Tillämpningar av kursplanen i Programmering A. Skillnader och konsekvenser i en skola för alla

Malmö högskola

Lärarutbildningen

Natur, miljö, samhälle

Examensarbete

15 högskolepoäng

Tillämpningar av kursplanen i

Programmering A  skillnader och

konsekvenser i en skola för alla

Implementation of the Computer Programming Curriculum and

its Consequences in an Inclusive School

Ana Fuentes Martínez

Lärarexamen 90 högskolepoäng

Examinator: Per Jönsson

Sammanfattning

Syftet med studien är att öka kunskapen om kursplanens förankring bland program-meringslärarna. Dataunderlaget består av en enkätundersökning bland gymnasielärare i Programmering A i Skåne. Lärarnas syn på de olika delmålen i kursplanen och sättet på vilket dessa tillämpas i undervisningen, visas i förhållande till andra faktorer som i litteraturen anses relevanta. Resultaten synliggör att lärarnas förhållningssätt gentemot kursplanen har mestadels gemensamma drag både när det gäller det som undervisas och det som utesluts. Variationerna noterades med avseende på lärarnas undervisningsbredd, elevgruppernas framtidsavsikter och språkval. Lärarna som undervisade i era kurser inom ämnet tenderade att uppmärksamma er kunskapsmål. Också eleverna som senare skulle läsa Programmering B ck en mer allsidig utbildning. Däremot fanns det inte något som tydde på att behöriga lärare skulle skilja sig i kursplanens förverkligande. Utifrån studieresultatet konstateras att bara hälften av kursplanens mål har ett utbrett stöd bland lärarna, vilket har konsekvenser för tillämpningen av de övergripande styrdokumenten.

Nyckelord: behörighet, Gy2011, kursplan, kursmål, Lpf94, programmering, Programmering A.

Forord

Tack till . . .

. . . min handledare under den verksamhetsförlagda tiden, som ställde frågan, . . . alla programmeringslärare som delade med sig sina åsikter och erfarenheter,

. . . min handledare från Malmö Högskola, Per-Eskil Persson, vars insiktsfulla kommentarer och uppmuntrande ord har lett arbetet på rätt spår,

. . . svärfar, för den mycket nödvändiga språkgranskningen, alla fel som kan nnas kvar är bara mina,

. . . opponenten och alla närvarande under ventileringsseminarium som bidragit med värdefulla reexioner

och slutligen

. . . mina barn som har hjälpt till på sina sätt och min man som har hjälpt till på alla möjliga sätt, ½muchas gracias de todo corazón!

Innehåll

1 Inledning 7

2 Syfte och frågeställningar 8

3 Bakgrund 9

3.1 Övergripande styrdokument . . . 9

3.2 Kursplanen för Programmering A . . . 12

3.3 Programmeringsundervisning i svensk forskning . . . 13

3.4 Internationella resultat . . . 15

4 Metod 17 4.1 Val av metod . . . 17

4.2 Population och urval . . . 18

4.3 Bortfallsanalys . . . 19

4.4 Genomförande . . . 20

4.5 Enkätens utformning . . . 21

4.6 Databearbetning . . . 22

4.7 Etiska ställningstaganden . . . 23

5 Resultat och analys 24 5.1 Lärarna och deras undervisningssituation . . . 24

5.2 I vilken omfattning anger lärarna att de följer kursplanerna i Programmer-ing A i sin undervisnProgrammer-ing? . . . 26

5.3 Vilka kursmål anger lärarna är viktigast att bedöma? . . . 29

5.4 Vilka utvecklingsmöjligheter för Programmering A utpekar lärarna som mest angelägna? . . . 30

6 Diskussion 32 6.1 Sammanfattning av undersökningens resultat . . . 32

6.2 Tillförlitlighet . . . 33

6.3 Teorianknytning . . . 34

6.4 Framtida forskning . . . 35

Referenser 40

Bilagor 41

A Bilaga A: Undervisning i förhållandet till elevernas framtidsplaner 41 B Bilaga B: Kursplan DTR1207  Programmering A 42 C Bilaga C: Förfrågan om kontaktuppgifter 44 D Bilaga D: Förfrågan om medverkan 45

E Bilaga E: Länk till enkäten 46

F Bilaga F: Påminnelse 47

1 Inledning

Programmering A är en kurs som omfattar 50 gymnasiepoäng inom ämnet Datorteknik. Kursen är obligatorisk för inriktningen Matematik och datavetenskap på det Naturveten-skapliga programmet och nns som valbar kurs även på de esta andra nationella gymnasieprogram (SKOLFS 2000:1 2000). Som kunskapsfält har den funnits i den svenska skolan sedan de första inhemska datorerna ABC 80 och ABC 800 kom ut på marknaden för trettio år sedan (Lindh 1997). I takt med datorernas allt viktigare roll i samhället har efterfrågan på programmerarens kompetenser ökat, samtidigt som fältet blivit bredare och gett upphov till åtskilliga specialiseringar (SCB 2009b). Redan i den forna kursplanen från 1998 (SKOLFS 1998:11) framhålls ämnets snabba utveckling och nödvändigheten av att kontinuerligt anpassa kursinnehållet till de nya teknikerna och samhällsbehoven. Dock har kursplanen i programmering varit i stort sett oförändrad sedan dess, och de nuvarande förordningarna har inte revideras sedan år 2000 (Skolverket 2000).

Min egen erfarenhet av programmeringsundervisning på gymnasienivå är att det nns ett glapp mellan de uppsatta kunskapsmålen och de mål som lärarna anser att eleverna ska uppnå. Undervisningsverkligheten i gymnasieskolorna har därför gestaltat egna strategier för att kunna närma sig elevernas kunskapsbehov så väl i arbetslivet som inför kommande högskolestudier.

När programmeringslärarna tampas med kursplanens föråldrade och synnerligen lösa ramar, blir utfallet oförutsägbart. Problemet förvärras av bristen på etablerade läromedel och avsaknaden av någon form av gemensamt prov som ofta förekommer i mer traditionella ämnen (Utbildningsdepartementet 2009 B). I de esta skolor är det bara en lärare som undervisar i programmering. Frånvaron av ämnesgemenskap inom lärarlaget blir ytterligare ett hinder för att kunna garantera likvärdiga utbildningarna även inom samma program.

Regeringen har gett Skolverket i uppdrag att förbereda för de förändringar som föreslås i propositionen för den nya gymnasieskolan, Gy2011 (Utbildningsdepartementet 2008). Skolverkets beslut om nya ämnesplaner och betygskriterier väntas 2010. Som en del i förberedelsearbetet ska ämnesföreträdare rådfrågas och få lämna in synpunkter som ska ligga till grund för de kommande föreskrifterna (Utbildningsdepartementet 2009 A). Därför anser jag det nödvändigt att kartlägga den nuvarande undervisningen i förhållande till de gällande kursplanerna för att i möjligaste mån undvika att samma fallgropar upprepas i de nya ämnesplanerna.

2 Syfte och frågeställningar

Som programmeringslärare vid två olika gymnasieskolor har jag fått uppleva osäkerhet vad gäller validiteten av den egna tolkningen och tillämpningen av kursplanerna för programmeringskurserna. Vid samtal och intervjuer med andra kollegor har jag fått bekräftat att många känner sig ensamma i sina beslut när det gäller både innehållet och bedömningskriterierna för ämnet. Av den anledningen vill jag att arbetet ska fungera som ett underlag för diskussion om programmeringsundervisning som varje enskild lärare ska kunna använda för att reektera över den egna praktiken. Syftet är att undersöka hur kursplanen i Programmering A fyller sin funktion och på så sätt bidra till mer ändamålsenliga styrdokument som bättre motsvarar det aktuella utbildningsbehovet.

Den inledande frågan handlar om huruvida själva hypotesen om en skiftande pro-grammeringsundervisning som avviker från kursplanen är befogad. För att få svar bör man undersöka hur lärarna förhåller sig till ämnet i dess olika moment. I direkt anknytning till nuvarande kursplanen i Programmering A, vill jag ta reda på vilka delar lärarna anser viktigare än andra och om det är något de utesluter eller tillägger samt eventuella anledningarna bakom dessa beslut. Slutligen vill jag undersöka lärarnas egna uppfattningar om utvecklingsmöjligheterna och önskvärda förändringar när det gäller kursplanerna för Programmering A. Jag är intresserad av hur programmeringslärare på gymnasiet upplever nuvarande kursmål. Vilka positioner antar de i den aktuella debatten om tydligare respektive friare ramar? Hur resonerar de när det gäller rätten till en likvärdig utbildning?

De ovannämnda problemen kan konkretiseras i följande frågeställningar:

• I vilken omfattning anger lärarna att de följer kursplanerna i Programmering A i sin undervisning?

• Vilka kursmål anger lärarna är viktigast att bedöma?

• Vilka utvecklingsmöjligheter för Programmering A utpekar lärarna som mest ange-lägna?

3 Bakgrund

NE programmera, programmering:analysera ett problem och omforma det till en arbetsinstruktion för en dator (Nationalencyklopedin, 2009).

