Skip to main content

Advertisement

Log in

Play-Based Mathematics in Kindergarten. A Video Analysis of Children’s Mathematical Behaviour While Playing a Board Game in Small Groups

Spielintegrierte mathematische Förderung im Kindergarten. Eine Videoanalyse der mathematischen Aktivitäten der Kinder bei einem Regelspiel

  • Original Article
  • Published:
Journal für Mathematik-Didaktik Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Kindergarten children enjoy playing games, as games bring motivation and active learning. Many board and card games require mathematical competencies and, therefore, carefully selected board and card games could be used as meaningful learning tasks for mathematics education in early childhood. With this in mind, several games for fostering quantity-number competencies have been implemented in an intervention study. The study included 6 years old children and three conditions: training program (n=110), play-based intervention (n=89) and control group (n=125). For this article, videos involving 21 children in ten teams from one of the most widely played games in the play-based intervention were selected for in-depth analysis: the board game Shut the Box. This explorative analysis of children’s mathematical behaviour and peer support whilst playing a board game allows researching in what way a specific game provides a meaningful learning task for early mathematics. The results show that children employ several mathematical skills while playing, depending on their individual quantity-number competencies. As the game can be easily repeated several times, the children practise and shape mathematical skills and monitor and support their co-player in order to increase their chances of winning the game. It is suggested that the board game provides an adaptive and motivating setting, which can meet the learning needs of low as well as high achieving children.

Zusammenfassung

Kinder spielen gerne Regelspiele, denn Spiele motivieren und bieten vielfältige Lerngelegenheiten. Brett- und Kartenspiele mit mathematischem Potential könnten daher im Kindergarten als kognitiv aktivierende und adaptive Lernaufgaben zur Förderung des Zahlbegriffs eingesetzt werden. In einer Interventionsstudie mit sechsjährigen Kindern in 35 Kindergartenklassen und einem quasi-experimentellen Design mit drei Gruppen (Spielintegrierte Förderung: n=89; Trainingsprogramm: n=110; Kontrollgruppe: n=125) wurden 12 als mathematisch gehaltvoll erachtete Brett- oder Kartenspiele eingesetzt. Die spielenden Kinder wurden gefilmt. Für den vorliegenden Beitrag wurden die Videoaufnahmen zum Regelspiel Shut the box bzw. Klipp-Klapp (21 Kinder in 10 Teams) analysiert, um das Potential dieses Spiels als kognitiv aktivierende Lernaufgabe zu untersuchen. Die Ergebnisse dokumentieren ein breites Spektrum mathematischer Handlungen. Die Handlungen variieren mit den individuellen Mengen-Zahlen-Kompetenzen der Kinder. Die Kinder beschäftigen sich in den Spielphasen fast ausschliesslich mit Mathematik. Sie überwachen die Spielzüge der Partner und unterstützen einander. Diese Befunde legen den Schluss nahe, dass das Regelspiel Shut the Box ein adaptives Lernarrangement ist, das den Lernbedürfnissen leistungsschwacher und leistungsstarker Kinder entgegen kommt und zudem eine hohe Übungskadenz und soziale Unterstützung beim Aufbau von Mengen-Zahlen-Kompetenzen gewährleistet kann.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3

Similar content being viewed by others

Notes

  1. Since compulsory education in Switzerland begins with kindergarten at the age of four years old and as curricula are competence-based, the term ‘mathematical precursor’ is no longer suitable in this pedagogical context.

References

  • Ainley, J. (1990). Playing games and learning mathematics. In L. P. Steffe & T. Wood (Eds.), Transforming children’s mathematics education: international perspectives (pp. 84–91). Hillsdale: Erlbaum.

    Google Scholar 

  • Ashcraft, M. (1995). Cognitive psychology and simple arithmetics. A review and summary of new directions. Mathematical Cognition, 1, 3–34.

    Google Scholar 

  • Aunio, P., Hautamäki, J., Sajaniemi, N., & van Luit, J. E. H. (2009). Early numeracy in low-performing young children. British Educational Research Journal, 35(1), 25–46.

    Article  Google Scholar 

  • Baroody, A. J. (1995). The role of the number-after rule in the invention of computational shortcuts. Cognition & Instruction, 13(2), 189–219.

