Lärares uppfattningar om programmering i matematikämnet

LÄRANDE OCH SAMHÄLLE Matematik, Naturvetenskap och

samhälle

Examensarbete i matematik

15 högskolepoäng, grundnivå

Lärares uppfattningar om

programmering i matematikämnet

Teachers’ perceptions of programming in mathematics

Napoleon Wallin

Kompletterande Pedagogisk Utbildning, 90 hp Handledare: Ange handledare Datum för slutseminarium (2020-01-14)

Examinator: Petra Svensson Källberg Handledare: Lisa Björklund Boistrup

2

Sammanfattning

Programmering introducerades höstterminen 2018 i grundskolans kursplan för matematik. Flertalet rapporter lyfter problematiken med att lärare känner ett kompetensutvecklingsbehov för ämnet samt att på majoriteten av skolorna så är inte programmering implementerat i rätt omfattning. Syftet med denna undersökning är att undersöka lärares uppfattningar om programmering i matematikämnet.

Undersökningen är gjord med en kvalitativ metod där semistrukturerade intervjuer har använts för datainsamlingen. Intervjuerna genomfördes med fyra behöriga lärare i matematik som undervisar på högstadiet. Studien har en fenomenografisk inriktning där fokus har varit på begreppen uppfattningar och kontextualitet. Analys av resultatet har genomförts med hjälp av tematisk analys utifrån studiens frågeställningar.

Resultatet av studien visar att samtliga lärare uttrycker osäkerhet i att undervisa i programmering. Genomgående ligger osäkerheten i lärarnas egna bristande ämneskunskaper. Lärarna upplever att de behöver mer fortbildning kring programmering och hur det kan kopplas till undervisningen av andra matematiska områden. Flera av lärarna önskar också tydliga lektionspaket och mer exempel på hur undervisningen kan genomföras.

Elevers datalogiska tänkande är något som samtliga lärare uttrycker är något som kan förbättras genom programmeringsundervisningen. Det datalogiska tänkandet har eleverna sedan nytta av i problemlösningsuppgifter inom andra matematiska områden. Lärarna är också av uppfattningen att elevers uthållighet för problemlösning kan stärkas med hjälp av programmering.

Tidsbrist i både undervisning och planering är något som samtliga lärare uttrycker är ett hinder med att programmering har tillkommit i matematikämnet. Svårigheter med bedömning och bedömningsuppgifter är också ett stort hinder. Trots dessa hinder uttrycker lärarna en positiv inställning till att programmering kommit in i matematikämnet.

4

Innehållsförteckning

1.2 Syfte och frågeställningar ... 8

2 Tidigare forskning ... 9 2.1 Historik ... 9 2.2 Datateknik i skolan ... 10 2.3 Datalogiskt tänkande ... 11 3 Teoretiska överväganden ... 14 4 Metodologi ... 15 4.1 Kvalitativ metod ... 15 4.2 Studiens design ... 15 4.3 Metoder för datainsamling ... 15 4.4 Analysmetoder ... 16 4.5 Urval ... 18 4.6 Studiens tillförlitlighet ... 19 4.7 Etiska överväganden ... 20

5 Resultat och analys ... 22

5.1 Vilka uppfattningar, om programmering i matematikämnet, beskriver lärare i årskurs 7-9 att de har? ... 23

5.1.1 Tema: Undervisningsstrategier ... 23

5.1.2 Tema: Osäkerhet ... 25

5.1.3 Tema: Behov av fortbildning ... 26

5.1.4 Tema: Positiv inställning ... 27

5.2 Vilka möjligheter och hinder anser matematiklärare att det finns med programmering i matematikämnet? ... 28

5.2.1 Möjligheter med programmering i matematikämnet ... 28

5.2.2 Hinder med programmering i matematikämnet ... 30

5.3 Resultatsammanfattning ... 32

5.3.1 Vilka uppfattningar, om programmering i matematikämnet, beskriver lärare i årskurs 7-9 att de har? ... 32

5.3.2 Vilka möjligheter och hinder anser matematiklärare att det finns med programmering i matematikämnet? ... 32

6 Diskussion ... 34

5

6.1.1 Vilka uppfatttningar, om programmering i matematikämnet, beskriver lärare i

årskurs 7-9 att de har? ... 34

6.1.2 Vilka möjligheter och hinder anser matematiklärare att det finns med programmering i matematikämnet? ... 35

6.2 Metoddiskussion ... 36

6.3 Vidare forskning ... 37

6.4 Min framtida yrkesroll ... 37

7 Referenser ... 39

Bilaga 1. Intervjuguide ... 42

6

1 Inledning

I detta kapitel presenteras en kort bakgrund till problemområdet som sedan leder fram till studiens syfte med tillhörande frågeställningar.

1.1 Bakgrund

En dator styrs av olika program som är uppbyggda av olika instruktioner (Skansholm, 2012). Datorn kan bara läsa maskinkod som skrivs i ettor och nollor. Maskinkod är för människan mycket svårt att både skriva och förstå vilket gjort att olika högnivåspråk har utvecklats. Idag skrivs oftast instruktionerna till program i något programspråk som ligger under just kategorin högnivåspråk. I ett högnivåspråk skrivs instruktionerna på en form av ”halvengelska” och beräkningarna som görs liknar de vi är vana vid från den ”vanliga” matematiken (Ibid). Skolverket (2017) skriver att i dagens läroplan, Lgr 11, används begreppet olika programmeringsmiljöer som syftar dels till ovanstående nämnda textbaserade programmering men även programmering i visuella programmeringsmiljöer, så kallad blockprogramming. Koden representeras i de visuella programmeringsmiljöerna av grafiska block som bygger upp programmen. Det vill säga att man som användare inte behöver skriva koden manuellt utan man i stället klickar och drar olika objekt för att skapa programmen. Zhang, Nouri och Norén (2018) definierar programmering som att det innefattar både förståelse för problemet, att skriva koden (kodning) samt att underhålla koden. Definitionen av programmering kommer i detta arbete att bygga på Zhangs med fleras definition men där jag ytterligare vill förtydliga kodning som handlingen att skriva instruktioner eller beräkningar som utförs av en dator, antingen via text eller genom sammansättning av olika grafiska block.

Redan sedan 1960-talet har programmeringens vara eller icke vara i skolan diskuterats, men det är först nu som det anses att det ska ingå i skolan för samtliga elever. Hur programmering integreras i skolan skiljer sig mellan olika länder och skolsystem. I England, till exempel, är programmering ett eget ämne medan man i Finland anser att programmering är en ämnesintegrerad färdighet (Skolverket, 2018b).

Den 9 mars 2017 beslutade den svenska regeringen att förtydliga och förändra läroplaner och kursplaner för grundskolan i syfte att stärka elevers digitala kompetens. De ändringar som gjorts påverkar bland annat rektorers och lärares uppdrag samt undervisningen i enskilda

7

ämnen (Regeringskansliet, 2017). I kursplanen för matematik har det, i det centrala innehållet för årskurs 7-9, tillkommit två punkter; en punkt under algebra och en under problemlösning. Dessa punkter lyder:

 Hur algoritmer kan skapas och användas vid programmering. Programmering i olika programmeringsmiljöer.

 Hur algoritmer kan skapas, testas och förbättras vid programmering för matematisk problemlösning

(Skolverket, 2018a)

Dessa ändringar skulle börja tillämpas senast 1 juli 2018 (Regeringskansliet, 2017).

Skolinspektionen (2019) släppte i oktober 2019 en rapport där 27 grundskolor med årskurs 7-9 granskades i huruvida de använder digitala verktyg som medel för lärande och i vilken utsträckning digitala verktyg används i matematik och teknik. Med den reviderade kursplanen för matematik tillkom också krav på att elever ska använda digitala verktyg. Skolinspektionens granskning visar dock att i mer än 3 av 4 skolor sker inte detta. Vidare visar granskningen att programmering inte omfattas i sin helhet på de flesta skolor och att på många skolor omfattas det bara för vissa elever i form av elevens val (Skolinspektionen, 2019). Skolinspektionens resultat av granskningen skulle kunnas förklaras av Skolverkets (2019a) pressmeddelande om att mer än 7 av 10 lärare anser att de har ett kompetensutvecklingsbehov gällande programmering. Vidare uttrycker 4 av 10 lärare att de varje vecka upplever teknikkrångel som begränsar deras arbete (Ibid).

