I detta avsnitt beskrivs ämnesspecifika ord och begrepp som förekommer i denna studie, med för-hoppning om att skapa en förförståelse för teknik och programmering samt tillföra en känsla av sammanhang för dig som läsare. Därefter presenteras varför yngre elever ska lära sig att program-mera och en inblick i både internationella- och nationella styrdokument för teknik.
1.1.1 Teknikbegreppet
Teknik (2020) definieras i Nationalencyklopedin som ett samlingsbegrepp för de metoder som människan använder för att tillgodose sina önskemål, genom att använda fysiska föremål. Ett fö-remål är exempelvis ett redskap eller verktyg och en synonym till föfö-remål är en artefakt (Artefakt, 2020). I styrdokumenten i skolan definieras tekniken inte bara om materiella artefakter utan även sådant vi inte fysiskt kan ta på, som datorprogram och aktiviteter som är i relation till skapande.
Det står att teknik är ett sätt att förenkla livet men även om teknikens destruktiva syfte (Skolverket, 2017). Ett destruktivt syfte kan innebära att teknik medvetet eller omedvetet påverkar exempelvis människor eller miljön negativt menar Hansson (2009). I ett skolsammanhang skulle det kunna innebära elevers användning av digital teknik gynnar eller hämmar deras utveckling och lärande.
Under åren 2005-2010 var det exempelvis många debatter som handlade specifikt om digital tek-nik skulle uppmuntras eller begränsas Skolverket (2018a).
I kursplanen i teknik för årskurs 1-3 beskrivs digital teknik som datorer i mobiltelefoner, kameror och trafiksystem samt hur dessa fungerar enskilt och i ett större sammanhang (Skolverket, 2017).
Nationalencyklopedin (2020) beskriver att ett tekniskt system är samverkan mellan flera kompo-nenter. Exempelvis krävs en samverkan mellan plintar, televäxlar, telestationer, fiberkablar, radi-olänkar och telefoner för att ett telefonsamtal ska kunna genomföras.
1.1.2 Digitalisering och digital kompetens
Digitalisering i vid bemärkelse innebär att digital teknik ersatt många analoga maskiner, vilket bidragit till nya arbetsmöjligheter och effektivisering i samhällsutvecklingen. Digital teknik och digitalisering innebär enligt Nationalencyklopedin (2020a; 2020b) att information som är analog kan omvandlas till digitalt. Text och bild omvandlas till siffror som bildar en kod. Dessa koder blir information som kan behandlas av olika verktyg så som datorer och mobiltelefoner.
2006 definierade Europaparlamentet (2006) åtta kompetenser för ett livslångt lärande som är grundläggande för varje individs utveckling för att aktivt delta och anpassa sig till det föränderliga och globala samhället. Europaparlamentet definierar digital kompetens på följande vis:
Digital kompetens innebär en säker och kritisk användning av informationssamhällstek-nologi (IST) för arbete och fritid och kommunikation. Det underbyggs av grundläggande färdigheter inom IKT: användningen av datorer för att hämta, utvärdera, lagra, producera, presentera och utbyta information och att kommunicera och delta i samarbetsnätverk via Internet. (EU, 2006, s. 15).
3
Utbildningsdepartementet (2017) menar att digitalisering är en pågående process och att den digi-tala kompetens som består av flera förmågor och kunskaper kan förändras inom några år för att passa samhällets krav bättre.
1.1.3 Programmering och datalogiskt tänkande
Nationalencyklopedin (2020) beskriver programmering som en benämning på instruktioner som anges för att en programstyrd maskin ska utföra ett visst arbete. Instruktionerna kan bestå av ett visuellt eller ett textbaserat programspråk. Ett visuellt språk eller med annat ord – blockprogram är uppbyggt för att para ihop kombinationer eller sekvenser av grafiska block. Grundläggande för alla programmeringsspråk är att de uppbyggda av en programkod som består av många små ”bygg-stenar” (Programmeringsspråk, 2020).
Åkerfeldt m.fl. (2018) menar att utgångspunkten i programmering handlar om kodning och pro-blemlösning. I sin tur omfattas förmågan av att avgränsa ett problem och sist definiera de kom-mandon som krävs för att nå en lösning och utvärdera lösningen. Varje byggsten utgör en specifik uppgift och kallas för ett kommando. Ett kommando kan vara en uppgift som innebär att samma sak upprepas gång på gång, vilket kallas loop (Programmeringsspråk, 2020). För att lösa en uppgift sätts flera kommandon ihop i en steg för steg plan, den beskrivningen kallas för algoritm (Liukas, 2015). Monsén (2017) och Åkerfeldt m.fl. menar att algoritmer kan jämföras med recept i matlag-ning eller instruktioner till en dans, på det viset finns möjligheter att arbeta med programmering utan digitala verktyg i sin undervisning. Instruktionerna följs stegvis och slutresultatet blir som tänkt. Hansen och Weighill (2017) menar att om det sker ett misstag eller ett fel i en programme-ring kallas det med ett specifikt begrepp för bugg.
