål at sikre at også de mindst engagerede elever fik sat sig ind i hvordan opgaven skulle løses.

Både tavleundervisning og opgaveregning i grupper hører til den deduktive halvdel af Becks læringscirkel, (Beck & Paulsen, 2014) så undervisningen har haft en ”slagside” i den retning.

Men det skal nævnes at et modul gik med eksperimentelle øvelser, der lagde op til en fysikrapport. Her har eleverne arbejdet lidt mere frit, idet forsøgene og databehandlingen blot har været skitserede, og ikke skrevet som kogebogs-opskrift. Opgaven har dog stadig været for bundet til at man kunne kalde det projektarbejde, så arbejdsformen når kun et stykke ned imod den induktive del af læringscirklen.

Lærerrollen i klassenI forhold til systemet for tilbagemelding af rapporter har min lærerrolle været helt uændret. Jeg har stadig skulle guide eleverne i deres eksperimenter, svare på spørgsmål til rapportskrivning og forklare min feedback til enkelte elever.

Det at prioritere færdighedsregning og mestringsopgaver har også været en prioritering af elevernes aktivitet over min egen. Samtidigt har adgang til en facitliste fjernet min rolle som dommer, der skal verificere beregninger. Det efterlader mig to arbejdsfunktioner – at hjælpe med beregninger, og at forklare reglerne for aktiviteten.

FagdidaktikEleverne valgte emnet kræftbehandling ud af flere givne muligheder, der alle ville dække kernestoffet omhandlende radioaktivitet. Dette emne bidrager til at eleverne kan, med bekendtgørelsens ord, ”gennem eksempler og i samspil med andre fag kunne perspektivere fysikkens bidrag til … teknologi og samfundsudvikling”. (Undervisningsministeriet, 2013)

Kræftbehandling er interessant for eleverne fordi det både er en personlig problemstilling – den livstruende sygdom er en meget dramatisk situation for den enkelte og dennes relationer – og en samfundsmæssig udfordring.

Emnet kræftbehandling er klart en tværfaglig problemstilling, hvor især biologi og bioteknologi (A-niveau fag for studieretningen) har rigtigt meget at sige omkring hvad en kræftcelle er, hvordan de opstår og udvikler sig, og hvordan sygdommen udvikler sig og kan behandles. Her spiller fysik egentlig rollen som hjælpefag, der anvendes til at forstå hvordan den radioaktive teknologi kan anvendes til strålebehandling og diagnostik. Dette er et eksempel for eleverne på hvordan fysisk viden kan finde relevans inden for helt andre fagområder.

Et andet fagligt mål der har været i fokus har været ”ud fra grundlæggende begreber og modeller kunne foretage beregninger af fysiske størrelser”.

IBSE/5EI fysik-fagdidaktikken bliver en bestemt rækkefølge i undervisningen promoveret under begreberne IBSE – Inquiry Based Science Education, eller bare 5E – Excite, Explore, Explain, Elaborate, Evaluate. Med andre ord skal man starte med at lade eleverne selv se fysikken i aktion, og udforske den gennem eksperimenter inden man giver dem den teoretiske forklaring.Dette har jeg tidligere forsøgt med denne klasse, og har oplevet at de på det kraftigste afviser det. Jeg ser det som et udslag af klassens kultur: biotek-studieretningen er præget af seriøse piger, der gerne vil forstå stoffet og opnå høje karakterer. At sætte dem i gang med selv at udforske et emne giver bagslag, fordi de hele tiden er bange for ikke at have forstået det ordenligt – at deres resultater ikke vil holde vand til eksamen. Et eksempel på denne holdning er, at ved almindelig undervisning kan klassen bruge op til en halv time på at stille forståelsesspørgsmål til en teori-gennemgang – bare for at være helt sikker på at de har forstået hver eneste detalje.4

Af denne grund har jeg valgt at se bort fra de anbefalede modeller, og køre forløbet mere traditionelt. Med andre ord er de eksperimentelle øvelser foregået med udgangspunkt i allerede gennemgået teori.