Det jag har kunnat observera under min verksamhetsförlagda utbildning är att matematiklärarna på den skolan inte börjat arbeta med programmering i matematikämnet. Det snabba införande av programmering i matematikämnet samt Skolinspektionens (2019) och Skolverkets (2019a) rapporter motiverar vidare efterforskning av ämnet.

8

1.2 Syfte och frågeställningar

Syftet med denna studie är att undersöka hur lärare beskriver att de arbetar med programmering i matematikundervisning i årskurs 7-9 och hur de känner inför det. För att uppfylla detta syfte kommer följande forskningsfrågor att undersökas:

- Vilka uppfattningar om programmering i matematikämnet beskriver lärare i årskurs 7-9 att de har?

- Vilka möjligheter och hinder anser matematiklärare att det finns med programmering i matematikämnet?

9

2 Tidigare forskning

I första delen av detta kapitel ges en kort bakgrundshistorik om hur inriktningen har varit på dator- och programmeringsundervisning från början av 1970-talet fram tills idag, främst ur ett svenskt perspektiv men också med en internationell koppling. Denna bakgrund ges då både innehållet och syftet med undervisningen har skiftat markant genom åren. I andra delen presenteras tidigare forskning inom ämnesområdet. Forskningsöversikten fokuseras på främst tre olika aspekter i undervisningen: datalogiskt tänkande, datateknik och programmering. Vidare kommer jag i forskningsöversikten belysa både lärarperspektiv och perspektiv på elevers lärande. Det gör jag då elevers lärande är en stor del av den kontext som lärares uppfattningar bildas i. Således, med stöd av den fenomenografiska inriktning arbetet har (se kaptitel 3, teoretiska överväganden), är perspektivet på elevers lärande även det relevant som bakgrund för denna studie.

Begreppet datateknik kommer i fortsättningen att användas som ett paraplybegrepp som täcker datateknik, datorteknik och informationsteknologi vilket innefattar både kunskap om mjukvara, hårdvara och handhavande av program och datorer.

2.1 Historik

Redan i början av 1970-talet gav den svenska regeringen Skolöverstyrelsen (dåvarande motsvarighet till Skolverket) i uppdrag att undersöka möjligheterna att lära ut datateknik i svenska skolor (Nordén, Heintz, Mannila, Parnes & Regnell, 2017). I läroplanen från 1980, Lgr 80, infördes ämnesområdet datalära som en del av matematikämnet i årskurs 7-9 med huvudfokus på att lära elever om datorer (Ibid). Men redan innan dess hade programmering introducerats på vissa inriktningar inom de naturvetenskapliga gymnasieprogrammen (Rolandsson, 2015). Utfallet av denna introducering var inte tillfredsställande då programmering var väldigt tidskrävande och inte lämpligt för elever med svagt intresse för ämnet och de begränsade möjligheter dåtidens teknik erbjöd. Vid mitten av 80-talet var tiden förbi då man i Svenska datalärarföreningen (nuvarande Datorn i Utbildningen) ansåg att programmering utvecklade det logiska och analytiska tänkandet. Programmering ersattes i stället av vad man idag kallar för digital litteracitet, det vill säga hur man använder program, digitala verktyg och datorer (Ibid). På 90-talet blev datorer mer användarvänliga samtidigt som antalet tillgängliga program ökade och fick bättre användargränssnitt. Dock saknade lärare ofta tillräcklig kunskap för att lära ut datateknik och då framför allt programmering.

10

Detta resulterade att fokus skiftade från undervisning om hur datorer och program är uppbyggda, programmering och datastrukturer till mer allmän digital litteracitet. Med nästa läroplan, Lpo 94 från 1994, flyttades fokus från att lära om datorer till att lära med datorer. Intresset för hur datorn och datorprogram är uppbyggda och fungerar skiftades till att lära sig hur man kan använda datorn i andra ämnen och som ett hjälpmedel för inlärning (Nordén m. fl., 2017).

Under de senaste åren har det internationellt sett skett en skiftning i innehållet som undervisas i datateknik på mellan- och högstadieskolor (Brown, Kolling, Crick, Peyton Jones, Humphreys, & Sentence, 2013; Bell, Andreae & Lambert, 2010). Denna skiftning har gått från att innehållet i undervisningen har fokuserats på handhavandet av datorer och digital litteracitet till att elever nu ska lära sig om grundläggande koncept inom datateknik så som algoritmer och datastrukturer (Ibid). Även i Sverige går utvecklingen i samma riktning och 2015 fick Skolverket i uppdrag, från regeringen, att ta fram en nationell IT-strategi för det svenska skolsystemet (Nordén m. fl., 2017). En del av Skolverkets arbete innebar att revidera läroplanerna för grundskolan och gymnasieskolan. Regeringen tryckte explicit på att 1) elevers digitala kompetens skulle stärkas och 2) att introducera programmering i grundskolan (Ibid).

2.2 Datateknik i skolan

Armoni, Hubwieser, Giannakos och Mittermeir (2014) sammanfattar i sin artikel åtta olika fallstudier från bland annat USA, Nya Zeeland, Frankrike och Sverige som alla behandlar undervisning i datateknik. Resultatet från deras studie visar på många likheter i slutsatserna i de olika fallstudierna. För det första är ordentlig lärarutbildning i både bredd och djup väsentlig för en framgångsrik utbildning inom datateknik, det är dock också ett av de svåraste målen att uppnå. För det andra blir datalogisk tänkande mer och mer framträdande i ländernas olika läroplaner. Den tredje och sista slutsatsen som dras är att programmering i en eller annan form är en absolut nödvändighet för framtidens undervisning inom datateknik (Ibid).

2014 introducerades ”computing” (datateknik) som ämne i den brittiska läroplanen och samtidigt genomförde Sentence och Csizmadia (2017) en undersökning med mer än 300 lärare som redan undervisade i datateknik. Syftet med studien var att försöka identifiera olika utmaningar och strategier för undervisning i programmering och datateknik. Hatties (2009) forskning pekar på att lärares ämneskunskaper och didaktiska förmåga är viktiga faktorer för

11

elevers studieresultat. I en uppföljningsrapport av den nationella digitaliseringsstrategin från Skolverket (2019b) uppges det att drygt hälften av de ca 9 000 svarande lärarna upplever att de har ett kompetensutvecklingsbehov för att kunna ge eleverna god digital kompetens. Vidare uttrycker 7 av 10 lärare att de har ett behov att utveckla sin kompetens inom programmering (Ibid). Även resultat från Sentence och Csizmadias undersökning visar på, kopplat till undervisning av datateknik, att lärares bristande ämneskunskaper är en av de största utmaningarna för framgångsrik undervisning. Många lärare i studien uttrycker bristande självförtroende i att hjälpa till att lösa de problem som eleverna stöter på. En lärare uttrycker att trots att hen har gått igenom flertalet fortbildningskurser och övningsböcker så är hens förmåga att lösa problemen som studenterna stöter på inte tillräcklig (Ibid).

Hattie (2009) skriver att lärares förmåga att skapa intresse och engagemang för ämnet är också en faktor som är viktig för goda studieresultat. Flertalet av respondenterna i Sentence och Csizmadias (2017) undersökning uttryckte att ytterligare en av de stora utmaningarna är svårigheten att skapa intresse för ämnet då det av många elever kan upplevas som torrt. Om läraren nyligen själv har lärt sig ämnet så är risken stor att hen saknar tillräcklig bakgrundskunskap för att lyckas få liv och intresse i ämnet. Sentence och Csizmadia vill främst lyfta fram ett tips till lärare som undervisar i datateknik och programmering och det är att stödja eleverna i deras utveckling genom att lära av sina misstag, förbättra tålamodet och utveckla en vilja att inte ge upp när svårigheter uppstår under programmeringen.

