Using the ACAT Framework to Evaluate the Design of Two Geometry Apps: an Exploratory Study

Abstract

It is an increasingly common phenomenon that elementary school students are using mobile applications (apps) in their mathematics classrooms. Classroom teachers using apps might benefit from a tool, or a set of tools, to help them determine whether or not a given app is appropriate and how enhanced educational outcomes can be achieved via its use. In this article we investigate whether Artifact Centric Activity Theory (ACAT) can be used to create a useful tool for evaluating apps, present a review guide based on the theory and test it using a randomly selected geometry app [Pattern Shapes] based on unknown design principles that may or may not conform to design principles suggested in the research as best practice. In doing so we broaden the scope of ACAT by investigating [Pattern Shapes], an app that has additional requirements in terms of accuracy of external representations, and depictions of mathematical properties (e.g. rotations, symmetry), than is the case for place value concepts in [Place Value Chart] which was created using ACAT principles and has been the primary app evaluated using ACAT. We further expand the use of ACAT via an independent assessment of a second app [Click the Cube] by a novice, using the ACAT review guide. Based on our latest research, we argue that ACAT is highly useful for evaluating any mathematics learning app and this is a critical contribution if the evaluation of apps is to move beyond academic circles and start to impact student learning and teacher choice in mathematics classrooms.

Tools for evaluating educational apps for young children: a systematic review of the literature

“…Most app developers, due to a lack of knowledge, claim that their product is “educational” only because it includes “educational” content such as A.B.C.s, Maths and shapes (Larkin et al , 2019). The issue of technologies being marketed as “educational” without being properly vetted is not new.…”

Teaching and Learning Mathematics with Digital Technologies

“…They incorporated user feedback from the early years' learners through observations of the children's behaviours (e.g., smiling, looking confused) as key indicators of their level of engagement with the app. Also utilizing design iterations of interactions between the user (Subject), app (Artifact) and mathematics content (Object), Larkin et al (2019) further developed the ACAT framework to analyze the ways that two apps were used with classes (Group). They also considered how they behave when used (Rules) and contend that ACAT is highly useful for evaluating any mathematics app.…”

“…A number of studies focussed on the pedagogical value of iPads in the primary classroom, particularly in relation to the teaching of geometry. Larkin, Kortenkamp, Ladel, and Etzold (2019) draw on Artifact Centric Activity Theory (ACAT) to describe an evaluative technique which enables teachers to evaluate the pedagogical potential of apps. The evaluative method described is applicable to both primary and secondary teachers and considers teaching as a network involving students, mathematical content, apps, the mathematical content within the apps, and the classroom context.…”

Μια Επισκόπηση Του Πεδίου Των Εκπαιδευτικών Φορητών Εφαρμογών Για Παιδιά Προσχολικής Και Πρώτης Σχολικής Ηλικίας.

“…Η δημοτικότητα των μέσων αυτών στα παιδιά νεαρής ηλικίας έχει οδηγήσει στην παραγωγή δεκάδων χιλιάδων εφαρμογών που υπάρχουν διαθέσιμες στα δυο δημοφιλή διαδικτυακά ηλεκτρονικά καταστήματα, Apple App Store και Google Play (Guernsey, 2014), είτε δωρεάν είτε επί πληρωμή, και οι οποίες έχουν σχεδιαστεί για να διδάσκουν γλώσσα, μαθηματικά, μουσική και άλλες μαθησιακές περιοχές (Courage & Troseth, 2016). Ωστόσο, ο προσδιορισμός της πραγματικής εκπαιδευτικής αξίας μιας 'αυτοαποκαλούμενης' εκπαιδευτικής εφαρμογής είναι δύσκολος, όχι μόνο εξαιτίας της έλλειψης της κατάλληλης γνώσης από τους μη ειδικούς στον χώρο της εκπαιδευτικής φορητής τεχνολογίας (γονείς ή/και εκπαιδευτικούς) αλλά και επειδή οι πληροφορίες που διατίθενται στα διαδικτυακά καταστήματα λειτουργούν συχνά σε μεγάλο βαθμό ως διαφημιστικές και συχνά ως παραπλανητικές (Larkin, Kortenkamp, Ladel & Etzold, 2018). Οι Guernsey & Levine (2015) σε μια ανάλυση 183 αυτοαποκαλούμενων εκπαιδευτικών εφαρμογών διαπίστωσαν ότι οι περισσότερες από αυτές διδάσκουν μόνο βασικές δεξιότητες, κυρίως μέσω δραστηριοτήτων κλειστού τύπου στις οποίες τα νήπια απασχολούνται μέσω εξάσκησης και πρακτικής, Ως γνωστόν οι διδακτικοί στόχοι που υποστηρίζει η συγκεκριμένη κατηγορία εκπαιδευτικού λογισμικού είναι χαμηλού επιπέδου και δε συμβάλλουν στην πολύπλευρη ανάπτυξη των παιδιών.…”

“…δωρεάν ή επί πληρωμή, top 10 εφαρμογές) προκειμένου να αποκτήσουν μια πλήρη εικόνα (στιγμιότυπο) του οικοσυστήματος των φορητών εφαρμογών για ένα προκαθορισμένο χρονικό διάστημα. Περιορισμός αυτής της προσέγγισης είναι ο πολύ μεγάλος αριθμός των εφαρμογών που πρέπει να αξιολογηθούν (Larkin, 2013;Larkin et al, 2018). Στο εξωτερικό έχουν πραγματοποιηθεί την τελευταία δεκαετία αρκετές τέτοιες ερευνητικές προσπάθειες.…”