Matematik och programmering i skolan
– nu och i framtiden
En kvalitativ undersökning om elevers möjlighet att utveckla
kunskaper och förtrogenhet till programmering och matematik från
förskoleklass till årskurs 3
Mathematics and programming in school - now and in the future
Josefin Berglund & Madeleine JärvekvistAkademin för utbildning, kultur Handledare: Mari Stadig Degerman och kommunikation
Examinator: Jan Olsson Examensarbete i lärarutbildningen
Avancerad nivå
Akademin för utbildning EXAMENSARBETE
kultur och kommunikation MAA017 15 hp
VT 2020
SAMMANDRAG
Josefin Berglund & Madeleine Järvekvist
Matematik och programmering i skolan – nu och i framtiden
En kvalitativ undersökning om elevers möjlighet att utveckla kunskaper och förtrogenhet till programmering och matematik från förskoleklass till årskurs 3.
2020 Antal sidor: 36
Syftet med föreliggande studie är att kartlägga vilka möjligheter elever har till att utveckla kunskaper och förtrogenhet till programmering och matematk från förskoleklass till årskurs 3 efter revideringen av läroplanen 2018. Studiens ansats är kvalitativ med utgångspunkt i ett läroplansteoretiskt perspektiv. Utifrån nio lärare framkom det att elever får goda möjligheter att utveckla kunskap och förtrogenhet till programmering. Det genom att lärare på många olika sätt arbetar både analogt och digitalt, praktiskt och teoretiskt utifrån det centrala innehållet i den reviderade upplagan av läroplanen. Däremot används sällan programmering för att utveckla mer konkreta matematiska kunskaper i de lägre åldrarna.
School of Education, Culture MAA017 15hp and Communication VT 2020 ABSTRACT
Josefin Berglund & Madeleine Järvekvist
Mathematics and programming in school - now and in the future
2020 Number of pages: 36
The purpose of the present study is to identify what opportunities pupils have for developing knowledge and understanding of programming and mathematics from preschool to year 3 after the revision of the curriculum in 2018. The study's approach is qualitative and based on a curriculum theoretical perspective. On the basis of nine teachers, it was found that pupils do have good opportunities to develop knowledge and understanding of programming. Teachers process programming in many different ways both analog, digital, practical and theoretical based on the central content of the revised curriculum edition 2018. However, programming is rarely used to develop more concrete mathematical knowledge in the lower ages.
______________________________________________________________________________ Keywords: Programming, mathematics, digital tools, curriculum.
Innehåll
1. Inledning ... 6
1.1 Problemområde, syfte och forskningsfrågor ... 7
2. Litteraturgenomgång ... 8
2.1 Begrepp och definitioner ... 8
2.2 Forskningslitteratur ... 9 3. Teoretiskt perspektiv ... 12 3.1 Historiskt perspektiv ... 12 3.2 Nutida perspektiv ... 13 3.3 Framtida perspektiv ... 13 4. Metod ... 13
4.1 Metodologi och genomförande ... 13
4.1.1 Validitet och reliabilitet ... 14
4.1.1.3 Generaliserbarhet ... 15
4.1.2 Urval och etiska överväganden ... 15
4.1.3 Datainsamling ... 16 4.1.4 Databearbetning ... 17 5. Resultat ... 18 5.1 Samhälle ... 18 5.1.1 I samhället ... 18 5.1.2 I skolan ... 19 5.1.3 Läroplanen ... 19 5.1.4 Undervisning ... 20 5.1.5 Kunskaper ... 20 5.2 Användning ... 21 5.2.1 Tillvägagångssätt ... 21 5.2.2 Synsätt ... 21 5.3 Förhållningssätt ... 22 5.3.1 Kunskapskrav ... 22 5.3.2 Synliggörande ... 22 5.3.3 Utformning ... 23 5.4 Förståelse ... 23 5.4.1 Insikt ... 23
5.4.2 Fortbildning ... 24 5.4.3 Fokus ... 24 5.4.4 Relevant innehåll ... 25 6. Slutsatser ... 26 6.1 Samhälle ... 26 6.2 Användning ... 26 6.3 Förhållningssätt ... 26 6.4 Förutsättningar ... 26 6.5 Slutsats ... 27 7. Diskussion ... 27 7.1 Metoddiskussion ... 27 7.2 Resultatdiskussion ... 28 8. Framtida forskningsfrågor ... 30 Referenslista ... 32 Offentliga tryck ... 32 Litteratur ... 33 Bilaga 1. ... 36
1. Inledning
År 2017 beslutade regeringen att förtydliga och förstärka skrivelserna i Läroplan för
grundskolan, förskoleklassen och fritidshemmet 2011 - reviderad 2019
(Regeringskansliet, 2017; Skolverket, 2020a). Syftet var att stärka den digitala
kompetensen hos elever samt att tydliggöra skolans uppdrag i en allt mer digitaliserad värld och ett samhälle i utveckling (Regeringskansliet, 2017). Därmed skrevs
programmering in i läroplanen (Skolverket, 2020a) för att elever ska kunna inhämta och utveckla de kunskaper som kommer att behövas i framtiden. Dock används
programmering av vår erfarenhet mer som en praktisk övning utan syfte och mål. Elever får ofta arbeta med programmering med hjälp av digitala verktyg såsom
Ladybug, Blue-Bot samt ScratchJr och Lightbot Hour på iPad. Detta under
matematikämnets lektioner utan att det kopplas till relevanta ämneskunskaper såsom
enkla stegvisa instruktioner och begrepp såsom algoritm, sekvens och loop som
läroplanen och Skolverkets uppföljning av den nationella digitaliseringsstrategin för skolväsendet 2018 (Skolverket, 2020a; Skolverket, 2018a) föreskriver.
Arbete med programmering inom matematikämnet möjliggör utforskande, för att pröva och använda entydiga stegvisa instruktioner inom problemlösning istället för att hitta ett rätt svar. Inom de lägre åldrarna innebär det att hjälpa eleverna att utveckla strategier för att tänka och arbeta med algoritmer och logiskt tänkande för att senare kunna dela upp problem i mindre sekvenser för att kunna felsöka, korrigera och tolka olika resultat (Skolverket, 2018a). Detta kan ses som att eleverna i och med programmering i
matematikundervisningen kan utveckla datalogiskt tänkande och därmed kunskaper inom problemlösning med datavetenskapliga begrepp (Lye & Koh, 2014).
Enligt Skolverket (2020a) ska alla elever ges möjlighet att utveckla sin förmåga att använda digitala verktyg. I ett led att utveckla digital kompetens med fokus på
matematik ska undervisningen i programmering ge eleverna kunskap om att undersöka problemställningar, lära sig relevanta begrepp, göra beräkningar samt presentera och tolka data (Skolverket 2020a). Cederqvist (2019a) beskriver att många länder framhävt programmering som en viktig del i den digitala kompetensen. Några länder har
implementerat programmering i skolan som ett separat ämne. Sverige däremot har valt att inte ha det som ett fristående ämne utan har i den reviderade upplagan av läroplanen valt att integrera programmering i bland annat ämnena matematik och teknik.