DannelseDannelse kan beskrives som bestående af tre elementer: Faglig dannelse (også kaldet materieldannelsen) handler om faktuel viden og faglige kundskaber. Almen dannelse kommer gennem undervisning der lader eleverne reflektere og tage stilling til deres kulturelle, historiske og samfundsmæssige kontekst. Personlig dannelse opstår ved elevernes personlige erfaringer med at dyrke egne interesser og deltage i frivillige aktiviteter. Denne dannelsesform har betydning for at eleverne opnår en selvindsigt, der betyder at de kan træffe det optimale valg af videregående uddannelse og karriere. (Dausgaard, 2014)

Her har forløbet primært givet faglig dannelse, med fokus på beregningskompetencer inden for kernereaktioner. Temaet kræftbehandling er også indirekte alment dannende i forstanden at eleverne bliver mere oplyste samfundsborgere Selv om der ikke har været afsat tid i undervisningen til elevernes

4 Det er naturligvis en dårlig anvendelse af tiden, og jeg har arbejdet på at få tidsforbruget ned på et fornuftigt niveau – dog primært i andre forløb.

refleksion og stillingtagen, bliver de bedre kvalificeret til at diskutere hvordan samfundet skal håndtere behandling af kræft – en sygdom der ofte spiller en stor rolle når sundhedssystemet diskuteres.

Men også det sidste af de tre nævnte dannelsesbegreber er en smule i spil her. Nemlig den personlige dannelse der opstår ved at træffe valg. Da klassen selv udvalgte temaet kræftbehandling ud af flere mulige temaer, er de blevet dannede ved at forfølge deres fælles interesse. Dette er vigtigt, da Dausgaard hævder at der generelt slet ikke er fokus på den personlige dannelse i gymnasiet, på trods af gymnasiets ansvar for at sørge for alle tre aspekter af dannelse. At vælge et tema til et undervisningsforløb kan naturligvis ikke sidestilles 100% med en frivillig aktivitet, men har dog givet eleverne en erfaring med at vælge hvad de interesserer sig for. Og eleverne har tydeligt meldt tilbage at de så muligheden for at vælge tema som noget meget positivt, hvilket har medført at jeg også har givet valgmuligheder for temaer i efterfølgende forløb.

Samarbejde og holdets andre fagI forhold til dette forløb har samarbejde blandt lærerne spillet en begrænset rolle.

Oprindeligt havde jeg tænkt at eleverne skulle arbejde med teorien for udvikling i antal kerner og aktivitet beskrevet som en eksponentielt aftagende funktion. Men de havde endnu ikke gennemgået eksponentielle funktioner i matematik, og i dialog med deres matematikunderviser besluttede jeg at ændre planen.Derfor har holdet i stedet fået undervisning i afstands-kvadratloven og usikkerhed på tælletal ved måling af henfald, hvilket var fysiske teorier der byggede på kendt matematisk viden.

Temaet kræftbehandling havde været oplagt til tværfagligt samarbejde med bioteknologi, men den mulighed blev ikke udnyttet, blandt andet fordi beslutningen om temaet blev truffet for sent til at det var muligt at koordinere med et andet fag.

Det skal dog siges at jeg har haft stor nytte af et uformelt samarbejde. En af mine gode venner5 er professionel spiludvikler, og har taget del i ideudviklingen omkring systemerne til tilbagemeldinger på rapporter, færdighedsopgaver og mestringsopgaver.

Afvikling af forløbetMin evaluering af forløbet falder i tre hovedområder:

Praktiske problemer med et højt ambitionsniveau, elevernes arbejde under færdigheds- og mestringsopgaverne, og endeligt elevernes svar på et spørgeskema.

Højt ambitionsniveauProjektet har haft et stort praktisk problem som stammer fra et højt ambitionsniveau: nemlig at de forskellige nye elementer tilsammen virker forvirrende, og har gjort det vanskeligt at afvikle undervisningen på en tilstrækkeligt struktureret måde. Problemet var det primære fokuspunkt for elevernes evalueringer, og blev også bemærket både af mig selv og af mine vejledere/tilsynsførende.

5 Peter Klogborg, tidligere ansat på Kiloo, nuværende udvikler på Boulder Climb af Huusmann Media.

Min klare opfattelse er, at problemet med forvirring og dårlig struktur ikke skyldes et enkelt element, men sammensætningen af de tre elementer. I forhold til strukturering af det enkelte modul giver det en udfordring at have både færdighedsregning og mestringsopgaver med. Det skyldes, at begge elementer kræver relativt lang tid for at kunne afvikles ordentligt – færdighedsregning 20 min. og mestringsopgaverne 30 min. Min tanke under planlægningen var, at dette kun udgjorde 50 min. ud af et 90 minutters modul, og at det var rigeligt med de resterende 35 minutter at give af og 5 minutters pause. Men i praksis har det vist sig for lidt med 35 minutter, når der både skal være tid til en kort introduktion/teorigennemgang og der så også opstår spørgsmål omkring en aflevering eller generelle forståelsesspørgsmål. Derfor er modulerne ofte endt ret pressede, med for kort tid til færdighedsregning og mestringsopgaver som ikke kunne afrundes ordentligt.

