Programmering i matematikämnet: Några lärares erfarenheter från grundskolans årskurs 4-6

Programmering i matematikämnet

Några lärares erfarenheter från grundskolans årskurs 4-6 Viktoria Franzén

Institutionen för matematikämnets och naturvetenskapsämnenas didaktik

Självständigt arbete på avancerad nivå, UM9020, 15 hp Matematikämnets didaktik

Grundlärarprogrammet med inriktning årskurs 4-6 (240 hp) Höstterminen 2016

Handledare: Per Anderhag Examinator: Judy Sayers

English title: Programming in Mathematics -

Teacher Experiences from Compulsory School Grades 4-6

ii

Programmering i matematikämnet

Några lärares erfarenheter i grundskolans årskurs 4-6

Viktoria Franzén

Sammanfattning/Abstract

Denna studie syftar till att bidra med ämnesdidaktisk kunskap om programmering i matematikämnet genom att lyfta fram några mellanstadielärares perspektiv utifrån deras egen undervisningspraktik.

Programmering skrivs fram som ett centralt innehåll i matematikämnet i en planerad

läroplansrevidering men flera lärare har redan erfarenhet av programmering i sin undervisning.

Studien undersöker vilka syften med att programmera som lyfts fram av några lärare samt vilka förmågor som dessa lärare anser att eleverna får möjlighet att utveckla. Utöver detta undersöker studien även programmeringens generella effekter i elevgrupper och i andra

undervisningssammanhang utifrån dessa lärares perspektiv. I studien deltog fem verksamma lärare med behörighet i matematik för årskurserna 4 till 6 som arbetade med programmering i sin

matematikundervisning. Metoden för datainsamling har varit kvalitativa intervjuer. Resultatet visade att lärarna ser flera syften med att arbeta med programmering; framförallt betonar de demokratiska och ekonomiska argument. Programmering beskrivs av lärarna som ett medel snarare än ett mål; som ett verktyg som ger möjlighet att utveckla såväl generella som matematiska förmågor. Resultatet visade att de generella förmågor som lyftes fram av lärarna var logiskt och systematiskt tänkande samt förmågan att samarbeta. De matematiska förmågorna som lärarna framförallt ansåg tränades och utvecklades när programmering användes i undervisningen var problemlösnings-, begrepps-, kommunikations- samt resonemangsförmågan. I likhet med tidigare forskning ansåg lärarna att det inte var några skillnader i kompetens mellan flickor och pojkar när de arbetade med programmering, dock fanns det en initial attitydskillnad där flickorna ibland uppvisade en mer negativ attityd jämfört med pojkarna. Studien påvisade att transfereffekter inte kunde utrönas men att de inte heller

förväntades av lärarna. Svenska forskningsbidrag till området programmering i grundskolan är begränsade varpå den här studien kan ses som ett bidrag, stöd och inspiration till lärare som planerar att införa programmering i sin undervisning innan ytterligare underlag och reviderade styrdokument kommer skolväsendet till del.

Nyckelord/Keywords

Programmering, matematik, digital kompetens, datalogiskt tänkande, grundskola.

iii

Innehållsförteckning

Inledning ... 1

Bakgrund till läroplansrevidering ... 2

Digital kompetens: en nyckelkompetens ... 3

Digitaliseringskommissionen: Sverige i topp ... 3

Skolverkets rapport ... 4

Historik och begrepp ... 4

Programmering, binärt eller visuellt ... 4

Begrepp ... 5

Programmering och datalogiskt tänkande ... 5

Tidigare forskning ... 6

Lärande och transfereffekter ... 6

Genus och kön ... 7

Syfte och frågeställning ... 7

Datainsamlingsmetod ... 8

Urval och genomförande ... 8

Databearbetning och analys ... 9

Forskningsetiska överväganden ... 9

Resultat ... 10

Rustade för framtiden ...10

Demokratisk och ekonomisk aspekt ...10

Generella förmågor ...11

Ett verktyg för lärande ...11

Matematiska förmågor ...12

Verktyg i flera ämnen ...13

Programmering i en klassrumspraktik ...14

Mål och progression ...15

Transfereffekter ...15

Genusskillnader ...16

Testa och kör! ...16

Sammanfattning...17

Diskussion ... 17

Slutsats ...20

Tillförlitlighet ...21

Relevans för undervisning och lärande ...21

Förslag på fortsatta studier ...21

iv

Referenser... 22 Bilaga 1 Intervjuguide ... 25

1

Inledning

I september 2015 fick Skolverket i uppdrag av regeringen att föreslå nationella IT-strategier för det svenska skolväsendet (Utbildningsdepartementet, 2015). Förslaget skulle innefatta två strategier; en för grundskolan, fritidshemmen, förskoleklassen och förskolan samt en för gymnasieskolan,

gymnasiesärskolan och skolväsendet för vuxna. Uppdraget från regeringen beskriver att förslaget ska omfatta flera gemensamma delar och att vid behov förändra läroplanen, kursplaner eller ämnesplaner för att tydliggöra uppdraget skolan har i att stärka elevernas digitala kompetens. Utöver detta ska förslaget även beakta kritisk och säker IT-användning hos eleverna, IT-användning i skolutveckling samt effektivisera lärares eller annan skolpersonals arbete med administration. Förslaget ska även ta hänsyn till hur digitala lär-resurser kan användas i undervisningens anpassningar vilket även inkluderar elever med funktionsnedsättning och/eller elever med särskilt stöd.

Utöver de gemensamma delarna i strategierna efterfrågades även ett specifikt innehåll för grundskolan och dess motsvarande skolformer. I denna specifika del beskriver regeringsbeslutet att programmering ska bli en del av undervisningen och att det måste tydliggöras med förändringar i läroplaner och kursplaner (Utbildningsdepartementet, 2015). Även en specifik del för gymnasieskolan beskrivs, men tas inte upp här då denna studie fokuserar på grundskolans mellanår. Fortsättningsvis i denna studie hänvisar alla styrdokument till grundskolans läro- och kursplaner och inte till övriga skolväsenden.

I det slutgiltiga förslaget från Skolverket (2016) som presenterades i juni 2016 har digital kompetens skrivits fram och förtydligats i läroplanens kapitel ett och två samt i flera ämnens syftestexter och centralt innehåll. Programmering skrivs fram i matematik- och teknikämnet, varvid denna studie ämnar till att i huvudsak fokusera på matematikämnet.

I matematik skrivs programmering fram både i syftestexten och sedan i centralt innehåll i alla tre årskursområdena. I kursplanen för årskurs 1-3 och 4-6 läggs programmering till inom området algebra, där fokus är att skriva stegvisa instruktioner, algoritmer. I kursplanen 7-9 är förslaget att

programmering kommer att finnas både under området algebra och problemlösning. Se bild 1 för en översiktlig matris av förslaget till syftestexten samt tillägget i centralt innehåll för ämnet matematik inklusive progressionen för de olika stadierna. Denna studie beskriver några lärares erfarenheter av programmering i matematikämnet; dels vilket syfte som de anser programmering fyller, vilka

förmågor som de beskriver att eleverna får möjlighet att utveckla och vilka övriga effekter som påvisas när programmering införs i undervisningen.

2

Bild 1. Skolverkets förslag presenterat i matrisform för kursplanen i matematik (Skolverket, 2016). I syftestexten är tillägget i förslaget fetmarkerat och understruket. Matrisen är skapad av författaren efter det slutgiltiga förslaget (ibid).

Bakgrund till läroplansrevidering

De bakomliggande skälen till regeringsbeslutet om att ta fram en ny IT-strategi för skolan är flera. Det finns flera rapporter som under en längre period indikerar ett behov av ökad digital kompentens ur flera olika perspektiv, bland annat nämns ofta demokrati, ekonomi och generell kunskapsutveckling som viktiga argument (Europeiska kommissionen, 2007; Rolandsson, 2015; SOU 2014:13). Med den demokratiska aspekten menas det att medborgare bör ha tillräcklig kunskap för att kunna påverka, kritiskt granska för att kunna delta i demokratiska beslut. Den ekonomiska aspekten hänvisar till att kunna ha en given plats i en framtida arbetsmarknad. Utöver dessa rapporter sker det även en revidering av läroplanerna i flera länder runtom i Europa, där flera inför just programmering som obligatorisk del (Balanskat & Engelhart, 2015).

