1 EFakulteten för lärande
och samhälle Vidareutbildning av lärare
Examensarbete i fördjupningsämnet
Matematik och lärande
15 högskolepoäng, på grundnivå
Att undervisa programmering i
matematik på högstadiet 7–9
To teach programming in mathematics at
elementary school years 7–9
Talal Mohamed
Examen, poäng: 15 hp Slutseminarium: 2019-02-07
Examinator: Peter Bengtsson Handledare: Per-Eskil Persson
2
Förord
Detta arbete görs som ett sista led i min utbildning till grundskollärare vid Malmö Universitet och jag har läst ”Vidare av lärare” utbildning (VAL). Jag har lärt mig mycket under arbetet med denna studie. Jag vill gärna tacka alla som har stöttat mig; elever, lärare, kollegor, familj och andra berörda, samt ett stort tack för min handledare Per-Eskil Persson.
3
Abstract
Uppsatsen syfte är att undersöka om matematiklärare på grundskolans senare år och skolan som organisation arbetar med undervisning av programmering i matematik samt hur lärare talar om sin upplevelse av svårigheter och utmaningar inför detta moment. Denna studie kommer att utgå från både elevperspektiv och lärarperspektiv separat och på så sätt ta reda på hur elever upplever att arbeta med programmering och vad lärare tycker om programmering. Jag har genomfört en enkät för 70 elever, enkät för sju lärare på två olika skolor samt intervjuat tre lärare och en skolledare.
En enkätundersökning genomfördes på elever som går årskurs 9 på en medelstor skola i Kronobergs län. Undersökningen mål var att undersökte vilken inställning som eleverna hade till programmering. Lärarenkäten genomfördes som en webbaserad enkätundersökning med sju lärare på två olika skolor i Kronobergs län. De lärare som intervjuades jobbar alla på en grundskola i Kronobergs län. Dessa lärare valdes på ett slumpmässigt sätt utifrån skolans personalstyrka och deras vilja att medverka i studien. Skolledares intervju har bidragit till ytterligare en dimension utifrån skolans olika professioner.
Dessa kvalitativa intervjuer och samtliga webbaserad enkätundersökning har hanterats utifrån Vetenskapsrådets fyra etiska principer (2011). De fyra principerna är: informationskravet, samtyckeskravet, konfidentialitetskravet och nyttjandekravet. Utifrån resultatet analyserades samtligt material i koppling till teori, styrdokument och tidigare forskning.
Studien kom fram till att lärarna uttrycker en osäkerhet gällande skillnaden i olika sorters programmering vilket resulterar i att de inte vet hur de ska börja sin planering av sin undervisning. Samtliga lärare vill ha kompetensutveckling eller kollegialt lärande för att kunna påbörja sin undervisning av programmering.
Skellefteå kommun (2018) insåg att skolorna saknade en plan för undervisning i programmering och tog därför fram en tillfällig undervisningsplan som skolorna skulle kunna använda medan de utveckla sin undervisningsplan. Detta hade underlättat för de lärare som är representerade i studien och även för skolledaren då det hade kunnat finnas en gemensam linje på de aktuella skolorna vilket inte finns i dagsläget.
Som avslutning kan det konstateras att elever upplever programmering som intressant och spännande men de saknar kännedom medan lärare känner en viss nervositet i att undervisa i ämnet.
Nyckelord: algoritm, datalogiskt tänkande, högstadiet, kod, matematik, Micro:bit, pedagogisk innehållskunskap, program, programmering.
5
Innehållsförteckning
Abstract ...3
Inledning ...7
Bakgrund och tidigare forskning ...8
Bakgrund ...8
Begrepp ...9
Internationellt perspektiv ... 10
Vad är BBC Micro:bit? ... 10
Tidigare forskning ... 12
Syfte och frågeställningar ... 15
Syfte ... 15
Frågeställningar ... 15
Programmering och jämställdhet ... 16
Teoretiska utgångspunkter ... 17
Metod, genomförande och urval ... 18
Val av metod ... 18
Enkäter och intervjuer ... 19
Elevenkät ... 19
Lärarenkät... 19
Lärarintervju ... 20
Intervju med skolledare ... 20
Metodkritik ... 20
Urval ... 21
Resultat och analys ... 22
Kvalitativ respektive kvantitativ metod ... 22
Elevers inställning till programmering ... 23
Lärares upplevda svårigheter inom matematikundervisningen kopplat till programmering 26 Intervju ... 29
Skolledare... 30
Sammanfattning intervjuer ... 31
Diskussion och slutsats ... 32
Metoddiskussion ... 35
Vidare forskning ... 36
Litteraturförteckning ... 37
Bilaga A ... 39
6
Bilaga B ... 40
Enkät för lärare ... 40
Bilaga C ... 41
Intervjufrågor till lärare ... 41
Bilaga D ... 42
7
Inledning
Denna studie kommer att utgå från både ett elevperspektiv och ett lärarperspektiv och på så sätt ta reda på hur elever upplever att arbeta med programmering och vad lärare tycker om att undervisa i programmering. Denna studien fokuserar på vad som skiljer lärares och elevers upplevelse av att arbeta med programmeringsundervisning i matematik. Programmering handlar om både problemlösning och om kodning, vilket innefattar förmågorna att kunna definiera kriterier för att avgränsa ett problem, skapa en lösning och utvärdera denna lösning utifrån givna parametrar (Åkerfeldt, 2018:15). Förändringarna och tilläggen i styrdokumenten gällande digital kompetens och programmering är en utmaning för skolan, men det är också en möjlighet att utveckla. Förändringar av olika slag sker hela tiden i skolans värld. Den nya läroplanen medför vanligen att nya kunskapsområden, nya arbetssätt och nya sätt att bedöma kunskaper och detta medför att nytt språkbruk. Det finns därför flera olika skäl till varför programmering skrivits in i läroplan just nu. Senast höstterminen 2018 ska alla grundskolor lära ut programmering i ämnena matematik och teknik. I matematik ska eleverna till exempel träna sig på att skapa och följa instruktioner och även att använda programmering för att lösa problem. I teknik ska programmeringen främst handla om att styra föremål eller egna konstruktioner. Dessa två programmeringssorterna skiljer sig åt något men har gemensamma drag.
8
Bakgrund och tidigare forskning
I detta kapitel presenteras bakgrunden till denna studie samt den tidigare forskning som ligger till grund för studien. Dessa är presenterade tematiskt.
Bakgrund
Förändringar av olika slag sker hela tiden i skolans värld. Det finns därför flera olika skäl till varför programmering skrivits in i läroplan just nu. Det är inte bara i Sverige som på ett eller annat sätt har integrerat programmering i läroplanen utan 16 av 21 EU-länder har i högre eller lägre grad integrerat programmering och även förstärkt skrivningar om digital kompetens i olika ämnen. Av dessa anger 15 länder skäl som rör utvecklingen av logiskt tänkande. 14 länder pekar på att man vill utveckla elevers problemlösningsförmåga (Åkerfeldt, 2018:15).
Vår värld och vårt samhälle blir alltmer digitaliserad, och det på ett sätt som vi inte alltid tänker på. Digitaliseringssystem påverkar allt omkring oss och inte bara individen, utan hela samhället. Regeringen har fattat ett beslut om stärkt digital kompetens i skolans styrdokument. Regeringens formulering lyder: Regeringen har beslutat om förtydliganden och förstärkningar i styrdokument – bl.a. i läroplaner för grundskolan och gymnasieskolan för att tydliggöra skolans uppdrag att stärka elevernas digitala kompetens (Regeringskansliet, 2017). Ändring-arna rör många olika roller inom skolan: rektorers och lärares uppdrag, skolbibliotekets roll och undervisningen i enskilda ämnen. Sammanfattningsvis avser ändringarna:
• att programmering införs som ett tydligt inslag i flera olika ämnen i grundskolan, framförallt i teknik- och matematikämnena.
