Digitala spel visar störst effekt på elevers lärande när de används under kortare perioder

Två forskningsöversikter från 2022 visar att användningen av digitala spel hade måttliga positiva effekter på elevers studieprestationer och motivation i matematik och naturvetenskap. Effekterna var som störst i början och tenderade att avta med tiden. Detta pekar på några viktiga faktorer för lärare att förhålla sig till, vid användning av digitala spel i undervisningen.

I dag finns en uppsjö digitala spel som syftar till att stötta elevers lärande. Dessa kan vara appar på mobilen eller datorn och varierar från simuleringar och äventyrsspel till blandformer av digitala och fysiska miljöer i virtuella verkligheter.

Forskningen om hur digitala spel påverkar elevers lärande har emellertid pekat i olika riktningar och visat på olika resultat beroende på sammanhang och typ av spel. Det finns studier som visat på negativa effekter och studier som visat på positiva effekter jämfört med andra former av undervisning, liksom studier som inte kunnat påvisa några effekter alls.

Denna artikel syftar till att sammanfatta forskningsläget om effekterna av att använda digitala spel i undervisningen, utifrån två internationella forskningsöversikter som publicerades 2022. Forskningsöversikter utgår från resultat i fler än en enskild forskningsstudie och är viktiga för att kunna dra slutsatser som är vetenskapligt baserade.

Den ena forskningsöversikten avser elevers studieprestation, och utfördes av forskaren Liang-Hui Wang med kollegor, verksamma på universitet i Kina och Taiwan. Den andra avser elevers motivation, och utfördes av forskaren Daniela Fadda med kollegor, verksamma på universitet i Italien.

Med ”studieprestation” avses elevens prestation på provuppgifter i matematik eller naturvetenskap. Med ”motivation” menas här hur elever skattade sin egen motivation för matematik som skolämne. I båda forskningsöversikterna undersöktes hur stor effekten är av att använda digitala spel i undervisningen, i jämförelse med traditionell undervisning, på basis av forskning publicerad mellan åren 2010 och 2020, från hela världen.

Effekten av digitala spel på elevers studieprestationer är positiv men avtar med tiden

Forskningsöversikten som fokuserat på effekten av digitala spel på elevers studieprestationer, omfattar ett urval av 33 studier på 3 894 elever från motsvarande förskoleklass till gymnasiet samt ett mindre antal studier på studenter vid högre utbildning.

Forskarnas huvudsakliga invändning mot tidigare forskningsöversikter är att dessa inte jämfört undervisning med digitala spel med exempelvis andra digitala medier eller mer traditionell undervisning utan digitala spel. Forskarna frågade sig därför om effekten av digitala spel i undervisningen beror på vad de jämförs med.

Mot denna bakgrund delade de in forskningsstudierna i två huvudkategorier: dels studier där undervisning med digitala spel jämfördes med ”traditionell undervisning”, såsom med läroböcker, laborationer och lärarledda genomgångar, dels undervisning där ”multimedia” användes, såsom video, digitala bilder, animationer och olika former av datorstöd.

Sammanvägt framkom en positiv effekt av att använda digitala spel i undervisningen. Det innebär att eleverna i de analyserade studierna som använt digitala spel presterade högre än jämförelsegrupperna på olika provuppgifter i matematik och naturvetenskap.

Effekten av undervisning med digitala spel var stor i jämförelse med att använda andra digitala media, och måttlig i jämförelse med traditionell undervisning. Själva spelmomentet – och inte användandet av vilka digitala verktyg som helst – verkade alltså spela roll för effekten på elevernas studieprestationer.

Forskarna undersökte även om faktorer som typen av spel, det specifika ämnesområdet, spelplattformen (mobil eller dator), spelperiodens längd och skolnivån hade betydelse för resultaten. Allra störst var effekten vid användning av digitala brädspel i undervisningen, men dessa resultat grundades på relativt få studier. Den generella effekten av digitala spel i undervisningen var avsevärt större för elever i grundskolan än på högre skolnivåer.

Ett resultat som sticker ut är att effekterna av digitala spel var som störst när de användes under korta tidsperioder, såsom mindre än en vecka. Författarna resonerar att detta står i överensstämmelse med tidigare forskning, som visat att elever visar som störst nyfikenhet och intresse när en undervisningsmetod är ny. Med tiden avtar nyhetens behag och det digitala spelet kommer att engagera eleverna mindre.

Digitala spel kan stärka elevers förväntningar på att klara av matematiken

I den andra forskningsöversikten undersökte forskarna Daniela Fadda och kollegor effekterna på elevers motivation vid användning av digitala spel i undervisningen i matematik, i åldrarna från motsvarande förskoleklass till gymnasiet. Utifrån närmare tvåtusen forskningsartiklar inkluderades 20 olika vetenskapliga studier som mötte forskarnas förhandskriterier.