2.3 Datalogiskt tänkande

Wing (2006) beskriver datalogiskt tänkande som en grundläggande förmåga för alla och inte bara för datavetare eller datatekniker. Det datalogiska tänkandet innebär att man bryter ner ett till synes stort och svårt problem till mindre, enklare och mer lätthanterliga problem. Denna process utvecklar enligt Wing elevers problemlösningsförmåga vilket de har nytta av i alla ämnen. Sedan 2015 har datalogiskt tänkande förekommit i svensk kontext (Sollerman & Winnberg, 2019). Riksdagen (2016) utvecklar Wings definition av datalogiskt tänkande och skriver att exempelvis uthålligheten för problemlösningsuppgifter, förmågan att hantera öppna problem och att samarbeta för att lösa problem alla är förmågor som går in under datalogiskt tänkandet. Samtliga dessa färdigheter och förmågor tränas naturligt genom programmering, även om de också kan tränas på andra sätt (Ibid). Vidare menar Wing att utöver läsning, skrivning och aritmetik så bör datalogiskt tänkande läggas till som en analytisk förmåga som samtliga elever bör besitta. Det datalogiska tänkandet implementeras i fler och fler länders

12

läroplaner med motiveringen att det stärker elevers logiska tänkande (Bocconi, Chioccariello, Dettori, Ferrari & Engelhardt, 2016).

Kodning är den del av programmering som innebär att skriva kod medan programmering som begrepp även innefattar förståelse för problemet samt underhåll av koden (Zhang, Nouri & Noren, 2018). Författarna uttrycker att fördelarna med att använda kodning som term i undervisningen är att det har något mystiskt över sig, att det finns en hemlig kod och bedriften att lyckas knäcka koden. Vidare finns det en mängd olika programmeringsverktyg och miljöer att använda sig av i undervisning, varav ett flertal är framtagna för att utveckla det datalogiska tänkandet (Ibid). Ett av dessa verktyg är Scratch som är ett programmeringsspråk med en visuell programmeringsmiljö där användaren kan programmera spel, interaktiva berättelser och animationer genom blockprogrammering (Kalelioglu & Gulbahar, 2014). Scratch är utvecklat för att hjälpa elever att utveckla deras datalogiska tänkande genom att de behöver tänka kreativt, resonera systematiskt och samarbeta (Ibid).

De turkiska forskarna Kalelioglu och Gulbahar (2014) genomförde en studie på 49 elever i motsvarande svensk mellanstadieålder under fem veckor där de undersökte om programmering i Scratch utvecklar elevers problemlösningsförmåga. Studien genomfördes med en mixad metod där den kvantitativa delen genomfördes som ett förtest/eftertest kvasiexperiment. Den kvalitativa delen av studien genomfördes med både oberoende observerationer där forskarna observerade eleverna när de programmerade och genom intervjuer med fokusgrupper. Resultatet från studien visade inga signifikanta förbättringar på elevernas problemlösningsförmåga, det resultatet däremot visade var att elevernas självförtroende för problemlösningsuppgifter förbättrades (Ibid). En liknande colombiansk studie som pågick under tre månader med två olika klasser i åldern 11-12 år genomfördes 2015 (Calao, Moreno-Léon, Correa & Robles, 2015). Studien är ett kvantitativt kvasiexperiment där ett för- och eftertest genomfördes med både en försöksgrupp och en kontrollgrupp. Syftet var att undersöka vilka matematiska förmågor som utvecklades av programmeringsundervisning i Scratch. Även om problemlösningsförmågan inte var den förmåga som utvecklades mest så var förbättringen signifikant. Den förmågan som utvecklades mest var hur man använder och väljer olika formler och algoritmer för att lösa matematiska problem (Ibid).

13

Kjällander, Åkerfeldt och Petersen (2016) beskriver i deras forskningsöversikt över programmering i grundskolan och förskolan att den forskning som finns är begränsad och då framför allt forskning ur ett svenskt perspektiv. Forskarna är kritiska mot det snabba införande av programmering som skett då det varken vilar på vetenskaplig grund eller beprövad erfarenhet sett ur en svensk kontext. Det råder brist på forskning, brist på lärare med ämneskompetens samt en brist på digitala resurser för att kunna både undervisa och bedöma elevers programmering på ett godtagbart sätt (Ibid).

En del forskning är gjord kring elevers lärande och olika programmeringsmiljöer och fördelarna med dessa. Lärares känslor och uppfattningar berörs föga i den forskning som gjorts och särskilt inte med ett svenskt perspektiv. Med stöd från den presenterade forskningsöversikten anser jag att det finns ytterligare behov av forskning kring programmering i skolan och då framför allt ur ett lärarperspektiv vilket motiverar denna studie.

14

3 Teoretiska överväganden

Då denna undersökning fokuserar på lärarnas uppfattningar om och känslor för undervisning av programmering inom matematikämnet så har jag valt en fenomenografisk inriktning.

På slutet av 1970-talet utvecklade Ference Marton, tillsammans med sin forskningsgrupp vid Göteborgs universitet, den fenomenografiska forskningsansatsen (Kroksmark, 2007). Fenomenografin har sin grund i pedagogisk och didaktisk forskning och har, till skillnad från fenomenologin, vuxit fram ur metodologiska erfarenheter och inte ur filosofisk tradition. Den fenomenografiska forskningsansatsen studerar hur fenomen och företeelser uppfattas av människor. Ett av fenomenografins mest centrala begrepp är uppfattningsbegreppet (Ibid). Där, kopplat till denna studie, programmering i matematikämnet är fenomenet som uppfattas av lärarna.

Fenomen och företeelser har olika betydelse och innebörd för olika människor och det är i detta som denna forskningsmetodologi tar sin utgångspunkt i. Dessa betydelser och innebörder kan även skilja sig utifrån olika situationer vilket leder fram till nästa centrala begrepp, kontextualitet. I en fenomenografisk undersökning undersöks det hur människor uppfattar olika fenomen i en viss situation, om fenomenet tas ur sin kontext så säger uppfattningarna om det inte särskilt mycket (Ibid). Lärarnas uppfattningar måste således kopplas ihop med de förutsättningar de har på skolan, gällande både teknik, kunskap och elevgrupper. Det som är grundläggande är alltså att skilja på hur någonting är och hur något uppfattas (Larsson, 1986). Vidare skriver Larsson att det inte är sambandsförklaringar eller frekvenser som är det intressanta utan att beskriva hur omvärlden uppfattas av människan. Jag har i denna studie inga ambitioner eller målsättningar att beskriva hur verkligheten är, objektivt sett, utan i stället försöka ge en bild av hur den kan uppfattas genom ett fåtal lärares ögon. Den fenomenografiska ansatsen är avbildande och beskrivande och har inga ambitioner på att tala om hur verkligheten faktiskt är utan vill i stället försöka förstå hur någonting kan vara ur ett mänskligt perspektiv (Kroksmark, 2007)

15

4 Metodologi

I det följande kapitlet beskriver jag studiens design kopplad till de teoretiska överväganden som beskrivs i kapitel 3. Vidare redogörs det för hur datainsamlingen gjorts genom de semistrukturerade intervjuerna, hur datan har analyserats samt urvalet beskrivs. Slutligen beskrivs studiens kvalitet utifrån dess tillförlitligthet och de etiska överväganden som gjorts.

4.1 Kvalitativ metod

För denna studie har jag valt en kvalitativ metod. När man vill undersöka samband och företeelser på djupet är ofta en kvalitativ forskningsmetod ett lämpligt val (Bryman, 2018). Vidare skriver Bryman att data som framkommer i den kvalitativa forskningen är svår att kvantifiera och fokus ligger på att tolka det som sägs eller observeras. Målet med denna studie är varken att kvantifiera lärares åsikter eller annan data som framkommer ur materialet. Denna studie är inriktad på lärares uppfattningar om och känslor för programmering i matematikämnet vilket motiverar en kvalitativ undersökningsmetod.

4.2 Studiens design

I en fallstudie undersöks ett fenomen detaljerat i sin realistiska omgivning (Backman, 2008). Fallstudien är en lämplig design av en studie när studieobjekten är komplexa och svåra att skilja från deras kontext. Fallstudier kan innefatta flera fall i samma studie men behöver inte göra det (Ibid). Kopplat till två av fenomografins huvudbegrepp, uppfattningar och kontextualitet, så är lärares uppfattningar om programmering ett fenomen som är starkt kopplat till dess realistiska omgivning, nämligen den skola de är verksamma på. Vidare så är det svårt och inte heller önskvärt att skilja lärarnas uppfattningar om just programmering från den kontext de befinner sig i vilket kan vara bland annat tekniska förutsättningar på skolan, tid för planering och möjligheter till fortbildning.