Den anden del af problemet er det forvirrende. Hvert element har en håndfuld regler indbygget for fremgangsmåden, som eleverne har haft brug for lidt tid til at vænne sig til. Når nu de tre elementer er blevet indført over en kort periode, er det blevet for meget for eleverne at huske på en gang. Det ses tydeligt i elevernes evaluering, hvor mange efterlyser at reglerne bliver gennemgået. Deres formuleringer viser også, at nogle elever mener at reglerne aldrig er blevet gennemgået – hvilket ikke er tilfældet. Det læser jeg som en bekræftelse på at elementerne og deres regler er blevet indført for hurtigt efter hinanden, og at en stor del af den oprindelige instruktion derfor er røget ud af elevernes hukommelse.

Begge dele af problemet er lette at løse hvis forløbet skal gentages. Som udgangspunkt skal færdighedsregning og mestringsopgaver sættes i separate moduler for at give mere fleksibilitet, og elementerne skal introduceres over en længere periode – gerne med en måned eller flere imellem hver introduktion.

I forhold til klassens fortsatte undervisning vil jeg gøre en indsats for at genopfriske instruktionerne til elementerne, og bruge mestringsopgaverne relativt sjældent.

Elevernes arbejdeJeg observerede i undervisningen at eleverne reagerede anderledes på færdighedsopgaverene og mestringsopgaverne end jeg havde forventet.

I arbejdet med mestringsopgaverne havde jeg opstillet reglerne med en forventning om at eleverne ville arbejde individuelt, og derfor indsat en mekanisme hvor de fik bonuspoints for at hjælpe hinanden. Men det viste sig at størstedelen af klassen satte sig for at arbejde i grupper, hvor de hjalp hinanden med hver opgave inden de gik videre. Det virkede til at denne arbejdsform passede fint, man kunne have forestillet sig at de stærkeste elever blev utålmodige eller at de svageste ikke ville nå at forstå hvad der foregik – men i denne klasse opstod de problemer ikke. Derfor lod jeg dem arbejde på den måde, og det overflødige system med bonuspoints for at assistere andre blev ændret til en mulighed for selv at forfatte opgaver.Jeg forventer naturligvis at andre klasser kunne have større problemer med samarbejde, og derfor ville have gavn af et system der var baseret på individuel opgaveregning, men opmuntrede til assistance.

Hvor klassen overraskede mig positivt med deres samarbejde ved færdighedsopgaverne, var det en mere negativ overraskelse hvordan de reagerede på mestringsopgaverne.Da eleverne i klassen generelt har et højt fagligt niveau, og er seriøse og ambitiøse, havde jeg forventet at

de ville tage udfordringen med svære og ekstra svære opgaver op med en positiv attitude.Men langt størstedelen af klassen gav tydeligt udtryk for at de helst ville holde sig til de ”svære” opgaver – kun et par enkelte af de skarpeste elever tog frivilligt en ”ekstra svær” opgave.Jeg forsøgte at instruere eleverne således at halvdelen tog svære opgaver og halvdelen ekstra svære, men nogle gange skete der misforståelser, og det var tydeligt at størstedelen ønskede at holde udfordringen på et lavt niveau. Denne reaktion forekom allerede første gang eleverne blev præsenteret for konceptet, så den må ses som rettet imod begreberne ”svære” og ”ekstra svære” opgaver, da eleverne endnu ikke havde erfaring med hvor store udfordringerne i virkeligheden var.

Jeg har ikke spurgt klassen direkte hvorfor de foretrak den mindre ambitiøse udfordring, men jeg har flere bud på det. Min forestilling er for det første at klassen har opfattet de helt almindelige opgaver som udfordrende i sig selv – da der ikke er nogle fagligt svage elever i klassen har jeg kunne give tilstrækkeligt udfordrende opgaver i det daglige arbejde. Så der har ikke været nogen efterspørgsel efter faglig udfordring.For det andet tror jeg at det har noget at gøre med klassens mentalitet. De vil meget gerne leve op til forventningerne i de opgaver de bliver stillede, derfor bliver en ekstra svær opgave en trussel imod dem, da det pludseligt ikke er givet at de kan løse den. Jeg har oplevet lignende attitude omkring afleveringsopgaver, at hvis en aflevering ses som ekstra svær lægger klassen stort pres på f.eks. at få et helt modul i undervisningen til vejledning, eller få en anden aflevering i stedet for.

For det tredje har forskellige elementer skabt ekstra udfordring til opgaverne: En del elever arbejdede selvstændigt med mestringsopgaverne i stedet for at tage dem i grupper, og somme tider blev tiden presset af forskellige årsager, hvilket naturligvis har gjort det sværere at nå igennem opgaverne.