• att stärka elevernas källkritiska förmåga
• att eleverna ska kunna lösa problem och omsätta idéer i handling på ett kreativt sätt med användning av digital teknik
• att arbeta med digitala texter, medier och verktyg • att använda och förstå digitala system och tjänster
• att utveckla en förståelse för digitaliseringens påverkan på individ och samhälle (Regeringskansliet, 2017)
• Koppling till kursplanerna i matematik enligt Skolverket • Algebra, årskurs 4–6 samt årskurs 7–9:
9
• Programmering i visuella/olika programmeringsmiljöer. • Problemlösning, årskurs 7–9:
• Hur algoritmer kan skapas, testas och förbättras vid programmering för matematisk problemlösning. (Lgr 11, reviderad 2018)
Alla blir inte författare för att de lär sig läsa och skriva och alla kommer inte bli programmerare för att de lär sig programmering, och här vill jag gärna definiera programmeringsbegrepp. Det definieras som ett datorspråk och det vill säga att datorer och människor inte pratar samma språk! Programmering i bredare mening handlar såväl om samarbete, problemlösning och för-mågan att tänka kreativt och logiskt, som om förför-mågan att koda, enligt Åkerfeldt. (2018:9)
Det hjälper elever att ha ett datalogiskt tänkande (Computational Thinking). Datalogiskt tänkande är en problemlösningsprocess för att beskriva, analysera och lösa problem med hjälp av datorer. Uttrycket används främst inom datavetenskap. “Till exempel kan det innebära att hitta mönster, generaliseringar, abstraktioner och skapa algoritmer för lösningar”. (Wikipedia 20151222, urkola.se 2016).
Vidare handlar programmeringsundervisning om att utveckla kommunikation inom mate-matik. “En av förmågorna som eleverna ska utveckla med hjälp av undervisningen i matematik är förmågan att kommunicera med och om matematik, dvs. att utbyta information med andra om matematiska idéer och tankegångar, muntligt, skriftligt och med hjälp av olika uttrycks-former” (Skolverket, 2017).
Begrepp
Nedan presenteras nyckelbegrepp som används i studien.
Programmering: Att instruera en maskin eller en del av maskin att utföra ett visst arbete. (Åkerfeldt, 2018, s:9), (Mannila, 2017), (Sönnerås 2017) och Wikipedia (2015-12-22). Algoritm: För att kunna programmera kan vi arbeta med en algoritm, som är en instruktion och exakt steg för steg-beskrivning för att lösa problem. I vardagsspråk säger man att det är som ett detaljerat recept.
Program: Program är en sekvens instruktioner som beskriver vad datorn ska göra för att lösa ett givet problem.
Datalogiskt tänkande: Computational Thinking, som det även kallas, är en
problemlösningsprocess för att beskriva, analysera och lösa problem genom att kunna ta hjälp av datorer. dvs att bryta ner problem till mindre problem.
10
Kod: Instruktioner uttrycks i någon typ av programmeringsspråk (programkod eller källkod). Kommando: Det är en enskild tydlig instruktion som inte behöver bearbeta.
Sekvens: En serie av kommandon som ska utföras i rätt ordning (först-sedan-sist).
Loop: Att kunna få dator att upprepa saker och veta hur vi får det att börja och hur vi får det sluta.
Buggar: När det uppstår problem i program.
Syntaxfel: Koden är inte i rätt ordning dvs. programmeraren har stavat fel eller glömt ett tecken.
Internationellt perspektiv
Det saknas tillräckligt forskning om programmering för att kunna analysera eller se olika per-spektiv, med andra ord, forskning om programmering i den svenska grundskolan är ännu av naturliga skäl en bristvara. Hur undervisning i programmering faktiskt genomförs beror på många olika faktorer, bland annat undervisningsstil, motivationen hos elever och balans mellan teori och praktisk, och även lärarens inställning till programmering som råder på den specifika skolan. När det gäller programmeringsundervisning har man arbetet med grafiska visuali-seringar av algoritm. Att använda visualisering underlättar för eleven att se och förstå program-mering. Genom att programmera med stöd av block i stället för textbaserad programmering kan eleverna introduceras till programmering och inlärningströskeln kan sänkas (Åkerfeldt, 2018:110).
I januari 2016 presenterade USA:s dåvarande president Barack Obama en plan för att ge alla elever som går i grundskola möjligheter att utveckla och lära sig datavetenskap i skolan under namnet Computer Science for All. (Mannila, 2017). I mars 2016 i England lanserade BBC mikrokontrollern Micro:bit, och dessa delades ut till alla elever i åldern 11-12 år. Efter att lanse-ringen i England ansågs lyckad, skapades den ideella organisationen Microbit Education Foun-dation, som i oktober 2016 meddelade planer att lansera Micro:bit för utbildningssektorn i Europa och resten av världen. I England undervisar man datavetenskap som ett eget ämne på olika perspektiv (Mannila, 2017:102).
Vad är BBC Micro:bit?
Micro:bit är ett programerbar mikrokontroller i fickformat som inbjuder till kreativitet med digital teknik. Man kan programmera, anpassa och styra sin micro:bit vart man än är om man har tillgång till programmeringsmiljöer (editorn). Det behövs alltså inte wi-fi-koppling mellan
11
editor och micro:bit. Man kan programmera den via olika typer av enheter så som smartphone, läsplatta, PC etc., och det finns stora möjligheter att rikta projekt mot olika områden, allt från robotar till musikinstrument, stegräknare och mycket mer. I undervisning finns det starka kopp-lingar till teknik, matematik och slöjdämnet, men också goda möjligheter att väva in annat in-nehåll. Mikrokontrollern passar också för rena programmeringskurser där arbetsgången från idé till handling är kort. Det finns ingen oro gällande GDPR då inget konto behöver skapas och därmed behövs inga personuppgifter lämnas eller behandlas. Det är lätt att växla mellan block-programmering och text-block-programmering. Detta går både med block-programmeringsspråken Python, Javascript och blockprogrammering (Programmering lärarhandledning 7-9 skelleftea.se
20181205, BBC learning 20181205). Det finns obegränsat med övningar för elever när det gäl-ler micro:bit och det gör att tröskeln mellan teknik- och matematikprogrammering är låg.
Figur 2 - Skärmdump (20190105)
Mannila (2017) presenterar flera olika nyckelstadier, men då denna studie fokuserar på grund-skolans senare år är det enbart nyckelstadium tre som är relevant.
• Designa, använda och utvärdera abstraktioner som modellerar beteendet för realistiska pro-blem och fysiska system.
12
• Förstå flera viktiga algoritmer som reflekterar datalogiskt tänkande (t.ex. sökning och sortering). använda logiskt tänkande för att jämföra olika algoritmer som löser samma problem.
• Använda två eller flera programspråk, varav åtminstone ett textbaserat, för att lösa olika typer av program, använda lämpliga datastrukturer (t.ex. listor och tabeller). designa och utveckla modulära program som använder procedurer och funktioner.
• Förstå de hårdvaru-och mjukvarukomponenter som ingår i datasystem.
• Förstå hur instruktioner lagras och körs i ett datorsystem. förstå hur data av olika typ, såsom text, musik och bilder, kan representeras och manipuleras digitalt i form av binära siffror (Mannila, 2017:106)
Detta är hämtat från kursplanen i England som motsvarar grundskolans senare år och detta blir då en naturlig koppling till den internationella reaktionen på behovet för elever att uppleva programmering. Programmering är med andra ord inkorporerat i flera olika län-dernas kursplaner och skolverksamheter, och därmed är det inte konstigt att Sverige har gjort denna anpassning.
Den nya läroplanen för den grundläggande utbildningen (åk 1–9) i Finland handlar om ämnesintegrerad programmering och godkändes i december 2014 samt trädde i kraft hösten 2016 för grundskolan. Programmering kan därmed ingå som ett element i alla ämnen som en del av den digitala kompetensen. Programmering omnämns dessutom explicit i två ämnen, matematik och slöjd, enligt följande skrivningar, och nedan nämns enbart om matematik. Åk 7–9: eleverna fördjupar sitt algoritmiskt tänkande. De programmerar och tränar samtidigt god programmering praxis. Eleverna tillämpar egna eller färdiga datorprogram i matematikstudierna. (Mannila, 2017:110).
