Fysisk aktiv læring i matematikkundervisninga

Evidens er ingen garanti for å skape god praksis, men kan bidra med perspektiv for å svare på kva for nokre undervisningsmetodar som er støttande for opplæring i skulen. I denne artikkelen skal vi ta føre oss læreplanen LK20 sitt syn på læring og utvikling, og undersøke korleis funn frå litteratur om fysisk aktiv læring (FAL) kan bidra til å realisere undervisningsmetodar innanfor matematikkfaget i den nye læreplanen. Vi skal utforske problemstillinga ved å gå gjennom forskingslitteratur som tek føre seg korleis FAL påverkar elevar si læring i matematikk.

Studiane som er inkluderte, er frå 2015 eller seinare. Dei handlar om relevante tema innanfor FAL i matematikk og inkluderer elevar frå 5 til 16 år innanfor barne- og ungdomsskulen. Til saman er 7 oversikts- og 12 enkeltstudiar inkluderte. Før vi kjem attende til funn og drøfting, vil vi kort ta føre oss synet på læring og utvikling slik det viser seg i LK20 og FAL.

Læreplan LK20

Læreplanverket LK20 byggjer på Ludvigsen-utvalet sine utgreiingar om kva kompetanse, ferdigheit og kvalifikasjonar som er sentrale for framtidas samfunn (NOU 2014:7; NOU 2015:8). Til grunn for utvalet sitt arbeid ligg eit breitt kompetanseomgrep som rommar kognitive, sosiale og emosjonelle aspekt (NOU 2015:8). Dette kan tolk­ast som ein intensjon om at elevar skal lære, erfare og oppleve gjennom det kognitive, sosiale og praktiske.

Sjølv om det enno rår uklarheit omkring kunnskapssynet og kompetanseomgrep for læreplanen (t.d. Dahl mfl., 2019; Karseth mfl., 2020), tolkar vi det slik at norsk skulepolitikk beveger seg i ei retning som i større grad opnar for ulike inngangar for å nå mangfaldet i skulen. Med LK20 si tydelegare vektlegging av eleven si læring og utvikling, er det passande å stille spørsmål ved kva for undervisningsmetodar som kan støtte kjerneelementa og kompetansemåla i matematikkfaget.

Fysisk aktiv læring i matematikk

FAL har vakse fram frå eit behov om å finne nye måtar å auke mengda fysisk aktivitet i løpet av skuledagen på (Beets mfl., 2016). FAL kan ha ulike tydingar hos ulike forskarar (t.d. Norris mfl., 2019; Bartholomew & Jowers, 2011; Webster mfl., 2015).

Vi tek utgangspunkt i Watson mfl. (2017, s. 3) sin definisjon og nyttar FAL som integrering av fysisk aktivitet i læringsaktivitetar. Tradisjonelt sett har fysisk aktivitet i norsk skule vore knytt til kroppsøving, fysak og liknande, men slik Watson (2017) med kollega beskriv, handlar FAL om å integrere fysisk aktivitet i læringsaktivitetar for eit fagleg føremål.

Sidan 2015 er det publisert sju oversiktsartiklar som tek føre seg studiar der FAL er nytta som metode i matematikkundervisning. To av dei, Sneck mfl. (2019) og Vetter mfl. (2020), tek utelukkande føre seg FAL i matematikkfaget.

Hovudkonklusjonen er at elevar gjer det like bra, eller betre, på testar som måler fagleg framgang i matematikk når FAL er nytta i undervisinga (Chacón-Cuberos mfl., 2020; Daly-Smith mfl., 2018; Norris mfl., 2019; Singh mfl., 2018; Sneck mfl., 2019; Vetter mfl., 2020; Watson mfl., 2017). Vidare vil vi drøfte kva slike funn kan bety for undervisningsmetodar i matematikk. Dette gjer vi strukturert i to tematiserande overskrifter, inspirert av LK20.

Innlæring, memorering og djupnelæring

Ein fellesnemnar for dei inkluderte studiane er at FAL skal bidra til å dekkje eit læringsmål. Studiane nyttar ulike aktivitetar med ulik integrering av fysisk aktivitet, intensitet og bevegelse. Dei fleste av studiane syner kjente aktivitetar og leikar med fagleg innhald der elevar er engasjerte med heile kroppen (Daly-Smith mfl., 2018; Elofsson mfl., 2018; Hraste mfl., 2018; Norris mfl., 2019).