Aktuell forskning om programmeringsundervisning på gymnasiet redovisas här både för svenska förhållande och i relation till andra internationella studier. Vidare sammanfattas de styrdokument som reglerar verksamheten i Sverige. Tillsammans utgör de den ram som innefattar det här arbetet. Litteraturgenomgången avser ge den nödvändiga kunskapsgrunden för att kunna förstå och förhålla sig till de resultat och analyser som kommer att presenteras senare.

3.1 Övergripande styrdokument

Kursplanerna är tillsammans med betygskriterierna och programmålen de styrdokument som anger kraven i den utbildning som gymnasieskolan ska erbjuda. Kursplanerna ska verkställa de riktlinjer och övergripande mål som läroplanen föreskriver samt genomsyras av dess värdegrundsperspektiv (Skolverket 2004). Överst i styrkedjans struktur nns själva skollagen som fastställer skolans grundläggande uppdrag och de generella målen för verksamheten (Skolverkets Utvecklingsavdelningen 2008). Styrdokumentens uppbyggnad är statens verktyg för att säkerställa ett likvärdigt undervisningssystem, så som skollagen avser.

Skollagen

Skollagen är ett juridiskt dokument som reglerar den pedagogiska verksamheten för barn och ungdomar som kommunerna ansvarar för. Det innefattar bland annat bestämmelser om demokratiska värderingar, jämställdhet och kränkande handlingar. En grundläggande fråga i skollagens föreskrifter handlar om utbildningens likvärdighet, vilket stadgas i 1 kap. 2Ÿ, första stycket.

Utbildningen skall inom varje skolform vara likvärdig, varhelst den anordnas i landet. (Lärarens Handbok 2008, s 83)

Med likvärdighet menas dock inte att utbildningen ska vara lika. Det nns tvärtom många möjligheter till anpassning och exibiliteten är stor. I och med att man utgår från olika förutsättningar och behov skulle en homogen utbildning sannolikt leda till att dessa skillnader bibehölls eller ännu värre, förstärktes. Därför är styrdokumentens frirum i sig ett redskap i strävan efter ett mer jämlikt samhälle (Lpf94 1994, s 6).

Den nuvarande lösningen för att garantera likvärdigheten är en tvåvägsprocess. Uppifrån styr staten med övergripande ramar och mål. Därefter ska de resultat som verksamheten åstadkommer följas upp och värderas nerifrån. Ett viktigt instrument för uppföljningen och värderingen av verksamhetens resultat är kvalitetsredovisningen som varje skola och varje kommun är skyldiga att upprätta årligen (Skolverket 2000).

Programmeringsundervisning hamnar dock ofta utanför de kontrollsystem som staten har inrättat eftersom skolorna väljer själva vilka område de prioriterar i kvalitetsredovis-ningen. Det nns inte heller något nationellt prov som kan fungera som måttstock för vad eleverna lär sig. Om inte lärarna ser till att noggrant följa kursplanerna, är undervisningens likvärdighet inte längre självklart.

Läroplanens perspektiv

Läroplanen är en förordning med bindande föreskrifter som regeringen har utfärdat för att reglera skolans verksamhet. Här nns generella riktlinjer för skolans arbete och vissa principer som ska vara vägledande vid utformningen av ämnes- och kursplaner. I läroplanen kan man hitta fyra perspektiv som genom kursplanerna ska förverkligas i undervisningen (Lpf94 1994).

Ur ett etiskt perspektiv ska undervisningen utveckla elevernas förmåga till att ta personlig ställning. Det innebär, enligt min mening, att skolan ska ge möjlighet för eleverna att fundera över vilka tankar och regler som nns bakom deras handlingar och val. Här nns det inom programmering åtskilliga moment som bör övervägas såsom patentfrågor, programmets ändamål osv (se t ex Bengtssons och Lindfors 2008).

Det internationella perspektivet ska förankra lärandet i ett världsomfattande samman-hang. I ett ämne som programmering, vars utveckling sker mestadels utomlands, är det viktigt att känna till de internationella konventioner som underlättar kommunikationen programmerare emellan och sparar resurser när kod kan återanvändas.

Miljöperspektivet är nu inkluderat i det mer omfattande begreppet hållbar utveckling där också ekonomiska och sociala konsekvenser beaktas. Hållbar utveckling förutsätter en ansvarsfull användning av resurserna som tar hänsyn till kommande generationers behov (SOU 2004:104). Där ingår en rättvis fördelning av det mänskliga kapitalet som hälsa men även kunskap. Programmeraren bör i det avseendet fundera på att skapa väldokumenterade program som underlättar framtida modikationer och uppdateringar. Också aspekter om eektivitet och prestanda kan ses under ljuset av ett miljöperspektiv.

Det historiska perspektivet nämns också i läroplanen. Syftet är att eleverna ska se kunskapen som ett relativt och växlande fenomen för att utveckla deras beredskap inför framtiden. Programmering har en förhållandevis begränsad historia, men är desto viktigare med tanke på de stora förändringar som har ägt rum under så kort tid. Insikter om vilka krafter som legat bakom utvecklingen och vilka begrepp som består, är nödvändiga för att eleverna ska kunna förstå och vara delaktiga i ämnets framtid (Zendler & Spannagel 2008). Ett annat mål som lyfts fram i läroplanen handlar om lärandet och dess inslag från teoretiska och praktiska kunskaper. Läraren skall i undervisningen skapa en sådan balans mellan teoretiska och praktiska kunskaper som främjar elevernas lärande (Lpf94 1994). Sättet på vilket den här dikotomin kan ha påverkat kursplanens utformning blir, tillsammans med de ovannämnda perspektiven, föremål för undersökning när kursplanen för Programmering A redovisas.

Kursplanerna

Kursplanerna i de olika ämnena är de dokument som mer konkret beskriver vilka kunskaper och färdigheter eleverna har rätt att uppnå. I gymnasieförordningen 1 kap 6Ÿ kan man läsa om kursplanernas styrande syfte samtidigt som den öppnar för pedagogernas egna metoder och förhållningssätt.

För varje kurs och för projektarbetet skall det nnas en kursplan. Det skall av kursplanen framgå dels kursens mål och målen för projektarbetet, dels den kunskapsnivå som alla elever minst skall ha uppnått vid kursens slut eller efter genomfört projektarbete. Kursplanen skall ge utrymme för läraren och eleverna att själva planera undervisningen (Gymnasieförordning 1992:394).

Kursplanerna utarbetades med hänsyn till läroplanen och skollagen för att precisera alla kunskapsmål i de olika föreskrifterna i ett mer tillämpbart dokument (Skolverket 2004). Kursplanen blir då den röda tråden i ämnet som återspeglar de övergripande målnivåerna för att inget moment ska glömmas bort.

3.2 Kursplanen för Programmering A

Kursplanen i Programmering A (se bilaga B) ingår i ämnet Datorteknik. Dess formulering, utan uttalade mål att sträva mot, ligger i linje med kurserna inom yrkesutbildningarna. Denna utformning är enligt Höghielm en konsekvens av arbetslivets syn på vilka kunskaper som bör prioriteras med fokus på vissa färdigheter (Höghielm 2001). I kursplanen för Programmering A nns det sex mål som eleverna skall ha uppnått efter avslutad kurs (Skolverket 2000) och som kommer att klarläggas i relation till läroplanens intentioner och pedagogisk forskning.

Eleven skall kunna något programmeringsspråks grundläggande datatyper, fördenier-ade strukturer och funktioner samt deras regler och syntax

Första målet avser kunskaper om själva programmeringsredskapet. Det förtecknar de olika delar som ingår i nästan alla programmeringsspråk, eller med andra ord, vilka grundverktyg som nns tillgängliga för programmeraren. Genom att börja med de enklaste byggstenar förutsätter man att lärandet går från enkelt till komplext. Detta är ett traditionellt sätt att betrakta kunskapsinhämtning som ofta åternns i yrkesutbildningarna (Höghielm 2001). Att skriva den här punkten först i listan kan också dölja ett ställningstagande om prioriteringar som problematiseras i ämnets pedagogiska forskning.

Eleven skall kunna analysera programmeringsuppgifter och formulera strukturerad pseudokod samt konstruera enkla algoritmer samt

kunna systemera och strukturera programmeringsarbetet samt skriva enkla program och felsöka källkod

Målen i de två följande punkter ger uttryck för högre kognitiva processer (Bloom m.. 1956) inom programmering. Här handlar det om att kunna använda och kombinera de olika

programmeringsverktygen vilket innebär förståelse för dess syfte, analys och tillämpning. Algoritmkonstruktion är direkt relaterad till problemlösningsförmågan och är, som era forskare menar, den huvudsakliga angelägenheten i programmering. Målen lägger vikten på de praktiska färdigheterna.

känna till kompilatorns/länkarens arbete från källkod till färdigt program.

känna till viktiga operativsystemstandarder för bl.a. teckenkoder och utmatnings-rutiner.

känna till språkens allmänna prestanda och egenskaper samt vilka programmerings-uppgifter de är bäst lämpade för.