Tidigare forskning
Doktorsavhandlingen “Teaching programmering in secondary school” (Saeli, Perrenet, Jochms och Zwaneveld, 2011) syftar till att avslöja pedagogisk innehållskunskap. Denna pedagogiska innehållskunskap har definierats som den kunskap som tillåter lärare att omvandla sina kunskaper om ämnet till något som är tillgängligt för sina elever, i detta fall med fokus på programmering. Saeli m.fl. lyfter detta genom att påpeka att kärnfrågan är att avslöja denna kunskap, vilket är: vilka är anledningar till att lära sig programmering; vilka begrepp vi behöver lära sig programmering; vilka är de vanligaste svårigheterna/missuppfattningarna som elever möter samtidigt som man lär sig att programmera och hur man lär det här ämnet (Saeli, Perrenet, Jochms och Zwaneveld 2011, s.73, egen översättning). Saeli m.fl. (2011) påpekar att all forskning inom domänen programmering som undervisningsämne hävdar att pedagogisk innehållskunskap är en kunskap som utvecklas med många års erfarenhet av lärande (Saeli, 2011, s. 75, egen översättning).
13 (Saeli, Perrenet, Jochms och Zwaneveld, 2011)
Vidare ställer Saeli, Perrenet, Jochms och Zwaneveld (2011, s.83) fyra frågor för att
stärka denna pedagogiska innehållskunskap som i sin tur leder till att programmeringsundervisning förbättrar elevernas problemlösningsförmåga och erbjuder eleverna ett ämne, vilket inkluderar aspekter av olika discipliner; användning av abstraktion och överförbarhet av kunskap/ färdigheter; och möjlighet att arbeta med ett tvärvetenskapligt ämne. Programmering av kunskap, som refererar till kunskapen om data, instruktioner och syntax för ett programmeringsspråk, men också primitivt uttryck, medel för kombination och medel av abstraktion; programmeringsstrategier, som identifierar hur syntax används för att skapa program för att lösa problem och programmering hållbarhet, som refererar till möjligheten att skapa användarvänligt och attraktivt program/programvara som tar hand om etiska och integritetsfrågor.
Vilka är anledningarna till att lära sig programmering på gymnasienivå för icke-stora studenter mellan 14–18 år? Att lära sig kraftfulla problemlösnings-, design- och tänkande strategier. Det beror på att när eleverna programmerar måste de först hitta en lösning på ett problem, och sedan behöver de reflektera över hur man kommunicerar sin lösning till maskinen, med hjälp av syntax och grammatik genom ett exakt sätt att tänka på. Den senare bidrar till elevernas naturliga språkliga färdigheter, eftersom de måste lära sig att på ett entydigt sätt berätta vad de vill ha datorn - en ointelligent maskin – till att utföra. Programmering innebär förmågan att generera en lösning på ett problem, och lösningar innebär förmågan att lösa problem och även om problemet är ett stort problem, möjligheten att dela upp problemet i
14
delproblem och skapa en generaliserbar central lösning. Dessutom uppnår elever förmågan att skapa användbara, läsbara och attraktiva lösningar.
När det gäller elevers missuppfattning eller missförstånd inför programmering, är det något som Saeli m.fl. (2011) lyfter i sin artikel och de hittar lösningar för att förebygga problem och vägleda eleverna genom problemen, genom att vilken programmering som är användbar och vilka fördelar det finns med att lära sig att programmera, förstå de allmänna egenskaperna hos den maskin som man lär sig att kontrollera och inse hur fysisk maskinens beteende är relaterat till den teoretiska maskinen; att inkludera problem med aspekter av de olika formella språken som syntax och semantik; att strukturer och göra planer som kan användas för att nå små mål. Att lära sig färdigheten att specificera, utveckla, testa och felsöka ett program med hjälp av tillgängliga verktyg.
Vidare påpekar också Saeli m.fl. (2011) att man kan dessa svårigheter genom att diskutera undervisningsmetoder som möjliga och effektiva undervisningssekvenser. Man erbjuder ett enkelt programmeringsspråk så att eleverna kan fokusera på syntaxen; välja flera problem att lösa, vilket bör väljas noga oberoende av vilket programmeringsspråk som helst för att uppnå algoritmiskt tänkande och undervisning med hjälp av lämpliga programmeringsspråk eller programmeringsmiljöer.
Heintz, Färnqvist och Thorén (2015) skrev i deras konferensbidrag om trycket att koppla på strategier inom programmering till matematik och matematik kopplad till programmering. I skolans värld är det viktigt för eleverna att se en koppling mellan skolämnena och verkligheten som de har runt sig.
A. Koppla programmering till matematik
Den första strategin, som infördes för många år sedan, är att den inledande programmeringskursen använder exempel från kursen i diskret matematik som går parallellt. Begrepp som funktioner, variabler, och rekursion finns t.ex. med i båda. Detta tilltalar troligen de som är intresserade av matematik då de ser nyttan av och koppling till matematik i programmeringen. Att koppla programmering till matematik riktar sig främst till de som är intresserade av matematik.
B. Koppla matematik till programmering
För att även rikta oss till de som är intresserade av programmering, snarare än matematik, har vi de två senaste åren testat en kompletterande strategi som går ut på att få in programmering som ett naturligt verktyg i kursen i diskret matematik. (Heintz, Färnqvist och Thorén, 2015)
15
Syfte och frågeställningar
Nedan presenteras först syftet och sedan frågeställningarna som besvaras i denna studie. Dessa frågeställningar är en konkretisering av syftet.
Syfte
Syftet med studien är att undersöka vilken inställning elever har till att lära sig programmering i grundskolan och även vilka svårigheter lärare kan uppleva i sin undervisning av program-mering i matematikämnet utifrån de nya kraven som presenteras i läroplanen Lgr 11(rev. 2018). Vidare kopplas en skolledares inställning in för att ge ett vidare perspektiv.
Frågeställningar
• Vilken inställning har elever till att lära sig programmering i grundskolans senare år? • Vilka svårigheter kan lärare uppleva angående undervisning i programmering i matematik på högstadiet för att möta dessa nya krav som finns i läroplan Lgr11 2018?
16
Programmering och jämställdhet
Det finns ingen hjärnforskning som pekar på att pojkar/män är bättre rustade för logiskt tän-kande än flickor/ kvinnor. Varken datalogiskt täntän-kande i stort eller specifika kunskaper om programmering och koder är något som könsbundet. Forskning inom området programmering och jämställdhet är begränsad och det som finns är inte entydigt. Medan det finns en del som visar att flickor bli mer motiverade att lära sig programmera när aktiviteten innefattat ett berät-tande, finns det också underlag som visar att pojkar överlag är mer entusiastiska kring själv programmeringen. I en annan studie studerade man elever som undervisades i programmer-ingsspråket Flip med inslag av sagoberättande. Detta visade att flickor skrev mer komplexa kommandon än pojkarna (Åkerfeldt, 2018:112).
17
Teoretiska utgångspunkter
Den teoretiska utgångspunkt som kommer presenteras och användas i denna studie är läroplans-teori, då det är läroplanen som samtliga lärare måste anpassa sin undervisning efter. Lundgren (2014) lyfter den relation som finns mellan skolan som institution och den politiska styrningen som påverkar skolans innehåll i form av läroplaner. I den nya reviderade läroplanen (Lgr 11, rev. 2018) har programmering lyfts in, och detta kan kopplas till den samhälleliga utvecklingen som pågår idag. Lundgren (2014:218f) menar att det finns en balans mellan det professionella ansvaret som ligger på läraren och det politiska ansvaret som ligger hos politikerna för att styra skolan och föra den framåt. Detta kan tolkas som både en misstro och en tillit mellan lärare och politiker eftersom lärarna kan uppleva att politikerna har en misstro mot dem för att de inte får friheten att lyfta denna samhällsutveckling utifrån eget ansvar utan att detta “påtvingas” lärarna genom en förändring i läroplanen. Lärarna kan även känna en tilltro då den politiska makten anser att lärarna besitter tillräcklig kompetens för att kunna behärska programmering tillräckligt väl för att kunna undervisa detta för sina elever (Lundgren, 2014:218f).