4.3 Metoder för datainsamling

Intervjuerna som ligger till grund för datainsamlingen är av semistrukturerad typ. En ostrukturerad intervju brukar ofta likna ett vanligt samtal och forskaren använder på sin höjd ett PM för att komma ihåg de olika teman som ska lyftas under intervjun (Bryman, 2018). Strukturerade intervjuer används främst vid kvantitativ forskning där forskaren ställer standardiserade frågor, i förutbestämd ordning och med litet till inget utrymme för följdfrågor

16

och utsvävningar. Därimellan ligger semistrukturerade intervjuer där forskaren vanligtvis använder en intervjuguide, men frågorna behöver inte komma i den ordningen och den intervjuade har stor frihet att utforma sina svar på eget sätt. De semistrukturerade intervjuer som legat till grund för datainsamlingen i denna studie har följt den intervjuguide som återfinns i bilaga 1. I första frågan i intervjuguiden ombeds läraren att beskriva sin lärarbakgrund och programmeringsbakgrund. Underfrågorna i punktform användes som minnesstöd och ställdes om inte läraren själv berörde dem. Intervjuerna genomfördes på lärarnas arbetsplats i rum där inga andra personer närvarade. Dokumentationen av intervjuerna skedde genom ljudinspelning och intervjuerna varade mellan 13 och 19 minuter. För att följa fenomenografin (Kroksmark, 2007) så är frågorna öppet ställda där de intervjuade lärarna har full frihet att formulera sina egna svar utan några på förhand definierade svarsalternativ. Vidare strävar den fenomenografiska intervjun mot ett djupintresse, att nå bortom lösa åsikter och komma närmare uppfattningar som är direkta relaterade till erfarenheter (Ibid).

Denna studie har ett tydligt fokus, lärares uppfattningar om programmering i matematikämnet samt innehåller studien flera olika lärare som intervjuats. Bryman (2018) menar att när studier har ett tydligt fokus och innehåller flera informanter så är semistrukturerade intervjuer en lämplig undersökningsmetod.

4.4 Analysmetoder

För analys av den insamlade datan valde jag att göra en tematisk analys. Bryman (2018) beskriver tematisk analys som en av de vanligaste analysmetoderna för att analysera kvalitativ data. I en tematisk analys läggs fokus mycket mer på vad som sägs och inte hur det sägs än andra analysmetoder (Ibid). Tematisk analys är en metod för att identifiera, analysera och rapportera olika teman eller samband inom datan (Braun & Clarke, 2006). Processen startar när forskaren börjar titta efter samband och sådant som kan vara intressant i datan och avslutas i den färdiga rapporten. Arbetet är inte linjärt utan man hoppar mellan de olika stegen under arbetets gång. Skrivandet är en central och viktig del i analysarbetet och är inte något som man, till skillnad från statistisk analys, väntar med till slutet. Den tematiska analysen som gjorts har följt Braun och Clarkes sex steg för genomförande av en tematisk analys:

17

1. Bekanta sig med datan. Under denna första del transkriberade jag intervjuerna samma dag som intervjutillfällena. Under kommande genomläsningar så skrev jag ner initiala idéer och intryck.

2. Kodning. Under denna del börjar framtagandet av koder utifrån de idéer som uppkom i första steget. Relevanta citat markerades och kodades genom små kommentarer genom hela transkriberingen utifrån vad citaten berörde. Exempelet nedan visar ett svar på frågan hur programmering kan hjälpa utveckla elevers matematiska förmågor och till höger den kod, datalogiskt tänkande, utdraget fick.

Figur 1. Utdrag ur analysarbetet.

3. Leta efter teman. I denna fas tar man ett steg tillbaka från koderna och börjar titta efter bredare teman. Jag samlade ihop och sorterade in koderna i en tabell under potentiella teman och subteman samtidigt som en rigorösare färgkodning gjordes utifrån vilka koder som skulle kunna forma ett tema. Vissa koder uppkom flera gånger under intervjuns olika delar men sorterades nu in på samma ställe, det kunde vara till exempel lärares negativa uppfattningar om att programmering har tillkommit i matematikämnet.

4. Granskning av teman. Denna fas börjar med att man har ett antal potentiella teman som man nu börjar granska och då framkommer det ofta att vissa teman inte är teman eller inte fungerar på grund av att det kanske saknas tillräckligt med data eller datan är för spretig och motsägelsefull. De teman som framkom under fas 3 kontrollerades nu i hur väl de stämmer överens med de idéer och koder som framkom i steg 1 och 2. Vissa teman behövdes slås ihop medan vissa andra teman delades upp.

5. Definiera och namnge teman. Teman förfinades i både definition och namngivning. De teman som framkom under steg 3 och som sedan granskades under steg 4 definierades nu med hänsyn till de fenomenografiska begreppen uppfattningar och kontextualitet.

18

6. Sammanställ resultat. En slutgiltlig analys av materialet gjordes där relevanta utdrag och citat lyftes fram i koppling till både forskningsfrågorna och bakgrundslitteraturen. I resultatkapitlet (kapitel 5) kopplas forskningsfrågorna ihop med resultatet från intervjuerna medan i diskussionskapitlet (kapitel 6) diskuteras resultaten utifrån tidigare forskning.

När jag letat efter teman har jag tittat efter bland annat repetitioner, teorirelateratmaterial och likheter och skillnader. Fyra teman identifierades under varje forskningsfråga. Den andra forskningsfrågan delades upp i två underkategorier, möjligheter och hinder med programmering i matematikundervisningen, med två teman under varje underkategori.

4.5 Urval

För att rymmas inom ramen för detta examensarbete är urvalet för denna studie ett bekvämlighetsurval. Bryman (2018) beskriver att ett bekvämlighetsurval består av personer som för forskaren finns tillgängliga. 15 lärare från fem olika skolor tillfrågades personligen, antingen via mail eller genom möte ansikte mot ansikte. Vidare ombads en biträdande rektor från ytterligare en skola att vidarebefodra intervjuförfrågan till sina matematiklärare. Av de tillfrågade lärarna så svarade fyra stycken ja, tre stycken nej och åtta stycken svarade inte alls. De fyra lärare som svarade ja är verksamma på två olika kommunala skolor i Malmö. Dessa fyra lärare består av både män och kvinnor. Kravet på urvalet av lärare är att de är behöriga och undervisar i matematik i årskurs 7-9. I tabell 1 återfinns ålder, bakgrund och programmeringserfarenhet på de lärare som deltagit i studien. Namnen är fingerade och informanternas kön har avidentifierats genom att välja könsneutrala namn.

Intervjuperson och ålder Lärarutbildning Undervisat i matematik Programmeringsutbildning Vanja, 38 2011 3 år

Python via Pedagogisk Inspiration i Malmö, ca 15 timmar.

Interna workshops i Scratch.

Kim, 46 2000 19 år

Scratch, Lego Mindstorms och Arduino via Malmö Stad.

Charlie, 58 2006 13 år

Scratch, Python och Lego Mindstorms via Malmö stad. Kurser mellan 1-4 tillfällen, max 10 timmar/kurs.

19

Alex, 62 1985 34 år

BASIC och C++ under lärarutbildningen.

En halv studiedag fortbildning i LOGO/Turtle academy.

Tabell 1. Intervjupersonerna, deras ålder, lärarbakgrund och programmeringsutbildning. Namnen är fingerade.

4.6 Studiens tillförlitlighet

För att bedömma en studies kvalitet finns det vissa begrepp man ska förhålla sig till beroende på vilken karaktär studien har. Vissa författare har försökt att använda sig av begreppen validitet och reliabilitet från den kvantitativa forskningssidan även i kvalitativ forskning, andra anser dock att de är oanvändbara eller olämpliga (Bryman, 2018). De föreslår i stället att man ska använda sig av vederhäftighet eller tillförlitlighet (trustworthiness) som mått på hur bra en kvalitativ undersökning är. En studies tillförlitlighet kan sedan delas upp i fyra olika delar; trovärdighet, överförbarhet, pålitlighet och konfirmering (Bryman, 2018; se också Björklund Boistrup, 2010).

Trovärdighet handlar om hur troliga eller sannolika resultaten är och då inte hur statistiskt sannolika de är. Hög trovärdighet kan påvisas genom att valet av teoretiska ansatser och begrepp är relevanta och lämpade för studiens syfte, att det finns en tydlig beskrivning av hur studien är genomförd samt att syfte och frågeställningar är besvarade och diskuterade (Ibid). Dessa riktlinjer för trovärdighet har jag förhållit mig till genom dels det fenomenografiska perspektivet men också genom att tydligt beskriva hur studien är genomförd.

