Meningkatkan Prestasi dan Minat Belajar Matematika Melalui Math-Island – Instruksi yang dipimpin guru konvensional tetap dominan di sebagian besar kelas matematika dasar di Taiwan. Di bawah instruksi seperti itu, guru jarang bisa mengurus semua siswa. Banyak siswa kemudian dapat terus tertinggal di belakang standar prestasi matematika dan kehilangan minat mereka dalam matematika; mereka akhirnya menyerah untuk belajar matematika.
Meningkatkan Prestasi dan Minat Belajar Matematika Melalui Math-Island
Baca Juga : Standar Praktik Matematika
transitionmathproject – Faktanya, minat belajar matematika siswa di Taiwan umumnya lebih rendah dibandingkan dengan banyak daerah/negara lain. Dengan demikian, bagaimana meningkatkan prestasi dan minat matematika siswa merupakan dua masalah utama, terutama bagi siswa yang berprestasi rendah. Makalah ini menjelaskan bagaimana kami merancang lingkungan belajar berbasis game, yang disebut Math-Island, dengan memasukkan mekanisme permainan manajemen konstruksi ke dalam peta pengetahuan kurikulum matematika dasar.
Kami juga melaporkan eksperimen yang dilakukan dengan 215 siswa SD selama 2 tahun, dari kelas 2 hingga kelas 3. Dalam eksperimen ini, selain pengajaran yang dipimpin guru di kelas, siswa diarahkan untuk belajar dengan Math-Island dengan menggunakan tablet mereka sendiri. di sekolah dan di rumah. Sebagai hasil dari percobaan ini, kami menemukan bahwa ada peningkatan prestasi matematika siswa, terutama dalam perhitungan dan masalah kata. Selain itu, prestasi siswa berprestasi rendah di sekolah eksperimen mengungguli siswa berprestasi rendah di sekolah kontrol (kelompok kontrol di sekolah lain) dalam masalah kata. Lebih-lebih lagi,
Matematika telah dianggap sebagai mata pelajaran dasar karena aritmatika dan penalaran logis adalah dasar dari ilmu pengetahuan dan teknologi. Untuk alasan ini, otoritas pendidikan menekankan kemahiran siswa dalam keterampilan komputasi dan pemecahan masalah. Baru-baru ini, hasil Program for International Student Assessment (PISA) dan Trends in Mathematics and Science Study (TIMSS) tahun 2015 (OECD 2016 ; Mullis et al. 2016 ) mengungkap tantangan bagi Taiwan. Meskipun siswa Taiwan memiliki kinerja rata-rata yang lebih tinggi dalam literasi matematika dibandingkan dengan siswa di negara lain, masih ada persentase yang signifikan dari siswa berprestasi rendah di Taiwan. Selain itu, sebagian besar siswa Taiwan menunjukkan tingkat minat dan kepercayaan diri yang rendah dalam belajar matematika (Lee 2012).
Adanya persentase yang signifikan dari siswa berprestasi rendah mungkin karena instruksi yang dipimpin guru, yang masih mendominasi kelas matematika di sebagian besar negara Asia. Perlu dicatat bahwa siswa di setiap kelas memiliki kemampuan yang berbeda dan karenanya menunjukkan prestasi yang berbeda. Sayangnya, dalam instruksi yang dipimpin guru, semua siswa diminta untuk belajar dari guru dengan cara yang sama pada kecepatan yang sama (Hwang et al. 2012 ).
Siswa yang berprestasi rendah, tanpa waktu yang cukup, terpaksa menerima pengetahuan secara pasif. Barr dan Tagg ( 1995 ) menunjukkan bahwa sangat penting bagi siswa berprestasi rendah untuk memiliki lebih banyak kesempatan untuk belajar matematika dengan kecepatan mereka sendiri. Peneliti menyarankan teknologi satu-ke-satu (Chan et al. 2006) di mana setiap siswa dilengkapi dengan perangkat untuk belajar di sekolah atau di rumah dengan lancar. Selanjutnya, mereka dapat menerima umpan balik langsung dari Math-Island, yang mendukung pembelajaran individual mereka secara aktif dan produktif. Dengan demikian, ini dapat memberikan lebih banyak kesempatan untuk membantu siswa berprestasi rendah meningkatkan prestasi mereka.