För att inkluderas i forskningsöversikten skulle studierna tydligt redovisa skillnaderna mellan jämförbara elevgrupper som använt digitala spel i en skolkontext och de som inte använt digitala spel. I studierna skulle eleverna också ha fått skatta sin motivation på en skala. Elever med funktionsvariation exkluderades ur översikten.

Av hela sammanställningen framkom en måttlig, positiv effekt på elevers motivation vid användning av digitala spel i undervisningen jämfört med traditionell undervisning i matematik. Forskarna betonar betydelsen av hur man mäter motivation.

I översikten utgick de från en etablerad teori om motivation som bestående av två komponenter, dels förväntningar på att lyckas med en uppgift, dels värdesättande av framgången. Den som både har höga förväntningar och tillmäter framgången ett högt värde – med andra ord, som både tror sig kunna lyckas och tycker att detta är viktigt – har stark motivation.

Forskarna ställer sina resultat mot bakgrund av tidigare forskning som visat att elevers motivation i matematik tenderar att minska med åldern och i takt med att ämnet blir svårare. Så var emellertid inte fallet när det gällde hur digitala spel i undervisningen påverkade elevernas motivation.

Motivationen var då var ungefär lika stor i lägre som i högre årskurser. Däremot avtog den positiva effekten med hur länge som spelen användes: störst positiv effekt på motivationen framkom under första veckan.

Även här diskuterar forskarna resultatet med avseende på nyhetseffekter, då elevernas initiala intresse väcks, vilket sedan klingar av. Forskarna poängterar betydelsen av att tidigt kunna väcka elevernas motivation för matematik, samtidigt som det saknas forskning om hur detta påverkar elevernas motivation på längre sikt, när de digitala spelen inte längre används i undervisningen.

Digitala spel kan ha positiva effekter på elevers lärande men hänsyn behöver tas till tidsperiod, syfte och sammanhang

Även om de forskningsöversikter som presenterats är oberoende av varandra och handlar om delvis olika effekter, framkommer några likheter i resultaten mellan dem. Som sammanfattande bild av forskningsläget, kan tre punkter noteras:

1. Generellt var effekterna på både studieprestation och motivation måttliga, vid användning av digitala spel i undervisningen i matematik och naturvetenskap. Men de var positiva jämfört med annan undervisning. Effekterna var tydligare på studieprestation än på motivation.
2. Effekterna av digitala spel var som störst i början och avtog med tiden. Den största effekten på elevernas studieprestationer uppträdde under användningsperioder kortare än en vecka, medan effekterna på motivation påvisade ett allmänt samband, sådant att elevernas motivation minskade med antalet veckor som de digitala spelen användes.
3. Vad som driver effekterna av digitala spel går inte att säga oberoende av sammanhang. Detta framgår av den stora variation av studier som översikterna omfattade. Utöver kunskap om hur det specifika spelet fungerar, behöver läraren ha en tydlig uppfattning om hur spelets innehåll och form relaterar till bland annat syftet med att använda spelet i undervisningen, elevernas förutsättningar och kunskapsbehov.

Resultaten behöver tolkas med försiktighet

Ingen av forskningsöversikterna drar några slutsatser om att användning av digitala spel i undervisningen vore att föredra generellt, framför annan undervisning. Detta beror på att forskarna inte granskat alla de alternativ som jämförs med digitala spel i sina analyser. Forskarna betonar att digitala spel kan utgöra ett av flera inslag för att väcka elevers entusiasm och motivation i matematik och naturvetenskap.

I båda forskningsöversikterna diskuteras en generell risk som finns med forskningsöversikter, nämligen att de främst riskerar att rapportera positiva effekter, som följd av att det oftare är sådana studier som publiceras. Detta kan snedvrida resultaten.

I forskarnas analys framkom indikationer på sådan snedvridning när det gällde effekterna på elevernas motivation, men inte när det gällde studieprestation. Effekterna på elevers motivation, vid användning av digitala spel i undervisningen, bör därför tolkas med större försiktighet.

I båda fallen betonar emellertid forskarna att det behövs uppföljande studier för att klarlägga effekterna, inte minst över tid och med fler deltagare. Sammanfattningsvis säger bilden av forskningsläget mellan 2010 och 2020 att användning av digitala spel i undervisningen kunde bidra positivt till elevers lärande i matematik och naturvetenskap.

Text: Björn Sjödén, Högskolan i Halmstad

Källor:

Fadda, D., Pellegrini, M., Vivanet, G., & Zandonella Callegher, C. (2022). Effects of digital games on student motivation in mathematics: A meta-analysis in K-12. Länk till annan webbplats. Journal of Computer Assisted Learning, 38(1), 304–325.

Wang, L. H., Chen, B., Hwang, G. J., Guan, J. Q., & Wang, Y. Q. (2022). Effects of digital game-based STEM education on students’ learning achievement: a meta-analysis. Länk till annan webbplats. International Journal of STEM Education, 9(1), 1-13.