Cederqvist (2019b) menar att ett flertal lärare upplever en osäkerhet inför undervisning i programmering på samma sätt som Segolsson (2006) påpekar att många lärare känner en otrygghet i undervisningen på grund av kunskapsbrist. Om lärare anser sig ha bristande kunskaper att stödja sin undervisning på kan det bli problematiskt och eleverna riskerar att inte nå den kunskap och förståelse inom programmering och
matematik som ska förbereda dem för att leva och verka i samhället (Skolverket, 2020a). Därav behöver eleverna tidigt få möta digitala verktyg och arbeta med dem i
matematiska sammanhang (Skolverket, 2017).
Det finns ett material som Eskilstuna kommun (2020a) har tagit fram som heter
Digitalia. Det sammanfattar vad eleverna ska inhämta för kunskaper kring
programmering som de förväntas erhålla i skolan, vars syfte är att förtydliga för lärare vilka kunskaper och förmågor eleverna ska utveckla. Detta kan behövas eftersom lärare
vi mött anser att det finns ett stort tolkningsutrymme i läroplanen, de menar att de enbart ser till de syftesformuleringar och det centrala innehållet i kursplanen för
matematik som berör programmeringen i sig. Kjällander, Åkerfeldt och Petersen (2016) beskriver att området programmering i utbildningsvetenskaplig forskning är begränsad. Därav finns det väldigt lite forskning och beprövad erfarenhet att luta sig mot som lärare med det nya uppdraget att undervisa i programmering med fokus på matematik. Det kan finnas en positiv aspekt av att inte ha en allt för detaljerad läroplan från början enligt Heintz, Mannila, Nordén, Parnes & Regnell (2017), då det kan vara lättare för lärare att ta sig an det nya uppdraget. Dock riskerar en läroplan som är öppen för tolkning att i slutändan inte ge lika möjligheter för alla elever i det svenska skolsystemet. På grund av tolkningsbarheten i läroplanen (Skolverket, 2020a) diskuteras inte explicita
matematikkunskaper i programmeringsområdet inom matematikämnet för F-3.
När målen i läroplanen är diffusa blir det oklart hur lärare ska kunna utforma
undervisning som gör att eleverna kan inhämta relevanta kunskaper och förmågor inom programmering och matematik. Sedan den första juni 2018 när regeringen bestämde att det skulle ske förändringar i grundskolans läroplan (Regeringskansliet, 2017) kan det upplevas som oklart vilket utfall förändringen har kommit att medverka till. På så sätt är det av stor vikt hur lärare väljer att tolka läroplanens (Skolverket, 2020a) skrivelser angående programmeringen i matematikämnet och dess tillkomst i läroplanen.
1.1 Problemområde, syfte och forskningsfrågor
Programmering har kommit att bli ett allt viktigare inslag i den svenska skolan och är nu en obligatorisk del i grundskolans läroplan. Eleverna ska ges möjlighet att utveckla kunskaper i och om programmering. Men det framstår som oklart hur programmering bearbetas inom matematikämnet i skolan, för att eleverna ska uppnå kunskaper om programmering inom F-3 när de inte specificeras i kunskapskraven.
Syftet med föreliggande studie är därmed att kartlägga vilka möjligheter elever har till att utveckla kunskaper och förtrogenhet till programmering i matematikämnet från förskoleklass till årskurs 3 efter revideringen av läroplanen 2018.
För att uppnå syftet behöver följande forskningsfrågor besvaras:
1. Hur anser nio lärare i F-3 att eleverna får möjlighet att utveckla en förståelse för programmering från förskoleklass till årskurs 3?
2. Hur arbetar nio lärare i F-3 med programmering för att ge eleverna möjlighet att utveckla kunskaper i programmering inom matematikämnet från förskoleklass till årskurs 3?
3. Hur anser nio lärare att de tillgodoser det centrala innehållet för programmering i årskurserna F-3?
4. Vad är det nio lärare i F-3 faktiskt gör i sin undervisning av programmering inom matematikämnet?
Forskningsfrågorna besvaras utifrån ett läroplansteoretiskt perspektiv (Lundgren, 2014) med en kvalitativ ansats (Denscombe, 2018).
2. Litteraturgenomgång
2.1 Begrepp och definitioner
AlgoritmEn algoritm i skolsammanhang kan beskrivas som instruktioner skapade för att i skolan användas exempelvis vid problemlösning. En algoritm beskriver hur eleven eller datorn ska arbeta för att lösa problemet. En algoritm är alltid exakt och utförs alltid steg-för-steg (Skolverket, 2018a).
Datalogiskt tänkande
Att abstrakt kunna tänka stegvist i logiska sekvenser, likt hur en dator löser problem benämns datalogiskt tänkande. Detta eftersom en dator inte tänker som människan gör, den följer enbart de instruktioner den blivit tilldelad (Skolverket, 2018a).
Digitalisering
Digitalisering innebär att material av skilda slag ofta analoga omformas till digitala för att användas digitalt i en dator (NE, 2020b). Detta är även ett uttryck som i dagens samhälle ofta används för att beskriva ökad användning av digitala verktyg i samhället. Digitalisering innebär också enligt Digitaliseringskommisionen (2014) användning av digitala lösningar som bidrar till ökad tillgänglighet av information i skola och samhälle via digitala verktyg och digitala plattformer.
Digital kompetens
Regeringskansliet (2017) förklarar digital kompetens som en nyckelkompetens. För elever och lärare betyder detta säker användning i nyttjandet av teknik. Det handlar också om att utveckla kunskaper och färdigheter av och i användning av digitala verktyg i undervisningssammanhang.
Digitala verktyg
Digitala verktyg som såsom dator, smartphone, surfplatta, internet och projektor som kan användas som hjälpmedel inom skolans verksamhet av elever och lärare i
undervisningsammanhang. Inom ämnet programmering finns även andra digitala verktyg att tillgå till exempel Blue-Bots som är en robot med bluetooth som gör att den kan styras från en surfplatta eller dator. En Blue-Bot kan också programmeras genom enkla knapptryckningar på robotens rygg. Även ScratchJr är ett
programmeringsprogram på introduktionsnivå för unga och barn för att skapa interaktiva sagor och spel. Genomförandet sker via att sätta ihop grafiska programmeringsklossar, block, som gör att figurerna kan röra sig.
Instruktioner
Instruktioner är grundläggande inom program och programmering. Det används exempelvis för att bearbeta data och göra olika beräkningar. Det finns inom
programmering tre huvudsakliga typer av instruktioner enligt Skolverket (2018a) dessa tre är sekvens, villkorssats och loop.
Loop
En loop är när en del av skripten upprepas ett antal gånger enligt instruktionen. Det kallas loop för att skripten är återkommande (Skolverket, 2018a).