De tre sista målen är av uttalad teknisk karaktär. Här förekommer specikt fackspråk och teoretiska kunskaper som förklarar interna processer i datorn. Kompilatorns och länkarens arbete är inte lika uppenbara i moderna programmeringsmiljöer men är viktiga ur ett historiskt perspektiv. Referensen till operativsystemstandarder och olika teckenkoder skulle kunna associeras till läroplanens internationella perspektiv. Behovet av att kunna använda språkets egna alfabet i olika länder är en konkret tillämpning av målet. Språkens prestanda är ett svårt begrepp att uttala sig om när man bara undervisar ett programmeringsspråk, eftersom det förutsätter att man kan jämföra med andra alternativ. Det är dock av störst vikt när det gäller miljöperspektivet eftersom ett program som inte tar hänsyn till dessa aspekter kan kräva onödigt många fysiska resurser, energi och tid.

3.3 Programmeringsundervisning i svensk forskning

Eckerdal (2009) presenterar i sin doktorsavhandling forskning om vad det innebär att lära sig att programmera och vilka svårigheter som uppstår. Avhandlingen riktar sig mot högskolestudenter och den introduktionskurs i programmering som de läser. Man kan dock se många likheter med den undervisning som sker på gymnasienivå och hennes slutsatser skulle mycket väl kunna tillämpas i tidigare åldrar. T ex påpekar hon att programmeringsundervisning fokuserar mer på praktik och mindre på koncept vilket kan vara en betydande nackdel för elever som föredrar deduktivt lärande. Eleverna förväntas lära sig begreppens innebörd genom att använda dem i praktiken. För några elever blir detta det största hindret eftersom de inte kan programmera utan att först tillägna sig

Programmering A på gymnasiet uppbyggd efter ett induktivt synsätt på lärande, med de teoretiska kunskaperna reekterade främst i de tre sista kunskapsmålen. Detta innebär dock inte per automatik att förverkligandet i klassrummet följer samma paradigm.

Också Hedenby (2007) betonar i sitt examensarbete vikten av att eleverna ska ha gedigna teoretiska kunskaper och hållbara modeller. Hon fokuserar på felsökning i programmering och poängterar att metoderna kan vara svåra att introducera i en påbörjad kurs. Hedenby menar att det är mycket angeläget att eleverna tidigt förvärvar goda programmeringsvanor, vilket verkar vara en återkommande önskemål i litteraturen (Schollmeyer 1996, Tucker 2003). Även Hedenström (2008) menar att det nns ett behov att framhäva ett problemorienterat arbetssätt och strukturerade kodningsvanor.

Pseudokod nns också bland kursplanens mål för Programmering A. Att formulera pseudokod innebär att man beskriver algoritmen med en kombination av vanligt språk samt ord och uttryck från programmeringsspråket. Meningen med det är att man kan strukturera programmet och designa lösningen utan att behöva komma in i detaljer. Enberg och Svensson (2001) menar att pseudokod kan vara ett metod för att överbrygga svårigheterna med syntaxen i ett specik språk, samtidigt som man lär sig grunderna i programmering. Deras undersökning riktar sig på genusskillnaderna bland eleverna som väljer programmering på gymnasiet och de drar slutsatsen att både pojkar och ickor gynnas av en undervisningsmetod som framhåller algoritmiskt tänkande framför egenskaperna i ett särskilt språk. Detta skulle stämma överens med övriga resultat på internationellt nivå (t ex Cheung m.. 2009) och för svenska förhållande (Alsbjer 2009). Ytterligare en viktig punkt i Asbjers avhandling hittar vi i hennes påstående I intervjuarbetet var det uppenbart att de lärare som hade lite längre erfarenhet av undervisning, var mer medvetna om vikten av mångfald i undervisningssituationen. Här vävs samman variationen i undervisning som förespråkades av Eckerdal (2009) med lärarens undervisningskompetenser.

Lärarens formella behörighet för undervisning i programmering på gymnasiet är ett krav som sällan uppfylls i svenska gymnasieskolor (Hedenström 2008). Hennes slutsatser om behov av variation i undervisning sträcker sig till att förslå att läraren borde växla mellan olika programmeringsspråk inom ramen för samma kurs. Liknande förslag hittats i andra studier (Schollmeyer 1996, Hazzan m.. 2008).

3.4 Internationella resultat

För att ge ett bredare perspektiv av programmeringsundervisning på gymnasiet, redovisas här de forskningsresultat som har uppmärksammats utanför Sveriges gränser angående nuvarande kursutformningar och framtida inriktningar. Mycket av det arbete som lags fram fokuserar på en legitimering av lärarkåren för dataämnen. En annan viktig punkt är valet av programmeringsspråk och dess påverkan på elevernas lärande och förståelse. Här uppmärksammas dilemmat med komplexa språk som skymmer programmerings kärna  problemlösning och algoritmiskt tänkande  och skolvänliga programmeringsmiljö långt ifrån arbetslivets krav.

Schollmeyer (1996) framför, i sin jämförelse av programmeringsundervisning på gymn-asiet med motsvarande på högre studier, era punkter som hon anser är kvalitetsmarkörer av utbildningen. Av hennes undersökning framgår att programmeringsundervisning bör lägga grunden för ett universellt tillvägagångssätt som är oberoende av vilket programm-eringsspråk som används.

Problemlösningsförmåga och algoritmiskt tänkande är två huvudpelare i ämnet enligt Schollmeyers argumentation. Studien visar bland annat att, studenter som läst programmering på gymnasiet där dessa mer abstrakta begrepp satts åt sidan till förmån för språkets syntax, presterar sämre i högskolan jämfört med studenter som lärt sig att programmera ur ett mer allsidigt perspektiv. Något överraskande blir också deras resultat sämre än det för elever som inte hade programmerat tidigare (Schollmeyer 1996).

Without some understanding of such topics as data structures and lan-guage/compiler design, the content of the course tends to emphasize the syntax of the language at the expense of developing problem solving skills which would generalize over more than just the language being taught (Schollmeyer 1996).

När problemlösning står i centrum är kodning bara en liten del av programmerings-uppgiften. I det sammanhanget använder professionella programmerare oftast pseudokod som analysinstrument för att resonera om själva angreppssättet utan att komma in i invecklade kodningsdetaljer. Schollmeyers observationer tyder däremot på att eleverna som inte lärt sig att skriva pseudokod från början är oftast motvilliga att lära om och har svårt att se nyttan med metoden.

Schollmeyers rapport bekräftar tidigare undersökningar i USA som belyser programm-eringslärarnas egen utbildning. Enligt dessa hade bara en femtedel av programmerings-lärarna datavetenskap eller motsvarande som huvudämne, och endast en bråkdel hade någon form av industrierfarenhet av programmering. Som en konsekvens av detta saknade lärarna oftast kunskaper om viktiga mål för kursen. De undervisade enbart i ett imperativt1

språk och fokuserade mer på innehåll än metod. Hazzan m.. (2008) kommer till liknande slutsatser i en nyare rapport om programmering på gymnasienivå i Israel. De understryker att lärarkåren bör ha en formell behörighet för undervisning i datateknik, samtidigt som de lyfter fram algoritmteori som det viktigaste momentet i programmering.

I ett nyare arbete av Cheung m.. (2009) påpekas liknade svårigheter när det gäller att lyfta fram programmering som ett problemlösningsverktyg. De förespråkar moderna programmeringsmiljö med graska gränssnitt där programmeringsuppgiften mer liknar en fysisk blockkonstruktion och där språkets syntax hamnar i andra hand.

Denna lösning är enligt min mening begränsad eftersom det skapar en programm-eringssituation som är långt ifrån verkligheten. Detta är oförenligt med det sociokulturella perspektivet på lärandet som understryker vikten av autentiska aktiviteter i skolarbete (Carlgren 1999, s 22). Fördelen är dock att eleverna lär hitta en ingång till algoritmiskt tänkande som är kanske mer lustfylld än traditionella textbaserade språk. Det återstår att se om övergången från den här articiella miljön till de programmeringsspråk som används i näringslivet och högskolor inte innebär att man senarelagt problemet.

Utbildningssystemet i USA är synnerligen decentraliserat och varje stat bestämmer över vilka krav som ska gälla i de egna gymnasieskolorna. Dock görs det försök i att inrätta gemensamma ämnesbeskrivningar för de olika programmen. Starr m.. (2009) beskriver en ämnesram för datavetenskap med breda mål som i likhet med de nuvarande svenska kursplanerna lämnar valet av metoden till pedagogen, och ställer enbart krav på uppnått kunskap. Särskilt fokus riktas mot programmerings grundtankar i den beskrivna programmål: To engage high school students in problem solving and computational thinking, distinct from empirical thinking. Liknande resultat rapporteras från Australien (Grandell m. 2006) med ambitionen att förstärka programmeringsabstrakta kunskapers ställning i kursplanen.

1_{Programmeringsparadigm där instruktionerna ges som en sekvens kommandon (uttryckta i imperativ} form)

Förslaget utgår från fyra parallella ämnesperspektiv där övriga ämnen ska blandas in och färgas av varandra (Starr m.. 2009). Samma önskemål om ämnesöverskridande förhållningssätt i undervisning nns uttalad i läroplanen för de frivilliga skolformerna. Där kan man bland annat läsa att:Utvecklingen i yrkeslivet innebär bl.a. att det behövs gränsöverskridanden mellan olika yrkesområden och att krav ställs på medvetenhet om såväl egen som andras kompetens (Lpf94 1994, s 2). Däremot är syftet med gemensamma ämnesbeskrivningar i USA inte att i första hand säkerställa likvärdigheten. Istället är det ett sätt närma sig avnämarnas krav på kvalicerad arbetskraft med uppdaterade kunskaper och en av era ansträngningar för att rekrytera er studenter till IT högskoleutbildningarna.