18
Metod, genomförande och urval
I detta kapitel presenteras val av metod, enkäterna och intervjuerna. Sist presenteras metodkritik som kan lyftas i koppling till denna studie samt urvalet.
Val av metod
I denna studie används frågeformulär till elever som går i årskurs 9, frågeformulär till sju lärare på två olika skolor samt intervju av tre lärare och en skolledare. Med hjälp av kvalitativ undersökning undersöks detta och därefter analyseras elevers respektive lärarnas svar, för att kunna förstå elevers inställning inför programmering och vilka svårigheter eleverna har respektive vad lärare kommer att tala om sina upplevelser inför programmering. Sedan tolkas materialet för att få en djupare förståelse för elevers upplevelse om programmerings lärande. Fördelar med frågeformulär (Denscombe, 2014, s. 259): webbaserade surveyundersökning fungerar bäst när forskaren har tillgång till en lista över undersökningspopulationens e-postadresser, eftersom forskaren då kan inrikta sig på relevanta personer och kan använda mer systematiska urvalstekniker, eller när det går att använda självselektion, eftersom det går tillgång till människor som är särskilt relevanta för forskningstemat. Eleverna i årskurs 9 var de som var mest passande för studiens syfte och de lärare som valdes, valdes utifrån deras intresse. Frågeformulär är kostnadseffektiva och det vill säga att en större mängd forskningsdata kunde samlas in för en relativt liten kostnad när det gäller material, tid och pengar. Frågeformulär är också relativt lätta att arrangera, tillhandahållandet av frågor är standardiserat, alla respondenter får exakt samma frågor, korrekta data och webbaserade frågeformulär underlättar tillgängligheten. Enligt (Denscombe 2014, s.409) att använda diagram i forskningsrapport baserade på kvalitativ forskning är det särskilt användbart att ta med diagram som visar kopplings mellan de begrepp som har utvecklats. Det ger läsaren en visuell bild av vad som ofta kan vara utvecklade kopplingar. Det ger också analysprocessen en viss genomskinligt.
Fördelar med intervjuer enligt (Denscombe, 2014, s. 287) att informationens djup det vill säga att intervjuer är särskilt lämpade för att producera djupgående och detaljerade data. Insikter och det betyder att forskaren antagligen får värdefulla insikter som grundar sig på de djupgående informationer som samlas in och på nyckelpersonernas kunskaper. Utrustning och med detta menar Denscombe (2014) att intervjuer kräver bara en enkel utrustning för att spela in. Informanternas prioriteringar, intervjuer är en bra metod för att producera data som baseras på informanternas prioriteringar. Flexibilitet: Vid semistrukturerade kan justeringar av
19
undersökningens inriktning göras under själva intervjun. Hög svarsfrekvens: intervjuer är vanligtvis avtalade på förhand och inbokade vid en lämplig tidpunkt och på en lämplig plats.
Enkäter och intervjuer
Samtliga enkäter och intervjuer har hanterats utifrån Vetenskapsrådets fyra etiska principer (2011). De fyra principerna är: informationskravet, samtyckeskravet, konfidentialitetskravet och nyttjandekravet. Samtliga informanter vet varför de besvarat frågor och har gett sitt sam-tycke (vårdnadshavare i de fall det krävs). Informanterna har även informerats om att deras uppgifter kommer att hanteras konfidentiellt och används enbart i denna studie.
Elevenkät
Elevenkäten genomfördes som en webbaserad enkätundersökning på 70 elever, där eleverna besvarade 4 frågor (se Bilaga A). Utifrån Denscombe (2016, s.257) är webbaserade frågeformulär ett sätt att se till att samtliga frågor besvaras, då enkäten inte kan lämnas in utan detta. Detta gör att bortfallet av enkäter minskar. Webbaserade frågeformulär underlättar även analysen av insamlat material då samtligt material finns digitalt. Denna enkätundersökning genomfördes på elever som går årskurs 9 på en medelstor skola i Kronobergs län. Frågorna var både med förbestämda alternativ och med öppna svar. Det var inte intressant för undersökningen vilket kön eleverna hade utan vilken inställning som de hade till programmering. Eleverna fick även besvara frågor om programmeringens koppling till olika ämnen. Innan enkätundersökningen genomfördes tillfrågades skolledare och eleverna om deras medverkan. Enkäten genomfördes anonymt och frågade inget som rörde elevernas person eller som ger någon visning om vilken elev som svarat vad.
Lärarenkät
Lärarenkäten genomfördes som en webbaserad enkätundersökning på 7 lärare, där lärarna skulle besvara 7 frågor (se Bilaga B). Denna undersökning skickades ut till cirka 30 lärare som undervisar i matematik, no-ämnen, teknik och so-ämnen. Utav dessa lärare var det enbart 7 som valde att besvara enkäten. Dessa lärare undervisar på två olika grundskolor i Kronobergs län. De lärare som fick enkäten hade blivit tillfrågade till en början men besvarade ändå inte enkäten när den sedan skickades ut. Enkäter som skickas ut som webbaserade frågeformulär underlättar att nå personer som inte befinner sig på samma fysiska plats och därmed underlättar det för de som ska fylla i enkäten då de själva kan välja tid och plats för detta (Denscombe, 2016, s.37).
20
Lärarintervju
Lärarna som intervjuades jobbar alla på en grundskola i Kronobergs län. Dessa lärare valdes slumpartat ut utifrån skolans personal och deras vilja att medverka i studien. Efter den första intervjun valdes de nästkommande intervjupersonerna genom snöbollseffekten (Denscombe, 2016, s.76) då de intervjuade tipsade om nästa person som kunde tillföra något i debatten. Lärarna fick besvara 5 frågor (se Bilaga C). Dessa intervjuer spelades in och transkriberades för att intervjumaterialet skulle bli överförbart till studien. Intervjuerna varade i cirka 30 minuter vardera och genomfördes med en person i taget. Intervjuerna genomfördes som personliga intervjuer, vilket innebär ett fysiskt möte mellan forskare och informant (Denscombe, 2016, s.267). Intervjuerna genomfördes i skolans lokaler för att underlätta för de intervjuade lärarna. Samtliga intervjuerna genomfördes under en veckas tid sista veckan i oktober 2018, vilket gjorde att lärarna ska ha undervisat i programmering sedan augusti. Samtliga intervjuer genomfördes som semistrukturerade intervjuer då följdfrågor kunde ställas (Denscombe, 2016, s.266).
Intervju med skolledare
Intervjun genomfördes med en skolledare som arbetar på en grundskola i Kronobergs län. Skolledaren fick besvara 4 frågor under cirka 25 minuter. Även denna intervju genomfördes som en personlig intervju (Denscombe, 2016, s.267). Intervjun med skolledaren genomfördes efter intervjuerna med lärarna för att kunna ge ytterligare ett perspektiv på programmering inom skolan. Även denna intervju genomfördes som en semistrukturerad intervju (Denscombe, 2016, s.266).
Metodkritik
En kritik som kan framföras är att samtliga elever går på samma skola, vilket gör att deras svar enbart representerar en skola och inte kan generaliseras till hur det ser ut på skolor över hela landet. Däremot var det många elever som besvarade enkäten, vilket måste ses som positivt. Kontroll av sanningshalten kan eventuellt vara en nackdel med frågeformulär det vill säga att självadministrerade frågeformulär inte ger forskaren några större möjligheter att kontrollera sanningshalten i respondenternas svar. Forskaren kan inte förlita sig på de ledtrådarna. Att lärarna arbetade på två skolor som ligger inom samma geografiska område kan även det ses som mindre positivt då det hade varit intressant att jämföra både en mindre och större stad för att kunna se om det skiljer sig mellan lärares inställningar beroende på fysisk miljö. Lärarnas
21
enkäter kan ses som försvårande för reliabiliteten, då urvalet är litet och därmed inte kan gene-ralisera lärares utgångspunkter. Därför har dessa kompletterats med intervjuer för att fördjupa informationen från yrkesaktiva lärare. Att en skolledare är intervjuad bidrar till ytterligare en dimension av skolans olika professioner och det hade varit intressant att intervjua fler skolledare för att se om de delar åsikterna på en övergripande skolnivå.