Masalah minat yang rendah pada hampir semua siswa di Taiwan biasanya disertai dengan motivasi yang rendah (Krapp 1999 ). Lebih jauh lagi, siswa dengan prestasi matematika yang rendah secara terus-menerus pada akhirnya dapat kehilangan minat dan menolak untuk belajar lebih lanjut (Schraw et al. 2001 ). Ini adalah masalah yang parah. Untuk memotivasi siswa untuk belajar, peneliti merancang permainan edukatif untuk memberikan pengalaman belajar yang menyenangkan dan menarik (Kiili dan Ketamo 2007 ).
Beberapa peneliti ini menemukan bahwa pembelajaran berbasis permainan dapat memfasilitasi pembelajaran siswa dalam hal motivasi dan efek belajar (Liu dan Chu 2010 ), kemampuan spasial dan perhatian (Barlett et al. 2009 ), pembelajaran terletak, dan pemecahan masalah (Li dan Tsai2013 ). Dengan hasil positif tersebut, kami berharap game edukasi kami dapat meningkatkan dan mempertahankan minat siswa dalam belajar matematika.
Faktanya, banyak peneliti yang berusaha mengembangkan game edukasi untuk pembelajaran matematika telah menunjukkan bahwa game mereka dapat memfasilitasi kinerja matematika, kesenangan, dan efikasi diri (Ku et al. 2014 ; McLaren et al. 2017 ). Meskipun beberapa penelitian dilakukan selama 4 bulan (misalnya, Hanus dan Fox 2015 ), orang mungkin masih mengkritik mereka karena kemungkinan bahwa minat siswa dapat menjadi efek kebaruan artinya minat mereka akan berkurang karena perasaan senang. kebaruan berkurang dari waktu ke waktu (Koivisto dan Hamari 2014). Karena keterbatasan waktu eksperimen atau ukuran sampel, sebagian besar penelitian tidak dapat secara efektif mengecualikan efek baru dari permainan, kecuali jika dilakukan dalam pengaturan alami untuk waktu yang lama.
Dalam penelitian ini, kami berkolaborasi dengan sekolah dasar eksperimental selama lebih dari 2 tahun. Guru matematika di sekolah mengadopsi game edukasi online kami, Math-Island. Para siswa menggunakan PC tablet mereka sendiri untuk belajar matematika dari permainan di kelas atau di rumah dengan kecepatan mereka sendiri. Secara khusus, siswa berprestasi rendah mungkin memiliki kesempatan untuk mengejar ketinggalan dengan siswa lain dan mulai merasa tertarik untuk belajar matematika. Yang terpenting, karena game edukasi online adalah bagian dari kurikulum matematika, siswa dapat memperlakukan game sebagai bahan pembelajaran biasa seperti buku teks.
Dalam makalah ini, kami melaporkan penelitian selama 2 tahun, di mana 215 siswa kelas dua di sekolah tersebut mengadopsi permainan Math-Island dalam rutinitas sehari-hari mereka. Lebih khusus, tujuan dari makalah ini adalah untuk menyelidiki pengaruh permainan pada prestasi matematika siswa. Selain itu, kami juga prihatin tentang seberapa baik siswa berprestasi rendah belajar, apakah mereka tertarik pada matematika dan permainan, dan bagaimana minat mereka dalam matematika dibandingkan dengan siswa berprestasi. Dalam penelitian jangka panjang dengan ukuran sampel yang besar, diharapkan efek kebaruan akan sangat berkurang, memungkinkan kita untuk mengevaluasi efek dari permainan pendidikan pada prestasi dan minat siswa.
Makalah ini disusun sebagai berikut. Di bagian “ Karya terkait ”, kami meninjau studi terkait tentang pembelajaran matematika dan permainan edukatif yang didukung komputer. Pada bagian “ Desain ” disajikan mekanisme permainan dan desain sistem. Pada bagian “ Metode ”, kami menjelaskan metode penelitian dan prosedur penelitian ini. Pada bagian “ Hasil ” disajikan hasil penelitian tentang prestasi dan minat siswa. Di bagian “ Diskusi tentang beberapa fitur penelitian ini ”, kami membahas studi jangka panjang, desain peta pengetahuan, dan dua mekanisme permainan. Akhirnya, ringkasan situasi saat ini dan potensi pekerjaan di masa depan dijelaskan dalam “ Kesimpulan dan pekerjaan di masa depan” bagian.