    Article  Google Scholar 

  • Blömeke, S., Risse, J., Müller, C., Eichler, D., & Schulz, W. (2006). Analyse der Qualität von Aufgaben aus didaktischer und fachlicher Sicht. Ein allgemeines Modell und seine exemplarische Umsetzung im Unterrichtsfach Mathematik. Unterrichtswissenschaft, 34(4), 330–357.

    Google Scholar 

  • Boonen, A. J. H., Kolkman, M. E., & Kroesbergen, E. H. (2011). The relation between teachers’ math talk and the acquisition of number sense within kindergarten classrooms. Journal of School Psychology, 49(3), 281–299.

    Article  Google Scholar 

  • Bragg, L. A. (2003). Children’s perspectives on mathematics and game playing. In L. Bragg, C. Campbell, G. Herbert, & J. Mousley (Eds.), MERINO: mathematics education research: innovation, networking, opportunity. Proceedings of the 26th annual conference of the mathematics education research group of Australasia (Vol. 2, pp. 160–167). Geelong: Merga.

    Google Scholar 

  • Bright, G. W., Harvey, J. G., & Montague Wheeler, M. (1985). Learning and mathematics games. Journal for Research in Mathematics Education, 1(1), 1–189.

    Google Scholar 

  • Clements, D. H. (1999). Subitizing: What is it? Why teach it? Retrieved [October 15, 2012] from http://gse.buffalo.edu/fas/clements/files/Subitizing.pdf.

  • Dehaene, S. (1997). The number sense: how the mind creates mathematics. New York: Oxford University Press.

    Google Scholar 

  • Dollase, R. (2010). Verschulung oder Kuschelpädagogik: wann ist Vorschulerziehung effektiv? In D. H. Rost (Ed.), Intelligenz, hochbegabung, vorschulerziehung, bildungsbenachteiligung (pp. 125–164). Münster: Waxmann.

    Google Scholar 

  • Fogelman, K. (Ed.) (1983). Growing up in great Britain: papers from the national child development study. London: Macmillan.

    Google Scholar 

  • Friedrich, G., de Galgóczy, V., & Schindelhauer, B. (2011). Komm mit ins Zahlenland. Freiburg: Herder Verlag. Revised edition.

    Google Scholar 

  • Gelman, R., & Gallistel, C. (1978). The child’s understanding of number. Cambridge: Harvard University Press.

    Google Scholar 

  • Gillies, R. M., & Haynes, M. (2011). Increasing explanatory behaviour, problem-solving, and reasoning within classes using cooperative group work. Instructional Science, 39(3), 349–366.

    Article  Google Scholar 

  • Ginsburg, H. P., & Golbeck, L. S. (2004). Thoughts on the future of research on mathematics and science learning and education. Early Childhood Research Quarterly, 19(1), 190–200.

    Article  Google Scholar 

  • Ginsburg, H. P., Lee, J. S., & Stevenson Boyd, J. (2008). Mathematics education for young children: what it is and how to promote it. Social Policy Report, XXII(1), 3–22.

    Google Scholar 

  • Golinkoff, R. (2010). The power of play: preparing 21st century children for a global world. Paper presented at the EARLS SIG5 meeting 26/08/2010, Luzern.

  • Griffin, S. (2004). Building number sense with number worlds: a mathematics program for young children. Early Childhood Research Quarterly, 19(1), 173–180.

    Article  Google Scholar 

  • Grüßing, M., & Peter-Koop, A. (2008). Effekte vorschulischer mathematischer Förderung am Ende des ersten Schuljahres. Erste Befunde einer Längsschnittstudie. Zeitschrift für Grundschulforschung, 1(1), 65–82.

    Google Scholar 

  • Hauser, B. (2013). Spielen. Frühes Lernen in Familie, Krippe und Kindergarten. Stuttgart: Kohlhammer.

    Google Scholar 

  • Hauser, B. (2005). Das Spiel als Lernmodus: unter Druck von Verschulung – im Lichte neuerer Forschung. In T. Guldimann & B. Hauser (Eds.), Bildung 4- bis 8-jähriger Kinder (pp. 143–168). Münster: Waxmann.

    Google Scholar 

  • Hauser, B., Vogt, F., Stebler, R., Rechsteiner, K., & Lehner, R. (2010). Mathematics in Kindergarten: teacher-directed training programmes or play-based approaches? Paper presented at the EARLI-SIG-5 meeting „learning and development in early childhood“, 25/08/2010, Luzern.