Överförbarhet innebär att resultaten kan överföras till andra sammanhang. Målet med denna studie är inte att ge en komplett eller generell bild av hur det ser ut utan, genom det fenomenografiska perspektivet, ge en inblick i hur olika lärares uppfattningar om programmering i matematikämnet ser ut. I denna studie har ett sätt att öka överförbarheten varit att de intervjuade lärarna har olika bakgrund, olika ålder och jobbar på olika skolor.

Pålitlighet handlar om att man får liknande resultat vid ett annat tillfälle. Genom att ha en tydlig och transparent beskrivning av processen kan en högre pålitlighet uppnås. Att jämföra resultatet från denna studien med resultaten från tidigare forskning är också ett sätt att uppnå högre pålitlighet.

20

Konfirmering handlar om att forskaren inte ska låta sina personliga åsikter, värdingar eller teoretiska inriktningar påverka utförandet av eller slutsatserna från studien. Jag är medveten om att ens egen bakgrund, oavsett vad den är, alltid kommer påverka arbetet till viss grad. Jag har försökt att vara så konsekvent i intervjuerna som möjligt genom att hålla mig till intervjuguiden och inte förändra guiden mellan intervjuerna. Vidare så kan konfimeringen uppfyllas genom att att hålla en hög transparens i metod- och analysbeskrivningarna.

4.7 Etiska överväganden

Denna undersökning följer Vetenskapsrådets (2002) fyra forskningsetiska principer. Syftet med de forskningsetiska principerna är att ge normer för hur förhållandet mellan forskare och uppgiftslämnare ska se ut så att en god avvägning kan göras mellan forskningskravet och individskyddskravet vid en eventuell konflikt. Individskyddskravet kan delas upp i fyra huvudkrav på forskningen, vilka är: informationskravet, samtyckeskravet, konfidentialitetskravet och nyttjandekravet (Ibid).

Informationskravet innebär att forskaren ska informera uppgiftslämnarna om deras uppgift i studien samt studiens syfte. De ska också informeras om att deras deltagande är frivilligt och att det när som helst kan avbrytas utan påföljd. De intervjuade lärarna informerades om studiens syfte och att deltagandet är helt frivilligt både i den första kontakten men också genom blanketten för samtycke (se bilaga 2).

Samtyckeskravet kan sammanfattas med att deltagare i en undersökning har själva rätt i att bestämma över deras medverkan i studien. Forskaren ska inhämta samtycke från uppgiftslämnarna och dessutom inhämta samtycke från förälder/vårdnadshavare om uppgiftslämnarna är under 15 år. Samtliga uppgiftslämnare i studien har skrivit på blanketten för samtycke.

Den tredje principen är konfidentialitetskravet som innebär att uppgifter om uppgiftslämnarna ska behandlas och lagras på ett sådant sätt att ingen utomstående kan identifiera dem. De intervjuade lärarna har anomymiserats i det färdiga arbetet och blanketter för samtycke har lagrats enligt Malmö universitets riktlinjer.

21

Det fjärde och sista kravet är nyttjandekravet som innebär att uppgifterna som samlats in bara får användas i forskningsändamål. Detta informerades deltagarna om både vid första kontakten och i den blankett för samtycke de skrev under.

22

5 Resultat och analys

I denna del presenteras och analyseras resultatet utifrån undersökningens syfte och frågeställningar. Analysen baseras på Braun och Clarkes (2006) tematiska analys. Resultatet är indelat utifrån frågeställningarna, där den andra frågeställningen är indelad i två underkategorier.

- Vilka uppfattningar om programmering i matematikämnet beskriver lärare i årskurs 7-9 att de har?

- Vilka möjligheter och hinder anser matematiklärare att det finns med programmering i matematikämnet?

o Möjligheter med programmering o Utmaningar med programmering

Till varje kategori har ett antal teman identifieras. Då intervjuerna har genomförts semistrukturerat och lärarna har haft stor frihet att uttrycka sig som de själva vill så finns det inga tydliga gränser mellan olika teman. Följande schematiska bild på nästa sida ger en översikt över tematiseringen av resultatet. I slutet av kapitlet sammanfattas intervjuerna kort under respektive frågeställning.

23

Figur 2. Resulterande teman efter analysen.

5.1 Vilka uppfattningar, om programmering i

matematikämnet, beskriver lärare i årskurs 7-9 att de

har?

Under den första forskningsfrågan analyserades fyra huvudteman fram ur materialet. Dessa fyra teman behandlar lärares uppfattningar om undervisningsstrategier, hur lärarna känner för att undervisa programmering, vilka behov de upplever att de har för att känna sig mer redo samt ett tema som benämns positiv inställning. Temat positiv inställning handlar om att det generellt finns en positiv inställning hos lärarna till att programmering tillkommit i matematikämnet.

5.1.1 Tema: Undervisningsstrategier

Under början av intervjuerna fick lärarna beskriva hur de arbetar och har arbetat med programmering i matematikämnet. Samtliga fyra lärare har på något sätt introducerat

24

programmering i undervisningen, antingen i matematikundervisningen eller i form av elevens val. Under denna första del redovisas lärarnas uppfattningar om undervisningsstrategier för programmering.

Tre av lärarna uttryckte att deras undervisningsstrategier för programmering skiljer sig från andra matematiska områden.

”Strategin blir att man är ganska mindre styrande [när man undervisar programmering] och mycket mer inne och verkligen styr eleverna när man undervisar annat. Här blir det ju mycket mer fritt och lite kreativt liksom för eleverna” (Vanja).

“Så att min strategi har varit att när vi har jobbat med det så har det varit lite friare, de får testa saker och ting och sen får de hjälp varandra och sen om de går och låser sig så försöker jag hitta vad felet är” (Charlie).

Både Vanja och Charlie beskriver att deras undervisning inte är lika styrd när de undervisar programmering som när de undervisar andra arbetsområden. Eleverna får arbeta mer laborativt med friare uppgifter där de får större utrymme för deras kreativitet. Alex är dock inne på ett annat spår och uttrycker istället att hen är mer styrande i programmeringsundervisningen.

”Vissa sådana här moment har man ju nästan fått göra riktigt hands-on: nu gör vi så här, ta upp den här, ta den rutan där, klicka där, det där är en cell och det här är en rad och det här likamed-tecknet betyder det här och så vidare” (Alex).

Det är inte bara uppfattningarna om undervisningsstrategier som skiljer lärarna åt utan det gör också programmeringsmiljöerna som eleverna arbetar i. I fallet med Alex, i citatet ovan, hänvisar hen till den programmering som hen har genomfört i Excel med eleverna. Att programmera i Excel skiljer sig markant jämfört med en visuell programmeringsmiljö som till exempel Scratch som både Vanja och Charlie främst har använt i sin undervisning. Denna skillnad skulle kunna vara förklaringen till skillnaderna i uppfattningar om med vilken undervisningsstrategie programmeringsundervisningen bör genomföras med.

25

5.1.2 Tema: Osäkerhet

Lärarna fick under intervjun beskriva hur de kände när de började introducera programmering i undervisningen samt hur de känner nu. Samtliga fyra lärare uttryckte att de upplevde osäkerhet inför uppdraget när de började och att denna osäkerhet fortfarande finns kvar.

Alex beskrev att hen har haft några timmars fortbildning i LOGO/Turtle Academy men ännu inte implementerat det i undervisningen. Hen har tänkt göra det inom en snar framtid men uttrycker stor osäkerhet inför det.

”Jag är ju inte ett dugg säker på det själv om jag säger så” (Alex).

Vidare beskriver Vanja liknande osäkerhet men utvecklar det med följden att hen känner dåligt samvete för det.

”Den största saken är ju att man inte är bekväm med det […] mitt stora dåliga samvete i matte känner jag är progammeringen” (Vanja).

