Kan man med virtual reality skabe rammerne for en æstetisk læreproces i matematik og dermed give eleverne specielle og sanselige oplevelser med faget, som øger deres motivation og lyst til matematik?

Det spørgsmål undersøger Christian Hansen i sit professionsbachelorprojekt fra læreruddannelsen i Haderslev ved UC Syd.

"Matematik regnes traditionelt for et af skolens mest boglige fag - det er et meget abstrakt og semantisk fag, hvor den diskursive læring er i højsædet. Det står faktisk i nogen grad i modsætning til formålet, som det bliver beskrevet i Fælles Mål for matematik, hvor der står, at: 'Elevernes læring skal baseres på, at de selvstændigt og gennem dialog og samarbejde med andre kan erfare, at matematik fordrer og fremmer kreativ virksomhed', siger Christian Hansen.

Æstetiske læreprocesser handler om nogle basale grundvilkår for, hvordan vi lærer og er ikke en speciel metode eller et redskab, man kan anvende, men mange undervisningsmetoder inkorporerer elementer fra æstetisk læring, siger han.

Matematik som et praktisk-musisk fag

Gennem lærerstudiet har Christian Hansen været optaget af, at se matematikundervisningen fra en anden vinkel.

"Man kan måske endda tale om et andet matematiksyn, hvor man ikke opfatter matematik som et bogligt og semantisk fag, men i langt højere grad som et sanseligt, æstetisk ja ligefrem praktisk-musisk fag, hvor matematikken i sig selv er mål og drivkraft", skriver han og fortæller, at han er inspireret af den arbejdsform, som den franske matematiker Henri Poincaré anvendte.

"Han så billedkunstnerens og matematikerens arbejde som ligestillede og anså intuitionen som afgørende for sit arbejde. Han lod arbejdet føre sig og forsøgte ikke at styre det. Når noget blev svært eller ikke gav mening for ham, stoppede han simpelthen op og lod underbevidstheden arbejde for så senere at vende tilbage".

Den forståelse står i skarp modsætning til den mere traditionelle time- og skemalagte stoleskole, siger Christian Hansen:

"Ud over at udfordre den mere traditionelle matematikundervisning og -tænkning er jeg meget optaget af, hvordan man kan gøre matematikken spændende for sin egen skyld".

Mange lærebogssystemer arbejder med matematikken som middel, og det samme gælder for mange af de æstetiske undervisningsforløb i matematik, han har set på. Det gælder for eksempel Rollespil i skolen, som er et projekt, der blev støttet af Egmontfonden.

"Man forsøger at skabe ydre motiverende faktorer for, at eleverne skal lære matematik", siger Christian Hansen.

Det er der ikke nødvendigvis noget galt med, men det kunne måske være en øjenåbner også at lade eleverne erfare, at matematik bare er sjovt i sig selv, uden at der nødvendigvis er et mål med det - andet, end at det netop skal være sjovt, mener han.

Analoge og virtual reality-forløb

Projektets undersøgelse foregik på Nordagerskolen i Ringe på Fyn. Lærerne på årgangen blev orienteret om forløbet og formålet, og der blev udarbejdet et brev, som blev sendt hjem til elevernes forældre med information om forløbet.

"Jeg har valgt at arbejde med elever på 5-. og 6. klassetrin, da disse elever er modne nok til, at man kan gennemføre relativt komplicerede forsøg samtidig med, at de endnu ikke for de flestes vedkommende for alvor er nået ind i puberteten med de udfordringer, det kan give. Deltagelse i forsøget var frivilligt og krævede tilmelding. Jeg ville således teoretisk kun få elever med i forsøget, som på forhånd var motiverede", skriver Christian Hansen.

Alle elever skulle igennem to forløb i løbet af en time. Et analogt forløb, hvor de skulle arbejde med papir og blyant, og et forløb i virtual reality, VR. "De to forløb var Labyrint og Terning, som jeg designede i henholdsvis en analog udgave og en VR-udgave".