  • Helmke, A., & Weinert, F. E. (1997). Bedingungsfaktoren schulischer Leistungen. In F. E. Weinert (Ed.), Psychologie des Unterrichts und der Schule. Enzyklopädie der Psychologie. Themenbereich D, Serie I (Vol. 3, pp. 71–176). Göttingen: Hogrefe.

    Google Scholar 

  • Hengartner, E., & Roethlisberger, H. (1995). Rechenfähigkeit von Schulanfängern. In H. Brügelmann, H. Balhorn, & I. Füssenich (Eds.), Am Rande der Schrift. Zwischen Sprachenvielfalt und Analphabetismus (pp. 66–86). Beinwil am See: Libelle Verlag.

    Google Scholar 

  • Hirschmann, N., Kastner-Koller, U., & Deimann, P. (2008). Entwicklung und Diagnostik mathematischer Fähigkeiten in der frühen Kindheit. Empirische Pädagogik, 22(2), 178–192.

    Google Scholar 

  • Hopkins, S., & Lawson, M. J. (2002). Explaining the acquisition of a complex skill: methodological and theoretical considerations uncovered in the study of simple addition and the moving-on process. Educational Psychology Review, 14(2), 121–154.

    Article  Google Scholar 

  • Howe, C., Tolmie, A., Thurston, A., Topping, K., Christie, D., Livingston, K., Jessiman, E., & Donaldson, C. (2007). Group work in elementary science: towards organisational principles for supporting pupil learning. Learning and Instruction, 17(5), 549–563.

    Article  Google Scholar 

  • Hughes, M. (1986). Children and number: difficulties in learning mathematics. London: Blackwell.

    Google Scholar 

  • Jordan, N. C., Glutting, J., & Ramineni, C. (2010). The importance of number sense to mathematics achievement in first and third grades. Learning and Individual Differences, 20(2), 82–88.

    Article  Google Scholar 

  • Jordan, N. C., Kaplan, D., Ramineni, C., & Locuniak, M. N. (2009). Early math matters: kindergarten number competence and later mathematics outcomes. Developmental Psychology, 45(3), 850–867.

    Article  Google Scholar 

  • Kamii, C., & Kato, Y. (2005). Fostering the development of logico-mathematical thinking in a card game at ages 5–6. Early Education & Development, 16(3), 367–383.

    Article  Google Scholar 

  • Krajewski, K., & Schneider, W. (2009). Exploring the impact of phonological awareness, visual–spatial working memory, and preschool quantity–number competencies on mathematics achievement in elementary school: findings from a 3-year longitudinal study. Journal of Experimental Child Psychology, 103(4), 516–531.

    Article  Google Scholar 

  • Krajewski, K., & Schneider, W. (2006). Mathematische Vorläuferfertigkeiten im Vorschulalter und ihre Vorhersagekraft für die Mathematikleistungen bis zum Ende der Grundschulzeit. Studienhefte Psychologie in Erziehung und Unterricht, 53(4), 246–262.

    Google Scholar 

  • Krajewski, K., Nieding, G., & Schneider, W. (2008). Kurz- und langfristige Effekte mathematischer Frühförderung im Kindergarten durch das Programm „Mengen, zählen, Zahlen“. Zeitschrift für Entwicklungspsychologie und Pädagogische Psychologie, 40(3), 135–146.

    Article  Google Scholar 

  • Krajewski, K., Nieding, G., & Schneider, W. (2007). Mengen, zählen, Zahlen: die Welt der Mathematik verstehen (MzZ). Berlin: Cornelsen.

    Google Scholar 

  • Marcon, R. (2002). Moving up the grades: relationship between pre-school model and later school success. Early Childhood Research and Practice, 4(1). Retrieved [October 15, 2012] from http://ecrp.uiuc.edu/v4nl/marcon.html

  • Mayring, P. (2007). Qualititative Inhaltsanalyse. Grundlagen und Techniken (9th ed.). Weinheim und Basel: Beltz Verlag.

    Google Scholar 

  • McConkey, R., & McEvoy, J. (1986). Games for learning to count. British Journal of Special Education, 13(2), 59–62.

    Article  Google Scholar 

  • Moser Opitz, E. (2001). Zählen, Zahlbegriff, Rechnen: Theoretische Grundlagen und eine empirische Untersuchung zum mathematischen Erstunterricht in Sonderklassen. Bern: Haupt.

    Google Scholar 

  • Moser, U., & Bayer, N. (2010). Schlussbericht der summativen Evaluation. In Lernfortschritte vom Eintritt in die Eingangsstufe bis zum Ende der 3. Klasse der Primarschule. Erziehung und Bildung in Kindergarten und Unterstufe im Rahmen der EDK-Ost und Partnerkantone (Projekt EDK-Ost 4bis8). Bern: Schulverlag.

    Google Scholar 

  • Moser, U., & Berweger, S. (2007). Wortgewandt & zahlenstark. Lern- und Entwicklungsstand bei 4- bis 6-Jährigen. St. Gallen: Lehrmittel der interkantonalen Lehrmittelzentrale ilz.

    Google Scholar 

  • Moser, U., Stamm, M., & Hollenweger, J. (Eds.) (2005). Für die Schule bereit? Lesen, Wortschatz, Mathematik und soziale Kompetenzen beim Schuleintritt. Oberentfelden: Sauerländer.

    Google Scholar 

  • Obersteiner, A. (2012). Mentale Repräsentationen von Zahlen und der Erwerb arithmetischer Fähigkeiten. Konzeptionierung und Evaluation einer Förderung mit psychologisch-didaktischer Grundlegung und Evaluation im ersten Schuljahr. Münster: Waxmann.

    Google Scholar 

  • Osana, H. P., & Rayner, V. (2010). Developing numeracy: promoting a rich learning environment for young children. In Encyclopedia of language and literacy development (pp. 1–12). London: Canadian Language and Literacy Research Network. Retrieved [October 15, 2012] from http://www.literacyencyclopedia.ca/pdfs/topic.php?topId=286.

    Google Scholar 

  • Pauen, S., & Pahnke, J. (2008). Mathematische Kompetenzen im Kindergarten: Evaluation der Effekte einer Kurzzeitintervention. Empirische Pädagogik, 22(2), 193–208.

    Google Scholar 

  • Peters, S. (1998). Playing games and learning mathematics: the results of two intervention studies. International Journal of Early Years Education, 6(1), 49–58.

    Article  Google Scholar 

  • Deutschschweizer Lehrplan, P. (2010). Grundlagen für den Lehrplan 21 verabschiedet von der Plenarversammlung der deutschsprachigen EDK-Regionen am 18. März 2010 Luzern: Geschäftsstelle der deutschsprachigen EDK-Regionen. Retrieved [October 15, 2012] from http://web.lehrplan.ch/sites/default/files/Grundlagenbericht.pdf.

  • Ramani, G. B., & Siegler, R. S. (2011). Reducing the gap in numerical knowledge between low- and middle-income preschoolers. Journal of Applied Developmental Psychology, 32(3), 146–159.

    Article  Google Scholar 

  • Rechsteiner, K., Hauser, B., & Vogt, F. (2012). Förderung der mathematischen Vorläuferfertigkeiten im Kindergarten: Spiel oder Training? In M. Ludwig & M. Kleine (Eds.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2012 (Vol. 2, pp. 677–680). Münster: WTM Verlag für wissenschaftliche Texte und Medien. http://www.mathematik.uni-dortmund.de/ieem/bzmu2012/index.html.

    Google Scholar 

  • Resnick, L. R. (1989). Developing Mathematical Knowledge. The American Psychologist, 44(2), 162–169.

    Article  Google Scholar 

  • Reusser, K. (2011). Unterricht und Klassenführung. In L. Criblez, B. Müller, & J. Oelkers (Eds.), Die Volksschule zwischen Innovationsdruck und Reformkritik (pp. 68–83). Zürich: Neue Zürcher Zeitung NZZ Libro.

    Google Scholar 

  • Reusser, K. (2006). Konstruktivismus – vom epistemologischen Leitbegriff zur Erneuerung der didaktischen Kultur. In M. Baer, M. Fuchs, P. Füglister, K. Reusser, & H. Wyss (Eds.), Didaktik auf psychologischer Grundlage. Von Hans Aeblis kognitionspsychologischer Didaktik zur modernen Lehr- und Lernforschung (pp. 151–168). Bern: h.e.p.

    Google Scholar 

  • Reusser, K. (2001). Co-constructivism in educational theory and practice. In N. J. Smelser, P. B. Baltes, & F. E. Weinert (Eds.), International encyclopedia of the social and behavioral sciences (pp. 2058–2062). Oxford: Pergamon.