Kim introducerade programmering redan 2014 och har arbetat med det kontinuerligt på ett eller annat sätt sedan dess. Under ett projekt där de arbetade med Arduino så hade Kim mycket stöd utifrån med både lektionsupplägg och felsökningssupport. Under detta projekt så arbetade de med textbaserad programmering och Kim började då känna viss säkerhet. Denna säkerhet för textbaserad programmering har idag försvunnit. Kim känner sig i dagsläget bekväm med blockprogrammering som är en del av Skolverkets (2018a) olika programmeringsmiljöer men det finns kunskapsluckor när det gäller textbaserad programmering vilket bidrar till osäkerhet.

“Det känns ju lite osäkert fortfarande eftersom man känner att man inte kan det ordentligt själv. [...] Blockprogrammeringen känns helt okej, men det är när man ska in i programmeringsspråk, för det känner jag att det kan jag inte” (Kim).

Dessa uttalanden skulle kunna tolkas som att den kunskapsnivå lärarna i dagsläget innehar inte är tillräcklig för att de ska känna sig redo eller bekväma att undervisa programmering.

26

5.1.3 Tema: Behov av fortbildning

Enligt föregående tema framkom det att samtliga intervjuade lärare upplevde att deras att kunskapsnivå inom programmering inte var på den nivå de önskade. Genomgående beskriver lärarna att de önskar mer fortbildning där framför allt programmering kopplas ihop med undervisningen. Vidare är de eniga om att enskilda studiedagar inte är tillräckligt utan det behövs mer.

“Ja, mer fortbildning skulle jag behöva, i textprogrammering då. Och mer inte bara att sitta och lära sig textprogrammering utan hur kopplat till läroplanen” (Kim).

Kims tidigare nämnda uppfattningar om att hen känner sig bekväm med blockprogrammering lyser igenom även här. Men det är inte bara Kim som anser att tröskeln för att bli bekväm med att undervisa blockprogrammering inte är så stor.

”Scratch tror jag egentligen att där är det egentligen ganska små trösklar, där kan det handla om att jag bara behöver sätta mig några timmar, repetera det vi redan har fått faktiskt” (Vanja).

Uppfattningarna ovan kan tolkas som att det är lättare att lära sig blockprogrammering och enklare att introducera det i undervisningen än vad textbaserad programmering är. Däremot verkar det inte vara helt självklart hur det ska göras och lärarna uttrycker att de önskar mer konkret material och tips på hur undervisning i programmering kan genomföras.

“Jag skulle behöva lite fler exempel på, liksom, moment som eleverna kan göra” (Charlie).

“Typ ett lektionspaket […] så här kan ni genomföra en aktivitet i Python, det tar så här många lektioner och sen så ganska uppstyrt” (Vanja).

Det finns en samstämmighet i uppfattningen att det behövs mer fortbildning som både är konkret och anpassad till skolans kontext. I frågan om vem som ska hålla i denna fortbildning går svaren i sär när lärarna reflekterade över det men det finns en samstämmighet i att det behövs komma från högre nivå än den enskilda skolan. Förslag som gemensam fortbildning från Malmö stad eller från Skolverket framkom som alternativ.

27

5.1.4 Tema: Positiv inställning

Genomgående bland lärarna finns det en positiv inställning till att programmering har tillkommit i matematikämnet där samtliga lärare uttrycker att det är bra eller vettigt.

Både Vanja och Charlie utvecklar sin positiva inställning och lyfter fram den kreativitet som programmering kan bidra med som positivt. Vidare är uppfattningen hos de båda att det kan öka intresset för matematikämnet då eleverna brukar tycka att det är roligt.

”Jag tror också kanske att man kan öka intresset för mattelektionerna och matteämnet” (Vanja).

”Dom brukar tycka att det är ganska kul” (Charlie).

En ökad glädje för ämnet och ett ökat intresse är i sig positivt då, enligt lärarna, många elever har svårt för matematik. Men det kan också ge en inblick i hur och till vad matematik kan användas till utanför skolans värld. Matematik och programmering har starka kopplingar till varandra ute i ”verkligheten” vilket är något som både Kim och Vanja uttrycker som ytterligare en fördel.

“Alltså, det är ju bra egentligen för att man använder ju programmering. Programmering används ju mycket [i matematik]” (Kim).

Flera av lärarna uttrycker också hur de själva känner och hur deras arbetssituation påverkas mer personligt av att undervisa programmering.

”Jag tyckte ändå att det skulle bli ganska kul” (Charlie)

Charlies uppfattning är att det skulle bli roligt att börja undervisa programmering vilket även Vanja uttrycker men påtalar samtidigt behovet av mer erfarenhet.

”Med mer erfarenhet så tror jag att det kommer bli roligare att undervisa i matte” (Vanja).

28

5.2 Vilka möjligheter och hinder anser matematiklärare att

det finns med programmering i matematikämnet?

Resultatet som besvarar den andra forskningsfrågan är uppdelat i två olika underkategorier: möjligheter och hinder. Vissa framstående teman under varje underkategori har sedan kunnat identifieras i analysarbetet av datamaterialet som kommer presenteras i det följande avsnittet.

5.2.1 Möjligheter med programmering i matematikämnet

Under följande kapitel presenteras och analyseras de två teman som uppkommit om vad det, enligt lärarna, finns för möjligheter med programmering i matematikämnet. Dessa två teman är datalogiskt tänkande och uthållighet.

5.2.1.1 Tema: Datalogiskt tänkande

Datalogiskt tänkande handlar om problemlösning och innefattar bland annat strategier för att lösa problem genom att samarbeta och bryta ner uppgifter till mer lätthanterliga deluppgifter. Samtliga fyra lärare är av uppfattningen att elevers problemlösningsförmåga kan förbättras genom att använda programmering. Det lärarna beskriver är datalogiskt tänkande även om de inte använder just det begreppet.

“Det är ju mycket problemlösning i programmering till exempel, som man behöver använda i matten [...] strategier och så såklart” (Kim).

Vanja är inne på samma spår men utvecklar sitt resonemang om strategier på följande sätt:

“Olika problemlösningsstrategier, steg för steg till exempel kan ju vara ett sätt att lösa ett textproblem” (Vanja).

Det Vanja beskriver är en problemlösningsstrategi som ofta används när mer komplicerade uppgifter ska lösas. I det datalogiska tänkandet bryts stora och svåra problem stegvis ner till mindre, enklare och mer lättlösta problem vilket i sin tur kan vara en framgångsrik problemlösningsstrategi (Wing, 2006). Det är inte bara problemlösningsförmågan som lärarna uttrycker kan utvecklas genom programmering. Det går också att tolka följande två citat som att kommunikations-, begrepps- och metodförmågorna går att utveckla.

”Det handlar ju om förmågan att tänka till, att man ska ha en viss formel, att nu ska Excel fatta vad du egentligen menar här då måste ju du göra så här med parenteser och du måste göra si och så” (Alex).

29

”En algoritm som ska, så att du kan sätta in vilket tal som helst så räknar den ut.” (Charlie).

Det Alex beskriver skulle kunna tolkas som att både kommunikations- och metodförmågorna övas. Eleverna behöver anpassa metoderna till uppgifterna, de behöver förhålla sig till räknereglerna genom att använda parenteser på rätt ställen. Men eleverna tvingas också kommunicera matematiken på ett korrekt sätt för att programmet ska förstå vad de menar och i förlängningen räkna ut ett korrekt svar. Variabelbegreppet kan för många elever vara svårt men det är också ett väldigt grundläggande begrepp att behärska inom både programmering och matematik. Charlie svar går att tolka som att eleverna får öva på att konstruera formler och att då kan deras begreppsförmåga stärkas. I Charlies exempel är det hur variabler fungerar, kan tolkas och användas.

5.2.1.2 Tema: Uthållighet

Lärarna ger uttryck för att elevers uthållighet vid problemlösningsuppgifter inte alltid är så hög. Vidare uttrycker lärarna att det finns ett motstånd hos eleverna mot att sitta ner och försöka lösa svårare uppgifter där de ibland inte kommer fram till rätt svar direkt utan där de måste ompröva sina strategier och tillvägagångssätt.

“Kommer man inte på direkt hur man ska göra så ger man gärna upp. Programmering kan erbjuda någon slags, en miljö där man kommer vilja att testa sig fram och våga misslyckas men ändå tycker att det är kul” (Vanja).

“Uthållighet, för det är elever ganska dåliga på […] dom lär sig att det behöver inte vara rätt från början” (Kim).