Pembelajaran matematika yang didukung komputer
Kurikulum matematika di sekolah dasar pada dasarnya mencakup pemahaman konseptual, kelancaran prosedural, dan kompetensi strategis dalam hal kecakapan matematika (lihat Kilpatrick et al. 2001 ). Pertama, pemahaman konseptual mengacu pada pemahaman siswa terhadap konsep matematika dan hubungan antar konsep. Para peneliti telah merancang berbagai perancah dan umpan balik berbasis komputer untuk membangun konsep siswa dan mengklarifikasi potensi kesalahpahaman.
Misalnya, untuk membimbing penemuan pola konsep siswa, Yang et al. ( 2012 ) mengadopsi pendekatan pembelajaran penemuan induktif untuk merancang materi pembelajaran online di mana siswa diberikan contoh serupa dengan atribut kritis dari konsep yang bervariasi. McLaren dkk. ( 2017) memberi siswa petunjuk untuk memperbaiki kesalahpahaman umum mereka tentang desimal. Mereka melakukan penelitian dengan mengadopsi permainan sebagai pengganti tujuh pelajaran matematika kelas reguler. Hasil penelitian mereka menunjukkan bahwa permainan edukatif dapat memfasilitasi kinerja dan kenikmatan belajar yang lebih baik daripada pendekatan pembelajaran konvensional.
Kedua, kelancaran prosedural mengacu pada keterampilan dalam melakukan perhitungan dengan benar dan efisien. Untuk meningkatkan kelancaran prosedural, siswa perlu memiliki pengetahuan tentang aturan perhitungan (misalnya, nilai tempat) dan mempraktikkan prosedur tanpa kesalahan. Peneliti mengembangkan berbagai permainan digital untuk mengatasi kebosanan latihan. Misalnya, Chen dkk. ( 2012a , 2012b ) merancang game Cross Number Puzzle untuk melatih ekspresi aritmatika.
Dalam permainan, siswa dapat secara individu atau kolaboratif memecahkan teka-teki, yang melibatkan perhitungan ekstensif. Studi mereka menunjukkan bahwa siswa berkemampuan rendah dalam kondisi kolaboratif membuat peningkatan paling besar dalam keterampilan berhitung. Ku dkk. ( 2014) mengembangkan mini-games untuk melatih kemampuan kalkulasi mental siswa. Mereka menunjukkan bahwa mini-games tidak hanya dapat meningkatkan kinerja perhitungan siswa tetapi juga meningkatkan kepercayaan diri mereka dalam matematika.
Ketiga, kompetensi strategis mengacu pada kemampuan pemecahan masalah matematis, khususnya pemecahan masalah kata pada pendidikan dasar. Beberapa peneliti mengembangkan perancah berbasis komputer bertingkat untuk membantu siswa menerjemahkan masalah kata ke persamaan langkah demi langkah (misalnya, González-Calero et al. 2014 ), sementara peneliti lain memperhatikan masalah perancah yang berlebihan.
Secara khusus, siswa dapat menjadi terlalu terikat dan memiliki sedikit ruang untuk mengembangkan kemampuan mereka. Untuk menghindari situasi ini, banyak peneliti mengusulkan untuk mengizinkan siswa mencari bantuan selama pemecahan masalah kata (Chase dan Abrahamson 2015 ; Roll et al. 2014 ). Misalnya, Cheng dkk. ( 2015 ) merancang Scaffolding Seekingsistem untuk mendorong siswa sekolah dasar memecahkan masalah kata sendiri dengan mengekspresikan pemikiran mereka terlebih dahulu, daripada menerima dan berpotensi menyalahgunakan perancah.