Urval
I studien har en enkät genomförts med cirka 70 elever som går i årskurs 9 för att undersöka elevers inställning till programmering. En ytterligare enkät har genomförts med 7 lärare i mate-matik, teknik och So-ämnen för att se hur dessa inkluderar programmering i sin undervisning. Utöver detta har intervjuer genomförts med tre yrkesaktiva undervisande lärare samt en skol-ledare.
Anledningen till att enkätunderlaget för lärare var något begränsat var på grund av lärares arbetsbelastning. Därför omvärderades lärarperspektivet till intervjuformat. En observation var planerad men undervisande lärare hade inget passande momentet aktivt vid observations-tillfället.
22
Resultat och analys
Nedan kommer resultatet för studien att presenteras och analyseras. Inledningsvis diskuteras metodanalysverktyget utifrån studiens innehåll. Detta kapitel är tematiskt upplagt för att underlätta för läsaren och skapa en tydlig struktur.
Kvalitativ respektive kvantitativ metod
Syftet med den här studien har avgjort metodvalet. Enligt Denscombe (2014, s.344) finns det många typer av analys kan användas för att beskriva, förklara eller tolka data. I praktiken har alternativen emellertid en tendens att röra sig kring begreppen ”kvantitativ” och ”kvalitativ” forskning. Inledningsvis gäller motsättningen de olika typer av data som de använder, och implikationerna av detta undersöks. Skillnaden mellan infallsvinklarna har i korthet att göra med det faktum att
• Kvantitativ forskning använder siffror som analysenhet och tenderar att förknippas med storskaliga studier.
• Kvalitativ forskning använder ord eller visuella bilder som analysenhet och tenderar att förknippas med småskaliga studier.
Fördelar med kvalitativ analys:
Datamaterialet är rikligt och detaljerat: den djupgående studien av ett relativt begränsat område, tendensen till småskaliga och alstrande av täta beskrivningar innebär att kvalitativ forskning är lämplig när det handlar om att hantera komplexa sociala situationer och det sociala livets subtiliteter.
Det finns en förankring i datamaterialet och analysen: vid kvalitativ forskning baserar sig forskningsfynden på belägg från inramningar i den verkliga världen.
Det kan finnas alternativa förklaringar: kvalitativ analys tillåter mer än giltig förklaring, eftersom den bygger på forskarens tolkningsskicklighet.
Det finns tolerans för tvetydigheter och motsägelser: i den mån den sociala tillvaron inrymmer osäkerhet, bör redogörelsen för denna tillvaro kunna tolerera tvetydigheter och motsägelser, och kvalitativ forskning har bättre förutsättningar att klara detta än kvantitativ forskning. Detta återspeglar inte en svag analys- det är en återspegling av den sociala verklighet som undersöks (Denscombe 2014, s.344).
Kvalitativa data har formen av ord (talade eller skrivna) och visuella bilder. Det förknippas huvudsakligen med forskningsstrategier som fallstudier, grundad teori, etnografi och
23
fenomenologi och med forskningsmetoder som intervjuer och frågeformulärsundersökning. Denna metod ger man svar i from av text för att samla och förstå kvalitativa data. (Denscombe 2014, s.383).
Kvantitativ analys valdes inledningsvis för att få ett underlag att se både elever och lärares generella inställning till programmering. Efter att detta genomfördes gjordes en kvalitativ undersökning i form av intervjuer med lärare och skolledare för att få en fördjupad kunskap om deras inställning till programmering och även se hur de skulle vilja utvecklas inom området.
Elevers inställning till programmering
För att kunna besvara denna frågeställning genomfördes två enkäter och två olika typer av inter-vjuer. Utifrån resultatet på elevenkäten vill eleverna testa något nytt och även testa att arbeta på för dem nya sätt då ca 90% av eleverna hade ja och kanske ett intresse för programmering.
Figur 3 - “Finns det intresse för programmering i skolan?” Skärmdump (20190105)
Av 70 elever var det enbart 8 stycken (11,4%) som sa att de inte hade något intresse för programmering i skolan. Detta är positivt då många elever har en öppen inställning till program-mering. De elever som svarade kanske kan ha gjort så av olika anledningar. Antingen vet de inte om de är intresserade eller så vet de inte om vad programmering innebär.
Nästa fråga rörde vad eleverna säger till sina vårdnadshavare om programmering. Det syntes i resultaten att elevernas svar var positiva. Eftersom eleverna svarade i text går detta inte att visa i ett diagram utan visas nedan i några elevexempel.
24
Nedan är fyra exempel av de 70 som inkommit för att visa olika svar. Dessa är inte enbart positiva eller negativa utan visar ett urval av de som kommit in. Eleverna är anonyma och har benämnts med en bokstav.
Elev A: Jag tror att programmering är framtiden då internet växer mer och mer. Jag tror mina föräldrar skulle säga samma sak
Elev B: Mina föräldrar kan nog vara kritiska om jag spenderar ännu mer timmar framför en skärm, men själva iden är god
Elev C: Jag har talat med min pappa om detta och han tycker själv att det är väldigt viktigt med programmering. Själv tänker jag att det är viktigt att testa på eftersom man kanske finner det oerhört kul och vill arbeta med det i framtiden, fastän man inte planerat det.
Elev D: Mina föräldrar är väldigt positiva, likadant som jag. Programmering är väldigt viktigt med tanke på hur IT utvecklas och hur viktigt det blivit med programmering.
Nästa fråga rörde elevers inställning till programmering i skolan och vad elever skulle tala om programmerings utmaningar eller svårigheter. Elevers resultat visade att de själva inte vet vilka utmaningar eller svårigheter inför detta moment eftersom elever inte har programmerat så ofta. Jag har slumpmässigt valt 12 av 70 elever och det var en elev som vill lära sig hur man gör en app, och andra tyckte att programmering är spännande men elever har för lite kunskap om programmering trots att det är deras vardag, och tredje elev svarade att vi vet inte vad programmering innebär. Det kan kopplas till att eleverna kan se sina inställningar inför programmering på olika sätt och det beror på deras behov och deras svårigheter inför detta.
25
Figur 4 - “elevers inställning till programmering i skolan?” Skärmdump (20190107)
Med följande fråga är syftet att lyfta fram elevernas tankar om vilka ämnen programmering kan integreras i utifrån deras perspektiv för att kunna underlätta för lärare på ett ämnesövergripande plan. Eleverna är medvetna om att vissa ämnen har en tydlig koppling till programmering, så som matematik, musik och teknik men eleverna ser däremot inte kopplingen till samhälls-kunskap.
26
Eleverna kan tydligast se koppling mellan teknik och programmering och därefter matematik. No-ämnena har också en tydlig koppling enligt eleverna och därefter musik. Resterande ämnen har eleverna svårare att koppla till programmering. Slöjd, som har programmering i sin ämnesplan (Lgr 11, rev. 2018:252), ser eleverna ingen koppling till vilket kan visa att slöjdämnet inte arbetar aktivt med programmering. Detta kan i sin tur kopplas till läroplansteori då läroplanen ska vara tydlig för elever i samtliga ämnen och om eleverna inte vet vad de ska lära sig i de olika ämnena saknas kunskap om läroplanen samt att den inte meddelas till eleverna tillräckligt tydligt.
Lärares upplevda svårigheter inom
matematikundervisningen kopplat till programmering
För att besvara detta kommer både svaren från lärarenkäten och intervjuerna med lärarna att presenteras och analyseras. Inledningsvis presenteras enkäten.
Figur 6 - “Vilken betydelse kan programmering ha för lärare?” Skärmdump (20190105)
Utifrån detta kan det utläsas att lärarna upplever programmeringen som svår och att den kräver tid och utbildning för att de ska känna sig bekväma att undervisa om den. Lärarna har besvarat enkäten med korta svar vilket kan tolkas som att de tycker att det är ett svårt område alternativt att de kände en stress när enkäten genomfördes. Flera av lärarna uttrycker att de saknar kun-skapen för att genomföra undervisning i programmering och detta kan tillföra en osäkerhet i området. Lärarna ska undervisa utifrån läroplanen men måste få tillräcklig kompetensutveckling för att kunna genomföra sin undervisning och om denna kompetens
27
saknas kommer elevernas uppfattningar av läroplanen inte att vara positiv då viss kunskapsförmedling saknas.