4 Metod

I det här kapitlet beskrivs och motiverats vilken metod som har använts för datainsam-lingen för att undersöka vilken förankring de nuvarande kursplanerna i Programmering A har hos den undervisande lärarkåren. Här beskrivs hur datainsamlingen genomfördes samt vilka övervägande som gjordes för de viktigaste beslut under arbetet.

4.1 Val av metod

För att kartlägga lärarnas förhållningssätt till den gällande kursplanen i Programmering A, valdes en bred undersökningsmetod i enkätform . Då antalet tilltänkta respondenter ansågs vara litet, gav surveymetoden ett tillfälle att få största möjliga underlag för datainsamling (Bryman 2002, s 146), samtidigt som man kunde analysera svaren på de öppna frågorna på ett mer kvalitativt sätt.

Studien genomfördes enligt riktlinjerna för tvärsnittdesignen (Bryman 2002, s 56), där tonvikten läggs på likheter och olikheter mellan lärarna som individer. Både demograska uppgifter och åsiktsfrågor blir därmed iakttagbara. Utformningen anses vara synnerligen lämpligt i de arbeten som inbegriper både kvalitativa och kvantitativa moment. Fördelen med metoden ligger i möjligheten att hitta generella tendenser bland en större grupp respondenter samtidigt som den rymmer tolkandet av lärarnas kommentarer (Trost 2007, s 23). Nackdelen är att man går miste om den djupare förståelse som rent kvalitativa

undersökningssätt i form av t ex intervjuer erbjuder (Johansson & Svedner 2006). Eftersom undersökningen hade kartläggningskaraktär ansågs bredden vara viktigare än djupet.

Observationen hade varit ett lämpligt tillvägagångssätt för triangulering av lärarnas svar (Bell 2000, s 88) mot deras praktiserade arbetssätt. Att kunna uttala sig om kursplanens verkliga genomslag i en lärarens undervisning hade dock krävt närvaro under hela kursen vilket var orealistiskt. Skriftliga källor som läroböcker var inte heller aktuella. Att ett visst mål i kursplanen inte tas upp i böckerna betyder inte att läraren återspeglar detta i sin undervisning även om detta kan vara en anledning bakom beslutet (se t ex Hedenby 2007, om felsökning). Omvänt är läromedlens innehåll inte mer tvingande än kursplanens för kursens uppläggning.

4.2 Population och urval

Målgruppen för undersökningen var alla verksamma lärare som hösten 2009 undervisade i kursen Programmering A i Skåne. Urvalsramen består av Skolverkets förteckningslista av alla gymnasieskolor i länet (Skolverket 2009). I september 2009 fanns det 155 gymn-asieskolor registrerade innefattande alla frivilliga skolformer från gymnasiesärskolan till varierande vuxenutbildningar, både kommunala och fristående. Det visade sig att era kommuner angav den gymnasieskola som de hade avtal med, även när den i själva verket låg i någon annan kommun, vilket resulterade i att samma skola fanns era gånger i förteckningen. När upprepningarna tagits bort fanns det 135 olika gymnasieskolor i listan. Efter en noggrann genomgång av skolornas egna inriktningar, poängplaner och valbara kurser, kontaktades 46 skolor som erbjöd eller kunde tänkas erbjuda undervisning i Pro-grammering A. Från vissa skolors hemsidor kunde man direkt hitta e-post adressen till de berörda lärarna medan i resterande fall var skoladministrationen som ck förfrågan om programmeringslärares uppgifter (se bilaga C).

Det var viktigt att genomsöka alla skolor, eftersom det annars är vanligt att gymnasieskolor som har en uttalad IT-prol blir överrepresenterade. Det kunde givetvis ge en snedvriden bild av programmeringsundervisning i regionen. Detta var delvis en av anledningarna bakom beslutet att begränsa studien till skånska gymnasieskolor, för att i möjligaste mån kunna leta igenom alla kurser som fanns i deras utbud. En annan anledning var att arbetet skulle ha en lokal anknytning och att samhörigheten skulle öka

svarsfrekvensen, som annars kan vara ett problem vid enkäter som skickas iväg via e-post (Hultåker i Trost 2007, s 135 ).

Sju skolor svarade att de inte hade någon lärare i Programmering A och ytterligare två skolor svarade aldrig på förfrågan om kontaktuppgifter till verksamma programmerings-lärare. Första kontaktlista innehöll 41 e-postadresser till möjliga programmeringslärare och dessa ck en förfrågan om medverkan i undersökningen (se bilaga D). Också där fanns det gömda upprepningar, eftersom det hände att en och samma lärare undervisade Programmering A vid olika skolor med olika kontaktuppgifter. Åtta lärare svarade på förfrågan att de inte ansåg sig själva vara aktuella för undersökningen. De esta motiverade detta med att det var första terminen som de undervisade i Programmering A. Inga nya uppgifter tillkom och länken till enkäten (bilaga E) skickades till alla 31 lärare i den slutliga urvalet.

4.3 Bortfallsanalys

Registret över skånska gymnasieskolor anses vara fullständigt och aktuellt. Där kunde man hitta även skolor som planerade att starta verksamheten hösten 2009 (Skolverket 2009). Det kan dock ha funnits brister i genomsökning av poängplaner vilket skulle kunna innebära att ett fåtal skolor som hade undervisning i Programmering A inte kontaktades. Utöver det saknas uppgifter från de två skolor som lät bli att svara.

Enkäten var utformat så att lärare som svarat att de inte undervisat Programmering A längre än en termin, skulle få en förkortad version, där alla frågor som relaterade till tidigare undervisningstillfällen osynliggjordes. Deras åsikter om kursplanen tycktes lika värdefulla och därför var de en del av populationen. Däremot ansåg era av dessa lärare själva att de inte kunde tillföra undersökningen något och tackade nej. Andra som bara påbörjade enkäten angav också mycket kort erfarenhet av programmeringsundervisning på gymnasiet. Dessa inkompletta svar används av etiska skäl inte i resultaten, eftersom respondenten har valt att inte skicka in svaren.

En annan förklaring till bortfallet kan vara av tekniskt ursprung, t. ex. att inbjudan fastnade i den inbyggda spamlter som nns i vissa skolor eller att kontaktuppgifterna inte var korrekta. Man bör också beakta möjligheten att studien inte kändes relevant för vissa tilltänkta respondenter och därmed inte värt besväret.

4.4 Genomförande

Enkäten förvaltades med hjälp av ett elektroniskt webbaserad system (LimeSurvey 2009) som tillhandahöll en tämligen komplett surveytjänst för enkäter som besvaras via Internet. När enkäten väl är konstruerad, blir administrationen enkelt, eftersom systemet har funktioner för datasammanställning, automatiska påminnelser mm. Bland systemets fördelar kan man räkna en säker lösning för anonymitetskravet och möjligheten för respondenten att spara påbörjade enkäter och fortsätta senare, kanske från en annan dator. Ytterligare en option som användes i enkäten var möjligheten att klistra in längre textpartier (ej bilder), en lösning som kom väl till hands för att bifoga lärarens egna examinationsuppgifter.

Undersökningen inleddes som det är brukligt med en introduktionsbrev (se bilaga D) med vilket alla presumtiva respondenter informerades om projektets innehåll och dess syfte. Brevet fungerade också som en första gallring för lärare som hade hamnat i listan utan att egentligen undervisa i Programmering A och andra som av diverse anledningar meddelade att de inte önskade medverka. Systemet skapade en unik länk till enkäten för varje lärare i urvalet och skickade den till mottagarens e-postadresser (bilaga E). Två påminnelser (bilaga F) skickades med en veckas mellanrum. Andra påminnelsen resulterade i endast ett nytt svar och därför togs beslutet att inte skicka er uppmaningar.

Ibland väljer man att testa en surveymetod i en pilotstudie (Bryman 2002, s 170) för att kontrollera att frågorna tolkas som det är tänkt. Enkäten besvaras då av några få respondenter från målpopulationen och svaren analyseras med avsikten att minska oklarheter och andra felkällor. I det här arbetet var antalet tänkbara deltagare redan mycket begränsat från början och en pilotstudie bedömdes förslösa värdefulla svar. Istället blev lösningen en välfungerande kommunikation mellan lärarna och avsändaren. Efter påpekandet från en av de svarande, ändrades till exempel formuleringen frågorna avser förra årets undervisning till frågorna avser när du senast undervisade i Programmer-ing A. Läraren menade att just förra året hade inte kursen blivit av i skolan. Andra lärare som t ex varit föräldralediga kunde tänkas stöta på samma problem. Situationen kan likställas med en enkät som respondenterna svarar tillsammans i avsändarens närvaro och där enskilda frågor ger upphov till allmänna förtydligande.