Game edukasi digital untuk pembelajaran matematika
Karena matematika merupakan mata pelajaran yang abstrak, siswa SD dengan mudah kehilangan minat terhadapnya, terutama siswa yang berprestasi rendah. Beberapa peneliti menyesuaikan permainan edukatif untuk mempelajari seperangkat pengetahuan matematika tertentu (misalnya, permainan Poin Desimal ; McLaren et al. 2017 ), sehingga siswa dapat termotivasi untuk belajar matematika. Namun, jika tujuan kami adalah untuk mendukung kurikulum matematika yang lengkap untuk sekolah dasar, tampaknya tidak praktis untuk merancang berbagai permainan edukatif untuk semua jenis pengetahuan. Pendekatan yang layak adalah dengan mengadopsi struktur konten gamified untuk mengatur ulang semua materi pembelajaran.
Misalnya, terinspirasi oleh desain sebagian besar game role-playing, Chen et al. ( 2012a , 2012b) mengusulkan kerangka tiga tingkat pembelajaran berbasis permainan dunia permainan, pencarian, dan materi pembelajaran untuk mendukung kesenangan dan penetapan tujuan siswa sekolah dasar dalam pembelajaran matematika. Lebih jauh lagi, sementara dunia permainan dapat memfasilitasi eksplorasi dan partisipasi siswa, pencarian adalah wadah materi pembelajaran dengan tujuan dan penghargaan tertentu. Di dunia game, siswa menerima pencarian dari karakter virtual nonpemain, yang dapat meningkatkan komitmen sosial. Untuk menyelesaikan pencarian, siswa harus melakukan upaya untuk melakukan materi pembelajaran. Saat ini, quest telah diadopsi secara luas dalam desain game edukasi (misalnya, Azevedo et al. 2012 ; Hwang et al. 2015 ).
Namun, dalam game edukasi dengan pencarian, siswa masih memainkan peran penerima daripada pembelajar aktif. Untuk memfasilitasi inisiatif siswa SD, Lao et al. ( 2017) merancang kontrak pembelajaran digital, yang mengharuskan siswa untuk menetapkan tujuan pembelajaran mingguan di awal minggu dan memeriksa apakah mereka mencapai tujuan di akhir minggu. Lebih khusus lagi, ketika menetapkan tujuan mingguan, siswa harus memutuskan jumlah materi pembelajaran yang ingin mereka lakukan di minggu mendatang.
Selanjutnya, mereka juga harus menentukan rata-rata kebenaran tes yang mengikuti materi pembelajaran. Untuk membantu mereka menetapkan tujuan yang masuk akal dan layak, sistem menyediakan statistik dari 4 minggu terakhir. Akibatnya, siswa dapat merefleksikan seberapa baik mereka belajar dan kemudian membuat keputusan yang tepat. Setelah menetapkan tujuan, siswa diberikan serangkaian materi pembelajaran untuk mencoba mencapai tujuan tersebut. Di akhir minggu, mereka mungkin merenungkan apakah mereka mencapai tujuan pembelajaran mereka dalam kontrak. Dalam arti, kontrak belajar mungkin tidak hanya memperkuat rasa komitmen tetapi juga memberdayakan siswa untuk lebih mengontrol pembelajaran mereka.
Dalam buku teks atau ruang kelas, pembelajaran biasanya telah ditentukan sebelumnya sebagai urutan tertentu, yang harus diikuti siswa untuk belajar. Meskipun demikian, struktur pengetahuan tidak linier, melainkan jaringan. Jika kita dapat mengatur ulang materi pembelajaran ini sesuai dengan struktur pengetahuan, siswa dapat mengeksplorasi pengetahuan dan menemukan hubungan di antara berbagai bagian pengetahuan saat belajar (Davenport dan Prusak 2000 ). Pemetaan pengetahuan memiliki keuntungan memberikan siswa konten konkret melalui grafik pengetahuan eksplisit (Ebener et al. 2006 ).
Studi sebelumnya telah menunjukkan bahwa penggabungan struktur pengetahuan ke dalam permainan pendidikan dapat secara efektif meningkatkan prestasi siswa tanpa mempengaruhi motivasi dan self-efficacy mereka (Chu et al. 2015). Untuk itu, penelitian ini mencoba memvisualisasikan struktur pengetahuan dalam sebuah game edukasi. Dengan kata lain, peta pengetahuan divisualisasikan dan digamifikasi sehingga siswa dapat membuat keputusan untuk membangun peta pengetahuan mereka sendiri dalam permainan.