Några av de bakomliggande skälen till regeringens beslut är att Europaparlamentet och Europeiska unionen 2006 konkretiserade vad de anser vara nyckelkompetenser. Dessa nyckelkompetenser anses behövas för de europeiska medborgarna för att främja ett livslångt lärande och för att möta en arbetsmarknad i ständig förändring (Europeiska kommissionen, 2007). Vidare påpekas det att medlemsstaternas grund- och yrkesutbildningssystem bör bidra till att utveckla dessa kompentenser hos alla ungdomar. Åtta nyckelkompetenser identifierades varav en av dessa var digital kompetens.

Utöver detta har även ett flertal nationella rapporter identifierat ett behov av en ökad tydlighet i läroplanen för att öka den digitala kompetensen och den digitala användningen i skolan, bland annat Digitaliseringskommissionens delbetänkande (SOU 2014:13) samt Skolverkets IT-rapport som genomförs var tredje år (Skolverket, 2013). Nedan presenteras dessa rapporters resultat med anknytning till digital kompetens och digital användning i skolväsendet kortfattat.

3 Digital kompetens: en nyckelkompetens

Av flera skäl behöver vi ständigt genom hela livet utveckla våra kompetenser och färdigheter. Dels för att aktivt kunna delta i det samhälle vi lever i och dels för att kunna lyckas i en ständigt föränderlig arbetsmarknad. Dessa skäl, framförallt det demokratiska skälet, anges som skäl av Europeiska kommissionen (2007) som identifierar åtta nyckelkompetenser för ett livslångt lärande. Vidare skrivs det även fram att medlemsstaternas grund- och yrkesutbildningssystem bör medverka till att utveckla dessa kompetenser hos alla ungdomar. För den här studien blir en av de åtta nyckelkompetenserna central att belysa. Det är den digitala kompetensen som definieras enligt följande:

Digital kompetens innebär säker och kritisk användning av informationssamhällets teknik i arbetslivet, på fritiden och för kommunikationsändamål. Den underbyggs av grundläggande IKT- färdigheter, dvs. användning av datorer för att hämta fram, bedöma, lagra, producera, redovisa och utbyta information samt för att kommunicera och delta i samarbetsnätverk via Internet.

(Europeiska kommissionen, 2007:9) Europeiska kommissionen (2007) menar att digital kompetens både innefattar förmåga att söka och bearbeta information, granska och använda den med ett kritiskt och systematiskt förhållningssätt.

Vidare påpekas vikten av att kunna skilja mellan den virtuella världen och den fysiska samt att ha färdigheter för att producera, redovisa och förstå komplex information. Innovation, kritiskt tänkande och kreativitet skrivs ut som önskvärda färdigheter inom digital kompetens.

Digitaliseringskommissionen: Sverige i topp

Sverige har ett uttalat IT-politiskt mål; att vara bäst i världen på att använda digitaliseringens möjligheter. Sverige är redan digitalt framstående men fortsatta insatser behövs för att säkerställa en ledande position (Prop. 2009/10:193). Digitaliseringskommissionen, som har till uppdrag att analysera och beskriva IT-utvecklingen i förhållande till det IT-politiska målet, lyfter fram

svårigheterna med att på ett enkelt sätt förklara denna framgång, men understryker vikten av att arbeta proaktivt, då statistik och index kan ha viss eftersläpning. (SOU 2014:13). Tjugotvå sakområden har arbetats fram varav fem av dessa presenteras i det första delbetänkandet. Dessa fem är:

 Digitalt innanförskap

 Jämställdhet

 Skola och undervisning

 Digital kompetens

 Entreprenörskap och företagsutveckling

Digitaliseringskommissionens delbetänkande (SOU 2014:13) presenterar flera förslag på ökade inslag av digitalisering i de svenska grund- och gymnasieskolorna och menar att skolan med hjälp av IT kan öka verksamhetens förmåga att förmedla kunskaper till eleverna. De anser att argumenten för att fortsätta investera i IT i skolan ska fokusera på vilka teknikstödda metoder som kan stödja elevers lärande snarare än att titta på hur IT kan göra skolan mer effektiv. Vidare påpekas det att även om den senaste läroplanen från 2011 har blivit tydligare angående digitaliseringens betydelse så saknar kunskapskraven motsvarande formuleringar. Det är inte tillräckligt att vara konsument av digitala

4

verktyg, det är även av vikt att ha en förståelse för hur de digitala verktygen är utformade för att ha möjligheten att påverka deras utformning, alternativt skapa egna verktyg och även kritiskt granska de befintliga. Därför lyfter Digitaliseringskommissionen fram argumentet att alla behöver lära sig ett nytt språk; programkod, för att Sverige ska både fortsatt kunna vara en stark kunskapsnation samt behålla sin konkurrenskraft. Ett specifikt språk för programkod anges inte utan begreppet syftar till

programmering i allmänhet (ibid).

Skolverkets rapport

Skolverket genomför sedan 2008 på uppdrag av regeringen en undersökning med syfte att ge en bild av hur elevers, lärares och skolors IT-användning och IT-kompentens är varpå sedan resultatet presenteras i en rapport. Undersökningen har genomförts med hjälp av enkäter till elever, lärare, förskolepersonal, förskolechefer och rektorer.

Rapporten (Skolverket, 2012) visade att lärares behov av kompentensutveckling hade förändrats jämfört med den tidigare presenterade rapporten (Skolverket, 2010). Från att ha varit inriktad på hantering av ljud och bild hade nu behovet riktat in sig på områden som hur kränkningar på nätet kan förebyggas och hur IT kan lyftas in som ett pedagogiskt redskap i undervisningen. Vidare visade rapporten (Skolverket, 2012) att fler skolor och elever nu hade fått tillgång till datorer men samtidigt att färre skolor hade en IT-strategi eller en uttalad IT-plan. Det ska även tilläggas att även om antalet elever per dator hade minskat så fanns det stora skillnader mellan huvudman; friskolor visade sig ha en bättre tillgång till datorer jämfört med kommunala skolor (ibid).

Nämnvärt är även att rapporten som var aktuell när regeringsbeslutet togs att införa programmering i matematik visar att det är ovanligt att eleverna använder datorer på lektioner i matematik (Skolverket, 2012). Detta visar även den senast publicerade rapporten (Skolverket, 2016a) som presenterades efter Skolverkets förslag på nationella IT-strategier. Där kan det utläsas att IT-användningen dock har ökat något i matematikämnet, men det är fortfarande ovanligt att det används aktivt.

Historik och begrepp

Programmering, binärt eller visuellt

Datorer och programmering går långt tillbaka i tiden där räkne-abakusen kan ses som en av de första versionerna av en dator (Brookshear, 2012). I mitten av 1800-talet arbetade Ada Lovelace

tillsammans med Charles Babbages så kallade analytiska dator där hon assisterade med en

översättning från franska till engelska. I hennes anteckningar kunde det utläsas algoritmer för att få maskinen att utföra specifika moment, avsedda att bearbetas av en maskin, varför hon idag ofta beskrivs vara kanske världens första programmerare (ibid).

Till dagens statusfyllda yrke som anses kräva hög kompetens (Kjällander, Åkerfeldt, & Petersen, 2015) har resan varit lång och den innefattar flera begrepp och termer. Programmering kan ske på olika nivåer där den nivå som ligger närmast hårdvaran är binärkod, eller maskinkod och endast består av mycket enkla kommandon. För att slippa programmera med binärt programspråk används i stället allmänna programspråk där en kompilator översätter till maskinkod (Kjällander et al., 2015; Nygårds, 2015). Grafiska programmeringsspråk som till exempel Scratch är en variant på programmeringsspråk

5

som oftast används av barn och elever. Dessa programmeringsspråk benämns ofta som Visual Programming Language (VPL) eller blockprogrammering (ibid).

Begrepp

Förutom att det till stor del saknas forskning om programmering i skolan så saknas det även en samstämmighet kring de begrepp som används i diskussionerna (Kjällander et al., 2015). Även

Nygårds (2015) påpekar att det råder både förvirring och oenighet angående begreppet programmering i skolan, där förutom programmering och koda även datalogiskt tänkande ingår. Hon sammanfattar de begreppen på ett enligt henne förenklat sätt:

 Programmering: en process som innefattar problemanalys, abstraktion samt en strukturplanering av kod.

 Datalogiskt tänkande: problemlösningsstrategier som kan användas i programmering

 Koda: själva skrivandet av koden.