4.5 Enkätens utformning

Enkäten, som åternns i sin helhet i bilaga G, hade som syfte att samla in relevant data som kunde leda till att frågeställningarna besvarades. Utöver konkreta frågor om lärarnas attityd gentemot de olika målen i kursplanen, fanns det i enkäten så kallade faktafrågor (Trost 2007, s 67) om respondenternas demograska uppgifter. Avsikten med dessa frågor är inte i första hand att kartlägga lärarkårens gemensamma drag utan att försöka hitta samband mellan individens egenskaper och hennes inställning gentemot kursplanens mål. Att beskriva programmeringslärarna som grupp blir dock intressant när man jämför med populationen i andra studier och kan resonera över huruvida resultaten är överförbara.

Enkätfrågorna var uppdelade i fem sektioner. De tre första: Läraren, Eleverna och Undervisning, innehöll frågor om de faktiska förhållandena kring respondenten och hennes undervisningsmiljö. I den fråga som behandlade det valda programmeringsspråket, fanns också möjligheten att kommentera valet i en öppet fråga. Frågorna om lärarens bakgrund valdes också att utformas med öppna svar. Det hade varit svårt att lägga fram slutna svar eftersom antalet faktorer som kan vara relevanta är många och mycket varierande. Lärarna som undervisar i dataämnen har i regel många olika ingångar till läraryrket och de kan nna det problematiskt att identiera sig med låsta valmöjligheter (Trost 2007). Lärarna ansågs kunna själva välja och förmedla de betydelsefulla uppgifterna om deras bakgrund. Vidare innebär detta att risken för att man klickar i fel alternativ minskar och svaren blir mer trovärdiga, vilket anses vara värt det extra arbetet som öppna svar medför för sammanställningen.

Den fjärde sektionen i enkäten innehöll huvudfrågorna för undersökningen. Lärarnas ställning till de olika målen i kursplanen noterades i förhållande till undervisnings- och examinationsrelevans. Svarsalternativen är jämförbara med dem i så kallade attitydfrågor (Trost 2007, s 71) där den svarandes egen referensram avgör innebörden av alltid eller nästan aldrig. Med dessa frågor synliggörs däremot det inbördes förhållande som gäller mellan olika påstående.

Lärarna ombads att rangordna kursplanens mål efter vad som de menade var viktigast. Ibland kan den ordning i vilken alternativen presenteras i frågorna återspeglas sedan i svaren bara för att det innebär mindre ansträngning. Om era respondenter  kanske omedvetet  använder samma strategi kan resultaten vara missvisande. För att mildra

eekten användes en funktion i enkätsystemet som visade påståenden slumpmässigt ordnade, olika för varje användare.

Sektionen rymde även öppna frågor där lärarna ck kommentera kursplanen och ge ex-empel på examinationsuppgifter, vilket förväntades ge information om vilka associationer respondenten gjorde. Avslutningsvis kom några frågor som öppnade för senare kontakter med respondenten. Här fanns även en fråga om ett eventuellt bildande av ett nätverk för programmeringslärare.

I frågor där programmeringsläraren skulle svara om sin egen undervisning, blev valet att konkretisera situationen genom att relatera till den senast avslutade terminen. Att svara angående den termin som nyss påbörjats kunde ha gett en förskönad bild av det faktiska förhållande, eftersom planerna för kursen kan vara för optimistiska och inte motsvara vad läraren sedan åstadkommer. Retrospektiva frågor har inte desto mindre sina faror. Trost förklarar detta med att man får inte reda på hur det var utan snarare på hur den som svarar nu ser på hur det var då (Trost 2007, s 81). Man kan dock argumentera att framtidsplaner förmodligen kommer att avvika från verkligheten i ännu större omfattning.

4.6 Databearbetning

I litteraturen kunde man se att författarna ofta angav olika sätt att referera till lärarens engagemang för ämnet. Det fanns klassiceringar som tog hänsyn till lärarnas egen utbildning och behörighet (Hazzan m.. 2008, Hedenström 2008, Schollmeyer 1996) och andra som utvidgade begreppet till att innefatta undervisnings- och näringslivserfarenhet (Starr m.., 2009, Tucker m.., 2003).

För att mäta lärarnas grad av ämnesanknytning, har jag i det här arbetet valt att ta hänsyn till en kombination av era bakgrundsfaktorer. Utbildning, arbetslivserfarenhet och undervisningserfarenhet värderades enligt en tvågradig skala. Undervisningserfarenheten inkluderade två variabler, både tiden som programmeringslärare och bredden i form av undervisning i era andra kurser inom Datateknik. En oviktad genomsnittssira gav fyra kategorier A till D som lärarna uppdelades efter. Kategorin A innebär då högst ämnesanknytning, där man hittade lärare med ämnesriktad utbildning, lång undervisnings-erfarenhet i Programmering A och andra relaterade ämne samt näringslivsundervisnings-erfarenhet inom programmering. I kategorin D hamnade lärarna vars huvudinriktning var i något annat

ämne, oftast matematik och fysik, och som angav varken ämnesrelaterad yrkesbakgrund eller behörighetsgivande utbildning. Ämnesanknytning blir då en erindikatörsmått (Bryman 2002) som används för att kunna upptäcka samband mellan dessa och andra variabler.

En tvågradig skala som detta innebär en dikotomisering av informationen som reducerar antalet värden för att tydliggöra resultaten. Emellertid kan en sådan uppdelning leda till den motsatta eekten. Kanske hade sambandet varit synligt om man hade grupperat variabelns extrema värden för sig och mittvärden för sig. I ett sådant fall medför den första gruppering att det eventuella sambandet inte kan uppmärksammas (Trost 2007, s 147). Man bör dock pröva olika kombinationer för att nna de som är mest relevanta.

Det nns också risker med ergradiga skalor, i synnerhet dessa med udda antal steg, eftersom respondenten kan välja mittpunkten för att slippa yttra sig i en viss fråga (Trost 2007). Surveysystemet som användes var tyvärr inte tillräckligt exibelt för att kunna åtgärda detta, och en femgradigt skala användes för att gradera mellan alltid och aldrig. Svaren i de öppna frågorna indelades i kategorier som ansågs vara relevanta för analysen. Teman var anknutna till kursplanens olika delmål. Framför allt uppmärk-sammades uttalande som kunde relateras till programmeringsundervisningens två olika ställningstagande: algoritmiskt tänkandet och förtrogenhet med språkets syntax.

4.7 Etiska ställningstaganden

Forskningsprocesser som involverar människor bör beakta grundläggande etiska riktlinjer som garanterar deltagarnas integritet, deras välbennande och en tillförlitligt hantering av den information om dem som samlas in (Bryman 2002). I detta avsnitt kommer det att diskuteras de etiska övervägande som varit aktuella under examensarbetet.

Lärarna informerades om undersökningens syfte (informationskravet). Deltagandet var frivilligt och kunde avbrytas om så önskades. I samband med att svaren aktivt skickades in, godkände deltagarna sin medverkan (samtyckeskravet). Detta förutsätter att de insamlade uppgifter endast används i forskningssyfte.

Frågan om den enskildes anonymitet är viktig för att respondenterna inte ska drabbas av negativa konsekvenser som följd av något uttalande. Systemet garanterar att svaren inte ska kunna kopplas till någon enskild person och inte ens enkätadministratören

har tillgång till uppgifterna. I den aktuella enkäten tillfrågades lärarna om de kunde kontaktas för senare kompletteringar och hur de ville bli kontaktade. Lärarna som då lämnade kontaktuppgifter kunde inte längre anses vara anonyma, däremot är kravet på kondentialitet fortfarande uppfyllt vilket innebär att alla uppgifter hanteras och förvaras så att obehöriga inte kan komma åt dem. Surveysystemet skyddar informationen med sedvanliga inloggningsuppgifter och lösenord. Man kan argumentera att skickliga användare eventuellt skulle kunna bryta sig in i systemet och komma åt de insamlade svaren. I det aktuella fallet bedöms svaren inte innehålla etiskt känslig material och dataskyddet anses därför fullt tillräckligt för ändamålet.

5 Resultat och analys

Sammanställningen av resultaten har strukturerats huvudsakligen efter de frågor som formulerades tidigare i kapitel 2. Inledningsvis sammanfattas demogrask och kursspecik data som också används för att deniera de nödvändiga kategorierna för kommande resultat och analyser. Det är med hänsyn till populationens utformning som man sedan kan jämföra med andra studier och förstå undersökningen i sitt sammanhang. Sedan analyseras de insamlade uppgifterna med syftet att undersöka kursplanens förankring hos lärare som undervisar i Programmering A och ge svar på frågeställningarna.

5.1 Lärarna och deras undervisningssituation

Enkäten skickades till 31 programmeringslärare verksamma i Skåne varav 25 valde att delta i undersökningen. Utan att förbise de problem som bortfallet medför för senare generaliseringar (se kap. 4.3) utgör dessa underlaget för beskrivningen av populationen.