I forhold til ekspertsystemet var det positivt at hver eneste elev opnåede en guldmedalje (og blev ekspert), og at hver eneste ekspert havde en person i gruppen der kunne vejledes på området – altså ikke selv havde opnået guldmedalje. Det kan man naturligvis ikke forvente er tilfældet hver gang, især ikke ved en klasse med flere elever på lavt fagligt niveau. Desværre misforstod nogle enkelte elever instruktionen, og valgte at blive eksperter på et område hvor de ikke havde fået guldmedalje. Det var naturligvis ikke hensigtsmæssigt, og gjorde det svært for mig at vurdere opgaven.

Spørgeskema svarEfter afslutningen af forløbet udfyldte eleverne et spørgeskema der fungerede som evaluering – hvad synes eleverne om de nye undervisnings-elementer der blev benyttet. Her er angivet det mest populære svar, og hvor stor en procentdel af eleverne der støttede op om det. Spørgeskemaet blev besvaret af 10 ud af 16 elever. Da besvarelsen var anonym, ved jeg ikke om en bestemt gruppe af elever er underrepræsenteret. Spørgeskemaet er gengivet med samtlige svar i bilaget.

En uheldig konsekvens af det for høje ambitionsniveau blev at det tog fokus fra mestringsoplevelserne. Jeg opgav derfor at stille eleverne det meget relevante spørgsmål om forløbet havde givet dem mestringsoplevelser, da min forventning var at de var druknet i forvirringen. I stedet lod jeg mig nøjes med at spørge til om elementerne overhovedet havde et potentiale i undervisningen.

Rapport-formular

Holdet svarer tydeligt, at den grundlæggende ide er god (60%), og at de kan se potentialet i at bruge det fremover – ”måske kan det blive godt” (70%).

Jeg er bevidst om at det fremadrettet bliver nødvendigt at prioritere i forhold til andre feedback-metoder for ikke at give mig selv en overvældende mængde rettearbejde, og spurgte derfor om mulige prioriteringer. Holdet er neutral i forhold til rapport-formularen versus en beskrivelse i ren tekst (60%), men vil ikke undvære noter i deres afleverede opgave hvis de skal vælge (60%).

Færdigheds-opgaver

Holdet mener at den grundlæggende ide er OK (60%). De ser et forsigtigt potentiale i at bruge elementet, hvor 50 % mener det ”måske kan blive godt”, og andre 30% mener at det kan blive godt ”med store ændringer”.En stor del af holdet mener at færdighedsopgaver skulle anvendes en gang imellem (50%), resten er fordelt ligeligt på hyppigere og sjældnere anvendelse.

Mestrings-opgaver

Holdet vurderer ideen fra god til ok (hhv. 40% og 50%). De ser kun potentiale i at bruge elementet hvis der sker store ændringer (50%). Hvis mestringsopgaver skulle bruges fremadrettet mener flertallet at det skulle ske en gang imellem (60%), hvorimod et stort mindretal mener at det skulle anvendes en sjælden gang (40%).

KonklusionForløbet har været gennemført med et ekspert-system til fysikrapporter, samt færdighedsopgaver og mestringsopgaver. Som beskrevet er udviklingen sket som en syntese imellem spil design teori og didaktiske teorier, især den kognitive læringsteori og Skaalviks begreb om den læringsorienterede skole. Hvert element blev udviklet efter disse teorier med den specifikke hensigt at fremme elevernes mestringsoplevelser i faget.

Den altoverskyggende udfordring i forløbet har været mængden af nye tiltag, som både har presset tiden i det enkelte modul, og gjort det svært for eleverne at overskue deres instruktioner. Uoverskueligheden har forhindret en reel evaluering af om de udviklede systemer kan fremme mestringsoplevelser i praksis.Ved gentagelse med et andet hold ville det være simpelt at indfase tiltagene over længere tid, og derved gøre det mere overskueligt.

På trods af de praktiske udfordringer har eleverne vurderet at de grundlæggende ideer bag de nye tiltag har været gode eller ok. Hertil kommer at ekspert-systemet kan bruges som det er, hvorimod der skal ske store ændringer i implementeringen for især mestringsopgavernes vedkommende – et første skridt kunne være at sænke sværhedsgraden og sikre tilstrækkelig tid i modulet.