Programmering och datalogiskt tänkande

Programmering används ibland som ett relativt snävt begrepp där innebörden avser endast själva skrivandet av koden. Det kan även omfatta ett vidare perspektiv där flera förmågor och aspekter är involverade vilket brukar benämnas som datalogiskt tänkande vilket kan jämföras med det engelska begreppet computational thinking (Kjällander et al., 2015). Datalogiskt tänkande kan ses som ett tillvägagångssätt att lösa problem, designa system och förstå mänskligt beteende i datoranvändning (Wing, 2006). Wing tillägger även att datalogiskt tänkande är analytiskt tänkande och liknar

problemlösning inom matematikämnet. Hon anser vidare att det är en väsentlig kunskap liknande att kunna läsa, räkna och skriva och menar att det är en skillnad mellan just programmering och

datalogiskt tänkande; att tänka datalogiskt kräver abstrakta tankeled (Wing 2006; 2008).

Till synes finns ingen enhällig definition av begreppet datalogiskt tänkande. Grover och Pea (2013) beskriver begreppet som en problemlösningsprocess och menar att det kan ses som en uppsättning förmågor och färdigheter. Detta synsätt stödjer även International Society for Technology in Education (2011) som gjort ett försök att definiera datalogiskt tänkande med nio grundläggande begrepp:

datainsamling, analys av data, representation av data, dekonstruktion av problem, abstraktion, algoritmer, automatisering, parallellisering och simulering. Dessa färdigheter stödjs och förstärks av attityder eller förmågor som är viktiga i det datologiska tänkandet. Dessa attityder innefattar:

 Självförtroende att arbeta med komplexitet

 Uthållighet att arbeta med komplicerade problem

 Tolerans för tvetydighet

 Förmåga att arbeta med problem med flera lösningsalternativ

 Förmåga att kommunicera och samarbeta för att nå gemensamma mål eller lösningar

Flera forskare menar även att många lärare redan ger elever möjlighet att utveckla dessa förmågor i den undervisning som sker idag (Heintz, Mannila, Nygårds, Parnes & Regnell, B, 2015; Mannila, Dagiene, Demo, Grgurina, Mirolo, Rolandsson & Settle, 2014).

Heintz et al. (2015) menar att synen på programmering bör vidgas från att ge barn och elever

möjlighet att endast skriva kod till att även betona förmågor som analytiskt och abstrakt tänkande samt problemlösning. Begreppet datalogiskt tänkande bör etableras som en uppsättning allmänna

6

färdigheter där programmering kan vara ett verktyg för att träna dessa. Färdigheterna/förmågorna bör användas på ett tvärvetenskapligt sätt, genom hela läroplanen. Detta vidhåller även Nygårds (2015) som menar att det inte är svårt att hitta kopplingar mellan undervisningens aktiviteter och datologiskt tänkande. Hon listar flera exempel på kopplingar inom flera ämnen till exempel biologi där prover från ett vattendrag kan betraktas som datainsamling och dataanalysen ger svar på vilka ämnen

vattenproverna innehåller.

Tidigare forskning

Även om det råder oenighet om hur begreppen ska användas och tolkas så kan det utläsas enighet om en annan aspekt; att det saknas forskning om elevers lärande om programmering (SOU 2014:13;

Kjällander et al., 2015). Kjällander et al. (2015) menar att det inte är så märkligt eftersom programmering inte har funnits med i svenska grundskolans styrdokument sedan 1980-talet.

Digitaliseringskommissionen (SOU 2014:13) uppmärksammar att den begränsade forskning som finns framförallt har genomförts i andra länder och poängterar med detta att det finns ett behov av att stärka den svenska kunskapsbasen. De påpekar dessutom att införandet av programmering i undervisningen därför inte kan komma att vila på beprövad svensk erfarenhet då det saknas både forskning och erfarenhet att ta stöd i. I en digitaliserad värld är förändringstempot högt och eftersom gedigen forskning och beprövad erfarenhet tar och måste få ta tid, ges det utrymme för ett stort antal ideella och kommersiella aktörer som är snabbare i handling (ibid).

Lärande och transfereffekter

Transfereffekt lyfts fram som ett argument till att införa programmering i skolan, det vill säga att det finns en förväntan om att programmering i undervisningen ska generera transfereffekter (Kjällander et al., 2015). Med transfereffekter menas kunskap som genereras i ett ämne som sedan spiller över på andra ämnen. Programmering och datalogiskt tänkande antas medföra transfereffekter, dock saknas det omfattande vetenskapligt underlag för att kunna påvisa detta. Forskning visar istället motstridiga resultat. Ett sådant exempel är Papert (1984) som menade att elever genom att programmera fick möjligheter att utveckla både kreativt och logiskt tänkande med hjälp av Logo Turtle. Dessa idéer har dock ifrågasatts när inga empiriska studier visade på resultat avseende transfereffekten (Calao, Moreno-León, Correa & Robles, 2015; Kjällander et al., 2015). Det finns, menar Kjällander et al.

(2015) en ibland ogrundad tro att programmering i sig bidrar till att elever ska lära sig mer och på andra sätt. Resultaten om huruvida transfereffekter kan uppnås är således få och motstridiga (Kjällander et al., 2015) men däremot finns det en enighet om att om transfereffekter ska kunna uppnås, så sker det inte automatiskt. Dels måste undervisningen planeras och genomföras så att målet för undervisningen tydliggörs och dels ska eleverna ges möjlighet att reflektera över sina kunskaper och hur dessa kan användas i andra undervisningssammanhang (Rolandsson, 2015; Voogt, Fisser, Good, Mishra & Yadav, 2015).

Flera studier har visat positiva effekter i matematikämnet, både i utvecklande av förmågor och i attityder gentemot ämnet. I en Colombiansk studie (Calao et al., 2015) visades det att genom att införa programmering med visuellt programspråk kunde en positiv utveckling av visst matematiskt tänkande påvisas jämfört med kontrollgruppen. De förmågor som undersöktes var problemlösning, resonemang, utförande och modellering. Moreno-León, Robles och Román-Gonzales (2016) undersökte bland annat i vilket ämne som programmering hörde hemma genom att undersöka var programmering visar effekt. Deras resultat visar liksom Calao et al. (2015) att programmering accelererar inlärningskurvan i

7

matematik. En amerikansk studie visar att attityden gentemot matematikämnet kan påverkas positivt när programmeringsaktiviteter infördes (Ke, 2014).

För att ett matematiskt lärande ska möjliggöras så är lärarens roll och kommunikation av lärandemål av stor vikt. Misfeldt och Ejsing-Duun (2016) menar att det finns ett potentiellt lärande i matematik när programmering används i undervisningen, men att det är helt beroende på lärarens didaktiska tillvägagångssätt och didaktiska principer. Enligt Kafai och Burke (2013) blir effekterna av att använda programmering påtagliga och kan påvisas även i det vardagliga livet när eleverna använder programmering som verktyg i undervisningen. De lär sig tänka mer systematiskt och på så sätt kan de lösa olika typer av problem mer effektivt.

Genus och kön

Flera programmeringsprojekt knutna till högskolor och universitet är fokuserade på att intressera flickor för programmering för att locka till sig fler till området i framtiden, då det idag är ett

mansdominerat område (Kjällander et al., 2015). Dessa initiativtagare utgår ifrån, och antar ofta, att det finns skillnader mellan genus som kan minimeras eller minskas genom att flickor introduceras till programmering. Det finns ingen forskning som visar skillnader kopplat till genus avseende kompetens i att programmera. Däremot är programmering är ett mansdominerat yrke där kvinnliga förebilder saknas samt att det kan finnas tendenser att flickor positionerar sig som mindre intresserade av programmering (Insight intelligence, 2015). Kjällander et al. (2015) menar att detta skulle kunna avhjälpas genom att introducera programmering i tidig ålder, redan i förskolan innan en positionering har fått fäste och Liebenberg, Mentz & Breed (2012) menar att flickors attityd gentemot

programmering förbättrades när de arbetade i par och fick möjlighet att kommunicera och diskutera.

Syfte och frågeställning

Programmering har blivit ett betydande inslag i flera europeiska länders styrdokument (Balanskat &

Engelhart, 2015) och i den planerade svenska läroplansrevideringen skrivs programmering fram som ett centralt innehåll bland annat i matematikämnet. Samtidigt som programmering tycks bli ett bestående inslag i svensk skola är kunskapen om undervisningens effekter i programmering på grundskolenivå begränsad. Denna studie syftar därför till att bidra med ämnesdidaktisk kunskap om programmering i matematikämnet, detta genom att lyfta några mellanstadielärares perspektiv på sin undervisning i programmering. Mer specifikt avser studien att undersöka:

 Vilket eller vilka syften med att programmera i grundskolan lyfts fram av lärare i årskurs 4-6

 Vilken eller vilka förmågor utvecklas när programmering används i matematikundervisningen, enligt dessa lärare?

 Vilken eller vilka generella effekter av att programmera kan dessa lärare se i elevgrupper och i övrig undervisning?

8

Datainsamlingsmetod

Syftet med en kvalitativ studie är bland annat att fånga upp den intervjuades egna beskrivningar och uppfattningar som ge en kontextuell förståelse (Bryman, 2013). En kvalitativ studie bygger på, till skillnad från kvantitativ forskning, en forskningsstrategi där fokus hellre ligger på ord och kontext än på analys av kvantifierad data (ibid). Studiens forskningsfrågor ämnar undersöka lärarnas erfarenheter och observationer i elevers lärande när programmering används i matematikundervisningen.

En kvalitativ intervju valdes för studien. Det innebär att intervjupersonen ges möjlighet att svara fritt på öppna frågor och att frågorna dessutom kan variera från de olika intervjuerna, beroende på hur den intervjuade svarar för att på så sätt få fram vad intervjupersonerna anser är relevant och viktigt (Bryman, 2013; Johansson & Svedner, 2010). Vid intervjuerna användes en semi-strukturerad intervjumodell. Med en sådan modell används en intervjuguide med huvudområdena nedskrivna som stöttning. Frågornas ordning kan variera beroende på hur samtalet utvecklar sig och information som knyter an till huvudområdena kan komma att läggas till (Bryman, 2013). Huvudområden med underliggande stödfrågor anges i intervjuguiden (bilaga A).

Urval och genomförande

För att medverka i studien ställdes kravet att läraren är legitimerad med matematikbehörighet för årskurserna 4-6. Detta för att säkerställa erfarenhet i såväl kursplaner och styrdokument som i ämnesdidaktik. Dessutom var det ett krav att lärarna hade erfarenhet av programmering i

matematikundervisningen för att forskningsfrågorna skulle kunna besvaras. Urvalet i studien kan ses som ett målinriktat urval vilket Bryman (2013) beskriver som att "[m]ålet med ett målstyrt urval är att välja ut fall/deltagare på ett strategiskt sätt så att de samplade personerna är relevanta för de

forskningsfrågor som formulerats" (s.392). Däremot angavs ingen tidsangivelse för hur länge de skulle ha arbetat med programmering i matematiken, eller hur länge de arbetat som lärare. I tabell 1 visas en översikt över de intervjuade lärarna med fingerade namn, hur länge de arbetat med programmering samt hur länge de varit aktiva som lärare.

Intervjuerna genomfördes på den skola som läraren arbetade på med endast läraren och intervjuaren närvarande. Innan intervjustart avböjdes alla eventuella frågor om detaljer angående studiens forskningsbakgrund i syfte att minimera den reaktiva effekten, vilket är en eventuell effekt av de intervjuade personernas vetskap om att de deltar i en studie och att detta kan påverka svaren som ges (Bryman, 2013).

I studien medverkande fem lärare varav fyra arbetade i samma kommun och den femte läraren i en grannkommun, vilket kan anses som ett bekvämlighetsurval. Bekvämlighetsurval innebär att

intervjupersonerna finns tillgängliga för forskaren. Sammantaget intervjuades fem lärare på fyra olika skolor i två olika kommuner. Samtliga skolor var kommunala. Antal år som lärarna hade arbetat varierade mellan 2 och 17 år medan erfarenheten i att undervisa i programmering var mer homogent med variation mellan 1 och 3 år. Undervisningen som de medverkande lärarna genomförde var med hjälp av visuella blockprogrammeringsverktyg.

9

Tabell 1. Översikt över de intervjuade lärarna

Lärare Aktiv som lärare, år Undervisat programmering, antal år

Ture 2 1

Tage 8 2

Olle 8 3

Christina 11 2

Harriet 17 2

Databearbetning och analys

Intervjuerna har ljudinspelats och sedan transkriberats till ett digitalt kalkylark. Varje intervju tilldelades ett blad i kalkylarket. Samtalen lästes igenom noga ett flertal gånger varpå nyckelbegrepp och nyckelmeningar sammanställdes kolumnvis. Dessa nyckelbegrepp kopierades sedan över till ett nytt kalkylblad för nästa intervjus analys, varför samma begrepp markerades om och när de kunde identifieras i det transkriberade samtalet. Vid behov lades ytterligare nyckelbegrepp till och kopierades in i nästa intervju. Denna process repeterades för alla fem intervjuer och kunde sedan sammanställas till ett eget summerande kalkylark. Genom att använda olika filtreringsfunktioner i kalkylprogrammet kunde sedan alla intervjuer analyseras ur ett nyckelordsperspektiv. Svaren, sorterade efter nyckelord och nyckelmeningar, analyserades ytterligare för att utröna vad som verkligen sagts och vad

informanten syftat på. Dessutom analyserades den sammanställda informationen kvantitativt för att ge nyckelorden viktning, det vill säga hur många gånger nyckelbegreppet förekom och hur många av intervjupersonerna som samtalade om det. Under rubriken resultat presenteras de fyra huvudteman som urskilts ur de sammantaget 27 nyckelbegreppen och nyckelmeningarna.

Forskningsetiska överväganden

Informanterna informerades muntligt innan intervjuerna startade om de forskningsetiska övervägande som Vetenskapsrådet (2011) förespråkar. Dessa är:

 Informationskravet som innebär att den intervjuade personen får information om vad det är som han eller hon ska medverka i.

 Konfidentialitetskravet vilket innebär att informanterna förblir anonyma genom hela studien.

 Nyttjandekravet vilket innebär att informanterna ska ha kunskap om vilket syfte intervjun ska användas till.

 Samtyckekravet som belyser att informanterna själva bestämmer om de vill medverka i studien eller inte.

Förutom att de fyra kraven gicks igenom gav informanterna samtycke till ljudinspelning samt informerades även om att de när som helst kunde avbryta. Vidare förtydligades även att den kodade transkriberingen kunde visas för studiegruppen och studiens handledare samt att all ljudinspelning skulle raderas efter transkribering. Alla informanter gav sitt samtycke utan förbehåll.

10

Resultat

Denna studie lägger fram fem lärares erfarenheter och beskrivningar av programmering i deras matematikundervisning; vilket syfte programmering i undervisningen har och vilka förmågor som de ser utvecklas hos eleverna samt vilka övriga effekter som kan påvisas. Avsnittet inleds med en

presentation av studiens resultat utifrån de fyra teman som framträdde ur det transkriberade materialet.

De fyra teman som framkom ur analysen av materialet var följande:

 Rustade för framtiden

 Ett verktyg för lärande

 Programmera i en klassrumspraktik

 Testa och kör!

Rustade för framtiden

Demokratisk och ekonomisk aspekt

Samtliga lärare beskriver att programmering är viktigt för att kunna rusta eleverna för framtiden.

Lärarna beskriver på olika sätt vikten av att eleverna måste bli medvetna om sin värld – den digitala världen. Eleverna behöver idag och i synnerhet i framtiden agera som medvetna producenter från att idag endast konsumera, menar flera av dem. Olle beskriver anledningen till varför programmering är viktigt att kunna för elever som idag lever i en ytterst digital värld:

Olle: För att förstå deras digitala värld bättre och för att komma ifrån att konsumera dataspel - jag vill att de går från att endast konsumera - att man köper – till att de blir kreativa med datorer - att de själva kan ändra och förbättra den…

Ture beskriver också ett av programmeringens syften med att eleverna ska tränas i att bli medvetna vad som händer i den digitala världen, hur och vilka som påverkar den.

Ture: Dels… De behöver förstå att det är någon som ligger bakom allting, deras telefon som de har. De behöver förstå att det är någon som har programmerat den. Dels för att kunna … förstå vad använder vi för grejer - och att någon kan programmera någonting för att förstöra också. Att vara medveten att det är en människa som har skapat det här på något sätt.

Enligt Ture är det kritiska tänkandet en förmåga som är och förblir viktig för att eleverna inte bara ska köpa allt de ser med hull och hår, utan kritiskt kunna granska vad eller vem som ligger bakom det samt att förstå att även bakom appens eller datorprogrammets funktioner så är det en människas verk.

I sina beskrivningar framkommer det att lärarna anser att eleverna dels bör rustas med ett kritiskt tänkande, beskrivet ovan, men även utbildas och rustas för en arbetsmarknad där programmering kommer att spela en väsentlig roll i alla eller de flesta arbeten.

Christina: Jag tänker att många tänker att i framtiden så är det många som jobbar med just programmering, men det är ju inte ett yrke - utan det är ju så många olika yrken, men

11

att det är… ja - man kan jobba inom bilindustrin, ja Tesla nu och programmera och hur man nu ska göra det... man behöver inte köra sin egen bil. Det finns ju så många olika.