De esta lärare (15st) i referensgruppen hade relativt lång erfarenhet av undervisning i Programmering A (mer än 5 år) och detta var ungefär lika lång som de hade varit verksamma som lärare. Två lärare angav mindre än en termin undervisningserfarenhet i kursen. Resultatet hade troligtvis varit annorlunda om man hade kunnat få svar från det stora antal nyblivna programmeringslärare som valde att inte delta i undersökningen just på grund av oerfarenhet. Endast en lärare hade undervisat i Programmering A längre än tio år. Syftet med det sista intervallet var ursprungligen att försöka se om de lärare som

hade erfarenhet av äldre kursplaner i Programmering A hade några särskilda uppfattningar om den nuvarande. Dock kan inga sådana slutsatser dras från materialet.

Lärarkåren domineras av män (84%) och det är också dessa som undervisat längre tid. Att er kvinnor börjat undervisa i programmering på senare år kunde vara ett tecken på att könsfördelning i ämnet blir jämnare i framtiden  om inte ca 90% av eleverna visade sig vara just pojkar2_.

Med behöriga programmeringslärare menas de som har gymnasielärareutbildning med inriktning Matematik och Data eller Teknik med Programmering som sidoämne. Endast 6 angav att de uppfyllde behörighetskravet, vilket ligger under 42% som är riksgenomsnittet (SCB 2009a). Däremot var det vanligt att lärarna undervisade i andra kurser inom ämnet Datateknik, där Programmering A ingår, det gjorde hela 72% (18st). Webbdesign och andra programmeringskurser förekom oftast. Vanligast var dock att det var matematik eller fysik som undervisades vid sidan om programmering. Vilka andra kurser som programmeringsläraren undervisar i refereras i kommande avsnitt som undervisningsbredd. Undervisningsbredden är en viktig bakgrundsvariabel som visar sig vara nyckeln i era av de upptäckta sambanden.

Eleverna som läste Programmering A kom från olika gymnasieprogram, oftast från Naturvetenskap, Teknik och El-programmet. De allra esta läste sedan vidare till programmering B. I klasser där det fanns elever från El-, Samhällsvetenskap-, och Medie-programmet blev det betydligt färre (oftast inga) elever som valde att läsa fortsättnings-kursen. Sambandet mellan elevernas framtidsavsikter och kursplanens förverkligande i undervisning och examination kommer att analyseras under respektive rubrik.

Valet av programmeringsspråk har visats ha betydelse för undervisningens utformning (se kap. 3.4) och undersöktes därför också i det här arbetet. Fem av de sju språkalternativen täckte nästintill hela spektrum av programmeringsspråk som undervisades i referens-gruppen. Språken har mycket gemensamt eftersom alla ingår i så kallade imperativ paradigm3 _{men skiljer sig i några hänseenden, bland annat prestanda och i vissa}

fall användningsområdet. Ett återkommande tema i litteraturen är skillnaden mellan textbaserade språk och språk med visuellt stöd för programmeringsarbete och det är denna aspekten som illustrerats i diagram 1.

2_{ca 213 elever gick i klasser med bara pojkar, av de andra (281) var ca 20% ickor} 3_{se fotnot 1 s. 16}

Bland de programmeringsspråk som lärarna anger, dominerar gruppen med högre krav på syntaxförtrogenhet framför den med graskt inriktade språk, vilket också var fallet i Hedenströms (2008) studie. Bara fyra lärare uppger att de undervisar i era språk.

Diagram 1. Programmeringslärarnas språkval. Jämförelse mellan textbaserade och visuella programmer-ingsspråk2

Av skälen som lärarna angav för valet av programmeringsspråk kunde man särskilja två olika kategorier som motsvarade den ovannämnda uppdelningen. Som motiv för valet av textbaserade språk angav lärarna mångsidigheten och utbredningen i arbetslivet och eftergymnasiala utbildningar. Anknytningen till hårdvara var en av fördelarna med C++ för El- och Teknikeleverna. Viktigaste anledning för att välja graska språk ansågs vara enkelheten och elevernas motivation. En lärare uttrycker detta i följande ord: När vi tidigare använt oss av Java som språk tappade vi era elever. Därför provade vi med ett enklare språk som dessutom utvecklas i ett graskt gränssnitt.

5.2 I vilken omfattning anger lärarna att de följer kursplanerna i

Programmering A i sin undervisning?

För att kartlägga lärarnas förhållningssätt till den gällande kursplanen i Programmering A, ck lärarna svara på två frågor vars utgångspunkt var delmålen i kursplanen. I den ena skulle kursplanens sex punkter rangordnas medan i den andra hade dessa punkter brutits ner i väl avgränsade enheter och lärarna ombads att ange hur stor del av kursen som hade ägnats åt varje delmoment.

2_{C# är i sig inte ett graskt språk, istället är det själva utvecklingsmiljön som använder graska} komponenter.

Rangordningen visade att lärarna i referensgruppen hade ett ganska homogent synsätt på kursplanens delmål (se diagram 2). I diagrammet har dessa punkter sorterats från den som est menade var viktigast till den som est menade var minst viktig. Uppdelningen mellan de tre första mål i kursplanen och det tre sista är tydligt. Mer än 90% av lärarna ger mål 1 eller 2 en av de tre högsta prioriteringsgrader, och nästan lika många gör det för mål nummer 3. Att känna till viktiga operativsystemstandarder för bl.a. teckenkoder och utmatningsrutiner (mål 6) anser mer än 70% är det minst viktiga utav målen.

Diagram 2. Relevansen av varje kursmål i Programmering A efter antal lärare i varje relevansgrupp Sorterade Kursmålen (ordning i kursplanen)

1. Kunna systemera och strukturera

programmeringsarbetet samt skriva enkla program och felsöka källkod (3)

2. kunna något programmeringsspråks

grundläggande datatyper, fördenierade strukturer och funktioner samt deras regler och syntax (1). 3. kunna analysera programmeringsuppgifter och formulera strukturerad pseudokod samt konstruera

enkla algoritmer (2).

4. känna till språkens allmänna prestanda och egenskaper samt vilka programmeringsuppgifter de är bäst lämpade för (5).

5. känna till kompilatorns/länkarens arbete från källkod till färdigt program (4).

6. känna till viktiga operativsystemstandarder för bl.a. teckenkoder och utmatningsrutiner (6).

När det gäller skillnader lärarna emellan nns i resultaten inget belägg på att behöriga lärare skulle förhålla sig annorlunda till kursplaner än resten, något som kan ställas emot den undersökta litteraturen (Hazzan m.. 2008). Det syns inte heller någon skillnad mellan kvinnornas och männens uppläggning av undervisning eller mellan blandade och

De största variationerna syns istället i förhållandet till lärarens ämnesanknytning och i synnerhet till undervisningsbredden. Lärarna som angav att de undervisade i ett bredare spektrum av relaterade kurser inom ämnet Datateknik tenderade att i större utsträckning avspegla alla delmål i kursplanen medan det var vanligare att någon punkt utelämnades helt bland lärare vars huvudundervisning hamnade utanför ämnet. I diagram 3 kan man se att lärarna med hög ämnesanknytning (9st) anger högre frekvenser än sina kollegor (12st) i stort sett alla delmål. Störst är skillnaderna i de lägst prioriterade momenten. Detta skulle stärka betydelsen av nuvarande ämnesbeskrivningar som en sammanhängande kunskapsfält, där kunskaperna inom ett område får sin innebörd när de ses i ett bredare perspektiv.

Diagram 3. Skillnader mellan programmeringslärare med hög respektive låg ämnesanknytning i undervisningsfrekvens för varje delmål. För en förteckning av de olika delmålen, se bilaga A.

Elevernas framtidsutsikter, i den meningen att de planerade läsa fortsättningskursen, visade också visst inverkan i undervisnings innehåll. Bland de grupper där mer än 75% skulle läsa vidare till Programmering B var undervisning mer allsidig i förhållandet till varje delmoment i kursplanen. Det var vanligare att dessa elever skulle ägna mer tid att konstruera algoritmer och mindre att arbeta med regler och syntax än de som inte hade för avsikt att fortsätta. Diagramerna 5 och 6 i bilaga A visar resultaten för varje grupp och varje kunskapsmål i kursplanen.

Tabell 1: Jämförelse mellan grupperna med hög respektive låg ämnestillhörighet i svaret på fråga 18: Hur ofta förekom följande mål i examinationsmoment?

Pseudokod Felsökning Språkens prestanda

frekvens i examination alltid eller nästan alltid

aldrig alltid eller nästan alltid

aldrig alltid eller nästan alltid aldrig Hög ämnesanknytning (9st) 5 (55%) 0 8 (89%) 0 6 (67%) 0 Låg ämnesanknytning (12st) 1 (<1%) 2 (17%) 6 (50%) 2(17%) 2 (17%) 4 (33%)

5.3 Vilka kursmål anger lärarna är viktigast att bedöma?

Bedömningsaspekten var den andra infallsvinkel från vilket kursplanens förverkligande i undervisning skulle analyseras. Utgångsläget var även här delmålen i kursplanen, nu tillsammans med examinationsuppgifterna som lärarna kunde bifoga. I stora drag är åsikterna om vilka moment som examineras oftare respektive mer sällan, likartade bland programmeringslärarna. Inte överraskande, motsvarar dessa prioriteringar i hög grad de moment som pedagogerna menade tog upp mest respektive minst tid i undervisning. Dock blev extremfallen vanligare, vilket innebär att om en lärare tyckte att en viss punkt i kursplanen nästan aldrig förekom i undervisning, skulle samma lärare ange att samma punkt aldrig var föremål för examination. Till följd av detta blir skillnaderna mellan grupperna med hög respektive låg ämnesanknytning något tydligare.