Mannila (2017) betonar att kodningen är en del av programmeringsprocessen och att programme-ring och kod ska inte ses som synonymer. När kodning framställs är det datalogiska tänkandet en del av skapandet, vilket gör att programmering är en metod för att utveckla datalogiskt tänkande.
Åkerfeldt m.fl. (2018) menar att man bryter ner ett problem i delar, sedan löser man problemet genom en stegvis beskrivning. Mannila menar att datalogiskt tänkande är en allmän färdighet som tränas i programmeringsaktiviteter. Tack vare utforskande och skapande stärks färdigheterna med logiskt tänkande, strukturerat arbetssätt, förmågan att lösa problem och att generalisera. Åkerfeldt m.fl. menar att det är viktigt att förstå att programmeringsprocessen innebär att det inte alltid blir som tänkt och att lösningar måste omprövas. Förutom detta tydliggör dem att elever behöver förstå och reflektera över hur programmering fungerar i vardagsbetonade föremål. Forskarna har upp-märksammat att elever hanterar mobiltelefoner utan reflektion. Hur en mobil startar eller att webb-sidor är uppbyggt av algoritmer är inget som elever i stor utsträckning har kunskap om. Mycket hantering av digital teknik sker slentrianmässigt som att trycka på en knapp och mobilen startar, utan att ha kunskapen om varför.
I skolans undervisning används ofta instruktionsrobotar i programmeringssammanhang så som Bee-bot och Blue-bot. Det är pedagogiska verktyg som kan förflytta sig 15 cm åt gången i olika riktningar, framåt, bakåt, höger och vänster. Skillnaden mellan dessa två instruktionsrobotar är att Bee-bot programmeras med hjälp av knappar som är placerade på roboten, medan Blue-bot har en
4
extra funktion som gör att det går att programmera medhjälp av lärplatta (Mannila, 2016). Ett annat programmerings verktyg är Lego Mindstorms. Först används legobitar för att bygga ihop en robot för att sedan programmera den (Lego, 2020).
1.1.4 Varför ska yngre elever lära sig att programmera?
Regeringen (2017) beslutade 9 mars 2017 om förtydligande och förstärkningar i olika avsnitt i läroplan och kursplaner i grundskolan. Direktiven tillämpades 1 juli 2018 och syftar till att öka elevernas digitala kompetens. Förändringarna och tilläggen var följande:
källkritisk förmåga skulle stärkas,
användning av digital teknik för att lösa problem,
arbeta mer med digitala medier, texter och verktyg,
programmering blev tydliga inslag i undervisningen,
använda och förstå digitala system samt dess påverkan av digitalisering på individ- och samhällelig nivå (Monsén, 2017).
Regeringskansliet (2017) menar att förändringarna ska bidra till att alla elever får samma möjlighet att förstå och påverka världen tack vare ökad digital kompetens. Eriksson, bostads- och digitali-seringsminister, säger att ”Det förbättrar samtidigt förutsättningarna för att vi som samhälle ska lyckas dra nytta av digitaliseringens möjligheter i form av ökad livskvalitet och förbättrad konkur-renskraft.” (Regeringskansliet, 2017). Åkerfeldt m.fl. (2018) och Andersson (2018b) är eniga om att prioriteringen av digital kompetens och kunskaper i programmering inte handlar om att alla elever ska utbilda sig till specifika programmeringsyrken. Oavsett är den grundläggande kun-skapen och medvetenheten betydelsefullt, dels för att förstå hur samhället fungerar dels för att kunna använda det i sitt arbetsliv (Skolverket, 2018b).
I maj 2017 beslutade regeringen om en nationell digitaliseringsstrategi med syftet om att Sverige ska vara ledande i digital kompetens och digitalisering. Skolan har därmed en central roll i ut-vecklingen av den. Eftersom den digitala kompetensen står skriven i läroplanens del 1, är det alla verksamma lärares uppgift att låta eleverna utvecklas inom området. Programmering ingår i flera delar av den digitala kompetensen, exempelvis att skriva kod, reglera och styra föremål, kreativt skapande men också demokratiska dimensioner (Skolverket, 2018b).