Generella förmågor

Utöver att öka medvetenheten, det kritiska tänkandet och rustas för framtidens arbetsmarknad nämner lärarna andra förmågor som programmering generellt främjar hos elever och som är betydelsefulla för framtiden. Logiskt tänkande, systematiskt tänkande eller ett processtänk nämndes av alla lärare. Fyra av de fem lärarna ansåg att programmering utvecklade ett logiskt tänkande hos eleverna, även i yngre åldrar.

Flera av lärarna resonerar att programmering på olika sätt gynnar ett strukturerat tänkande. Olle omnämner det som en process där eleverna tränas på att bryta ner ett större problem till mindre delar och menar att vill man ge eleverna möjlighet att ändra på något stort måste de ha förmågan att först kunna bryta ned det i mindre delar för att kunna angripa problemet på ett strukturerat sätt. En lärare påpekar att med programmering tränas även noggrannhet, att eleverna upptäcker själva hur viktigt det är att vara noggrann och att detta gynnar studietekniken i alla ämnen och i övriga livet.

Programmering är något man med fördel arbetar med i par eller i smågrupper, berättar fyra av de fem lärarna som intervjuats. Att samarbeta, resonera med någon annan samt att dela med sig av sina kunskaper till andra är förmågor som lärarna beskriver att eleverna ges möjlighet att träna på. Harriet arbetar med vad hon omnämner som IKT-juniorer, där hon träffar ett par elever per klass som hon lär upp (IKT står för informations- och kommunikationsteknik). Dessa elever får i sin tur agera experter i sin klass genom att visa och lära sina klasskamrater det de själva precis har lärt sig. Ture använder sig av expertgrupper, ett likande upplägg som Harriet och menar att eleverna utvecklas genom att hjälpa sina klasskamrater och få träna i att sätta ord på hur de tänker.

Ture: Jobba med expertgrupper - att det är vissa elever som kanske kan det här väldigt bra, eller som tycker att det är väldigt kul, det kan vara olika för olika tillfällen, men att dem kan man fråga om man behöver hjälp. Då utvecklas de också genom att berätta om hur de tänker.

Ett verktyg för lärande

De intervjuade lärarna uttryckte tydligt att programmering i sig inte är ett ändamål utan att det är ett verktyg som kan användas i olika sammanhang för att träna olika förmågor, både generella men även matematiska. Ture tycker att programmering passar bra i matematikämnet men att det sedan kan användas som ett verktyg i fler ämnen:

Ture: … jag tycker att det passar väldigt bra i matematiken. Sen tycker jag att man kan använda programmering i alla ämnen. Vi gjorde det på lågstadiet, då kunde de programmera en berättelse till exempel. Då använde vi SRATCH JR. Då

programmerade de en berättelse och sedan läste de upp för klassen. Så man skulle kunna använda det mycket mer.

12 Matematiska förmågor

I samtalet med lärarna framkom det att programmering användes av lärarna som ett verktyg i att träna de matematiska förmågorna utskrivna i matematikens kursplan. Alla lärare ansåg att

problemlösningsförmågan och begreppsförmågan var de mest självklara och det var dessa som i samtalet nämndes först och som mest självklart.

Harriet: Problemlösning självklart! Att gå tillbaka och titta varför det blev så här, man pratar med varandra, löser problem.

Christina berättar att lärarna som arbetar med programmering själva har lyft fram just problemlösning som en av de förmågor som tränas. Hon ser även att uthålligheten och tålamodet hos eleverna tränas med hjälp av programmering, något som hon nämner är väsentligt i alla problemlösningssituationer, vilket även hennes elever i årskurs fem uppmärksammade i och med att hon introducerade ett programmeringsprojekt.

Christina: Problemlösning är ju det som vi har tryckt jättemycket på och att det var jättemånga som sa det i femman att det kräver så mycket tålamod. Och man måste backa tillbaka - varför blev det inte som jag har tänkt?

Även Ture beskriver programmeringens nytta i att träna problemlösning. Han menar att eleverna själva kan kontrollera om de programmerat rätt, då programmet ska fungera önskvärt, annars måste de gå tillbaka och hitta felet för att sedan korrigera det. Han berättar att han har tänkt på att införa det i programmerings-undervisningen som ett moment, att hitta felet och korrigera det som ett steg i problemlösningen. Programmeringslektionerna i Tures undervisning är lagda på den lektionen som är avsedd och uttalad för problemlösning.

Ture: Det skulle vara jätteroligt om jag kunde programmera någonting åt mina elever där det fanns en bugg och så ska de försöka lösa den på något sätt - det är väl ett steg i

framtiden.

Även när det kommer till begreppsförmågan är alla lärare eniga att många matematiska begrepp används i programmering. Det som framkommer i samtalet är att det i första hand, och redan på introduktionsstadiet, blir viktigt att känna till och förstå koordinatsystemets begrepp. Tage beskriver att x- och y-axlar är det första som eleverna stöter på men att det sedan utvecklas ju längre de arbetar med programmering. Vidare uttrycker han just att programmering passar mycket bra just för träning av koordinatsystem.

Tage: Om man tittar på begreppsförmågan så får du in x & y-axlar, du får in olika… du kan ju få in nästan vad som helst. Men just x och y är det första man stöter på bara genom koordinatsystemet

Lärarna ger en tydlig enhetlig bild att många begrepp tränas och används i programmering, dels direkt kopplade till koordinatsystem men även geometriska former, vinklar, grader och begrepp som vad en funktion är.

Lärarna är tydliga med att resonemang och kommunikation kan tränas och synliggöras i

programmering, beroende på hur undervisningen läggs upp. Dels som nämnts tidigare, arbetar flera av lärarna med programmering parvis, eller i små grupper, där eleverna tillsammans ska lösa uppgifter i programmeringen. På så sätt synliggörs resonemanget hos eleverna. Christina berättar att de numera är två pedagoger i klassrummet, vilket möjliggör att hon kan gå runt hos eleverna och observera vad de gör och hur och om vad de resonerar:

13

Christina: Framförallt är det ju resonemang och hur de pratar - man vill ju höra hur de funderar och tänker när de gör - vilket språk de använder och så.

Flera lärare uttrycker att det är samarbetet i programmering som är en förutsättning för att ett resonemang ska synliggöras. Eleverna som arbetar i par tvingas förklara och sätta ord på hur och varför de föreslår något. I samarbetet anser de även att kommunikationsförmågan tränas och synliggörs. Ture har erfarenhet med att arbeta med programmering även i lägre åldrar och anser att både resonemang och kommunikation synliggörs i samarbetet mellan elever som programmerar:

Ture: Kommunikation - prata med varandra, samarbeta. Det tycker jag är väldigt spännande - det gjorde jag mycket förr när vi började med programmering, då fick de sitta två stycken med en iPad och så fick de diskutera med varandra hur de skulle lösa problemen - och då kommer det in mycket kommunikation.

Olle uttrycker att kommunikation och resonemang blir ett naturligt inslag i undervisningen med programmering och att eleverna oftast väljer att arbeta i par eller grupp trots att det har varsin dator.

Tage beskriver programmering som en matematisk uttrycksform och menar att kommunikationen synliggörs på så sätt.

Tage: Även resonemang och kommunikation - att använda det som… - det är en matematisk uttrycksform - programmering idag. Du använder och kommunicerar egentligen med ettor och nollor för att skapa.

Lärarna anser att eleverna kan ges möjlighet att träna metodförmågan när de arbetar med

programmering och Harriet ger exemplet att eleverna måste lägga ihop alla stegen och räkna ut dem.

Tage anser även han att metoder synliggörs och tränas på, men inte förrän eleverna når en djupare nivå av programmering.

Verktyg i flera ämnen

De intervjuade lärarna har en gemensam syn på programmering som ett verktyg och flera av dem nämner att det inte behöver vara knutet endast till matematiken. Christina, som har erfarenhet av att jobba i både mellanstadiet och i lågstadiet ser fördelar i svenskämnet då grunderna i programmering oftast handlar om lägesord som till exempel före, bakom och till höger om. Flera av lärarna nämner att programmering med fördel kan användas i svenskämnet som ett alternativ till att skapa och presentera berättelser. Programmering kan även med fördel användas i svenskan i undervisningen om

instruerande texter och att elever själva kan se den kopplingen.

Harriet: Det går ju även in i svenska, tänker jag, när man pratar om instruerande text - det är superbra att använda programmering för det. Först ska du göra så här, sen ska du göra så här….eleverna i sina utvecklingssamtal. " - Jaha det är som programmering…" Så de kopplar så!