Särskild oväntad var hur grupperna skiljer sig åt i förespråkandet av pseudokod, felsökning och språkens allmänna prestanda. Tabellen 1 visar hur stor andel från varje grupp som anger att kursmålen förekommer alltid eller nästan alltid respektive aldrig i examination. Delmålen om språkens allmänna prestanda och egenskaper samt vilka programmeringsuppgifter de är bäst lämpade för, förutsätter att era olika språk jämförs, vilket kan vara lättare för lärare som använder dessa programmeringsspråk i andra undervisningssammanhang. Man kan uppmärksamma att läromedlen, i de fall de angavs, var alla riktade till det specika programmeringsspråk som användes i kursen. Detta innebär att stödet är litet för just sista kunskapsmålet.

När det gäller examinationsmoment verkar det valda språket ha stor inverkan i vad som efterfrågas på prov. Lärarna som använde graska språk visade exempel på examinations-uppgifter som innehöll detaljerade instruktioner om resultatets utseende. Däremot var ambitionerna angående algoritmer desto lägre. En av dessa lärare uppmärksammar behovet att införa uppgifter med papper och penna för att bedöma elevens förmåga att tolka instruktioner och skriva egen kod utan utvecklingsmiljöns hjälp. Här blir det synligt hur själva programmeringsmiljön kan skymma några av programmerings väsentliga sidor och bli därmed ett hinder för bedömningen.

Störst andel av uppgifter med högt krav på problemlösningsförmåga och algoritmiskt tänkande kom från lärare som också undervisade i matematik. Många matematiklärare överförde ämneskunskaperna till programmering, vilket är ett bra exempel av den ämnesintegration som förespråkas i läroplanen (Lpf94 1994). Att kunskaper inte isoleras från varandra är en fördel för en holistisk inlärning i båda ämnen. Problemet med den här typen av lösningar uppstår när eleverna kommer från olika program, som en lärare påpekar i en uppgift: OBS! Har du inte läst Matte B, så säg till för att få en annan uppgift Uppgifterna handlade om t. ex. räta linjens ekvation eller Pythagoras sats, och låg i regel på ett högre kognitiv nivå (tillämpning och analys) än andra lärares uppgifter där upprepning och förståelse var tillräckliga (Bloom m.. 1956, Blooms taxonomy).

5.4 Vilka utvecklingsmöjligheter för Programmering A utpekar

lärarna som mest angelägna?

En stor andel av lärarna (10 st) lät bli att uttala sig om kursplanen och några få (4st) tyckte att den var bra som den är. Åsikter som samlades in handlade om delar av kursplanen som inte längre var aktuella och förslag på nya områden som ansågs relevanta för kursen. En lärare menade att kursen var för omfattande och att de elever som bara läser kurs A har ofta problem med att tillägna sig sista delen medan andra tyckte att duktiga elever hade behövt en mer ingående kursplan. Flera lärare poängterade att behovet av grundläggande objektsorientering var mycket stort och borde läggas till.

Några uttryckte att kursplanen kändes förlegat och att det var viktigt att de nya kursplanerna skulle ta hänsyn till den förskjutning som pågår, från lokalt installerade till webbaserade.Gärna mer PHP, gärna mer grask inriktad skrev en lärare. Ett specikt

delmål i kursplanen är kunskaperna om kompilatorns och länkarens arbete. En lärare önskar att de nya ämnesplanerna inte ska göra den gamla indelningen mellan sk riktiga, kompilerade språk och interpreterade språk eftersom många nyare språk använder varken kompilator eller länkare. Historia i all ära men det kan vara trevligt för eleverna att veta hur man programmerar på 2000-talet, menar en annan lärare.

I det nuvarande systemet är det möjligt för en elev att läsa kursen Programmering A era gånger med fokus på olika språk. Flera lärare vänder sig mot detta och påpekar att ämnet programmering bör vara oberoende av programmeringsspråket. I grunden ligger idén om att programmering är en kunskap som är skilt från det specika språk som man använder för att implementera lösningarna. Om man med programmering menar programmeringskunskap, så ska språket inte spela någon roll, menar en respondent. Annan lärare reagerar också på samma punkt och skriver att Kursen SKALL ge en grundläggande förståelse för programmering och inte lära sig en massa olika språk.

Lärarna verkar uppskatta de fria ramar som kursplanen ger och ingen uttalar önskemål om att införa mer konkreta föreskrifter. Kursplanerna säger inte så mycket, som tur är! är en av kommentarerna. Däremot vill en mycket stor majoritet av lärarna som svarat, gärna vara med i ett nätverk för programmeringslärare i länet (se diagram 4). Detta skulle kunna vara ett uttryck på att programmeringslärarna behöver stöd, inspiration eller ta del av varandras erfarenheter. Med så få lärare i ämnet är dessa utsprida och kan känna sig ensamma. Nätverket är ett sätt att uppnå trygghet i yrkesrollen och samtidigt främja gemensamma intressen.

Ja

Nej

jJa (80%) Nej (12%)

ej svar (8%)

Diagram 4. Svar på fråga 24: Skulle du vara intresserad av att vara med i ett nätverk för programmerings-lärarna i Skåne?

6 Diskussion

6.1 Sammanfattning av undersökningens resultat

Referensgruppen består av lärare i programmering A verksamma i skånska gymnasieskolor. För att analysera resultaten och de skillnader som uppstår mellan olika individer, har lärarnas bakgrund summerats i ett enda begrepp, ämnesanknytningen. Med ämnesanknyt-ning menas här en sammanställämnesanknyt-ning av fyra egenskaper vilka tillsammans visar sig ha betydelse för resultatet. I ämnesanknytning ingår utbildning i datavetenskap eller motsvarande, yrkeserfarenhet av programmering, undervisningserfarenhet av andra kurser inom Datateknik samt lång erfarenhet av undervisning i programmering A5_.

I vilken omfattning anger lärarna att de följer kursplanerna i Programmering A i sin undervisning?

Angående första frågeställningen, kan man konstatera att de allra esta lärarna följer kursplanens alla punkter om än i skiftande grad. Variationerna är tydligast mellan lärare med hög respektive låg ämnesanknytning och i förhållande till elevernas planer om fortsatt programmeringsutbildning. Lärare med hög ämnesanknytning, och de som undervisade elever vars avsikt var att också läsa Programmering B, tenderade att ge en mer komplett bild av ämnet, i den mening att alla delmålen i kursplanen förekom oftare i undervisningen. Inga skillnader kunde visas i relation till lärarens ämnesbehörighet.

Vilka kursmål anger lärarna är viktigast att bedöma?

De delmål som lärarna prioriterade för bedömning motsvarade de som ansågs vara viktigast under undervisningen. Oftast i examinationen förekom momentet Skriva enkla program från det tredje delmålet i kursplanen. Momentet om felsökning, som också ingår i samma delmål, var emellertid mycket mindre förekommande, framför allt för lärare med låg ämnesanknytning. Alla punkter från kursplanens första delmål var vanligt förekommande medan de tre sista delmålen var betydligt mer sällsynta i examinationssammanhang.

Analysen av de provexempel som samlades in visade att det valda programmer-ingsspråket hade stort inytande på vilket typ av uppgifter som eleverna ck lösa. Lärare

som undervisade i graska språk föreslog oftare uppgifter där vikten låg på resultatens utseende, med enklare algoritmer. I provuppgifterna från lärare som undervisade i textbaserade programmeringsspråk hade utseendefrågor inte lika stor betydelse.

Också lärarens undervisningsbredd kunde tydas i provet. Särskilt lärare som under-visade i matematik, under-visade exempel på uppgifter som krävde mer avancerade algoritm-konstruktion, oftast med utgångspunkt i matematikundervisningen.

Vilka utvecklingsmöjligheter för Programmering A utpekar lärarna som mest angelägna?

Flera av åsikterna berörde nya programmeringsspråk som ansågs vara svåra att anpassa till den nuvarande kursplanen. Några lärare ville lägga till Objekt Orienterad programmering och graska gränssnitt, medan andra menade att kursplanen redan var för omfattande. Att ingå i ett nätverk för programmeringslärare såg de allra esta som något positivt.

6.2 Tillförlitlighet

Resultaten gäller i första hand den avsedda referensgruppen, som innefattar de lärare som har svarat på undersökningen. För att generalisera till alla programmeringslärare i Skåne som utgjorde urvalet bör man analysera bortfallet. Svaren saknades från 6 stycken lärare utöver de vars uppgifter inte kunde samlas in, kanske 4 st till. Inget tyder på att dessa möjliga respondenter skulle ha något gemensamt förutom faktumet att de inte har svarat eller inte kunnat kontaktas. Flera stycken tackade nej till undersökningen med anledningen till att det var den första terminen de undervisade i Programmering A. Dessa hade dock inte kunnat svara på frågor om hur de undervisade förra terminen och därmed inte påverkat de viktigaste resultaten.