"Jeg valgte at lade eleverne gennemføre to forskellige forløb, fordi jeg ønsker at tage højde for det parameter, at forsøget i sig selv kan være det nye eller anderledes, som gør, at eleverne vurderer deres motivation anderledes end normalt", fortæller Christian Hansen.

"Jeg har udarbejdet to undervisningsforløb i to varianter, nemlig en analog og en VR-variant. Fælles for de to forløb er, at de bygger delvist på principperne om undersøgende matematik, og at der ikke er ét rigtigt svar. Kun rammerne og iscenesættelse er sat. Så er det op til eleverne at afsøge emnet inden for de rammer, der er givet".

De analoge forløb blev løst på papir med blyant, mens VR-forløbene foregik i spillet Minecraft, hvor Christian Hansen havde designet en helt flad verden uden strukturer af nogen art, hvor solen altid skinnede, og hvor der hverken var dyr eller monstre. Minecraft-verdenen var altså renset for ting, der kunne distrahere eleverne fra det, de skulle lave, fortæller han.

Tryghed på faglig hjemmebane

Labyrint-forløbet er det første forløb i skolens 4. årgangs matematikbog og har ifølge lærervejledningen til formål at give eleverne 'en oplevelse med et lille historisk indblik' samt 'at give eleverne en konkret anvisning på, hvordan de kan konstruere deres egne labyrinter'.

"Matematikfagligt er forløbet ikke tungt, men det er interessant at observere, om eleverne faktisk får en oplevelse med forløbet i de to varianter. Forløbet er valgt fra 4. klasses matematikbog, fordi jeg ønskede et forløb, hvor eleverne var trygge og på hjemmebane rent fagligt - det faglige skulle med andre ord ikke udgøre en barriere i forhold til at kunne måle elevernes motivation", fortæller Christian Hansen.

Oplevelse, motivation og flow

I VR-forløbet fik eleverne udleveret en redidaktiseret udgave af labyrintforløbet, hvor byggeanvisningen var tilpasset Minecraft (se projektets bilag 5).

I det forløb kan man sige, at matematikken blev anvendt som middel med det mål at få konstrueret en labyrint.

Terning-forløbet var inspireret af en opgave fra skolens 7. årgangs matematikbog, hvor eleverne skulle arbejde undersøgende med rumfang. Eleverne i 5. klasse havde endnu ikke haft om rumfang, mens eleverne i 6. klasse have haft om det. Terning-forløbet blev altså i modsætning til Labyrint-forløbet en faglig udfordring for eleverne.

Forløbet blev valgt for at vurdere elevernes oplevelse og motivation, når de skulle arbejde med et rent matematikfagligt emne - matematikken som mål - som samtidig udfordrede dem fagligt. Forløbet var dog udformet, så alle elever kunne deltage. Det var den enkelte elev selv, der styrede niveauet, og det skulle skabe gode muligheder for, at eleven kunne opleve at komme i flow, fortæller Christian Hansen.

Æstetiske læreprocesser

Det samlede resultat af projektets undersøgelse sandsynliggør, at der kan foregå en æstetisk læreproces, når man anvender virtual reality i undervisningen, så man må forvente, at elevernes læringsudbytte kan øges, siger han.

"Elevernes rapporteringer efter VR-forløbene giver en entydig meget stor stigning i motivationen på gennemsnitligt 27 procentpoint for begge motivationsmarkører. En stigning, som eleverne i de efterfølgende interviews underbygger og understøtter gennem deres udsagn, hvor de lægger vægt på at have følt noget, at have haft det sjovt, at have oplevet noget".

Og observationerne viser det samme billede. "Her arbejdede alle elever meget koncentreret og fokuseret med deres opgaver", lyder konklusionen.

Christian Hansen havde specielt fokus på, om man kunne lave "matematik for matematikkens egen skyld" i Terning-forløbet i VR, og her er det overordnede resultat også ret positivt, omend en smule mere mudret end det samlede resultat.

"Jeg er dog ikke i tvivl om, at VR har et meget stort og uforløst potentiale, når det kommer til at gøre matematik til et sanse- og oplevelsesfag for eleverne på matematikkens egen præmis", siger han.

Se hele projektet her: