Mathematics anxiety and mathematics performance: Investigating the effects of a classroom intervention

Lęk matematyczny (mathematics anxiety) jest powszechnie uznawany za negatywną, emocjonalną reakcję na matematykę i jest często traktowany jako bariera w osiąganiu sukcesów edukacyjnych w tym przedmiocie. Coraz częstszy lęk przed matematyką u uczniów wymaga opracowania ukierunkowanych strategii jego regulacji. Jednakże natura zależności między lękiem matematycznym a osiągnięciami edukacyjnymi w zakresie matematyki pozostaje przedmiotem dyskusji – zarówno pod względem jej kierunkowości, jak i zakresu oddziaływania. W kontekście edukacji szkolnej kluczowym celem badań nad lękiem matematycznym jest zrozumienie jego potencjalnego wpływu na wyniki uczniów w matematyce. Ponadto coraz większe zainteresowanie budzi eksploracja podejść dydaktycznych, które mogą skutecznie oddziaływać na ten specyficzny czynnik emocjonalny. Celem niniejszego badania było zatem zidentyfikowanie roli lęku matematycznego w odniesieniu do osiągnięć matematycznych oraz ocena potencjalnych efektów zastosowania grywalizacji w procesie uczenia się wobec tych zmiennych. W szczególności badanie koncentrowało się na trzech podstawowych pytaniach badawczych: naturze i sile związku między lękiem a wynikami; charakterystyce osiągnięć uczniów o różnych profilach lęku; oraz potencjale podejścia dydaktycznego opartego na grywalizacji do wpływania zarówno na poziom lęku, jak i na osiągnięcia matematyczne. Badanie empiryczne przeprowadzono wśród uczniów klasy siódmej szkoły ogólnokształcącej i obejmowało cztery etapy: pomiar przed interwencją, przeprowadzenie interwencji właściwej, pomiar po interwencji oraz pomiar kontrolny po upływie miesiąca. Dane zebrano przy użyciu kwestionariusza lęku matematycznego oraz testów osiągnięć matematycznych. Analizę przeprowadzono za pomocą metod ilościowych, w tym statystyki opisowej, eksploracyjnej analizy czynnikowej, analiz korelacyjnych i regresyjnych oraz jednoczynnikowej i powtarzanych pomiarów ANOVA. Na etapie początkowym (pre-test) w badaniu wzięło udział 76 uczniów w wieku od 12 do 14 lat. Wyniki potwierdziły, że wyższy poziom lęku matematycznego jest na ogół związany z niższymi osiągnięciami w matematyce; siła tej zależności była jednak umiarkowana. Przekrojowa analiza regresyjna wskazała na potencjalnie dwukierunkowy związek pomiędzy tymi zmiennymi, choć jego moc predykcyjna była ograniczona. Ponadto zależność między poziomem lęku a wynikami nie była jednolita dla wszystkich uczniów, co wskazuje na jej złożony charakter, szerzej omówiony w rozdziale “Dyskusja”. Na podstawie tych rezultatów przeprowadzono quasi-eksperymentalną interwencję w celu oceny efektów podejścia dydaktycznego opartego na grywalizacji w klasie. Utworzono dwie grupy: eksperymentalną (N = 27) i kontrolną (N = 23), dobrane pod względem zmiennych zmierzonych na etapie początkowym. Grupa eksperymentalna uczestniczyła w dziewięciotygodniowej interwencji obejmującej naukę z elementami grywalizacji, realizowanej w naturalnych warunkach edukacyjnych, podczas gdy grupa kontrolna kontynuowała tradycyjne nauczanie. Wyniki wykazały pozytywny wpływ interwencji zarówno w zakresie regulacji deklarowanego lęku matematycznego, jak i poprawy osiągnięć matematycznych w testach. Niemniej jednak potrzebne są dalsze, rozszerzone badania w celu potwierdzenia uzyskanych rezultatów.

Mathematics anxiety is widely recognised as a debilitating emotional reaction to mathematics and is often regarded as a barrier to academic success in this subject, which requires targeted strategies for its regulation. However, the nature of this relationship remains debated, not only in terms of its directionality but also in terms of the extent of its impact. Within the context of school education, a key aim of studying this construct lies in understanding its possible impact on students’ mathematics performance. Moreover, there is growing interest in exploring instructional approaches that can address this specific emotional factor. The present study aimed to investigate the role of mathematics anxiety in relation to mathematics performance and to evaluate the potential effects of a gamified learning approach on these variables. In particular, the study addressed three core research questions: the nature and strength of the anxiety- performance link; the performance characteristics of students with varying anxiety profiles; and the potential of a gamified instructional approach to influence both anxiety and performance. An empirical study was conducted among 7th-grade students in a comprehensive school and involved four phases: a pre-intervention, an intervention prepared especially for the current study, a post-intervention, and a one-month follow-up assessment. Data were collected using a mathematics anxiety questionnaire and mathematics performance tests. The data were analysed using quantitative methods, including descriptive statistics, exploratory factor analysis, correlation and regression analyses, and both one-way and repeated measure ANOVA. At the initial stage (pre-test), 76 students aged 12 to 14 participated in the study. The findings confirmed that the higher levels of mathematics anxiety are generally associated with lower mathematics performance; however, the strength of this association was moderate. Cross-sectional regression analysis suggested a potentially bidirectional link between the two variables, although the predictive power was limited. Moreover, the relationship between anxiety levels and performance was not uniform across students, indicating its complex nature, as further elaborated in the Discussion chapter. Based on these results, a quasi-experimental intervention was implemented to assess the effects of a gamified classroom-based learning approach. Two groups were formed: an experimental group (N = 27) and a control group (N = 23), matched in terms of initially measured variables. The experimental group took part in a nine-week-long intervention involving gamified learning, which was implemented in natural educational conditions, while the control group continued with “traditional” instruction. The findings showed a positive effect of the intervention in terms of both regulating self-reported mathematics anxiety and improving test-based mathematics performance. Nevertheless, further confirmation through extended studies is required to confirm these results.