Skåne ligger nära riksgenomsnittet i era skolrelaterade statistiker (andel friskolor, andel behöriga lärare, löner, se SCB Utbildningsstatistisk årsbok 2009 ). Däremot skulle steget för att generalisera resultaten till resten av landet kräva ytterligare data som visade att just programmeringslärarna var representativa för hela populationen, vilket hamnar utanför studiens syfte.

Den interna validiteten (Bryman 2002) är en uppskattning av huruvida svaren på frågorna avslöjar den information man vill ta fram. I det här arbetet visade sig just

tolkningen av attitydfrågorna vara problematisk. Frågan Hur ofta förekom följande mål i examinationsmoment? kunde besvaras i intervallet alltid  aldrig. Dock kan man inte från svaren veta om alltid betyder varje år eller varenda lektion för den enskilda läraren. Det är bara den relativa frekvensen mellan de olika delmål som man kan avgöra.

Sekundärt bortfall utgörs av de enstaka uppgifter som kan saknas bland de insamlade svaren (Trost 2007, s 121). Oftast är det vid öppna svar där bortfallet är som störst. I det här fallet var det främst i de öppna frågorna om åsikter som det sekundära bortfallet var betydande. Frågorna som rörde yrkes- och utbildningsbakgrund besvarades av alla respondenter.

6.3 Teorianknytning

Under avsnitt 3.1 redovisades de föreskrifter som styr verksamheten, hur dessa var uppbyggda samt anledningarna bakom strukturen. Det för arbetet mest relevanta syftet var utbildningens likvärdighet som nns i skollagen. Vi kan konstatera att bland de undersökta lärarna är sinnet och tillämpningen av kursplanens mål ganska homogen och därmed kan anses likvärdigt. Till och med avvikelserna från kursplanen sker i samma riktningar. De variationer som ändå nns mellan lärarnas undervisning ryms inom frirummet som avses i läroplanen.

Problemet uppstår först i samband med läroplanens fyra perspektiv som kursplanen ska konkretisera. I avsnitt 3.1 ser vi hur tre av dessa perspektiv återspeglas i de tre sista delmålen i kursplanen för Programmering A. Att just dessa tre delmål är de som får minst uppmärksamhet ifrån programmeringslärarna kan innebära att läroplanens avsikt i viss mån försummas. Också balansen mellan teoretiska och praktiska kunskaper som läroplanen förordar kan bli lidande eftersom de kunskapsmålen av uttalad teoretisk karaktär anses vara mindre viktiga.

Från forskning inom området (kap. 3.3 och 3.4) får vi en bild av en programmer-ingsundervisning vars brister delvis förklaras med den stora andelen obehöriga lärare (Schollmeyer 1996, Hazzan m.. 2008). I den här studien är behöriga lärare också i minoritet. Inget tyder dock på att de skulle tillämpa kursplanen annorlunda än sina kollegor. En möjlig förklaring är att dessa studier inte sällan utförs av forskare som är själva kunniga i datavetenskap. Det är troligt att den ambitionsnivå de har för ämnet och

vad de menar är brister inte motsvarar det sinne för ämnet som andra lärare har.

I den här undersökningen kan man se att lärare med hög ämnesanknytning, ett bredare begrepp än själva behörigheten, uppskattar och tillämpar alla av kursplanens delmål i större utsträckning än lärare med lägre ämnesanknytning. En möjlig anledning gavs redan i resultatanalysen, nämligen att kunskaperna inom ett område får sin innebörd när de ses i ett bredare perspektiv. Detta bör inte tolkas som att några programmeringslärare skulle göra ett bättre jobb än andra. Istället kan man se sambandet i ljuset av vilka de som har utarbetat kursplanerna var. Vilka var de experter som rådfrågades? Varför tyckte de att just de har sex kursmål skulle vara med i kursplanerna för Programmering A?

Algoritmkonstruktion pekas ut i era studier som programmeringens kärna. Detta kan ses i samband med att läroböckerna som användes för kursen fokuserar på ett specikt programmeringsspråk. Syntaxen och språkspecika egenskaper blir, som följd av detta, överordnade problemlösningsförmågan och algoritmiskt tankegång som förespråkas i litteraturen. I det avseendet var lärare som också undervisade i matematik mer benägna att uppmärksamma problemslösningsaspekten, åtminstone i examinationssammanhang.

Sammanfattningsvis kan man fastställa att kursplanerna i sin nuvarande form är, på basis av resultaten, bra förankrade bland de undervisande pedagogerna i studien ingående. Det föreligger inte heller några stora skillnader som skulle tyda på att kursplanen inte fyller sin funktion som säkerställare av likvärdigheten. Däremot är läroplanens perspektiv inte lika självklara eftersom de är knutna till de nedprioriterade delarna av kursplanen.

6.4 Framtida forskning

Arbetet som presenteras här är begränsat till lärarens uppfattning av den egna under-visningen i Programmering A. Ett viktigt bidrag som skulle komplettera förståelsen av kursplanens genomslag i undervisning vore att undersöka ämnen ur elevernas perspektiv. Både omfattningen av de kunskaper som eleverna tillägnar sig och betydelsen av dessa för eftergymnasiala studier och i arbetslivet är angelägna för läraren när kursplanen ska konkretiseras.

Ett annat intressant område blir aktuellt när de kommande ämnesplaner blir verklighet i gymnasieskolan. Då ska man kunna granska hur lärarna tillämpar dessa i förhållande till den här studien och utvärdera utvecklingen.

Läromedlens inverkan på undervisningen i Programmering A är ett annat fält som förtjänar närmare analys. Hur de olika läroböckerna återspeglar kursplanens mål och i vilken utsträckning lärarna baserar sin undervisning på dessa hjälpmedel kan bli en indikator på lämpligheten av de nuvarande läroböckerna och det eventuella behov som kan nnas.

6.5 Pedagogiska konsekvenser

Undersökningen och analysen har gett en djupare förståelse av kursplanens olika delmål, dess syfte och samband med andra faktorer i undervisningen. Även om man inte kan påverka den egna bakgrunden i så stor utsträckning, är det viktigt av vara medveten om vilka faktorer som kan ligga bakom visa beslut i förhållandet till kursplanen.

Framför allt är det insikten om att programmeringsspråket spelar en ganska stor roll i undervisningens utfall som bör leda till ett mer genomtänkt val. Där ska man väga in språkets utbredning i näringslivet, pedagogiskt stöd, motivationsaspekter för den specika elevgrupp och inte minst lärarens egna kunskaper och erfarenheter. Inget språk är förmodligen lämpligast i alla avseende och man bör kunna hitta strategier för att kompensera för bristerna.

I arbetet visas hur läroplanens perspektiv är en del av kursplanerna. Även om ett visst delmål kan minskas i omfattningen, för att anpassa kursen till elevgruppen, bör inte det bakomliggande perspektivet försvinna. Andra sätt att förverkliga dessa övergripande mål kan också bli aktuella.

Slutligen vill jag poängtera att studien hade kartläggningskaraktär och inte hade ambitioner att avgöra vilket som var det bästa sättet att tillämpa kursplanen. Det återstår att se hur kommande ämnesplanerna utformas och vad som där prioriteras.

Referenser

Alsbjer, Maria (2009). Att hitta ingångar i formandet av programmeringskunskap. Doktorsavhandling, Blekinge Institute of Technology: Karlskrona.

Bell, Judith (2000). Introduktion till forskningsmetodik. Studentlitteratur: Lund. Bengtsson, David & Lindfors, Fredrik (2008). Etiska hänsynstagande i samband med

systemutvecklingen. Examensarbete Informatik: Lunds Universitet.

Bloom, Benjamin S. m.. (1956). Taxonomy of educational objectives: Handbook 1: Cognitive domain. David McKay: New York.

Bryman, Alan (2002). Samhällsvetenskapliga metoder. Liber: Malmö. Carlgren, Ingrid (1999). Miljöer för lärande. Studentlitteratur: Lund.

Cheung, Joey C.Y., Ngai, Grace, Chan, Stephen C.F., & Lau, Winnie W.Y. (2009). Filling the gap in programming instruction: a text-enhanced graphical programming environment for junior high students, i SIGCSE '09: Proceedings of the 40th ACM technical symposium on Computer science education: 276280: New York, NY, USA. ACM.

Eckerdal, Anna (2009). Novice Programming Students' Learning of Concepts and Practise. Doktorsavhandling, Division of Scientic Computing, Numerical Analysis, Acta Universitatis Upsaliensis: Uppsala.

Enberg, Maria & Svensson, Ronny (2001). Programmera på ren svenska. Kandidatuppsats Lärarutbildningen: Malmö.

Grandell, Linda, Peltomaki, Mia, Back, Ralph-Johan, & Salakoski, Tapio (2006). Why Complicate Things? Introducing Programming in High School Using Python, i Eighth Australasian Computing Education Conference (ACE2006), ed. by D. Tolhurst,&

S. Mann: vol. 52 of CRPIT : 7180: Hobart, Australia. ACS.

Gymnasieförordning 1992:394 (1992). SFS nr: 1992:394. Utbildningsdepartementet: Stockholm.