    Chapter  Google Scholar 

  • Reusser, K., & Stebler, R. (2012). Differenzierende Unterrichtsangebote für individualisiertes Lernen. Zürcher Lehrerinnen- und Lehrerverband, 5, 6–9.

    Google Scholar 

  • Schuler, S. (2013). Mathematische Bildung im Kindergarten in formal offenen Situationen – eine Untersuchung am Beispiel von Spielen zum Erwerb des Zahlbegriffs. Münster: Waxmann.

    Google Scholar 

  • Sfard, A., & Lavie, I. (2005). Why cannot children see as the same what grown-ups cannot see as different? Early numerical thinking revisited. Cognition and Instruction, 23(2), 237–309.

    Article  Google Scholar 

  • Siegler, R. S., Fazio, L. K., & Pyke, A. (2011). There is nothing so practical as a good theory. In J. P. Mestre & B. H. Ross (Eds.), The psychology of learning and motivation: Vol. 55. Cognition in education (pp. 171–197). Oxford: Elsevier.

    Google Scholar 

  • Singer, D., Michnik Golinkoff, R., & Hirsh-Pasek, K. (2009). Play = learning: how play motivates and enhances children’s cognitive and social-emotional growth. Oxford: University Press.

    Google Scholar 

  • Van Oers, B. (2010). Emergent mathematical thinking in the context of play. Educational Studies in Mathematics, 74(1), 23–37.

    Article  Google Scholar 

  • Vogt, F. (2012). Play-based mathematics in kindergarten. Paper presented at POEM Conference, Frankfurt, a. M. 27th February 2012.

  • Vygotsky, L. S. (1978). Mind in society: the development of higher psychological processes. Cambridge: Harvard University Press.

    Google Scholar 

  • Weinhold Zulauf, M., Schweiter, M., & von Aster, M. (2003). Das Kindergartenalter: Sensitive Periode für die Entwicklung numerischer Fertigkeiten. Kindheit und Entwicklung, 12(4), 222–230.

    Article  Google Scholar 

  • Whyte, J. C., & Bull, R. (2008). Number games, magnitude representation, and basic number skills in preschoolers. Developmental Psychology, 44(2), 588–596.

    Article  Google Scholar 

  • Wikipedia (2012). Shut the box. Retrieved [October 15, 2012] from http://en.wikipedia.org/wiki/Shut_the_Box.

  • Wittmann, E. C. (2010). Grundsätzliche Überlegungen zur frühkindlichen Bildung in der Mathematik. In M. Stamm & D. Edelmann (Eds.), Frühkindliche Bildung, Betreuung und Erziehung. Was kann die Schweiz lernen? (pp. 177–195). Zürich: Rüegger.

    Google Scholar 

  • Wittmann, E. C. (2009). Das Zahlenbuch Frühförderung. Stuttgart: Klett.

    Google Scholar 

  • Wolf, I. (2011). Förderung arithmetischer Kompetenzen durch Regelspiele in Kindergarten am Beispiel „Shut the Box“. Mikrogenetische Videostudie zu Anwendung arithmetischer Kompetenzen und Interaktion im Spiel. Unveröffentlichte Lizentiatsarbeit, Universität Zürich.

  • Wood, E. (2011). Entwicklung einer integrierten Pädagogik für die frühe Bildung. In F. Vogt, M. Leuchter, A. Tettenborn, U. Hottinger, M. Jäger, & E. Wannack (Eds.), Entwicklung und Lernen junger Kinder (pp. 123–133). Münster: Waxmann.

    Google Scholar 

Download references

Acknowledgement

This research project was funded by the Swiss National Science Foundation (Project 100014_124485, 2009-2011). We also thank the participating teachers and children as well as the reviewers of this paper for their helpful and appreciated comments.

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Rita Stebler.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Stebler, R., Vogt, F., Wolf, I. et al. Play-Based Mathematics in Kindergarten. A Video Analysis of Children’s Mathematical Behaviour While Playing a Board Game in Small Groups. J Math Didakt 34, 149–175 (2013). https://doi.org/10.1007/s13138-013-0051-4

Download citation

  • Received:

  • Accepted:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s13138-013-0051-4

Keywords

Mathematics Subject Classification

Navigation