Flera ämnen nämns, där programmering med fördel kan användas: NO, slöjd och engelska. Olle har redan nu ett fungerande ämnesövergripande samarbete med slöjden och Harriet uttrycker att det är en önskvärd utveckling i hennes egen undervisning – att samarbeta med slöjden. Flera av lärarna anser att programmering är ett viktigt och användbart verktyg och uttrycker även att det borde få mer fokus, antingen som ett eget ämne, eller utspritt över flera så att fler lärare får ansvaret att undervisa i det.

Tage ger uttryck för att det borde vara ett eget ämne för att gynna eleverna dels för att ge det fokus och dels för att lärarna som undervisar i det ska ha gedigen kompetens.

14

Tage: Det borde vara ett eget ämne så att läraren får kompetens i det så att det kan integreras i de andra ämnena. Jag vill gärna ha det som ett verktyg i de andra ämnena för att arbeta med, men eleverna behöver få tiden och energin att sätta sig in i det med lärare som vet vad de håller på med.

Programmering i en klassrumspraktik

Alla lärare har av olika anledningar tagit initiativ till att introducera programmering i sin undervisning.

Anledningar som nämns är inspiration från kollegor och ledning eller huvudman eller av ren slump genom att testa ett program. Olle menar att för honom är det viktigt att undervisningen är nära eleverna, deras intressen och värld och därför blev programmering ett naturligt tillskott i undervisningen.

Olle: Jag lyssnar väldigt mycket på vad barnen vill - och de vill lära sig detta! Och vill man anknyta till deras värld så kommer man alltid till en dator till slut.

Skolledningen i alla skolor stöttar och några lärare uttrycker att det närmast förväntas av dem att de ska arbeta med programmering. Christina är den lärare som initierade programmering i sin skola och fick ansvaret att ta fram en IT-plan för skolan med tydliga programmeringsmål för varje årskurs, något som hon tillsammans med en kollega gjorde och sedan implementerade. Hon nämner dock att

utvecklingen snabbt går framåt och att planen måste justeras eftersom eleverna idag redan i

förskoleklass möter programmering nu. Ett par av lärarna ansvarar för programmering i flera klasser än vad de vanligtvis undervisar i och får även ofta utbilda och stötta kollegor. Tage berättar att

diskussionen om programmering togs upp i kollegiala samtal där de tillsammans identifierade behovet av att integrera programmering i undervisningen trots att det ännu inte är inskrivet i läroplanen.

Tage: I samtal med kollegor så har det vuxit fram att det faktiskt är ett behov som eleverna kommer att ha i framtiden, och då känns det som att det är värt att satsa på redan innan det skrivs in i kursplanerna. För att det finns utrymme för det i kursplanerna redan nu, både i matematiken och i tekniken.

I samtalen framkommer det att alla lärare introducerar programmering genom att använda visuellt programmeringsspråk, så kallad block-programmering. Flera lärare anger SCRATCH och SCRATCH Jr som ingångsprogram, men påpekar sedan att efter det vill de vidare. Både Olle och Harriet använder sig av program där det finns en inbyggd progression. Programmet är uppbyggt i klassrumsstruktur, där eleverna loggar in och lärarna kan följa varje elevs arbeten.

Olle: För det blir lätt hänt att det man lär ut SCRATCH och så sitter de och färglägger en katt och får den att göra någonting, men det blir inte så att de lär sig ett systemtänk. Här, varje lektion lär de sig något nytt. Då är det lättare som lärare att följa och tydliggöra syftet.

Lärarna som deltog i studien uppger en bred variation av olika program som de känner till och i de flesta fall har provat. Flera av lärarna menar att valmöjligheter råder det ingen brist på, inte heller utbildningar och workshops för att lära sig dessa. Det är snarare en fråga om tid att sätta sig in i dessa och värdera dem utifrån ett ämnesdidaktiskt perspektiv. Alla lärare arbetar med något sorts program som de valt av olika anledningar och de ser både fördelar och nackdelar med dessa. Att

undervisningen är verktygsorienterad innebär möjligheter då lärare inte behöver designa egna upplägg

15

helt från början men också hinder genom verktygens egna didaktiska begränsningar och det stora urvalet:

Tage: Det är väldigt verktygsorienterat än så länge, man har inte riktigt hittat vilka verktyg som man ska använda. Didaktiken ingår lite grand, det är förinställt i verktygen, det är det som jag upplever som ett stort problem. Så fort du väljer verktyg så är du begränsad av verktyget till vilken pedagogik du vill använda. För ofta finns det en inbyggd progression i de verktyg som företagen säljer.

Harriet: Det som är svårt är - vad ska jag göra, det finns egentligen inget färdigt material. Det finns många aktörer som hoppar på - halvdåliga saker som man ska köpa in.

Mål och progression

Progression och dokumentation är ett par saker som lärarna nämner som svårigheter med

programmering. I samtalet om progression handlar det om två olika perspektiv. Det ena perspektivet berör avsaknad av mål för varje årskurs. Ture benämner det som avsaknad av struktur och efterfrågar en tydlig bild på vad eleverna ska kunna när de lämnar en årskurs vilket även bekräftas av Tage.

Tage: För att det är ett problem just nu - vi har ingen erfarenhet av det. Vi vet inte riktigt hur vi ska handskas med det här. Vi står i ett litet vakuum, vi kan lära eleverna hur man gör, vi kan träna elever i tänkandet och vi kan absolut mäta vad de kan - det är inte

problemet. Det handlar om… - Vad ska de kunna? Vi har ingenting som säger att de ska kunna någonting om det här.

Det skiljer sig åt på skolorna huruvida skolan har en formulerad målbild. I intervjuerna är det endast i samtalet med Christina som det framkommer att skolan har en uttalad programmeringsplan med tydliga årskursmål formulerat. Den andra delen i samtalet om progression handlar om elevernas progression och hur detta dokumenteras. Även detta, framkommer det från några av lärarna, är till största delen styrt av verktygen som används. I de verktyg som används av Harriet och Olle ges uppgifter ut till klassen där eleverna sedan får stjärnor efter hur väl de utfört uppgiften. Lärarna som har egen klassinloggning kan sedan följa elevernas progression som dokumenteras. Dokumentation av elevernas prestationer benämns som en av svårigheterna. Tage och Christina försöker dokumentera genom att observera och anteckna, något som för Christina har underlättats sedan hon fick en pedagog till i klassrummet under programmeringslektionerna.

Transfereffekter

I samtalet om huruvida lärarna kan se några effekter av programmering i övriga

matematikundervisningen så framkommer det som redan nämnts: logiska tänkandet och

noggrannheten. Tage upplever att de matematiska förmågorna tränas med programmering men att det kan vara svårt att se tydliga effekter:

Tage: det finns ju ett underförstått syfte från min sida - men det finns inget uttryckt i läroplanen, vilket innebär att jag tränar förmågorna med hjälp av programmering och mäter det på ett annat sätt för att se om det går att lyfta mellan olika kontexter. Vilket ska vara svårt, vad jag vet - att ta det från en kontext till en annan.

Han tycker sig kunna se generellt ökade matematikkunskaper i den årskurs han tidigare undervisade i och som nu har gått till högstadiet. Dock tydliggör han att han inte kan säkerställa om det är effekterna av den övriga undervisningen eller om det var en kunskapsmässigt stark årskurs.

16 Genusskillnader

I klassrummets undervisning vittnar alla lärare om att alla elever kan lära sig att programmera men att attityderna skiljer sig åt mellan pojkar och flickor. Framförallt är det i det initiala skedet, vid

introduktionen av programmering som skillnaderna framkommer. En del pojkar visar en övertro på sig själva för att sedan upptäcka att det inte alltid är så enkelt när de angriper uppgifterna. Lärarna

upplyser dock att detta är en generaliserad bild. Flickorna å andra sidan uttrycker att det kan vara svårt och tror inte att de kan.

Harriet: Oftast, när man börjar, så är killarna så PÅ. De tycker att det är deras grej, men så kommer de sen fram till att det inte är speciellt enkelt. Tjejer, eller även vissa elever som är duktiga i många andra ämnen – koncentrerade och strukturerade.... tror inte att de kan - till att börja med... Sen kommer de på att det är som vilket annat ämne som helst. - och då är det som " jaha, då kör vi!" och så får de ut lösningarna mycket fortare än vad de kanske trodde att de skulle få.