Klassens sammensætning og mentalitet har helt sikkert haft afgørende betydning for udfaldet af forløbet. Som nævnt viste klassen en større grad af automatisk samarbejde end jeg havde forventet i

færdighedsopgaverne. Til gengæld overraskede det mig at kun få af de mange dygtige elever i klassen gik efter det højeste niveau i mestringsopgaverne, de fleste gjorde hvad de kunne for at nøjes med laveste niveau, dvs. de gik efter den sikre succes frem for at tage en udfordring. Jeg forestiller mig at en klasse med mere spredt fagligt niveau og engagement kunne få større udbytte af systemerne. For ekspertsystemets vedkommende kunne det motivere en gruppe elever til at kigge på deres feedback for rapporten, som ellers kun ville have set overfladisk på den. Mestringsopgaverne ville være en mulighed for at de stærkeste elever kunne udfordre sig selv, samtidigt med at de svagere blev holdt op på at de skulle forstå og fremlægge opgavens løsning.

PerspektiveringGennem dette forløb er det vist, hvorledes principper om meningsfyldt spildesign kan anvendes til at skabe systemer til anvendelse i undervisning, alle med sigte på at give eleverne mestringsoplevelser frem for præstationspres. Der har været en stor grad af overensstemmelse imellem teorien fra spildesign og den didaktiske teori, som hver især har belyst forskellige sider af betydningen af feedback, og inspireret til anvendelse af feedback i systemerne.

De udviklede systemer kan anvendes i andre fag. Hvis faget anvender skabelonskårne rapporter – som f.eks. kemi – vil ekspert-systemet til tilbagemeldinger kunne overtages med små ændringer. For at kunne anvende færdigheds-opgaver og mestrings-opgaver kræver det blot at sværhedsgraden af opgaver kan vurderes objektivt. Det gælder indlysende for matematik og kemi, men jeg forestiller mig også at man ved at ”tælle komplikationer” vil kunne give den nødvendige vurdering af sværhedsgrad for nogle typer opgaver i de humanistiske fag.

Forløbet kan ses som et eksempel på en syntese, hvori elementer fra computerspil inspirerer til nye måder at håndtere elementer i undervisningen på, her tilbagemeldinger på afleveringer og beregning af opgaver. Det er oplagt at computerspil også kunne inspirere til at udvikle helt nye arbejdsformer, sætte den overordnede ramme for et forløb eller give nye perspektiver på andre velkendte arbejdsformer.Der er altså rig mulighed for videre undersøgelser, hvilket jeg personligt forsøger at sætte gang i igennem en blog om undervisning og spildesign6. Her deler jeg mine egne tanker og erfaringer, og forsøger at motivere andre undervisere til at gøre det samme – det har resulteret i en invitation til at holde foredrag om gamification på VUC Aarhus.

OpsummeringI denne opgave er principper om meningsfyldt spildesign benyttet i udviklingen af tre forskellige undervisningselementer: et system for tilbagemelding af rapporter og to systemer til opgaveregning. Disse elementer har været afprøvet i fysik B-niveau undervisning, desværre med store praktiske problemer som følge af for stort ambitionsniveau. Den didaktiske teori fra Skaalvik understøtter at anvendelse af systemerne vil medføre mestringsoplevelser frem for præstationspres, og derved leve op til idealet om den læringsorienterede skole.

6EnTankeAdGangen: Undervisning og Spildesign Link: https://entankeadgangen.wordpress.com/category/undervisning-og-spildesign/ flere blogs er også udgivet på hjemmesiden http://itigymnasiet.dk/

BibliografiBeck, S., & Paulsen, M. (2014). om arbejdsformer og læring. Hentet fra SDU:

http://videoportal.sdu.dk/#player/12950

Dausgaard, C. H. (4. December 2014). Hvor er dannelsen i min gymnasieuddannelse? Politikken.

Federici, E. M. (2015). Prestasjonspresset i skolen. Bedre Skole nr. 3, s. 11-15.

Gerlach, C. (u.d.). Den menneskelige ontogoneses betydning for læring.

Grøn, B., & Felsager, B. (2013). Matematik. I E. Damberg, J. Dolin, G. H. Ingerslev, & P. Kaspersen, Gymnasiepædagogik - en grundbog (s. 337-344). Hans Reitzels Forlag.

Kragh, R. (5. September 2014). IT i gymnasiet. Hentet fra Gamification: http://itigymnasiet.dk/gamification/

Qvortrup, L. (2015). Formativ Evaluering. Hentet fra SDU: http://videoportal.sdu.dk/#player/13826

Salen, K., & Zimmerman, E. (2004). Rules of Play - Game Design Fundamentals. Massachusets London: The MIT Press Cambridge.

Skaalvik, E. M. (2013). De usynliggjorte fremskridt. I N. U. m.fl., Unges motivation og læring.

Undervisningsministeriet. (2013). STX-bekendtgørelse.