Figur 7 - “Vilken inställning finns till att undervisa programmering i skolan och vad skulle lärare tycka?” Skärmdump (20190105)
Lärarna visar på en osäkerhet och okunnighet om ämnet men även en förståelse för att de be-höver skaffa kunskap för att kunna undervisa om det. Det är delade meningar mellan infor-manterna om programmering är positivt eller negativt för skolan och lärarna.
28
Figur 8 - “Vad kan programmering lära elever och kan andra ämnen fungera med programmering?” Skärmdump (20190105)
Flera av lärarna ser att programmering går att koppla till olika ämnen och ser vinsten för ele-verna att ha programmering i olika ämnen. Flera av lärarna ser det som positivt att eleele-verna kan lära sig olika kunskaper så som logiskt tänkande, tålamod, skapa algoritmer och samarbete.
Figur 9 - “Hur uppfattas programmering i dagens digitala samhälle?” Skärmdump (20190105)
Generellt sätt tror lärarna att programmering uppfattas positivt av dagens samhälle. Det finns en lärare som uttrycker att samhället är medvetna om programmering men inte hur det fungerar eller vad det är. En lärare lyfter det positiva i att barn får se hur spel skapas och även att detta kan skapa en nyfikenhet för eleverna om hur internet och datorer fungerar.
29
Fyra personer menar att de inte har något att tillägga om programmering i skolan, två personer menar att de vill tillägga något men inte vad och en person som uttrycker att hen vill se lärare använda programmering som en metod för att lära ut olika ämnen.
Intervju
Nedan kommer varje lärare och dess svar att presenteras separat. Varje lärare har benämnts med en bokstav. Samtliga lärare arbetar på en grundskola i Kronobergs län.
Inledningsvis presenteras lärare A. Hen jobbar som behörig i matematik-, NO- och bildlärare sedan 1999. Hen är delvis positivt mot programmerings undervisning och vill gärna lära ut andra, men anser att hen saknar förkunskaper om detta. Hen berättade om kompetensutveckling och fortbildning om programmering. Denna fortbildning är tio timmar och handlar om textbaserad programmering för att möta de krav i matematik som läroplanen för högstadiet (Python som programmeringsspråk). Informanten hade tänkt mycket på hur eleverna ska kunna programmera utan att skapa konto och därmed beröras av GDPR Dataskyddsförordningen för skolan. Som lärare behöver hen känna till den nya lagstiftningen och följa de riktlinjer som kommunen/skolhuvudmannen tagit fram gällande hantering av personuppgifter (skl.se). Detta påverkar lärarens arbete och lärare bör veta om vilken programmiljö man ska jobba i, till exempel hittar en ny app eller annan digital resurs som man vill använda, hur du gör för att bedöma om, vilka sorts personuppgifter som hanteras samt vilka riktlinjer som gäller då, programmeringsbegrepp och dataord samt programmering grundläggande samt sist, enligt informanten, inte veta om den fortbildningar tillräckligt bra. Enligt hen det är svårt med kursen och hen upplever att hen inte har någon aning om Python som textbaserad programmering, och inte heller vet vilket som är utgångspunkten för programmering. Hen tänker efter vill se samband mellan textbaserad och blockprogrammering för att kunna ge detta samband till eleverna på ett tydligt sätt.
Lärare B jobbar som behörig matematik-, NO- och tekniklärare sedan 1996 och är delvis negativ om programmeringsundervisning och har ingen aning om programmering eller hur hen ska möta dessa nya krav som finns i läroplan om programmering. Enligt hen är hur lärarkåren tolkar programmering väldigt olika och många blandar ihop det med digitalisering. Hen fick inte hjälp från skolledningen gällande programmering på grund av att skolledningen prioriterar andra uppdrag som redan pågår på skolan, så som exempelvis språkutvecklingsarbetssätt, och det medför att det tar tid för att genomföra programmering. Hen tycker att om hen hade bestämt om programmering, så hade hen bestämt att det skulle komma programmerare eller någon som
30
är expert på programmering för att driva detta uppdrag. Hen hade önskat att programmering var ett eget ämne och inte integrerat i andra ämnen. Det finns hundratals programmeringsspråk, och hen vet inte vilket som är bra och vilket är som passar för grundskoleelever. Tyvärr finns det inte undervisningsmaterial som möter dessa nya krav som finns i läroplanen. Informantens fråga är hur man kan anpassa programmeringsuppgifter som lämpliga för samtliga elever på olika kunskapsnivåer.
Lärare C är behörig Ma-, NO-, och Te-lärare sedan 2002 och är väldigt positiv till att genomföra programmeringsundervisning. Enligt hen är nya utmaningar roliga, och hen hoppas att eleverna vågar prova nya saker. Hen tycker att man ska börja med att introducera programmeringsbegrepp, bland annat loopar, algoritmer, buggar, kommando, sekvens, kod, syntaxfel, och sedan låta elever göra aktiviteter med en robot eller dator för att de ska förstå datalogiskt tänkande. Det här är en utgångspunkt för programmering och så småningom får man börja med textbaserad programmering. Hen är mot att programmering ska vara ett eget ämne eller att stoppa in programmering i schemat som eget pass, Hen tycker att programmering är integrerat i olika ämnen och vill jobba mot ämnesövergripande mål. När det gäller textbaserad programmering behöver man gå på kurs, fortbildning och workshop för reflektioner, enligt hen.
Skolledare
Hen är skolledare sedan tio tillbaka och är fullt medveten om förändringen som finns i läroplanen Lgr11 Skolverket som reviderades 2018. Hen ser fram emot dessa nya utmaningar och skolan har kompetenta lärare med lång erfarenhet inom matematikdidaktik. Skolan har plan för att utveckla programmeringsundervisningen och alla lärare ska jobba efter Lgr11 (Skolverket, rev. 2018). Höstterminen 2018 ska hen ha ett pedagogiskt samtal på varje skola i området tillsammans med en verksamhetsutvecklare, ämneslärare i matematik och teknik samt skolledare. Skolledaren bjuder även in utvecklare till samtalet. Samtalet ska vara ett kollegialt samtal och handla om att kartlägga och planera upplägget för hur respektive skola ska arbeta med programmering, vilket behov av kompetensutveckling som finns och hur skolorna kan arbeta med undervisningsprocessen för programmering i matematik. Skolan kommer göra en beställning på insatser utifrån samtalet och därmed försöka tillgodose kompetens-utvecklingsbehovet.
31
Sammanfattning intervjuer
Samtliga lärare uttrycker ett intresse för programmering men vissa har svårt att se hur detta ska appliceras på undervisningen. En lärare vill att programmering ska vara ett eget skolämne. Skol-ledaren pratar om kompetensutvecklingsbehovet, vilket lärarna också nämner. Lärarna anser att de behöver stöttning för att kunna undervisa i programmering och därmed ge eleverna rätt kun-skap från början. Skolledaren har en plan för att börja utreda vilka behov som finns bland perso-nalen och därefter tillsätta de resurser som behövs.
Lärarna uttrycker en osäkerhet gällande skillnaden i olika sorters programmering vilket resulterar i att de inte vet hur de ska börja sin undervisning. Samtliga lärare vill ha kompetens-utveckling eller kollegialt lärande för att kunna påbörja sin undervisning av programmering. Alla lärarna har lång erfarenhet av sina ämnen och är därmed inte främmande för under-visningen som praktik utan snarare innehållet som ska innefatta programmering. Detta kan kopplas till att lärare ständigt behöver utvecklas och uppdatera sin kunskap och om lärarna inte upplever att de får de rätta möjligheterna att uppdateras och utvecklas kommer detta att synas i elevernas resultat men också i elevernas uppfattningar av ämnena då eleverna kommer att känna av lärarens osäkerhet. I det långa loppet kommer detta resultera i att eleverna inte undervisas i samtligt innehåll som finns i läroplanen och därmed lämna skolan utan en kunskap som det förutsätts att de har.