Hon påpekar även att de elever, då framförallt pojkar som går in med en tuff attityd, också får ett tufft fall och kan behöva extra stöttning för att få upp motivationen igen. Christina vittnar även hon att flickorna initialt uttryckte en rädsla att göra fel medan pojkarna orädda testade sig fram, medan Tage anser att flickor snarare uttrycker en negativitet mot programmering som grundinställning. Alla lärare påpekar dock att de flesta elever oavsett kön efter introduktion tycker att programmering är roligt och att skillnaderna i inställningen som uttrycks initialt mellan pojkar och flickor avtar eftersom. Däremot, berättar Olle, att han ser skillnader i teman och uttryck mellan pojkar och flickor, men att de i grunden utför samma arbete:

Olle: I SCRATCH då får man välja vilket ämne, vilket tema man ska programmera i. Då väljer pojkar gaming och flickor väjer mode. Och så tittar jag: vad gör du egentligen här på gaming? Och så tittar jag på flickorna. De gör samma sak men de väljer olika teman.

Testa och kör!

Lärarna har olika erfarenhet i att själva programmera men ungefär lika lång när det kommer till att undervisa elever i det. De flesta lärare uppger att inte hade någon erfarenhet av eller kunskap om vad programmering var, eller vad det innebar innan de introducerade det i sin undervisning. Dessutom är det flera av dem som initierat programmering på skolan. Lärarna som intervjuats uttrycker alla en orädd attityd med uppmaning till kollegor att våga testa.

Harriet: Man måste våga! Jag säger det - det är nummer ett! Det är där det stannar hos alla. man vågar inte, man tror inte att man kan. Men jag kunde inte heller! Men man lär sig samtidigt som dem om man bara vet hur man är pedagogisk. Precis som man gör med precis allting annat. Kasta sig ut!

Det framkommer i samtalet att den pedagogiska kunskapen i det här fallet ger en stadig grund att stå på och att de ämneskunskaper som behövs snarare kan upptäckas tillsammans med eleverna. Den inställningen delar flera av lärarna som är medvetna om att de undervisar inom ett område som inte ännu är obligatoriskt.

Ture, som nu undervisar i en årskurs fyra berättar att han efter att ha deltagit i utbildningar och workshops testar på eleverna och att hans orädda inställning smittar av sig. De vågar också testa och

17

göra fel och bryr sig inte nämnvärt och att den oräddheten bidrar till att eleverna själva efterfrågar hur de ska avancera i programmering.

Ture: Eleverna är så orädda, de bara testar och gör fel, de bryr sig liksom inte riktigt. Oftast blir det ju rätt. Absolut från första början så fick de programmera varandra egentligen.

De fick gömma en grej, eller lägga den någonstans och sen skulle de förklara för sin kompis hur de skulle gå till det här föremålet genom att spela in vägen. Det gick lite sådär - de upptäckte ju att man kan inte bara säga ett steg, utan hur långt är det steget och så där. Så de började ju med det, sen började vi med blockprogrammering och sen är tanken att de ska kunna skriva vanlig kod. Det är många elever redan nu som ber om att få skriva egen kod.

Sammanfattning

Resultatet visar att lärarna lyfter fram medvetenhet, att kunna påverka samt källkritik som en av de främsta anledningarna till att införa programmering i sin undervisning. Utöver detta påvisas även att de kan se en nytta med programmering sett ur ett arbetsmarknadsperspektiv; för att ge eleverna en möjlighet att bli eftertraktade på en framtida arbetsmarknad. Eleverna gavs i och med programmering i undervisningen, möjlighet att utveckla en rad förmågor, både generella och specifikt kopplade till matematikens kursplan. De generella förmågorna som visades i resultatet var samarbete, logiskt tänkande som även omnämndes som analytiskt tänkande eller systemtänkande.

När samtalet berörde de olika matematiska förmågorna som står utskrivna i kursplanen (Skolverket, 2011) blir problemlösning och begrepp det första spontana svaret. Kommunikation och resonemang är även det tydligt anser lärarna och dessa förmågor framkommer framförallt i samarbetsövningar, något som lärarna förespråkar i undervisningen av programmering. Angående metodförmågan, anser lärarna att det finns och går att synliggöra och träna på, men inte lika tydligt och självklart som de övriga förmågorna.

Programmering ses som ett verktyg som kan användas i flera ämnen för att utveckla deras förmågor.

Resultatet påvisar att i nuläget är undervisningen verktygsorienterad något som dels underlättar, men också begränsar. Inga transfereffekter kunde direkt påvisas, men inte heller visade resultatet att lärarna förväntade sig det.

Lärarna beskrev att flickor initialt kunde visa en negativ attityd till programmering, medan pojkarna generellt visade en orädd attityd. Dessa attityder blev mer likvärdiga efter att undervisningen pågått ett tag och resultatet visade att inga lärare ansåg att det var någon skillnad i kompentens mellan könen.

Resultaten visade dock att när elever väl mött programmering påvisades en orädd attityd med en egen önskan om progression.

Diskussion

Studien syftar till att bidra med ämnesdidaktisk kunskap om programmering i matematikämnet för att komplettera det nuvarande forskningsfältet med anledning av den föreslagna läroplansrevideringen.

Studien fokuserar på att undersöka syftet med att införa programmering i undervisningen, vilka

18

förmågor som utvecklas och vilka övriga effekter som påvisas, baserat på intervjuer av några mellanstadielärare som redan idag använder programmering i sin matematikundervisning.

Studiens resultat visar att lärarna har identifierat ett behov hos eleverna, ett behov som ännu inte skrivits in i läroplanen och kursplanerna. Precis som Europakommissionen (2007) beskriver digital kompetens som en av de åtta nyckelkompetenserna som vi medborgare, inte minst skoleleverna (SOU 2014:13), behöver utveckla, beskriver även lärarna den kompentensen som ett behov hos eleverna.

Studien visar på olika syften som lärare framhåller till varför programmering är viktigt att införa i undervisningen. Resultatet visar att lärarna beskriver att det är av vikt att eleverna vet om att de kan och har kunskap om att kunna förändra den digitala världen. För att kunna förändra så krävs det en medvetenhet och kunskap om vad som finns bakom skärmen samt att kritiskt kunna granska den. Både Europakommissionen (2007) och Digitaliseringskommisionen (SOU 2014:13) menar att det finns ett ökat behov av en digital kompetens och nämner bland annat den demokratiska aspekten och den ekonomiska aspekten samt även en epistemologisk aspekt (Rolandsson, 2014). Den demokratiska aspekten kan tolkas som det som lärarna anger som ett av syftena med att införa programmering i utbildningen, att utbilda demokratiska medborgare som aktivt kan delta och påverka samhället i den föränderliga värld vi lever i. Lärarna uttrycker tydligt att en viktig anledning till att införa

programmering i undervisningen är att möjliggöra för eleverna att kunna vara producenter och inte endast konsumenter. Detta skrivs även uttryckligen ut i Digitaliseringskommissionens delbetänkande som menar att det inte räcker att vara konsument av digitala verktyg utan att det är av vikt att även ha möjligheten att påverka deras utformning och innehåll (SOU 2014:13). Förutom kritiskt tänkande och en möjlighet att påverka anser lärarna att programmering på schemat även syftar till att rusta eleverna för den framtida arbetsmarknaden, där lärarna förutspår att det kommer att finnas ett stort behov av programmeringskunskap inom många yrken. Denna syn går helt i linje med vad Europakommissionen (2007) anser vara en av anledningarna till att fokusera på den digitala kompetensen.

Studiens resultat visar att lärare dels identifierar ett generellt lärande utan direkt koppling till de matematiska förmågorna, vilket kan ses ur ett epistemologiskt perspektiv där ett visst sorts tänkande och viss sorts kunskap tränas och utvecklas i och med programmering. Det framkom i resultat att eleverna arbetar och tränar i en sort process- eller systemtänkande när de får arbeta med

programmering. Det beskrivs bland annat som förmågan att kunna dela upp ett stort problem till ett mindre för att sedan kunna arbeta med det systematiskt. Det framkommer i studien att det inte är själva problemlösningen i sig som är det väsentliga utan den process och det tänk som de anser att eleverna införskaffar genom att arbeta med programmering. Just att beskriva det som en process, som innefattar flera kompetenser som till exempel logiskt och analytiskt tänkande är det även flera forskare som gör, då oftast inom begreppet datalogiskt tänkande. Informanterna utrycker denna process med olika begrepp och olika förmågor, något som även forskarna är eniga om: att det saknas en enhällig definition (Wing, 2006, Heintz et al., 2015; Mannila, et al., 2014).