1.1.5 Kursplanen i teknik ur ett nationellt och internationellt perspektiv
Hur teknikämnet organiseras skiljer sig mellan olika länder och även hur teknik benämns. En del länder uttrycker det som teknik, teknologi eller som en tydlig yrkesteknisk inriktning. Teknikun-dervisningen är i många länder integrerat i naturvetenskap och matematik (Skolverket, 2018a). I Sverige var teknik integrerat i de naturorienterande ämnena fram till 1994, sedan dess har teknik en egen kursplan (Blomdahl, 2007). Under 2000-talet började elever var aktiva producenter i hanterandet av exempelvis datorn genom att producera information själv i form av film, musik och
5
nå ut till allmänheten. Innan dess ansågs de som använde exempelvis datorer i skolan och på friti-den som passiva konsumenter som enbart brukade information, inte producerade (Åkerfeldt m.fl., 2018).
I Sveriges kursplan i står det i syftet att eleverna ska utveckla sin tekniska kunnighet och medve-tenhet för att kunna delta i den teknikintensiva världen. Undervisningen ska bedrivas så vis att eleverna utvecklar ett intresse för teknik och vara teoretiskt och praktiskt förankrat. För att få för-ståelsen för teknikens roll i samhället gynnas det av ett socialt sammanhang (Skolverket, 2017, 2019). Eleverna ska få kunskap om ämnesspecifika begrepp, värdera olika konsekvenser av olika teknikval, identifiera olika problem med mera (Skolverket, 2019). Begreppsförståelse ses som red-skap för att tillämpa sig kunred-skaper i teknik och för att aktivt kunna delta i samtal. Undervisningen ska också ge möjlighet och kunskap om tekniken i vardagen (Skolverket, 2017).
Det centrala innehållet består bland annat av tekniska lösningar där människan härmat naturen, vardagliga föremåls uppbyggnad, utformning, funktion och hur de är anpassade efter människans behov. Genom att analysera artefakterna, skapas förutsättning för att få en grundläggande kunskap i teknik. Artefakterna nämns även i samband med programmering, exempelvis bil, telefon och hushållsmaskiner (Skolverket, 2017). Programmering i teknikämnet utgår från att tillämpa sina kunskaper i programmering genom att styra och reglera föremål (Skolverket, 2019). Kunskapskra-ven grundar sig på centralt innehåll och förmågorna i syftet. Det finns inga kunskapskrav för års-kurs 3 i teknik, därför behöver kunskapskraven ”brytas” ner för att en progression mellan årsårs-kurs 1-6 (Skolverket, 2017).
Sverige har valt att fokusera på möjligheterna för att integrera programmering i flera redan existe-rande ämnen, teknik och matematik för grundskolans årkurs 1–3. Skolverket beskriver skillnaden mellan programmeringen i matematik mot teknik på så vis att i matematikämnet omfattas pro-grammering av grundläggande kunskaper. Grundläggande kunskaper i propro-grammering är symbo-lers användning, stegvisa instruktioner, hur instruktioner kan konstrueras, beskrivas och hur de följs upp (Skolverket, 2018b, 2019). Införandet av programmering skiljer sig åt mellan länderna.
Exempelvis har Finland programmering som en ämnesintegrerad färdighet medan England har programmering som ett fristående ämne, där kursplanen består av både innehåll och arbetssätt (Skolverket, 2018a). England införde programmering 2014 och femton andra europeiska länder införde programmering innan Sverige 2017 (Åkerfeldt m.fl., 2018).
Mannila (2017) och Åkerfeldt m.fl. (2018) skriver att fördelen med programmering som enskilt ämne möjliggör till ett lärande som ger fördjupad förståelse och kunskap om programmering och digital teknik ur olika perspektiv. Fördelar med att ha programmering integrerat är både att det ger ett helhetsperspektiv samt för att väcka intresset för programmering En nackdel med att integrera teknik i andra ämnen är att det kan hamna i skymundan eller att det blir förlikartat innehåll så att eleverna har svårt att särskilja ämnena åt. Mannila hävdar att det är svårt att i nuläget säga hur programmering bäst lämpar sig, som enskilt ämne eller integrerat, eftersom det är relativt nytt område.
6
1.1.6 Revideringsförslag för kursplanen i teknik 2020
Det pågår ett revideringsförlag för kursplanen i teknik. Skolverket (2020) menar att ändringarna ska bidra till förbättrad kvalité och likvärdighet i undervisningen. Det innebär i teknikämnets kurs-plan att innehållet ska bli tydligare genom konkretisering, vissa förändringar med innehåll samt en högre betoning på fakta och förståelse istället för förmåga. Förslagen är i skrivande stund inskick-ade till regeringen och inväntar beslut. Om regeringen fattar beslut om att använda den reviderinskick-ade kursplanen, träder den i kraft 1 juli 2020.