Programmeringsundervisningen kan bli en nystart för eleverna och bidra till en kontext där de lyckas och på ett naturligt sätt lär sig att det ofta inte blir helt rätt direkt men att det är okej och att det är en del av processen. Det kan bidra till en miljö där eleverna vill testa och försöka nya saker samtidigt som det kan stärka deras självförtroende för problemlösning i andra sammanhang.

“Kanske man kan öka deras, vad vet jag, självförtroende och förmåga att testa olika infallsvinklar” (Vanja).

30

Att testa olika infallsvinklar är en viktig del i problemlösningsarbetet och det kräver uthållighet för att ta sig an problemet från ett annat håll om det första försöket inte gav önskat resultat.

5.2.2 Hinder med programmering i matematikämnet

Under denna sista underrubrik presenteras resultatet som behandlar lärares uppfattning om hinder med programmering i matematikämnet. Resultatet är tematiserat i två olika teman: tiden och kopplingar till kunskapskrav och undervisning.

5.2.2.1 Tema: Tidsbrist

Genomgående bland lärarna går det att uttolka en viss frustration i deras uttalanden. Frustrationen grundar sig i den tidsbrist som, enligt lärarna, finns. Det tillkommer mer och mer i lärarnas uppdrag både i undervisningen men också utanför. Denna tidsbrist som uppstår handlar bland annat om brist på undervisningstid för att hinna med samtliga kursmoment på ett godtagbart sätt.

“Nackdelen är ju den att det snor ju tid från alla vanliga grejer. […] Man vill stoppa in mer och mer på samma tid, då måste man ju skära någonstans såklart ju” (Alex).

Det är inte bara Alex som uttrycker tidsbrist i undervisningen som ett problem.

“Hur ska vi hinna med det? Alltså, för det känns ju som ett mantra som alla lärare kör, men så kanske jag känner just nu i vardagen” (Vanja).

Även brist på planeringstid och tid att sätta sig in ordentligt i ämnet är något som lärarna uttrycker är ett problem.

“För det är ju alltid det som är problemet, man har inte tid till att sätta sig in i saker och ting.” (Kim)

Den av lärarna upplevda tidsbristen medför ett hinder för programmeringsundervisningen. Det finns en risk att det blir bortprioriterat då det anses ”stjäla” tid från andra områden som kanske uppfattas som viktigare. Då programmering är ett nytt inslag i matematikundervisningen och lärarnas kunskaper inte är på samma nivå som i andra områden

31

så kommer det kräva mer planeringstid för att uppnå kvalitet i undervisingen. När planeringstiden inte helt räcker till kan det upplevas som ett hinder.

5.2.2.2 Tema: Kopplingar till kunskapskrav och undervisning

I läroplanen står det vad lärare ska förhålla sig till i undervisiningen, vilka delar som ska ingå i de olika ämnena samt vilka kunskapskrav det finns för de olika betygstegen. När programmering tillkom i kursplanen för matematik var det i det centrala innehållet (Skolverket, 2018a). Det gjorde däremot inga tillägg i kunskapskraven. Svårigheten att få in programmering som en naturlig del i undervisningen och integrerad med andra matematiska områden är något som de intervjuade lärarna uttrycker är ett stort hinder för att få kvalitet i undervisingen.

”Det här [programmering] måste ju komma in i den vanliga undervisningen så att det inte blir att; nu har vi två veckor programmering och sen så är det lite lattjo lajban” (Kim).

Det är fler lärare som uttrycker oro över att risken blir att programmering kommer in som ett eget avsnitt i slutet av terminen när det finns lite extra tid över. Målsättningen verkar dock vara för flera av lärarna att programmeringen ska integreras i de övriga ämnesområdena och bli en del av den vanliga undervisningen.

“Att det [programmering] ska komma in naturligt, det är det som är den svåra utmaningen tycker jag” (Vanja).

Men det är inte bara integreringen som enligt lärarna gör att programmeringen skjuts till slutet av terminerna. En del är också att lärarna är osäkra på hur det ska bedömas och vad som ska bedömas då det inte finns några tydliga direktiv i styrdokumenten.

“Det är så svårt med bedömningen vilket har gjort nu för min del, och säkert för många andra också, att man lägger in det kanske vid något tillfälle när man tar en paus eller om man har lite extra tid över” (Charlie).

Vanjas uppfattning är snarare att det är bristen på den egna kunskapen som utgör problemet för hur programmering kan implementeras i de olika matematiska arbetsområderna.

32

”[Jag] kan det inte nog väl för att se; ja men det här skulle jag kunna använda i det här arbetsområdet” (Vanja).

Ovanstående uttalanden kan tolkas som att kunskapsnivån inte är tillräcklig för att kunna identifiera inom vilka arbetsområde eller på vilket sätt programmering kan implementeras i den övriga matematikundervisningen.

5.3 Resultatsammanfattning

Under denna del sammanfattar jag resultatet utifrån studiens två frågeställningar.

5.3.1 Vilka uppfattningar, om programmering i matematikämnet, beskriver

lärare i årskurs 7-9 att de har?

Lärarnas uppfattningar skulle kunna tolkas och sammanfattas på följande sätt:

- Lärares uppfattningar om undervisningsstrategier för programmering skiljer sig åt. Två lärare beskriver att de arbetar mer laborativt och mer fritt i programmering än i andra arbetsområden. En lärare uttrycker att hen behöver arbeta med tydligare styrning och med väldigt tydlig och stegvis ledning. Den sista läraren beskriver inga skillnader i sina undervisningsstrategier.

- Samtliga lärare uttrycker någon form av osäkerhet av att undervisa programmering och då framför allt i textbaserad programmering. Denna osäkerhet kommer från att de själva inte uppfattar sig ha tillräckliga ämneskunskaper.

- Det genomgående behovet som beskrivs för att skapa en större säkerhet är mer fortbildning där programmering sätts in i skolans kontext. Tydliga lektionspaket och mer egentid för planering och att sätta sig in i materialet är också behov som beskrivs. - Överlag är lärarna positivt inställda till att programmering tillkommit i

matematikämnet.

5.3.2 Vilka möjligheter och hinder anser matematiklärare att det finns med

programmering i matematikämnet?

- Flera av lärarna beskriver att förmågan, vad som skulle kunna tolkas som datalogiskt tänkande, utvecklas genom programmering. Utveckling av problemlösningsstrategier samt begrepps- och kommunikationsförmågorna är också möjligheter som lärarna ser med programmering.

33

- Elevers uthållighet vid framför allt svårare problemlösningsuppgifter är generellt ganska låg. De ger fort upp och blir det inte rätt från början så försöker de inte på nytt. Enligt några av lärarna så skulle programmering kunna bygga upp denna uthållighet då det skulle kunna ge en ny miljö där det är roligt och utmanande att prova sig fram. - Tidsbristen uttrycker samtliga lärare som ett stort hinder, både gällande

undervisningstid men också planeringstid. Det är mer och mer ämnesområden och innehåll som ska in på samma tid.

- Många lärare uttrycker frustration över att de ha svårt att se hur de ska koppla programmering med andra arbetsområden inom matematik samt hur det ska bedömas. En lärare resonerar kring att det beror på sina egna bristande ämneskunskaper.

34

6 Diskussion

I detta kapitel kommer resultat- och analysavsnittet att diskuteras, vidare sker en metoddiskussion samt ett resonemang kring vidare forskning och undersökningens påverkan på min framtida yrkesroll.

6.1 Resultatdiskussion

Resultatdiskussionen är uppdelad utifrån studiens två forskningsfrågor där resultatet diskuteras utifrån tidigare forskning.

6.1.1 Vilka uppfatttningar, om programmering i matematikämnet, beskriver

lärare i årskurs 7-9 att de har?

Skolverket (2019a) skrev i sitt pressmeddelande att 7 av 10 lärare upplever ett kompetensutvecklingsbehov när det kommer till programmeringsundervisning. Resultatet av min studie visar på liknande slutsatser och samtliga lärare beskriver att de inte har tillräckliga ämneskunskaper för att bedriva i undervisning i programmering på den nivå de önskar. För att täcka dessa kunskapsluckor och skapa en större säkerhet och bättre självförtroende för programmering så uttrycker samtliga lärare att de önskar mer fortbildning. Fortbildningen behöver då genomföras på ett sätt så att kunskapen befästs. I Sentence och Csizmadias (2017) undersökning beskrev en lärare att trots att hen har genomgått flertalet fortbildningskurser och arbetat genom flera övningsböcker så finns det fortfarande en osäkerhet och ett bristande självförtroende när det kommer till att hjälpa elever som kört fast i programmeringsuppgifter.