Studien lägger fram resultat som visar på vikten och nyttan av samarbete mellan eleverna i arbetet med programmering och menar att förutom samarbetsförmågan tränas även eleverna i kommunikation och resonemang. Det framkommer att egen dator eller iPad inte är ett nödvändigt krav då eleverna med fördel arbetar i par eller mindre grupper. Resultatet visar att även de lärare vars elever har varsin dator eller iPad uttrycker att samarbetet är väsentligt för att få ta del av och träna kommunikation och resonemang. International Society for Technology in Education, ISTE, (2011) menar i sin definition av datalogiskt tänkande att det finns ett antal förmågor och attityder som förstärker den analytiska och systematiska tankeprocessen. Precis som lärarna anger, anser de att bland annat förmågan att

samarbeta och kommunicera för att nå gemensamma mål är en av dessa. En annan förmåga eller

19

attityd som ISTE uttrycker är att det är viktigt att ha en uthållighet vilket behövs i arbetet med komplicerade problem. Resultatet visar att tålamod var en förmåga som eleverna visade i arbetet med programmering och att eleverna dessutom själva uppmärksammade att de hade blivit bättre på det.

Studiens resultat visar att lärarna uppger att de kan se flera olika förmågor utvecklas och tränas utan att de behöver vara kopplade till kursplanen i matematik. I diskussion framkommer det snarare att det är ett lärande som sträcker sig över och utanför kursplanerna vilket stämmer överens med det synsätt som Heintz et al. (2015) uttrycker för begreppet datalogiskt tänkande som enligt dem bör etableras som en uppsättning av förmågor eller allmänna färdigheter som används på ett tvärvetenskapligt sätt genom hela kursplanen. De förmågor som resultatet visar kan tolkas som färdigheter som eleverna har nytta av i såväl skolans alla ämnen, som i det vardagliga livet. Detta är i enlighet med Kafai och Burke (2013) som menar att effekterna av att eleverna ges möjlighet att lära sig programmering blir påtagliga även i vardagslivet främst genom ett systematiskt tankesätt och effektivitet i att lösa problem.

Flera begrepp som förekommer i tidigare forskning, framförallt programmering och datalogiskt tänkande, anknyter till problemlösning (se bland annat Nygårds, 2015; Kafai & Burke, 2013; Wing, 2006; Wing, 2008). I resultatet framkommer det att även lärarna knyter sitt arbete med programmering till problemlösningsförmågan. Problemlösningsförmåga och även begreppsförmåga anges utan att intervjuaren har nämnt eller lett in intervjun på matematiska förmågor enligt kursplanen i matematik (Skolverket, 2011). Skolverket anger i sitt revideringsförslag (Skolverket, 2016) att problemlösning inom programmering ska behandlas först i kursplanen 7-9. Resultatet visar att lärarna angav att problemlösning var centralt men endast en lärare uppgav att det kommunicerades tydligt till eleverna.

Dock visar studien att trots att det inte framgick tydligt att just problemlösning kommunicerades till eleverna är det så pass centralt i programmeringen att arbetet med programmering schemalades på problemlösningsblocket inom matematikundervisningen.

Resultatet visar att arbetet med programmering kunde kopplas till matematikkursplanens syften, de fem förmågorna begrepp, problemlösning, metod, kommunikation och resonemang och ge tydliga exempel på hur detta påvisades. Calao et al. (2015) visar i sin studie att matematiska förmågor utvecklas positivt när eleverna arbetar med programmering. En viktig skillnad är att den studien undersökte elevernas lärande, medan denna studies resultat är ur lärarnas perspektiv.

De förmågor som tydligast framkom var problemlösningsförmågan och sedan begreppsförmågan.

Resultatet visar att även resonemangs- och kommunikationsförmågan tränas och då framför allt när undervisningen är utformad så att ett samarbete mellan elever uppstår. Även metodförmågan gavs möjlighet att tränas på, men framstod inte lika tydligt visar resultatet. Just den förmågan var svår att se i den nivå av programmering där eleverna befann sig men vid djupare programmering så blev den snarare en självklarhet. Med djupare programmering menas att eleverna arbetar med flera olika programmeringsspråk och inte den vanligt förekommande visuella blockprogrammeringen (Kjällander et al., 2015). Studien visar att lärarna väljer att arbeta med visuell programmering som de ser som en start och introduktion, för att sedan kunna avancera till att programmera med olika

programmeringsspråk. Några lärare uttryckte att de redan nu i mellanstadiet är redo och sporrade att prova flera olika programmeringsspråk i undervisningen. Återigen visar de lärarna som har påbörjat och arbetat med programmering i undervisningen att deras tankar och planer befinner sig en kursplan högre än Skolverkets förslag som lämnats till regeringen (Skolverket, 2016). Studiens resultat

demonstrerar att lärarna önskar tydliga programmeringsmål formulerade årskursvis; vad som förväntas att eleverna ska kunna vid en viss årskurs.

Precis som både Nygårds (2015) och Kafai och Burke (2013) visade studiens resultat att

programmering inte är något självändamål utan att lärarna anser att det är ett flexibelt verktyg som kan

20

och bör användas i alla ämnen. Lärarna, liksom Nygårds (ibid), kan ge exempel på flera ämnen där programmering med fördel kan användas. Ett av de ämnen som nämns ett flertal gånger är

svenskämnet, där programmering anges som ett verktyg i både framställning och för att illustrera och strukturera berättande. Ingen egentlig transfereffekt kan identifieras utan resultatet visar snarare på dels att lärarna ser ett ämnesövergripande syfte eller som nämnts ovan; som ett verktyg där olika förmågor tränas. Voogt el al. (2015) och Rolandsson (2015) anser att transfereffekter inte uppnås automatiskt utan att då måste undervisningen planeras utifrån det syftet och de uttalade intentionerna.

En av lärarna berättar att hon pratar problemlösning med eleverna men anger att inga direkta

transfereffekter i varken matematik eller andra ämnen kan ses. Resultatet påvisar att lärarna inte heller visar någon tro på eller förväntan av att det ska finnas transfereffekter vilket är motstridigt med vad som lyfts fram i forskningen (Calao et al., 2015; Kjällander et al., 2015).

Digitaliseringskommissionen (SOU 2014:13) lyfter fram det faktum att ett införande av programmering inte kan vila på beprövad erfarenhet då både erfarenhet och forskning saknas. I avsaknad av detta lämnas ett utrymme för kommersiella och ideella organisationer att driva frågan samt skapa en uppsjö av olika program och appar med tillhörande utbildningar och workshops.

Lärarna vittnar om att det kan vara svårt att välja mellan dessa samt att det dessutom är tidskrävande att sätta sig in i nya program, utan att veta vilken kvalité dessa har. Programmen spelar en stor roll i lärarnas undervisning, där elevers progression och dokumentation av denna med fördel finns inbyggd i programmet.

Ytterligare en central faktor i undervisningen berörde den allmänna bilden om att flickor inte skulle anse att programmering var intressant eller roligt. Programmering anses vara ett mansdominerat område (Kjällander et al., 2015) och flera programmeringsprojekt utanför grundskolan är fokuserade just på att speciellt intressera flickor. Resultatet visar en liknande bild, att flickor har en något negativ attityd till programmering. Dock är det endast initialt och är övergående så snart de provat och arbetat med programmering ett tag. Precis som avsaknaden av forskning som påvisar skillnad i kompetens mellan flickor och pojkar avseende programmering, visar studiens resultat en överensstämmande bild.

Det är endast attityden initialt som skiljer mellan pojkar och flickor, kompetensmässigt är det ingen skillnad.

Slutsats

Lärarna beskriver i studien att syftet med att införa programmering i undervisningen framförallt har ett demokratiskt och ekonomisk syfte. Att eleverna ska kunna påverka, öka medvetenheten och kritiskt granska den digitala världen samt att kunna säkerställa kunskap inför den framtida arbetsmarknaden anges som några skäl. Vidare visar studiens resultat att generella förmågor som samarbete och logiskt eller systematiskt tänkande ges möjlighet för eleverna att utveckla när programmering används i undervisningen. Lärarna beskriver att av de fem matematiska förmågorna som anges i läroplanen (Skolverket, 2011) så är det problemlösning och begrepp som tränas i första hand. Dessutom ges eleverna möjlighet att utveckla såväl kommunikations- som resonemangsförmågan när

programmeringsarbetet sker i par eller smågrupper. Lärarna anger att de inte anser att

programmeringens lärande spiller över till andra ämnen, så kallade transfereffekter, men det finns inte heller någon förväntan om att det ska ske. Programmering beskrivs som ett flexibelt verktyg och inte ett mål i sig. Skillnaden mellan pojkars och flickors attityd är initial, där flickor kan visa en negativ attityd till programmering. Detta beskrivs dock som övergående och kompetensmässigt finns ingen skillnad mellan pojkar och flickor menar lärarna.