32
Diskussion och slutsats
I denna studie har resultatet visat att eleverna är nybörjare inför programmering och de har ingen aning om detta. Så deras inställning som nybörjare programmerare håller problem som missförståelse och missuppfattningar. Detta är något som Saeli, Perrenet, Jochms och Zwaneveld (2011) lyfter i sin artikel och de hittar lösningar för att förebygga problem och vägleda eleverna genom problemen, genom att vilken programmering som är användbar och vilka fördelar det finns med att lära sig att programmering, förstå de allmänna egenskaperna hos den maskin som man lär sig att kontrollera och inse hur fysisk maskinens beteende är relaterat till den teoretiska maskinen; att inkludera problem med aspekter av de olika formella språken som syntax och semantik; att strukturer och göra planer som kan användas för att nå små mål. Att lära sig färdigheten att specificera, utveckla, testa och felsöka ett program med hjälp av tillgängliga verktyg.
Lärarna upplever att de inte har tillräcklig kompetens för att undervisa sina elever i programmering, då detta inte ingick i deras lärarutbildning. Detta för att det är svårt för lärare att få in det i sin ordinarie undervisning samt att det redan är stoffträngsel i många ämnen. Det finns olika strategier som lärare kan använda, som är hämtade från olika internationella källor och som främst handlar om att lära sig i kontext, samarbeta, ha ett datalogiskt tänkande och följa kod (Mannila, 2017:127). Detta kan kopplas hur lärarna ska veta hur de ska göra för att kunna undervisa om programmering, samt som Saeli, Perrenet, Jochms och Zwaneveld (2011) behandlar dessa svårigheter genom att diskutera undervisningsmetoder som möjliga och effektiva undervisningssekvenser. Erbjuder ett enkelt programmeringsspråk så att eleverna kan fokusera på syntaxen; välja flera problem att lösa, vilket bör väljas noga oberoende av vilket programmeringsspråk som helst för att uppnå algoritmiskt tänkande och undervisning med hjälp av lämpliga programmeringsspråk eller programmeringsmiljöer.
Lärarna i studien har efterfrågat hjälp, stöttning och utgångspunkt för att påbörja sin undervisning i programmering och då kan Mannila vara ett stöd. För att lärarna och eleverna ska veta vilka begrepp som de behöver känna till presenterar Sönnerås (2017) på ett sätt som är tillgängligt för samtliga aktörer på grundskolan. Här kan lärare och elever hitta stöttning för sin undervisning och sin utveckling. Skellefteå kommun (2018) har presenterat ett upplägg som lärare kan använda sig, både som inspiration och undervisningsmaterial för att kunna undervisa om programmering. Detta är något som Skolverket skulle kunna informera aktiva ämneslärare om, då denna studie visar att lärare känner sig utelämnade och ensamma i sin undervisning. Många lärare saknar konkret material att arbeta med, men BBC Learning (2015) har tagit fram
33
microbit vilket är ett material som tillgängligt och fullt fungerande för skolans värld. Detta material är något som är förenligt med den svenska skolan, då det följer GDPR och inte kräver något inlogg från elevernas sida. Detta material är lättillgängligt och har en låg tröskel mellan blockprogrammering och textbaserad programmering, vilket underlättar för lärare och elever. Förutom detta finns det obegränsade möjligheter att göra uppgifter med microbit då möjligheterna är många. Det finns även olika programmeringsspråk (Javascript och Python) så eleverna kan lära olika former av programmering. Vidare påpekar också Saeli m.fl. (2011) att behandla dessa svårigheter genom att diskutera undervisningsmetoder som möjliga och effektiva undervisningssekvenser genom att erbjuder ett enkelt programmeringsspråk så att eleverna kan fokusera på syntaxen; välja flera problem att lösa, vilket bör väljas noga oberoende av vilket programmeringsspråk som helst för att uppnå algoritmiskt tänkande och undervisning med hjälp av lämpliga programmeringsspråk eller programmeringsmiljöer.
Många skolor har inte färdiga undervisningsplaner för eleverna, men däremot har många en utvecklingsplan för hur de vill att undervisningen ska se ut. Eleverna i studien tycker att programmering är spännande och roligt medan lärarna mer upplever det som svårt. Detta kan ha att göra med elevernas nyfikenhet och att de inte ser problematiken som programmeringsundervisningen kan vara för läraren. Det kan vara svårt för en lärare som inte är bekväm med att undervisa om programmering att veta hur hen ska lyckas. Mannila (2017) presenterar olika undervisningsupplägg som hon har lyckats med. Detta kan ge en trygghet både till skolledare men även till lärare då dessa vet att uppläggen fungerar och då behöver de enbart fokusera på att hur de ska gå tillväga för att angripa programmeringen som ämnesstoff och undervisningsinnehåll. Skellefteå kommun (2018) insåg att skolorna saknade en färdig undervisning i programmering och tog därför fram en undervisningsplan som skolorna skulle kunna använda medan de utveckla sin undervisningsplan. Detta hade underlättat för de lärare som är representerade i studien och även för skolledaren då det hade kunnat finnas en gemensam linje på de aktuella skolorna.
Eleverna har ett genuint intresse för programmering, något som visar sig i denna studies presenterade resultat. Åkerfeldt (2018) kan ge lärare inspiration för att förmedla den kunskapen som eleverna är intresserade av på ett intressant sätt och därmed behålla elevernas intresse. Åkerfeldt ger konkreta exempel på övningar som elever har uppskattat i undervisning och som har visat eleverna att även om de inte tror att de kan så kan de testa övningarna och lyckas. Åkerfeldt lyfter även frågan om jämställdhet när det kommer till programmering och visar att skillnaden mellan könen är liten när det kommer till programmering då programmering inte
34
enbart består av en förmåga. Det är viktigt att elever kan koppla programmering till matema-tikämnet, och Heintz, Färnqvist och Thorén (2015) gör just denna koppling i sitt konferens-bidrag. Eleverna ser inte alltid kopplingen till de olika skolämnena, vilket kan göra att elever som är svaga i matematik kan uppskatta och förstå programmering och därmed klara av mate-matiken den vägen. Eleverna ser kopplingen mellan vissa av skolämnena tydligare medan vissa kopplingar är svagare, främst gällande slöjd vilket finns i det ämnets centrala innehåll. Elever lär sig bättre när de får testa sin kunskap praktiskt och främst genom något sätt som de tycker är roligt. Om eleverna saknar ett intresse för programmering eller inte vet om de skulle vara intresserade, kan det underlätta att sättet de får lära sig är att testa programmering på ett lekfullt sätt. De elever som redan har ett intresse för programmering kan uppskatta att få fördjupa sina kunskaper med hjälp av ett system som inte är för komplicerat och som ger direkta resultat.
Studien visar att eleverna inte alltid kan se kopplingen mellan samtliga skolämnen som skulle kunna innehålla programmering. Detta beror främst på att lärarna i dessa ämnen antingen inte tolkat sin ämnesplan som att programmering ska ingå eller som att de inte har presenterat detta moment för eleverna. De ämnena som har programmering utskrivet i sin ämnesplan har eleverna kopplat till programmering, så som teknik och matematik. Lgr 11 (rev. 2018) har programmering inskrivet i matematik och teknik och digitalisering inskrivet i många av de öv-riga skolämnena. Läroplanens utveckling är kopplad till den förändringen som Regerings-kansliet (2017) gjorde där digitalisering integrerade i skolans verksamhet. När det gäller ämnet slöjd lyfter Mannila (2017) att det finns stora möjligheter att integrera programmering och elektronik i undervisningen. Logiskt tänkande är något som eleverna övar bland annat genom programmering (Wikipedia, 2018, Urskola.se 2016). Denna förmåga ger eleverna fördelar i de övriga skolämnena, både de naturvetenskapliga ämnena men även de samhällsvetenskapliga, då det finns strukturer som eleverna behöver förstå inom båda. I läroplanen (Lgr11, rev. 2018) kopplas matematikämnet och programmering samman. Detta betyder att samtliga lärare i mate-matikämnet även är lärare i programmering (Heintz, Färnqvist & Thorén, 2015). Detta innebär att lärarna behöver integrera programmering i undervisningen och därmed ge eleverna de verk-tyg som de behöver för att kunna genomföra programmering. Lärare kan angripa program-mering på olika sätt. Detta kan vara ett intresseväckande sätt för elever att angripa programmering, något som annars kan uppfattas som svårt.