Ett resultat som framkom var att vissa lärare beskriver att när de har arbetat mycket med ett programmeringsprojekt och haft stöd utifrån så har det byggts en trygghet i sina egna kunskaper. Dock försvinner tryggheten när de inte arbetar tillräckligt kontinuerligt med programmering: någon gång per termin eller läsår är inte tillräckligt. Detta kan tolkas som att det saknas en stabil teoretisk grund hos lärarna och att små intensiva projekt och korta fortbildningar inte är en långsiktig lösning. Armoni med flera (2014) skriver att en ordentlig lärarutbildning i både bredd och djup är helt väsenligt för att få hög kvalitet i utbildning av datateknik. Det är under lärarutbildningen som grunden kan läggas och stabilieras samt att lärare kan skapa en överkapicitet i jämförelse med den nivå de ska undervisa på.

35

Resultatet av min undersökning visar att lärares undervisningsstrategi i programmering skiljer sig från andra arbetsområden inom matematik. Vissa lärare låter eleverna arbeta mer laborativt än i andra arbetsområden och låter dem experimentera mycket med programmeringsmiljön. Arbetet blir då mer kreativt och ger större möjligheter för samarbete mellan eleverna. Kalelioglu och Gulbahar (2014) skriver att genom att låta eleverna arbeta i programmeringsmiljön Scratch så kommer de naturligt samarbeta och arbeta mer kreativt vilket kommer utveckla deras datalogiska tänkande. Flera av lärarna i min studie använder sig av Scratch och påtalar också möjligheterna med det kreativa arbete som arbete i Scratch medför.

6.1.2 Vilka möjligheter och hinder anser matematiklärare att det finns med

programmering i matematikämnet?

Datalogiskt tänkande skulle kunna ses som en problemlösningsstrategi då man bryter ner stora och svåra problem till mindre och mer lätthanterliga problem (Wing, 2006). Vissa av de intervjuade lärarna beskriver att steg-för-steg är en framgångsrik problemlösningsstrategi för att lösa textuppgifter inom matematiken. Vidare utvecklas resonemanget med att det är så man gör när man programmerar; instruktioner skrivs stegvis till programmet i den ordningen de ska utföras. Ingen av de intervjuade lärarna nämner någon gång begreppet datalogiskt tänkande men samtliga lärare beskriver förmågor som i forskningen finns definierade som datalogiskt tänkande.

Riksdagen (2016) utvecklar Wings definition av datalogiska tänkande med tillägget att det även innefattar uthållighet för problemlösning. Vissa av lärarna trycker på att utveckla uthållighet för problemlösning är en stor fördel med programmering. Eleverna hamnar i nya situationer och får konkret feedback från programmeringsmiljön när någonting fungerar eller inte fungerar vilket de inte får på samma sätt från ”vanlig” problemlösning i matematik. Ett av de främsta tipsen angående undervisning i programmering och datateknik som lärarna i Sentence och Csizmadias (2017) undersökning gav var just att stödja eleverna i deras utveckling av uthållighet i problemlösningsuppgifter. Detta överensstämmer med resultatet från min undersökning där lärarna beskriver att programmering kan ge en nystart för eleverna i deras problemlösning. Problemlösning hamnar i en ny kontext där det i programmeringsprocessen innebär att man gör fel, får felmeddelanden och behöver utforska

36

nya infallsvinklar. Med rätt vald programmeringsmiljö och uppgifter så kan eleverna finna glädje och motivation i denna process.

Forskningen om huruvida programmering utvecklar elevers problemlösningsförmåga går i sär. Kalelioglu och Gulbahar (2014) undersökning visade inte några signifikanta förbättringar i elevers problemlösningsförmåga medan Calao med fleras (2015) undersökning visade att den stärktes. Det som inte framgår i studierna är de olika lärarnas bakgrund eller kunskapsnivå inom programmering vilket skulle kunna vara en förklaring till de olika resultaten. Denna förklaring motiveras genom Hatties (2009) forskning som säger att lärares ämneskunskaper och didaktiskt färdigheter är viktiga för elevers studieresultat. Ingen av lärarna i denna studie har kommit så långt i deras undervisning av programmering att de kunde säga något om att de hade upptäckt några förbättringar i problemlösningsförmågan hos sina elever.

En tolkning av resultatet är att ett av de stora problemen med införandet av programmering i matematikämnet är hur programmering ska kopplas ihop med andra matematiska arbetsområden samt hur det ska bedömas. Enligt Kjällander med flera (2016) så bör diskussionen om införandet av programmering föras på fyra nivår: regering, kommun, skola och lärare. Regeringen identifierade ett utvecklingsbehov av ökad digital kompetens som sedan Skolverket formulerade och konkretiserade i skolans styrdokument. Vidare är det upp till kommunerna att se till att skolorna implementerar dessa förändringar. I den sista nivån är det upp till lärarna att tolka styrdokumenten och undervisa eleverna (Ibid). Flera av de intervjuade lärarna är kritiska mot vad styrdokumenten säger. Det saknas konkreta bedömningstolkningar då förändringarna bara har skett i det centrala innehållet och inte i kunskapskraven. Resultatet visar också att bristen på lärarnas egna ämneskunskaper kan vara det som bidrar till problematiken med att integrera programmering med övriga matematiska ämnesområden, samt att identifiera och skapa bedömningsunderlag. Lärarna är dock överens om att stöttning och förtydliganden behövs från högre nivå, antingen från Skolverket eller från Malmö stad.

6.2 Metoddiskussion

Då jag i denna studie intresserade mig för lärares uppfattningar så valde jag en kvalitativ metod. För att undersöka lärarnas uppfattningar kräver det att lärarna får möjlighet att på något vis beskriva och berätta om sina uppfattningar. En surveyundersökning likt den i

37

Sentence och Csizmadias (2017) undersökning hade kunnat vara ett alternativ till den intervjustudie jag valde att genomföra. Ramarna för detta arbete försvårar dock en sådan undersökning då det kräver ett större antal respondenter för att uppnå tillförlitlighet i resultatet. Vidare är fördelarna med att genomföra intervjuer att jag som intervjuare kan ställa följdfrågor samt be informanterna att förtydliga och utveckla sina svar för att uppnå större djup.

Bryman (2018) beskriver att nackdelen med ett bekvämlighetsurval är att studiens resultat inte kan generaliseras. Målsättningen med denna undersökning har aldrig varit att ge en fullständig bild över hur världen ser ut. Målet med studien var i stället att ge en inblick i några lärares uppfattningar om vissa fenomen kopplade till programmering i matematikämnet vilket jag anser är uppfyllt. För att öka överförbarheten så skiljer sig informanterna i kön, ålder, bakgrund och vilken skola de arbetar på. Likheter i svaren hos de olika lärarna i kombination med den tidigare forskningen medför dock att det inte är helt orimligt att det eventuellt kan se ut på liknande sätt på andra skolor i Sverige.

Samtliga intervjuer genomfördes på lärarnas arbetsplats i avskilda rum vid tidpunkter enligt deras önskemål. Vidare användes samma intervjuguide utan förändringar och samma metod, ljudupptagning, vid samtliga intervjuer. Detta var ett sätt för att uppnå en högre pålitlighet i mitt resultat. Jag är dock medveten om att min egen vana att intervjua och hitta följdfrågor på informanternas svar utvecklades under arbetets gång. Jag anser däremot inte att det har påverkat resultat på ett märkbart sätt.

6.3 Vidare forskning

Under denna studie har intresset varit lärares uppfattningar och hur de ser på programmering i matematikämnet. Under arbetets gång har frågor väckts om hur lärare verkligen undervisar programmering, vad anser eleverna om ämnet samt om och på vilket sätt programmering kan utveckla elevers matematiska förmågor. Vidare tänkbara forskningsområden är kring de förändringar som eventuellt sker i lärarutbildningen för att leva upp till dessa nya krav som ställs på matematiklärare.

6.4 Min framtida yrkesroll

Jag tycker själv att det ska bli kul och utmanande att implementera programmering i matematikundervisningen. Vidare är min förhoppning att jag kommer få möjligheten att