Onderzoek met de Rekentuin

Transcriptie

1 Onderzoek met de Rekentuin Han van der Maas Psychologische Methodenleer, UvA Oefenweb.nl

2 Rekentuin onderzoek Voortgekomen uit een fundamenteel onderzoek Complexe systemen moeten intensief gemeten worden Maar dagelijks toetsen in de klas is onhaalbaar Rekenen is een vorm van expertise Vereist Deliberate Practice

3 Wat is rekentuin? Web-based adaptive practice and monitoring system for math Digitale schriftjes Moeilijkheid opgaven afgestemd op niveau van het kind Combineert spelenderwijs oefenen en toetsing Learning analytics Web-based (cloud)

4 Nieuw computer adaptief systeem Vergelijkbaar probleem: vind een gelijkwaardige tegenstander in sport Oplossing gebaseerd op ratingsysteem uit schaakwereld, bedacht door Prof. Elo Rating van een speler verandert afhankelijk van de uitkomst van de partij en de rating van de tegenstander. Kinderen spelen tegen items. Als een kind een fout antwoord geeft, wint de opgave, afhankelijk van de rating van het kind.

5 Elo in werking Kinderen (Vaardigheid) Laag Hoog Vragen (Moeilijkheid)

6 Welk probleem is moeilijker?

7 Scoreregel: tijd weegt mee Snelheid en nauwkeurigheid: twee kanten van dezelfde medaille. Weten, en weten dat je iets (niet) weet (kan) Score (in virtuele muntjes) hangt af van resterende tijd Snelle (foute) gok kost veel muntjes Maris, G. & Van der Maas, H. L. J (2012). Speed-accuracy response models: Scoring rules based on response time and accuracy. Psychometrika, 77,

8 TUINCENTRUM (VOOR DE LEERKRACHT) Automatische analyse & rapportage

9 4000 item per minute Gebruik ± active users over 370 million item responses in 5 years ± items per day ±1000 schools Rekentuin Taalzee Typetuin Statistiekfabriek

10 Voordelen voor wetenschappelijk onderzoek Ecologisch valide Veldstudie Realistische leeromgeving Veel leerdomeinen(34 games rekenen, taal en cognitieve vaardigheden) Steekproefgrootte en leeftijdsbereik (vanaf 4 jaar) Hoog frequente metingen Maar ook de problemen van data mining onderzoek

11 Recente resultaten Computer adaptief oefenen Klinkenberg, S., Straatemeier, M., & Van der Maas, H. L. J. (2011). Computer adaptive practice of maths ability using a new item response model for on the fly ability and difficulty estimation. Computers & Education, 57, Maris, G. & Van der Maas, H. L. J (2012). Speed-accuracy response models: Scoring rules based on response time and accuracy. Psychometrika, 77, De rol van werkgeheugen Van der Ven, S., van der Maas, H. L. J., Straatemeier, M., & Jansen, B. R. J. (2013). Visuospatial working memory and mathematical ability at different ages throughout primary school. Learning and Individual Differences (27), De ontwikkeling van logisch (deductief) redeneren Gierasimczuk, N., van der Maas, H. L. J., & Raijmakers, M. E. J. (2013). An analytic tableaux model for deductive mastermind empirically tested with a massively used online learning system. Journal of Logic, Language and Information (22), De rol van veel oefenen Jansen, B. R. J., De Lange, E., & Van der Molen, M. J. (2013). Math practice and its influence on math skills and executive functions in adolescents with mild to borderline intellectual disability. Research in developmental disabilities, 34, Jansen, B. R. J., Louwerse, J., Straatemeier, M., Van der Ven, S. H., Klinkenberg, S., & Van der Maas, H. L. (2013). The influence of experiencing success in math on math anxiety, perceived math competence, and math performance. Learning and Individual Differences, 24, Is subitizing niet meer dan patroon herkenning? Jansen, B. R. J., Hofman, A., Straatemeier, M., van Bers, B., Raijmakers, M. E. J., & van der Maas, H. L. J. (accepted). The role of pattern recognition in children s exact enumeration of small numbers.

12 Fouten analyse Open item formaat in meeste spelletjes Duizenden foute antwoorden per item Informatief? 9 x 9 = 18 Optellen? 9+9 Omkering? Een-en-tachtig? Tafels gerelateerd? 2 x 9

13 2 x 9 =?

14 6 x 7=?

15 10+6:2+6 =? Vincent? Meest gegeven antwoorden:

16 De rol van instructie Automatische foutenanalyse in ontwikkeling Instructie op basis van foutenanalyse en detectie inefficiënte strategieën = is sneller Instructie Leerkracht Video s Rekenboeken Animaties Wiki s Skype teacher deels geven Oefenvolg systemen Oefenen Leerkracht motivatie volgen Analyse Geautomatiseerd (nakijkwerk overbodig)

17 Cijferspel Maak met 2, 3 en 9 en de basisoperaties het getal 16 Maak met 1,3,4,6 het getal 24 Creatief rekenen! Honderden opgaven als: 2, 6 -> 8 ; 2,4,7 -> 42 ; 2,2,2,2,2 -> 32

18 Het partitieprobleem Splits een verzameling getallen zo in 2 groepen dat de sommen gelijk zijn Het makkelijkste NP-complete probleem 1 Oplostijd neemt exponentieel toe met aantal getallen Controleren oplossing snel Voetbalheuristiek Kies steeds sterkst overgebleven speler Partitieprobleem is simpel cijferspel 1,2,4,6,9,12,20 maak 0 met alleen -,+ Cijferspel is dus NP complete

19 Deelset 1,10, (10-1)x100 (100+1)x10 (100-1)/10 Voetbal- Heuristiek 100x /

20 1, 2, 2, 20, 100 (+,-) antwoorden, keer correct 897 verschillende correcte antwoorden keer begint het met 100 meest gekozen (19610 keer) correcte antwoord is = = = = 125 Dus: kinderen volgen de voetbalheuristiek Van der Maas, H. J. J., van der Ven, S., & van der Molen, V. (2014). Oefenen op niveau: het cijferspel in de Rekentuin. Volgens Bartjens (3),

21 Tot slot Cijferspel is het echte rekenen Vereist hoofdrekenen en creativiteit Rekentuin wordt zeer gewaardeerd door kinderen en leerkrachten en biedt een schat aan wetenschappelijke informatie Rekenonderzoek is nog moeilijker dan rekenen! Toetsen vervangen door monitoring Van summatief naar formatief Adaptief onderwijs Uitbreidingen Instructie; alle domeinen; referentieniveaus; video s; taal De vraag van het hoe en wat: programmeren!