Døme på slike aktivitetar er elevar som lærer gongetabellen ved å hoppe i rutenett med tal i kvar rute. Et anna døme er subtraksjonsstafett, der elevar skal finne tal-erteposar som passar reknestykket.

Andre studiar fokuserer på eit klasserom fritt frå rammer, slik vi normalt kjenner det med stolar og pultar (Mead & Scibora, 2016). I staden for stolar sit elevane på yogaball, eller oppgåver står på ark som heng på veggane, i staden for å liggje på pultane.

Ein studie viser til aktivitetar der elevane er fysisk aktive med bruk av hender (det vi kan kalle for det finmotoriske) (Beck mfl., 2016). Eit døme på slike aktivitetar er at elevar lærer multiplikasjon ved å byggje med legoklossar.

Funn peiker på at minnet kan vere positivt påverka når fysisk aktivitet er nytta for å oppnå eit læringsmål. Slik tyder studiane på like god eller betre innlæring og memorering av rekning med ulike rekneartar. I tillegg til ei betre innlæring og memorering finn ein studie òg at FAL kan påverke elevar si matematiske innsikt og talforståing positivt (Mavilidi mfl., 2018).

Med verb som «utforske», «undre» og «problemløyse» skal matematikk bidra til kreativitet, skapartrong, refleksjon og resonnering (Utdanningsdirektoratet, 2019). Saman med verdien av læring og utvikling slik det kjem fram i overordna del (Utdanningsdirektoratet, 2017), legg kjerneelementa og kompetansemåla grunn for praktiske og sosiale læringsaktivitetar. Eit døme på undervisning der FAL kan nyttast for å utforske areal og figurar gjennom kommunikasjon, resonnering og drøfting i praktiske situasjonar, har vi valt å kalle for kvadratmeteren:

«Læraren deler klassen i fire grupper som får oppgåva «lag ein kvadratmeter». Elevane går saman i grupper for å diskutere korleis dei vil lage ein kvadratmeter. Justeringar kan vere ved bruk av gjenstandar elevane må finne i skulegarden eller i klasserommet, eller å bruke eigne kroppar til å lage ein kvadratmeter. Når elevane er samde om det dei meiner er ein kvadratmeter, måler dei med måleband.»

Dahl og Østern (2019) hevdar i sin artikkel i Bedre Skole, «Læring utan kropp: fagfornyelsen kognitivistiske slagside», at djupnelæring i fagfornyinga i høg grad har støtta seg til kognitiv læringsteori. I artikkelen introduserer Dahl og Østern (2019) eit anna perspektiv til kognitiv læringsteori, der djupnelæring handlar om å sjå på læring som skaping, og at eleven og læraren sine kroppar, kjensler, sansar og relasjonar må aktiverast saman med kognisjonen (Dahl & Østern, 2019). Dermed kan det å snakke om ei styrkt eller djupare forståing vere relevant. Spesielt i ein samanheng der FAL ikkje berre handlar om at fysisk aktivitet fører til læring, men at det fysisk aktive, som inkluderer bevegelse, kropp og tankar, er ein integrert del av læringsprosessen.

Med kvadratmeteren som døme kan vi undrast om FAL òg kan bidra til djupnelæring. Det er òg interessant når Hraste med kollega (2018) viser at elevar forstår figurar betre når geometri og abstrakt matematisk kunnskap vert kopla saman med fysisk aktivitet. Slik er det eit veksande grunnlag for å hevde at fysiske, sosiale og kulturelle interaksjonar kan styrkje nokre aspekt av matematisk kunnskap (Alibali & Nathan, 2012). Kunnskapsbasen vi har gjennomgått, indikerer at FAL kan vere positiv for nokre elevar si innlæring, memorering og forståing for matematikk.

Motivasjon, lærelyst og meistring

Når FAL vert nytta i undervisninga, har ein ikkje berre registrert fagleg læringsutbyte som resultat. Studiar rapporterer òg om auka motivasjon for matematikk og høgare grad av oppfatta kompetanse (Mavilidi mfl., 2018; Riley mfl., 2016; Van Den Berg mfl., 2019; Vazou & Skrade, 2017). Her skil kunnskapsbasen mellom FAL med og utan eit fagleg innhald.

Utan fagleg innhald inneber kortare avbrekk, som dans, klappeleik eller liknande. Sjølv om ein slik form for FAL, utan fagleg innhald, ikkje direkte dreiar seg om eleven si læring, finn studiar at elevar er meir motiverte for matematikk når undervisninga inneheld slike FAL-avbrekk (Mavilidi mfl., 2018; Riley mfl., 2021; Van Den Berg mfl., 2019). Likevel er det når det faglege innhaldet er integrert som ein del av undervisninga, at elevane er mest motiverte (Beck mfl., 2016; Elofsson mfl., 2018).

Motivasjon og meistring har ein tydeleg posisjon i læreplanen og er ein viktig del av all opplæring for å skape lærelyst (Lovdata, 2019; Utdanningsdirektoratet, 2017). I overordna del av læreplanen vert det framheva at eit breitt repertoar av læringsaktivitetar er viktig for å skape motivasjon og lærelyst i undervisning (Utdanningsdirektoratet, 2017).

Studiar vi har inkludert i denne artikkelen, viser at FAL bidrar til at elevar blir meir motiverte for matematikk (Mavilidi mfl., 2018; Riley mfl., 2016). Ein mogleg grunn til at FAL kan bidra til at elevane opplever matematikk som meir motiverande, er at FAL er ein læringsarena som gir nye moglegheiter. Ein aktivitet vi har kalla subtraksjonsstafett, kan vere eit døme:

«Læraren deler klassen i fire grupper og plasserer to kjegler i ønskt avstand. Når læraren presenterer oppgåva, er det samarbeidet som står i sentrum. Elevane skal finne tal-erteposen som passar reknestykket. På den eine sida står elevane i sitt område der dei skal rekne, på den andre sida ein haug med tal-erteposar. Om reknestykket er '7 - 5 =', skal elevane finne erteposen med '2'.»

Fysisk aktivitet vert ofte knytt til konkurranse, slik òg stafett vert. Subtraksjonsstafett i denne meininga kan utfordre fysisk aktivitet som noko som er utanfor skulen sitt mandat. Samstundes tilbyr stafett i dette tilfellet sosiale dimensjonar, der det er samarbeid om å finne rett ertepose og å løyse reknestykket. Læraren kan sjølv velje å styre intensitet, eller elevane kan sjølv gjere det. Slik vert det fysisk aktive i stafett ikkje ein aktivitet for det fysiske, men ein ressurs for eit fagleg føremål.

Samarbeidet i konkurranseaktivitetar kan løfte fram relasjonar i klassen og vere positivt for det overordna del karakteriserer som inkluderande læringsmiljø og sosial læring (Kolle mfl., 2019; Utdanningsdirektoratet, 2017). Funn frå hovudrapporten til School in motion, eit prosjekt initiert av Kunnskapsdepartementet og helse og omsorgsdepartementet med siktemål om meir fysisk aktivitet og kroppsøving på ungdomstrinnet, understøttar at elevar opplever konkurranse og samarbeid som bidrag til å gjere læring meir motiverande (Kolle mfl., 2019). Slik har FAL eigenskapar som kan skape variasjon mellom fysiske aktivitetar, kognitiv og sosial deltaking og ei balansert teoretisk tilnærming.

Fysisk aktivitet som ressurs i opplæring

Med utgangspunkt i 19 artiklar som tek føre seg verknaden av FAL på elevar sitt faglege læringsutbyte i matematikk, har vi undersøkt korleis funna i desse studiane kan bidra til å realisere undervisningsmetodar knytte til matematikk etter LK20. Funna våre viser at elevar har like bra eller betre innlæring, memorering, talforståing og motivasjon når FAL er ein del av undervisninga.

Intensjonen med innføring av læreplanen LK20 er både ei fornying av fag og ei tydelegare vektlegging av eleven si læring og utvikling (Utdanningsdirektoratet, 2018). Om matematikk etter LK20 skal dreie seg om tilhøyrande kjerneelement og dei tverrfaglege temaa, føreslår vi at fysisk aktivitet som inkluderer kropp, bevegelse og tankar, kan vere med å styrkje eleven si læring og motivasjon i matematikk. Fordi elevar har ulike føresetnadar for å lære og utvikle seg, kan undervisning leggjast opp med ulike inngangar og slik i større grad nå mangfaldet i elevgruppa.