Som avslutning kan det konstateras att elever upplever programmering som intressant och spännande men de själva inte vet vilka utmaningar eller svårigheter inför detta moment eftersom elever inte har programmerat så ofta, medan lärare känner en viss nervositet i att undervisa i ämnet. Många skolledare upplever att deras utvecklingsplaner inte är klara men
35
arbetar fram dessa tillsammans med sin personal. Lärarna som grupp upplever att de skulle behöva kompetensutveckling för att kunna undervisa på det sättet som de själva skulle vara bekväma med. Lärarna har många frågor om hur de ska undervisa men visar även en fundering gällande GDPR och den problematiken som det kan tillföra. Vilket programmeringsspråk lärarna ska använda sig av vid textbaserad programmering inom matematikämnet är en fråga som har återkommit genom studien men även i litteraturen. Slutligen kan det konstateras att programmering är ett nytt moment inom skolan, men att det uppskattas av elever, och därmed behöver lärarna få de verktyg de behöver för att möta elevernas intresse.
Studien kan ses som en pilotstudie för hur lärare kan uppleva programmeringsundervisning samt elevers inställning till programmering. Dock är studien för liten för att generaliserbarheten av den ska anses vara stor. Hade studien ingått i ett större material eller haft representanter från skolor i olika delar av landet hade generaliserbarheten varit större.
Metoddiskussion
Denna studie kan problematiseras då skolorna som undersöktes är kända för forskaren vilket kan ha påverkat resultatet även om så inte verkar vara fallet. De lärare som intervjuats är kända av forskaren sedan tidigare vilket både kan ses som positivt då intervjun blev mer naturlig men som negativ då lärarna intervjuades av kollega. Skolledaren som intervjuades var också känd av forskaren sedan tidigare vilket kan ha påverkat på samma sätt. De elever som genomförde enkäten undervisas av forskaren men fick inte veta något om studien i samband med enkäten för att ha en så neutral inställning som möjligt men de vet om enkäten är helt anonymt. Studien hade kunnat genomföras på en för forskaren okänd skolan men omfånget av informanter hade då troligen varit mindre vilket hade påverkat studiens resultat.
Att det var en digital enkät är positivt då samtliga svar går att läsa, det är ekonomiskt samt att alla fick exakt samma frågor. Detta kan även ses som negativ t för de elever som har språkliga eller andra svårigheter. När enkäten genomförs digitalt kan tydliga diagram presenteras som är direkt kopplade till enkätprogrammet. Detta blir en mer säker process än om värdena ska överföras manuellt.
36
Vidare forskning
Om en annan forskare vill fortsätta inom samma område hade det varit intressant att lyfta skolor i olika miljöer (storstäder, landsbygd) och se om dessa har olika tankar då det gäller program-mering. Programmering ska vara likvärdigt landet över men är det verkligen så? En annan stu-die hade kunnat jämföra fler skolledare med varandra och se om deras utvecklingsplaner är riktade åt samma håll. Det hade även varit intressant att återskapa denna studie om cirka fem år, då detta har varit en del av ämnesplanerna under en längre period, för att se om utfallet hos både lärare och elever skulle vara detsamma.
37
Litteraturförteckning
BBC Learning. (2015) Micro:bit – Quick start guide for teachers. Finns tillgänglig online:
https://microbit0.blob.core.windows.net/pub/tovulwsd/Quick-Start-Guide-for-Teachers.pdf
Hämtad 2018-01-04
Denscombe, Martyn (2016). Forskningshandboken: för småskaliga forskningsprojekt inom samhällsvetenskaperna. 3., rev. och uppdaterade uppl. Lund: Studentlitteratur.
Lundgren, Ulf P. “Läroplansteori och didaktik - framväxten av två centrala områden” (s.139–222) i Lundgren, Ulf P., Säljö, Roger & Liberg, Caroline (red.) (2014).
Lärande, skola, bildning: [grundbok för lärare]. 3., [rev. och uppdaterade] utg. Stockholm: Natur & kultur.
Mannila, Linda (2017). Att undervisa i programmering i skolan: varför, vad och hur? Upplaga 1 Lund: Studentlitteratur.
Regeringskansliet. (2017-03-09) Stärkt digital kompetens i skolans styrdokument. Stockholm: Utbildningsdepartementet. Finns tillgänglig online:
https://www.regeringen.se/493c41/contentassets/acd9a3987a8e4619bd6ed95c26ada23 6/informationsmaterial-starkt-digital-kompetens-i-skolans-styrdokument.pdf
Hämtad: 2018-01-04
Saeli, M., J. Perrenet, W. M. G. Jochems, and B. Zwaneveld (2011). Teaching programming in secondary school: A pedagogical content knowledge perspective. Informatics in Education 10 (1), 73–88. Tillgänglig online. Hämtad 2019-02-07
Skellefteå kommun. (2018). Lärarhandledning för programmering. Finns tillgänglig online:
https://www.skelleftea.se/Skol%20och%20kulturkontoret/Innehallssidor/Bifogat/Programmering%207 -9%20Microbit%202018%20Skelleftea.pdf Hämtad: 2018-01-04
Skolverket. Läroplan för grundskolan, förskoleklassen och fritidshemmet 2011: reviderad 2018.
(2018). [Stockholm]: Skolverket. Tillgänglig online:
https://www.skolverket.se/sitevision/proxy/publikationer/svid12_5dfee44715d35a5cdfa2899/
38
Statens kommuner och landsting (SKL). (2018). Dataskyddsförordningen (GDPR) för skolan.
Finns tillgänglig online:
https://skl.se/skolakulturfritid/forskolagrundochgymnasieskola/digitaliseringskola/dataskyddsforordni ngengdpr.14377.html Hämtad: 2018-01-04
Sönnerås, Karin (2017). Programmering i förskolan: utveckla digital kompetens. Första upplagan Stockholm: Gothia fortbildning.
Urskola.se. (2016). Datalogiskt tänkande. Urskola.se. Finns tillgänglig online:
https://urskola.se/Produkter/192719-Larlabbet-Datalogiskt-tankande#Se-program Hämtad: 2018-01-04
Wikiwand. Datalogiskt tänkande. Finns tillgänglig online:
https://www.wikiwand.com/sv/Datalogiskt_t%C3%A4nkande Hämtad: 2018-01-04 Åkerfeldt, Anna, Kjällander, Susanne & Selander, Staffan (2018). Programmering:
39
Bilaga A
Enkät för elever
1. Finns det intresse för programmering i skolan?
2. Vilken inställning finns till att programmering i skolan och vad skulle elever tycka?
3. Vilken betydelse har programmering och vad skulle dina föräldrar säga om programmeringens betydelse?
40
Bilaga B
Enkät för lärare
1. Vilken betydelse kan programmering ha för lärare?
2. Vilken inställning finns till att undervisa programmering i skolan och vad skulle lärare tycka? 3. Vad för programmering skulle vara mest lämpad för elever i grundskolan?
4. Vad kan programmering lära elever och kan andra ämnen fungera med programmering? 5. Hur uppfattas programmering i dagens digitala samhälle?
6. Vilken kunskap får man genom programmering och kan programmering hjälpa till i andra skolämnen?
41
Bilaga C
Intervjufrågor till lärare
1. Hur länge har du jobbat som Ma, och Te lärare?
2. Vad har du för utbildning om textbaserad programmering perspektiv blockprogrammering? 3. vilket är utgångspunkt för att undervisa programmering i grundskola?
4. Har du redan börjat eller planerat att undervisa programmering i skolan? Inställning? (Om svar ja, kan jag följa med)
42
Bilaga D
Intervjufrågor till rektor
1. Hur länge har du jobbat som rektor?
2. Känner du till förändring i läroplan om nya krav (programmerings undervisning i matematik)? 3. Hur planerar ni att kompetensutveckla lärarna för att möta dessa krav?