Vi argumenterer (jf. Beets mfl., 2016) for at FAL ikkje berre er kjenneteikna ved måtar å auke fysisk aktivitet i skulen på, men for betydninga av det fysisk aktive, praktiske og variasjon til læring og utvikling i opplæringa.

Sjølv om kunnskapsbasen vi viser til i denne gjennomgangen, primært tek føre seg eleven si læring, kan ein sjå på slike studiar som evidens for moglegheiter i matematikkundervisning.

Når vi omtalar FAL som ei undervisningsform, betyr det at moglegheiter er avhengig av gode skjønnsvurderingar som er sett i kontekst av føremålet med undervisninga, relasjonar til elevar, og relasjonar mellom elevar. Slik kan FAL vere ein mogleg undervisningsmetode for å støtte fysisk aktive, praktiske, sosiale og emosjonelle former for læring og undervisning.

Avsluttande vil vi òg understreke at det ikkje er nokon motsetning mellom undervisning med tavle, reknebok, gruppearbeid og FAL, men at dei er moglege resursar for metodar som kan nyttast for å støtte eleven si lærelyst og utvikling.

Litteratur

Alibali, M.W. & Nathan, M.J. (2012). Embodiment in Mathematics Teaching and Learning: Evidence From Learners’ and Teachers’ Gestures. Journal of the Learning Sciences, 21(2), 247−286. https://doi.org/10.1080/10508406.2011.611446

Bartholomew, J.B. & Jowers, E.M. (2011). Physically active academic lessons in elementary children. Preventive Medicine, 52, 51−S54. https://doi.org/10.1016/j.ypmed.2011.01.017

Beck, M.M., Lind, R.R., Geertsen, S.S., Ritz, C., Lundbye-Jensen, J. & Wienecke, J. (2016). Motor-enriched learning activities can improve mathematical performance in preadolescent children. Frontiers in Human Neuroscience, 10. https://doi.org/10.3389/fnhum.2016.00645

Beets, M.W., Okely, A., Weaver, R.G., Webster, C., Lubans, D., Brusseau, T., Carson, R. & Cliff, D.P. (2016). The theory of expanded, extended, and enhanced opportunities for youth physical activity promotion. International Journal of Behavioral Nutrition and Physical Activity, 13(1). https://doi.org/10.1186/s12966-016-0442-2

Biesta, G. (2007). Why «what works» won’t work: evidence-based practice and the democratic deficit in educational research. Educational Theory, 57(1), 1−22. https://doi.org/10.1111/j.1741-5446.2006.00241.x

Biesta, G.J.J. (2010). Why ‘what works’ still won’t work: from evidence-based education to value-based education. Studies in Philosophy and Education, 29(5), 491–503. https://doi.org/10.1007/s11217-010-9191-x

Chacón-Cuberos, R., Zurita-Ortega, F., Ramírez-Granizo, I. & Castro-Sánchez, M. (2020). Physical Activity and Academic Performance in Children and Preadolescents: A Systematic Review. Apunts Educación Física y Deportes, (139), 1−9. https://doi.org/10.5672/apunts.2014-0983.es.(2020/1).139.01

Dahl, T., Strømme, A., Pedersen, J.A., Østern, A.-L., Selander, S. & Østern, T. P. (2019). Dybdelæring − en flerfaglig, relasjonell og skapende tilnærming. Universitetsforlaget.

Dahl, T. & Østern, T., Pernille. (2019). Læring uten kropp: Fagfornyelsens kognitivistiske slagside. Bedre Skole, (3), 14−19.

Daly-Smith, A.J., Zwolinsky, S., McKenna, J., Tomporowski, P.D., Defeyter, M.A. & Manley, A. (2018). Systematic review of acute physically active learning and classroom movement breaks on children’s physical activity, cognition, academic performance and classroom behaviour: Understanding critical design features. BMJ Open Sport & Exercise Medicine, 4(1), https://dx.doi.org/10.1136/bmjsem-2018-000341

Elofsson, J., Englund Bohm, A., Jeppsson, C. & Samuelsson, J. (2018). Physical activity and music to support pre-school children’s mathematics learning. Education 3−13, 46(5), 483−493. https://doi.org/10.1080/03004279.2016.1273250

Hraste, M., De Giorgio, A., Jelaska, P.M., Padulo, J. & Granić, I. (2018). When mathematics meets physical activity in the school-aged child: The effect of an integrated motor and cognitive approach to learning geometry. PLOS ONE, 13(8), https://doi.org/10.1371/journal.pone.0196024

Karseth, B., Kvamme, O.A. & Ottesen, E. (2020). Evaluering av fagfornyelsen: Intensjoner, prosesser og praksiser (EVA2020) Rapport nr. 1.

Kolle, E., Steene-Johannessen, J., Sävfenbom, R., Anderssen, S.A., Grydeland, M., Ekelund, U., Andersen, I.D., Resaland, G.K., Lerum, Ø., Tjomsland, H.E., Berntsen, S., Malnes, L.H., Haugen, T., Dyrstad, S.M., Åvitsland, A., Leibinger, E. & Solberg, R.B. (2019). Hovedrapport: School in motion. 95.

Lovdata. (2019). Lov om grunnskolen og den vidaregåande opplæringa (opplæringslova). Kunnskapsdepartementet. https://lovdata.no/dokument/NL/lov/1998-07-17-61

Mavilidi, M.-F., Okely, A., Chandler, P., Louise Domazet, S. & Paas, F. (2018). Immediate and delayed effects of integrating physical activity into preschool children’s learning of numeracy skills. Journal of Experimental Child Psychology, 166, 502−519. https://doi.org/10.1016/j.jecp.2017.09.009

Mead, T. & Scibora, L. (2016). The Impact of Stability Balls, Activity Breaks, and a Sedentary Classroom on Standardized Math Scores. The Physical Educator, 73, 433−449. https://doi.org/10.18666/TPE-2016-V73-I3-5303

Meld. St. 28 (2015-2016). Fag – Fordypning – Forståelse – En fornyelse av Kunnskapsløftet. Kunnskapsdepartementet. Det kongelige kunnskapsdepartementet.

Norris, E., Steen, T., Direito, A. & Stamatakis, E. (2019). Physically active lessons in schools: A systematic review and meta-analysis of effects on physical activity, educational, health and cognition outcomes. British Journal of Sports Medicine, 52.

NOU 2014:7. Elevenes læring i fremtidens skole: et kunnskapsgrunnlag.

NOU 2015:8. Fremtidens skole – Fornyelse av fag og kompetanser.

Riley, N., Lubans, D.R., Holmes, K. & Morgan, P.J. (2016). Findings From the EASY Minds Cluster Randomized Controlled Trial: Evaluation of a Physical Activity Integration Program for Mathematics in Primary Schools. Journal of Physical Activity and Health, 13(2), 198−206. https://doi.org/10.1123/jpah.2015-0046

Riley, N., Mavilidi, M., Kennedy, S., Morgan, P. & Lubans, D. (2021). Dissemination of thinking while moving in maths: Implementation barriers and facilitators. Translational Journal of the ACSM, 6. https://doi.org/10.1249/TJX.0000000000000148

Singh, A., Saliasi, E., van den Berg, V., Uijtdewilligen, L., Groot, R., Jolles, J., Andersen, L., Bailey, R., Chang, Y.-K., Diamond, A., Ericsson, I., Etnier, J., Fedewa, A., Hillman, C., McMorris, T., Pesce, C., Pühse, U., Tomporowski, P. & Chin A Paw, M. (2018). Effects of physical activity interventions on cognitive and academic performance in children and adolescents: A novel combination of a systematic review and recommendations from an expert panel. British Journal of Sports Medicine, 53, bjsports-2017.

Sneck, S., Viholainen, H., Syväoja, H., Kankaapää, A., Hakonen, H., Poikkeus, A.M. & Tammelin, T. (2019). Effects of school-based physical activity on mathematics performance in children: a systematic review. International Journal of Behavioral Nutrition and Physical Activity, 16(1). https://doi.org/10.1186/s12966-019-0866-6

Utdanningsdirektoratet. (2017). Overordnet del – verdier og prinsipper for grunnopplæringen. Kunnskapsdepartementet. https://www.udir.no/lk20/overordnet-del/

Utdanningsdirektoratet. (2018, 26.11.2018). Hva er fagfornyelsen? Henta 01.04 frå https://www.udir.no/laring-og-trivsel/lareplanverket/fagfornyelsen/nye-lareplaner-i-skolen/

Utdanningsdirektoratet. (2019). Læreplan i matematikk 1.–10. trinn. Henta 01.04. frå https://www.udir.no/lk20/mat01-05

Van Den Berg, V., Singh, A. S., Komen, A., Hazelebach, C., Van Hilvoorde, I. & Chinapaw, M.J.M. (2019). Integrating Juggling with Math Lessons: A Randomized Controlled Trial Assessing Effects of Physically Active Learning on Maths Performance and Enjoyment in Primary School Children. International Journal of Environmental Research and Public Health, 16(14), 2452. https://doi.org/10.3390/ijerph16142452

Vazou, S. & Skrade, M.A.B. (2017). Intervention integrating physical activity with math: Math performance, perceived competence, and need satisfaction. International Journal of Sport and Exercise Psychology, 15(5), 508−522. https://doi.org/10.1080/1612197x.2016.1164226

Vazou, S., Webster, C.A., Stewart, G., Candal, P., Egan, C.A., Pennell, A. & Russ, L.B. (2020). A Systematic Review and Qualitative synthesis resulting in a typology of elementary classroom movement integration interventions. Sports Medicine – Open, 6(1), 1. https://doi.org/10.1186/s40798-019-0218-8

Vetter, M., Orr, R., O’Dwyer, N. & O’Connor, H. (2020). Effectiveness of Active Learning that Combines Physical Activity and Math in Schoolchildren: A Systematic Review. Journal of School Health, 90(4), 306−318. https://doi.org/10.1111/josh.12878

Watson, A., Timperio, A., Brown, H., Best, K. & Hesketh, K.D. (2017). Effect of classroom-based physical activity interventions on academic and physical activity outcomes: a systematic review and meta-analysis. International Journal of Behavioral Nutrition and Physical Activity, 14(1). https://dx.doi.org/10.1186/s12966-017-0569-9

Webster, C.A., Russ, L., Vazou, S., Goh, T.L. & Erwin, H. (2015). Integrating movement in academic classrooms: understanding, applying and advancing the knowledge base. Obes Rev, 16(8), 691−701. https://doi.org/10.1111/obr.12285

Om forfatterne

Mathias Brekke Mandelid er stipendiat i fysisk aktiv læring ved Fakultet for humaniora ved idretts- og utdanningsvitenskap, Universitetet i Søraust-Noreg. Han er tilsett ved Senter for fysisk aktiv læring (SEFAL) ved Høgskulen på Vestlandet. Forskingsinteressene hans spenner om pedagogikk og didaktikk med ei spesiell interesse for nasjonal og global utdanningspolitikk.

Hege Eikeland Tjomsland har doktorgrad i helsefremmande arbeid og er førsteamanuensis i helsefremmande arbeid ved Fakultet for lærarutdanning, kultur og idrett ved Høgskulen på Vestlandet. Ho er opptatt av folkehelse og livsmeistring i skulen, og forskinga hennar omhandlar i hovudsak utvikling, igangsetting og evaluering av helsefremmande tiltak i barnehage og skule.

Mona Røsseland har doktorgrad i matematikkundervisning og er førsteamanuensis i matematikkdidaktikk ved Fakultet for lærarutdanning, kultur og idrett, Høgskulen på Vestlandet, avd. Bergen. Ho har blant anna forska på elevar si oppfatning av eigen matematikklæring og lærarar si profesjonelle utvikling innan matematikkundervisning.

Geir Kåre Resaland er professor og prorektor for regional utvikling ved Høgskulen på Vestlandet. Resaland er opphavsmann for Senter for fysisk aktiv læring (SEFAL), som tilbyr arbeidsplassbaserte kompetansehevingstiltak i fysisk aktiv læring (FAL). Resaland er òg opphavsmann til ACTivate, eit Erasmus+-samarbeidsprosjekt med 6 land. Resaland har forska på fysisk aktivitet og FAL i skulen i nærare 20 år, og har publisert 67 fagfellevurderte artiklar i internasjonale tidsskrift, der majoriteten av desse handlar om fysisk aktivitet og FAL i skulen.