Programmering
Nationalencyklopedin beskriver programmering i databehandlings sammanhang som ”skrivande av instruktioner för en dators arbete” (NE, 2020a). Enligt Skolverket (2018a) möjliggör arbete med programmering inom matematikämnet utforskande, för att pröva och använda entydiga stegvisa instruktioner inom problemlösning
istället för att hitta ett rätt svar. Inom de lägre åldrarna innebär det att hjälpa eleverna att utveckla strategier för att tänka och arbeta med algoritmer och logiskt tänkande för att senare kunna dela upp problem i mindre sekvenser för att kunna felsöka, korrigera och tolka olika resultat (Skolverket, 2018a).
Sekvens
En sekvens inom programmering är när ett visst antal stegvisa instruktioner är ordnade i en logisk ordning. En sekvens är en instruktion som berättar för datorn eller eleven i undervisningssammanhang vilka instruktioner som ska följas. Instruktionerna är i förväg bestämda och ordnade i sekvenser (Skolverket, 2018a).
Villkorssats
Ett steg i en stegvis instruktion i programmeringssammanhang benämns som en sats. En sats kan antingen berätta vad datorn eller eleven i undervisningssammanhang ska göra utan villkor eller utifrån i förhand givna villkor själv få bestämma utifrån en villkorssats. En villkorssats beskriver att om något är på ett särskilt sätt så ska något specifikt utföras (Skolverket, 2018a).
2.2 Forskningslitteratur
Forskningslitteraturen som används i studien nyttjas för att utveckla kunskaper om programmering och matematik.
Vi kommer att utgå från läroplanens skrivelser (Skolverket, 2020a) i vår jämförelse av lärares arbete innan och efter implementeringen av programmering (Regeringskansliet, 2017). Detta för att kunna se hur det har påverkat elevernas förutsättningar att inhämta och utveckla kunskaper inom programmering, matematik och digitala verktyg i
årskurserna F-3.
Segolsson (2006) tar i sin licentiatavhandling upp hur teknik av all dess slag återfinns i samhället. Det innebär att det kommer att behövas en annan typ av kompetens för att kunna verka i samhället i framtiden. Att därmed låta eleverna i grundskolan möta och intressera sig för programmering kan vara ett sätt att tillgodose samhällets behov. Det finns delade åsikter kring digitala verktyg i skolan. Företrädare menar att det förbereder en digital kompetens som gynnar eleverna. Studier som påvisar ”positiva effekter vad gäller användningen av dessa resurser i undervisningen, vilka anses leda till bättre kunskapsutveckling” (Blomgren, 2016, s. 33) används för att stödja dess tes. De som är kritiska påstår istället att användningen inte garanterar positiva effekter och menar därför att ”kostnaderna för att implementera, använda och underhålla dessa resurser
vida överstiger nyttan” (Blomgren, 2016, s. 33). Det är viktigt för eleverna att digitala verktyg används inom undervisning, då de kommer vara ett medierande verktyg till att utveckla nödvändiga kunskaper (Tallvid, 2015). Vilket i sin tur innebär att
digitaliseringen i skolan har kommit att förändra förutsättningarna för lärarrollen. Lärarna behöver på grund av implementeringen av digitala verktyg förändra sin
undervisning (Willermark, 2018) både för att undervisa eleverna inom programmering men även för att eleverna inom programmeringsundervisningen ska kunna utveckla datalogiskt tänkande som är gynnsamt även för andra delar av matematikämnet.
Även förändringar i styrdokumenten har tillkommit och lärare behöver få vägledning i vad och hur de ska lära ut när innehållet förändrats (Cederqvist, 2019a). Hon menar dessutom på att många lärare känner sig osäkra rörande undervisning inom
programmering. Detta kräver i sin tur att lärare får stöd av läroplanen i arbetet med programmering med fokus på matematik då tolkningsbarheten av styrdokument i slutändan riskerar att leda till att undervisningen inte blir jämlik (Heintz et al., 2017). För att stötta lärare i utformning av en jämlik undervisning behövs därför tydlighet i läroplanen. Ekelund, Olander, Wirstedt, Roosqvist, Johansson, Aasa och Jakobsson (2018) beskriver att det är underligt att programmering implementerats så fort när svenska lärares kunskaper i programmering inom matematikområdet inte alltid är tillräckliga. I vägledningen kring hur man undervisar i programmering med fokus på matematiskt innehåll behöver läraren inhämta kunskap i hur elever faktiskt förstår programmeringen i sig (Cederqvist, 2019a). Hon poängterar även att eleverna behöver vägledning av läraren. Därmed är det av stor vikt att läraren själv förstår sig på hur programmering fungerar och vad varje steg representerar.
Att veta vilka förmågor som är relaterade till programmering och vilka begrepp som är betydelsefulla att integrera är viktigt. Genom att få kännedom om dem och samtidigt ha fokus på kunskaper och förmågor ger eleverna grundläggande kunskap om principer och verktyg inom programmering och matematik. Detta för att i slutändan kunna
inkorporera detta i undervisningen, genom att exempelvis lösa problem med hjälp av programmering (Skolverket, 2017). Det är även något som Wilson (2019) och Wing (2006) menar att eleverna inom programmeringsområdet kan utveckla. Då det leder till förmågor som inte enbart är gynnsamma inom programmering utan också för eleven själv. På så sätt menar Lyn och Koh (2014) att datalogiskt tänkande och arbete med programmering kan främja att eleverna utvecklar logiskt tänkande som kan användas för att utveckla kritiskt tänkande och kreativitet även inom matematik. Benton,
Saunders, Kalas, Hoyles och Noss (2018) belyser att läroplanen identifierar frågor kring programmering för att lärare och elever skall kunna nyttja den för att förklara
programmering. De menar på att det finns funktioner inom programmering och scratch som kan hjälpa eleverna att utvecklas på matematiska områden, samtidigt som dessa lätt kan försvinna i det praktiska arbetet i programmeringsmiljöer.
Därav behöver lärare utökad möjlighet till fortbildning för att kunna ge eleverna goda förutsättningar att inhämta och utveckla kunskaper och förtrogenhet till programmering (Skolverket, 2018c) och på så sätt i slutändan utvecklas inom matematik. Digitalia som inledningsvis nämnts är Eskilstuna kommun och Komteks material som beskriver hur lärare kan arbeta mot att utveckla förståelse och kunskaper i och om programmering i
grundskolan (Eskilstuna, 2020a). Materialets del om programmering tydliggör det centrala innehållet i läroplanen och underlättar på så sätt för lärare i de yngre åldrarna att planera och genomföra undervisning som ska leda till kunskapsinhämtning.
Materialet för programmering är indelat utifrån årskurserna Förskoleklass och Årskurs 1-3. I Förskoleklass ska eleverna få öva på att föra och följa stegvisa instruktioner, skriva algoritm med symbol eller text. Öva att ordna och skapa sekvenser i logisk följd med hjälp av block samt träna på begrepp såsom loop, algoritm och villkor. I årskurs 1-3 ska eleverna ska kunna skapa och följa stegvis instruktion samt med text eller symbol skapa algoritmer. De ska även kunna skapa sekvenser i flera led utifrån blockprogrammering samt kunna styra föremål med programmering (Eskilstuna kommun, 2020a). Benton et al. (2018) skriver om Scratch och hur det gör undervisningen mer lättillgänglig för fler elever oavsett kunskaper och förutsättningar. De menar även att programmet berör flera delar inom matematiken samtidigt som det används i samband med programmering. Det blir en mer utforskande inlärning, ett praktiskt tillvägagångssätt, vilket ger lärarna möjligheter att kunna väva samman matematikämnet och programmeringsaspekten. Om lärare kan inhämta kunskap om hur olika program som exempelvis Scratch kan användas i olika matematiska syften kan en kombination av matematik och
programmering göras (Benton et al., 2018). Det leder till att eleverna lär sig
programmering och samtidigt får utveckla och använda sig av matematiska kunskaper.
Programmering fortsätter att spela en betydande roll i undervisningen. Anledningen till införandet av programmering i skolans verksamhet är tudelad. Det är både för att tillägna alla eleverna kunskaper som nu ses som viktiga i det digitala samhället såsom problemlösning och logiskt tänkande, men även för att utbilda tekniskt kunniga arbetare till framtiden. För att detta ska ske bör lärare vara väl insatta i programmering
(Cederqvist, 2019a). De senaste åren har ett förnyat intresse för att använda
programmering för elever inom grundskolan uppstått, något som beror på både de förändringar som läroplanen genomgått men även av att tillgången på lättanvända programmeringsverktyg såsom Scratch har ökat (Lye & Koh, 2014).
Ser vi på programmering i undervisningssituationer kan vi se att
undervisningspraktikerna som tillämpas i skolan idag till största del är praktiska, vilket också Rolandsson (2015) påpekade för fem år sedan. Lärare har tidigare inte använt och kopplat särskilt många begrepp och förmågor inom programmering till matematiken i undervisningen inom matematikämnet. De mer teoretiskt lagda eleverna kan ha svårare att inhämta och utveckla kunskaper än de praktiskt lagda eleverna (Rolandsson, 2015). Därav finns det risker med undervisningen inom programmering. Genom
undervisningen i programmeringen möter eleverna datalogiskt tänkande, vilket innebär att de bland annat får använda sin problemlösningsförmåga i olika situationer och samtidigt tänka i flera steg (Lye & Koh, 2014). Det datalogiska tänkandet är något som alla skulle behöva utveckla (Wing, 2006) eftersom det leder eleverna till abstrakt tänkande och att eleverna på så sätt kan nyttja kritiskt tänkande, kreativitet och problemlösningsförmågan inom undervisningssituationer (Lye & Koh, 2014).
Lärare bör få utökade kunskaper i och om programmering för att kunna utöka sin didaktiska repertoar och på så sätt kunna utveckla en undervisning som på längre sikt blir jämlik (Rolandsson, 2012). Bers, González-González och Armas–Torres (2019)
beskriver i kontrast till Rolandsson (2012; 2015) att lärare har förmågan att integrera programmering i sin undervisning inom flera olika ämnen. Detta gör att de drar
slutsatsen att även unga elever har förmågan att inhämta och utveckla kunskaper i och om programmering redan i de lägre åldrarna. Precis som Jung och Won (2018) beskriver i sin artikel, att även om digitala verktyg ibland är lite undanskymda, kan digitala
verktyg uppfylla inlärning- och undervisningsbehov integrerat på olika ämnen istället för att användas som ett eget ämne. Inom programmering är det inte enbart
datorprogrammering utan också användning av programmering, problemlösning, jämförelser, analyser samt resonemang och argumentation som ingår (Jung & Won, 2018). För att kunna använda det behöver eleverna inhämta och utveckla kunskaper om arbetssätt och begrepp som har med programmering att göra. Detta är i sig delar inom matematiken som elever inom F-3 skall få bearbeta och utveckla kunskaper om för att också utvecklas matematiskt.
3. Teoretiskt perspektiv
Vi har i denna studie valt att utgå från läroplansteori som även inbegriper en viss del didaktisk teori. Läroplansforskning enligt Lundgren (2014) har kontinuerligt följt samhället och utbildningens roll i samhället. I utvecklingen av läroplansforskning kan skolans undervisning, innehåll och mål ses som centralt. Läroplanstänkande bygger i grunden på filosofi, på så sätt kan läroplansteori användas till att se vad som är vetvärt, hur den kunskapen väljs ut för att användas inom undervisning. Vi använder på så sätt läroplansteori för att se till skolans utveckling och vad som nu och i framtiden kommer att vara värt att veta. Samhällsförändringar förändrar svaren på de didaktiska frågorna om hur, vad och varför. Det är då av stor vikt att återgå till vad som ska ses som kunskap för att lärare ska kunna planera givande undervisningsituationer, med fokus på
kunskapsutveckling inom programmering och matematik.
Utifrån givna förutsättningar behöver studien utgå från läroplanens skrivelser för att sedan se till lärares didaktiska överväganden i planeringen av undervisningssituationer i en klassrumskontext (Lundgren, 2014). Genom läroplansteori kan samhällsutvecklingen och skolutvecklingen ge ljus åt ett nutida, historiskt och ett framtida perspektiv utifrån samhällets behov och uppdaterade styrdokument. På så sätt kan en helhetsbild av samhället, skolan och elevens utveckling visualiseras, för att det ska leda till reella och användbara kunskaper om programmering och matematik hos elever som vuxna samhällsmedborgare i framtiden (Lundgren, 2014).
3.1 Historiskt perspektiv
Ur ett historiskt perspektiv ser vi på vad programmering innebar innan revideringen för att kunna urskilja vad det innebär nu och hur undervisningen kommer att behöva
förändras i framtiden. Elever behöver en tydlig ledare med god kunskap inom ämnet för att på ett bra sätt kunna använda de didaktiska frågorna vad, hur och varför i sin
planering av undervisningen i programmering och matematik som nu återfinns i läroplanen (Kjällander et al., 2016; Lundgren, 2014).
3.2 Nutida perspektiv
Tanken är att det valda teoretiska ramverket skall ge oss en insikt i hur lärare arbetar med programmering och matematik i nutid efter läroplanens revidering inom
matematikämnet. Detta för att vi med läroplansteorins hjälp ska kunna se vad förändringarna i läroplanen över tid ger upphov till. Läroplansforskning utgår från samhällets utveckling kopplat till undervisningens utformning för att anpassas efter samhället och de förändringar som skett. På så sätt blir de didaktiska övervägningar som görs av lärare dagligen i form av undervisningens utformning genom syfte, aktivitet och mål utifrån Läroplan för grundskolan, förskoleklassen och fritidshemmet 2011 -
reviderad 2019 (Skolverket, 2020a; Lundgren, 2014) viktiga för att eleverna ska
utvecklas mot det syfte inom programmering som beskrivs på följande vis:
Eleverna genom undervisningen ges möjligheter att utveckla kunskaper i att använda digitala verktyg och programmering för att kunna undersöka problemställningar och matematiska begrepp, göra beräkningar och för att presentera och tolka data. (Skolverket, 2020a, s.54).
Det läroplansteoretiska perspektivet bidrar alltså till att uppmärksamma utvecklingen kring programmering och dess existens i samhället samt hur det implementerats i läroplanen för att därmed kunna urskilja hur det används i undervisningen. Det hjälper oss att urskilja hur digitaliseringen har utvecklats inte bara ur ett samhällsperspektiv men även hur det har förändrat både skolan och läraryrket. Det är vida känt att läroplanen utformas och uppdateras utifrån samhället och dess rådande utveckling (Lundgren, 2014), att integrera programmering i läroplanen är ett exempel på det.
3.3 Framtida perspektiv
Lundgren (2014) beskriver att läroplansteori ytterst handlar om vad som är värt att veta och hur det skall planeras för att lärare ska kunna lära ut det vetvärda. Tallvid (2015) använder sig av ett citat av John Dewey ”If we teach today’s students as we taught yesterday’s, we rob them of tomorrow” (s.15) som tydligt beskriver hur arbetet med programmering och matematik inom skolans verksamhet behöver utvecklas. Därigenom kan en hänvisning utrönas om vad behovet i framtiden kan komma att bli, vilka
kunskaper som behandlats i skolan tidigare. Men också genom läroplanens utveckling se vad eleverna kommer att behöva bearbeta för att inhämta relevanta kunskaper, som digitaliseringen av samhället kommer att ge upphov till i framtiden. Det handlar i mångt och mycket om att se hur skolan påverkas av samhällets utveckling när det gäller
digitalisering. Genom läroplansteorin (Lundgren, 2014) kan det utrönas vilka förmågor eleven förväntas utveckla, vilka kunskaper eleverna behöver besitta som vuxna
samhällsmedborgare i framtiden samt hur lärare går tillväga för att eleverna skall kunna inhämta och utveckla dessa.
4. Metod
4.1 Metodologi och genomförande
Förestående studie har genomförts med en kvalitativ ansats med semistrukturerade forskningsintervjuer som metod (Denscombe, 2018), för att på ett lämpligt sätt inhämta väsentlig information om elevers möjlighet att inhämta och utveckla kunskaper om
programmering inom matematikämnet. Semistrukturerade intervjuer innebär att vid varje intervju utgå från de redan förberedda frågorna samt att komplettera dessa med följdfrågor utifrån informanternas svar (Denscombe, 2018).
För att bringa klarhet i problemområdet behövde informanternas tankar, känslor och upplevelser av programmering i skolans verksamhet inhämtas. Fyra forsknings intervjuer spelades in med applikationen Speechy som både spelade in ljud och transkriberade samtalet. Det underlättade vid databearbetningen då alla ord inte behövde transkriberas manuellt. Fem intervjuer kom att behöva spelas in med ljud på grund av att applikationen inte riktigt var kompatibel med inspelning av telefonsamtal och samtal över internet. Intervjufrågorna skickades ut till informanterna innan
intervjutillfället för att de skulle få möjlighet att reflektera om den egna undervisningen. På grund av sjukdom uteblev en informant vars kollega istället deltog, därav fick denne inte tillgång till intervjufrågorna innan intervjutillfället.
För att studiens intervjuer ska kunna benämnas som forskningsintervjuer behöver informanterna bli informerade om och få ta del av den forskningsetik som råder för studien (Denscombe, 2018). Denscombe menar att det därmed gör att studien upplevs som tillförlitlig och att den ger en opartisk samt allmängiltig tolkning av den insamlade datan och att det informanterna säger inte förvrängs. Intervjuerna genomfördes med en informant i taget.
I rådande tid då studien genomfördes spreds Covid-19 i Sverige och övriga världen vilket också är något vi har fått ta i beaktning. Genom att dela upp intervjuerna sinsemellan, där enbart en av oss deltagit vid intervjuerna samt genom att genomföra fem intervjuer via digitala plattformar såsom internet och telefon samlades data in utan att det krävdes närkontakt. Tre intervjuer har utförts tillsammans och sex stycken har utförts enskilt. Trots detta kommer den insamlade datan från enskilda och direkta källor (Denscombe, 2018). Vi har delgivit varandra om inhämtad data både via ljudfiler och text för att kunna få en tydlig struktur i den efterföljande databearbetningsprocessen.
4.1.1 Validitet och reliabilitet
Den metodologi som studien bygger på är tillförlitlig och tydligt framställd vilket gör att den som läser enkelt ska kunna följa med i hur vi stegvis har genomfört studien.
Strukturen på de semistrukturerade intervjuerna resulterade i att informanterna kunde vidga sina svar vilket i sin tur bidrog till att studien fick ett bredare dataunderlag som erbjöd oss en inblick i verksamheten och reella utsagor.
Det som skulle gå att ifrågasätta angående studien är användningen av appen Speechy. Med anledningen att den inte helt korrekt återger det som sägs i intervjuerna vid omvandling av ord till text, den utgår från hur orden uppfattas av det digitala verktyg som används och återger det i text. Men då vi lyssnat igenom ljudinspelningarna och samtidigt kontrollerat texten i bearbetningsprocessen, har vi säkrat datans korrekthet. I och med det anser vi att också detta genomförande är pålitligt.
Trots att vi inte genomfört alla intervjuer tillsammans kan insamlingen av data som ligger till grund för studiens resultat ses som pålitligt då vi delgett varandra om
inspelningarna från varje tillfälle och vi på så sätt kunnat reflektera tillsammans kring datainhämtningen. Även det faktum att alla informanter inte hade tillgång till
intervjufrågorna innan själva intervjutillfället kan inte heller anses påverka pålitligheten då varje informant ändå bidragit med fyllig data och kunnat besvara frågeställningarna utifrån eget tycke utan problem. När det gäller generaliserbarhet anser vi att antalet informanter är för få för att kunna göra några generaliseringar. Vi kan istället ställa oss frågan ”I vilken utsträckning skulle fynden kunna överföras till andra fall” (Denscombe, s.422, 2018), vilket är en intressant fråga. Dock anser vi fortfarande att ett urval på nio informanter kan anses som för få för att säkerställa en överförbarhet.
4.1.1.1 Sanningskriterier
Den helhetsbild som framträder ses som sannolik och adekvat därav uppfylls
sanningskriterierna då texten är allmänt formulerad (Tivenius, 2015). De nio informanter som deltagit i studien bidrar genom intervjuerna till bilden av hur de själva anser att arbetet med programmering i skolan genomförs. Studiens delar är koherenta och på så sätt bildas en helhet. Det innebär också att studien följer koherenskriteriet genom att den information som förmedlas har en röd tråd och på så sätt är sammanhängande. Både teori och resultat är formulerat på en liknande abstraktionsnivå och kan på så sätt jämföras, det innebär också att korrespondentkravet är uppfyllt. Det vill säga att teorin och verkligheten överensstämmer. Eftersom empirin kategoriserats och resultatet analyserats genom ett läroplansteoretiskt perspektiv har vi kunnat se programmering ur ett nytt perspektiv för att inhämta ny kunskap. Genom detta uppfylls också det aletiska sanningskriteriet (Tivenius, 2015).
4.1.1.2 Reflexivitet
I vår roll som forskare har vi genomgående i studien haft ett neutralt förhållningssätt till insamlad data och har under analysen kommit fram till ett resultat. Empirin har tolkats utifrån ett läroplansteoretisk perspektiv och genom oss själva. Det innebär att resultatet har återgetts genom vårt perspektiv och genom våra tankar, värderingar och normer (Denscombe, 2018). Genom det framträder ny kunskap och av vår redogörelse kan ny information inom matematikämnet i ett programmeringsperspektiv utrönas.
4.1.1.3 Generaliserbarhet
Eftersom studien bygger på kvalitativa semistrukturerade intervjuer (Denscombe, 2018) med nio informanter, är det enligt Denscombe (2018) svårt att säkerställa i vilken
utsträckning resultatet kan generaliseras till liknande studier. Vi som forskare anser däremot att studiens metodologi och genomförande är transparent framskrivet och att vi behandlat inhämtad data med ett ”öppet sinne” (Denscombe, 2018, s. 426). Vi kan
därmed utifrån vår forskningsredogörelse anse att vi delgett läsare med relevanta detaljer som gör att läsaren själv kan göra bedömningen i vilken mån det resultat studien delger är överförbart (Denscombe, 2018).
4.1.2 Urval och etiska överväganden
Urvalsprincipen är det som Denscombe (2018) nämner som ett riktat urval.
Informanterna är tillfrågade utifrån olika kontaktnätverk och förväntas att bidra med betydelsefull och givande information till studien. De informanter som utgör urvalet i den här studien är nio utbildade lärare från fem olika verksamheter. De har relevant
utbildning och erfarenhet inom årskurserna F-3, vilket behövs för att studien ska kunna genomföras.
Studien förhåller sig till Vetenskapsrådets (2017) direktiv samt det Bryman (2018); Tivenius (2015) och Denscombe (2018) skriver kring de forskningsetiska principerna såsom informationskravet, samtyckeskravet, konfidentialitetskravet och
nyttjandekravet. Vid kontakt med tillfrågade informanter kring deltagande i studien tillämpades informationskravet genom att delge missivbrev med information om studiens syfte, villkoren för deras medverkan och rådande forskningsetik som studien förhåller sig till.
För att delge informanterna om samtyckeskravet fick de ge samtycke till sin medverkan och därigenom visa att de är införstådda med studiens villkor. Det har tydliggjorts att deltagande i studien är frivilligt och att informanterna när som helst kan välja att avstå från sin medverkan. Vidare i och med konfidentialitetskravet har informanterna även delgetts att uppgifter som kan härledas till deras identitet eller arbetsplats kommer att anonymiseras, vi har därmed ingen avsikt att offentliggöra information som kan komma att avslöja dessa aspekter (Vetenskapsrådet, 2017). Den insamlade datan som
informanterna bidrar med till studien kommer inte att vidarebefordras, ”användas eller utlånas för kommersiellt bruk eller andra ickevetenskapliga syften” (Tivenius 2015, s. 74) med hänsyn till nyttjandekravet.
4.1.3 Datainsamling
Missivbrevet sändes ut till åtta informanter vid accepterande av deltagande i studien. Till de fyra intervjuer som utfördes analogt togs missivbrev med till intervjutillfället för underskrift. I andra fall där de fem intervjuerna gjordes digitalt via telefon eller över internet har informanterna skrivit på i efterhand eller sänt över en underskriven kopia av missivbrevet digitalt.
Studiens datainsamlingsmetod är kvalitativa intervjuer, dessa tog cirka 30 minuter vardera. Studiens intervjufrågor bifogas i Bilaga 1 - intervjufrågor. Frågorna ställdes under intervjuerna i given ordning och däremellan ställdes eventuella följdfrågor för att tydliggöra och vidareutveckla informanternas svar. Då studiens forskningsfrågor
besvaras genom att ta del av informanternas ”tankar, uppfattningar, känslor och erfarenheter” (Denscombe, 2018, s. 268) gör det att valet av en kvalitativ metod möter studiens upplägg.
Under intervjuerna visade informanterna att det fanns ett stort tolkningsutrymme inom frågorna. Det framkom att det finns många olika uppfattningar av programmering inom matematikämnet och informanterna reflekterade vidare kring det genom sina svar under intervjuerna. Vid semistrukturerade intervjuer menar Denscombe (2018) att
tillförlitligheten kan upplevas som svåruppnådd i och med att den data som samlas in i stor utsträckning kan komma att påverkas av de deltagande informanterna och i den kontext som begreppen i sig används. Det är dock den data som studien behöver för att kunna genomföras och att vi därmed ska kunna inhämta lärares uppfattningar kring programmering i skolan. Det gör att tillförlitligheten anses som god (Denscombe, 2018).
I dialogen med informanterna anses forsknings intervjuernas validitet tydligt märkbar genom att följdfrågor kunnat ställas för att leda till utökad förståelse.
4.1.4 Databearbetning
Under databearbetningsprocessen lästes de transkriberade intervjuerna igenom. Utifrån helheten valdes 437 olika långa stycken ut som sedan numrerades utifrån sin ordning i materialet. Exempelvis innehöll intervju 1 med informant 1, totalt 40 olika långa stycken. De numrerade styckena kan ses som olika långa citat som fortsättningsvis benämns som utsagor. I kodningsarbetet valde vi att benämna de olika utsagorna med begrepp som för oss förklarade innehållet i utsagorna, såsom kunskaper, förmågor, läroplan etcetera. Exempelvis:
(I1) programmering är faktisk kunskap om hur vi hanterar tekniken. Utsaga 1 - definition av programmering.
(I1) Det är viktigt att ge barnen grunden. Så tolkar jag det. Grunden i tekniken, inte bara programmeringen. Utsaga 2 - elevers kunskaper i programmering
På så sätt kom dessa koder att förklara innehållet i varje utsaga genom att det tillskrevs en mening ur ett programmeringsperspektiv. Dessa blev sedan till utsagor som
förenklade processen genom ett förtydligande som hjälpte oss i att urskilja de kategorier som senare genererades av den insamlade datan.
Utsagorna är citat från studiens informanter och informanterna har benämnts med förkortningen ”I” som står för informant och en efterföljande siffra mellan 1-9 för att skilja dem åt. Detta arbetssätt gjorde det enkelt att vid behov kunna återgå till utsagans ursprung för att kontrollera dess kontext. Vidare kategoriserades utsagorna med ett läroplansteoretiskt perspektiv (Lundgren, 2014) vilket kom att synliggöra fyra olika kategorier som genom Skolverkets rapport Digital kompetens i förskola, skola och
vuxenutbildning - Skolverkets uppföljning av den nationella digitaliseringsstrategin för skolväsendet 2018. Grunden till våra kategorier återfinns i citatet nedan som gav oss
ett ramverk att utgå ifrån och som kom att bli våra kategorier.
a) att förstå digitaliseringens påverkan på samhället, b) att kunna använda och förstå digitala verktyg och medier, c) att ha ett kritiskt och ansvarsfullt förhållningssätt, och slutligen d) att kunna lösa problem och omsätta idéer i handling (Skolverket, 2018b, s.6)
Vidare i arbetet med kategoriseringen kodades utsagorna med initiala koder utifrån dess kategoritillhörighet. Såsom samhälle, användning, förhållningssätt och förståelse.
Dessutom har vi under varje kategori skapat underkategorier som framkommit under bearbetningen av datan. Dessa är till för att strukturera upp den data som varje kategori innehåller. Kategorierna i sin tur innehåller empirin som vi slutligen kan bearbeta för att utröna studiens resultat.
Nedan visas exempel på olika långa utsagor som är tagna ur respektive kategori med syfte att visa på och exemplifiera dess innehåll. Längden på varje utsaga har i sig ingen betydelse utan de ska ge en insyn i lärares tankar och bli en presentation av kategorierna
samhälle, användning, förhållningssätt och förståelse som kommer att presenteras närmare i kapitel 5 Resultat, avsnitt 5.1 Samhälle, 5.2 Användning, 5.3 Förhållningssätt och 5.4 Förståelse.
1. Utsaga 415: ”Jag önskar nog att läroplanen varit mer tydlig och att man på något sätt hade tagit fram tilläggsmaterial tidigare. Nu har det tagits fram mera och det finns en del fortbildning via Skolverket nu. Men från början tyckte jag att det kändes lite inkastat.” (I9) Initial kod: Samhälle.
2. Utsaga 128: ”Inom matematiken har det mest varit utifrån det som finns i läromedlet.” (I4) Initial kod: Användning.
3. Utsaga 307: ”Vi gör nog egentligen mycket mer än vad som behövs för F-3. Men det är en bra grund för eleverna att stå på. För sen blir det mer programmering, särskilt på högstadiet kommer det att vara mer programmering.” (I8) Initial kod: Förhållningssätt.
4. Utsaga 297: ”Eftersom vi nu lever i ett så pass digitaliserat samhälle. Så skulle jag vilja att det inte bara handlade om en innehållsbit. Utan att det på något sätt var med i kunskapskravet, att jag ska förstå kopplingen till samhället dag och att det handlar väldigt mycket om programmering. Hur det omger mig och förståelse för hur många saker egentligen är programmerade.” (I7) Initial kod: Förståelse. De utsagor som framkommit under datainsamlingen har med hjälp av ett
läroplansteoretiskt perspektiv tolkats och kategoriserats. I och med det innehåller inte utsagorna i sig våra kategorier utan de har genererats genom vår tolkning och sedan delats in i fyra olika kategorier. Alla intervjuer har bearbetats på samma sätt och genom att alla utsagor tolkats har de fyra kategorierna framträtt i databearbetningsprocessen.
5. Resultat
Bearbetningen av studiens insamlade data har resulterat i fyra olika kategorier vilka redovisas nedan.
5.1 Samhälle
5.1.1 I samhället
De lärare vi pratat med är observanta kring och väl medvetna om samhällets förändring när det kommer till digitalisering. De vet att förståelse för programmering är aktuellt för att eleverna ska inhämta väsentlig kunskap för att kunna förstå och leva som kompetenta samhällsmedborgare i en alltmer digitaliserad värld. De är dock inte helt samstämmiga i definieringen av vad programmering innebär. Att ha en gemensam bild av vad
programmering är utgör en grund för att lärare ska kunna skapa och erbjuda en så likvärdig utbildning som möjligt. Dock är det ett brett spektrum som behöver tydliga riktlinjer med vilken programmeringskunskap som bearbetas i respektive årskurs, vilket leder tillbaka till det tolkningsutrymme läroplanen ger. Inom de lägre åldrarna är det fokus på vad
Programmering är faktisk kunskap om hur vi hanterar tekniken (I1).
Det är ju så brett (I2).
Barnen ska få en första inblick i vad programmering går ut på och hur man gör, enkel kunskap om vad det kan vara (I6).
5.1.2 I skolan
Programmeringen i samhället syns inte alltid men vi vet att den finns där och eleverna möter det oftare än de tror. Därav förstår lärare vi pratat med att det är i skolan som den faktiska kunskapen om vad programmering i undervisningen är och innehåller bör synliggöras. Dock är det inte alltid lätt för lärare att planera sin undervisning utifrån läroplanen för att eleverna faktiskt skall utveckla användbara kunskaper och förmågor inför framtiden. Samhällets efterfrågan på digitalt kompetenta medborgare gör att det ställs nya krav på kunskaper även hos lärare. De som då inte har den kunskapen eller fått utbildning innan eller under sin tid som yrkesverksam behöver inhämta ny kunskap för att kunna vidareförmedla den till
eleverna. Lärare vi mött menar att de ser kollegor med gedigen erfarenhet av yrket men som upplever en osäkerhet i undervisningen kring programmering. De prioriterar därmed andra centrala innehåll som de behärskar framför programmering trots att det inom programmering kan arbetas med annat matematiskt innehåll.
Jag ser alltid en fara utifrån det centrala innehållet. Att många börjar och ska beta av det istället för att använda det som ett medel. Att titta på vad är det vi ska lära oss, vad är det vi ska utveckla. Vilka förmågor och så. Du ska ju använda det centrala innehållet för att utveckla det (I7).
Jag tycker att läroplanen kunde vara lite tydligare så att de äldre lärarna kunde få lite mer stöd. Lite mer du kan göra såhär, det ska vara programmering inom det här. Det här ska de lära sig. Jag tror att de äldre lärarna blir rätt så osäkra (I3).
Har man inga tekniska förkunskaper så är det ganska jobbigt att börja om från början för att lära sig själv först (I5).
5.1.3 Läroplanen
För att lärare i sin tur ska kunna bedriva undervisning inom just programmering med fokus på matematik, behövs stöd från styrdokument eftersom de ska kunna få insikt i vilken kunskap som förväntas att utvecklas hos eleverna i skolan. Det som då krävs är tydliga direktiv och kunskapsmål som är mätbara. Trots den reviderade upplagan av läroplanen upplever lärare vi pratat med att den inte är tillräckligt konkret och skulle behöva en mer ingående beskrivning av vad programmering inom matematikämnet i skolan förväntas vara, så att elever i skolans värld erbjuds en likvärdig utbildning och därmed innehar jämlika kunskaper. Utifrån det får
elevernas intresse vidareutveckla den kompetensen, men de lärare vi mött vill kunna erbjuda eleverna grundläggande kunskaper både inom programmering och matematik.
Just i förskoleklassen finns det inget skrivet om programmering, man får som lärare titta längre fram. I trean finns det lite grann, men jag tycker inte att det ger mig ett tydligt stöd i vad eleverna ska bearbeta, kunna eller hur vi ska börja med
programmering (I5).
Jag tror att programmering är rätt så nytt i läroplanen, så att det behöver kanske vara lite tydligare kring det (I1).
Det har ju förtydligats litegrann (I9). 5.1.4 Undervisning
I och med att programmering idag finns utskrivet inom ämnena matematik och teknik så kan det för lärare upplevas som en aning diffust och otydligt, det är på så sätt svårt för lärare att precisera vilken matematik som ska användas. Det finns ett stort behov av att skapa mål som stöd för lärares planering av undervisning. Lärare vi pratat med påpekar att de skulle vilja ha programmering och matematik mer konkret framskrivet för att kunna skapa en progression för eleverna. Det i sig gör att inlärningen blir stegvis och kunskapen befästs djupare, samtidigt byggs det upp en nyfikenhet och ett intresse hos eleverna. Detta kan i sin tur hjälpa eleverna att utvecklas matematiskt.
Sen när det ska bli mer avancerat behövs annat material också, det finns en viss begränsning. Men om man tänker på vad läroplanen och kursplanen i matematik skriver så känns det lagom eftersom det ändå är något som man har kastat in som en extra grej (I4).
Men sen just det är med Blue-Bots, att man lägger in det lite grann i olika årskurser och vi försöker ha Expectrum så de får lite programmering varje år (I2).
Om man tittar på syftet i matematik så står det ju nästan ingenting (I8). 5.1.5 Kunskaper
Lärare vi pratat med har insikt i elevers faktiska kunskaper och vad samhället kommer att behöva framöver. Genom styrdokumenten ska de med andra ord fostra och stötta elever att utveckla den kunskap som krävs för att kunna leva och verka i ett framtida samhälle. Revideringen av läroplanen kom att uppmärksamma lärarna på
digitaliseringens betydelse i undervisningen och inför den utveckling samhället befunnit sig i, och ännu befinner sig i. Det innebar nya inslag i lärares undervisning och mer kunskap som ska läras ut både inom programmering och matematik.
Många människor kommer att bli utslagna om man inte förstår, det är ganska otäckt i ett samhälle där det enbart är ett fåtal människor som kan programmera och andra blir bara konsumenter som inte ens reflekterar angående vad de konsumerar. Det är viktigt ur ett samhällsperspektiv (I7).
Men det är så jag tolkar läroplanen, att det är basen. Det är ju så i alla ämnen att de ska ha grundläggande kunskaper om det här. Och då likadant med programmering, att de ska ha en kunskap om det och ha testat det och veta vad det innebär och att de inte ska komma upp i nästa årskurs och tänka att jag aldrig har hört talas om det här. De ska få ett ”aha” det var det här vi gjorde (I3).
När programmeringen kom in, om jag jämför med när det kom in från början. När digitaliseringen kom in blev det som att man tryckte på lite hårdare och man la ner lite mer energi och tid på det som lärare än man gjort från innan. Just eftersom det handlade om att de flesta ämnena skulle ha digitaliserade inslag. På så sätt blev det som ett uppsnäpp med revideringen kändes det som (I9).
Kategorin samhälle omfattar lärares syn och upplevelse av hur samhället i sig påverkar deras undervisning inom programmering och matematik samt hur det syns i
styrdokumenten. Detta då samhällets utveckling, läroplansutveckling och skolans
utveckling går hand i hand. Den utveckling som sker i samhället anpassas hela tiden i det svenska skolsystemet för att dagens elever skall kunna utvecklas mot framtidens
kunskaper. På samma sätt som programmeringsområdet kan utvecklas mot att inbegripa mer matematik.
5.2 Användning
5.2.1 Tillvägagångssätt
Lärare använder sig av många olika strategier, metoder och verktyg både digitala och analoga för att eleverna i undervisningssituationer ska utveckla en förtrogenhet till programmering och matematik. Dock är enkla stegvisa instruktioner prioriterade i arbetet med programmering, då lärare vi pratat med anser att fokus bör vara på
grundkunskaper inom matematiken för eleverna i F-3 och att de verkligen får förståelse för programmering.
Men det första som är det viktigaste är just stegvisa instruktioner. Där man får programmera varandra och använda datorspråket. Men exempelvis ordet algoritm kanske inte barnen i årskurs ett behöver veta. Men man kan ändå förklara vad det betyder, att det är något du behöver kunna för att programmera något (I1).
Först är det att få förståelse. Att tänka på hur viktigt det är att när man styr
någonting, hur viktigt det är att vara noga. Det kan man göra på väldigt många olika sätt. Man kan göra det tillsammans, styra läraren och börja från det momentet. För att sen titta på olika symboler för hur man kan styra saker utifrån Blue-Bots, iPad och Scrach jr (I4).
5.2.2 Synsätt
De flesta lärare vi mött är ändå övertygade om att det är viktigt att eleverna får arbeta med programmering praktiskt för att de skall utveckla en förtrogenhet med ämnet och innehållet. De ser även hur undervisningen i programmering bidrar till att eleverna får träna och utveckla många olika förmågor. Det finns dock en samsyn om att många delar kan bearbetas analogt. Något som blir tydligt är att lärare vi mött ser programmering som en självständig del inom matematiken och arbetar på sätt med mer generella matematikkunskaper inom sin programmeringsundervisning.
Eleverna kan utveckla sina kunskaper genom att använda tekniken så mycket det bara går och träna på det (I1).
Det är ju framförallt genom att testa det praktiska, att få göra. Det gör jättemycket för de små eleverna. Bara att jag pratar hjälper inte så mycket, det praktiska tror jag är väldigt viktigt för dem. Det blir ju mycket lättare att få prova på än att någon ska berätta för dem (I2).
Det handlar mycket om just om algoritmer, att förstå i vilken ordning saker och ting kan komma i och vilken ordning saker och ting kan ske och här behöver man komma förbi just skillnaden mellan hur en dator tänker och hur vi människor tänker. Vi lär eleverna i svenska att läsa mellan raderna det klarar ju inte alls en maskin eller dator
av. Den kräver exakta instruktioner. Ibland kan det vara svårt att i ett
programmeringsförlopp att se vad som kommer att hända exakt när de här blocken kommer, det är verkligen matematik och logik (I9).
Jag tänker att det är att urskilja mönster också, både instruktioner och mönster. Mönster jobbar man ju mycket med och det gör man ju också i ettan. Det kan vara både figurmönster och siffermönster. Allt sånt är en grund för kommande
programmering att kunna se mönster (I8).
Kategorin användning omfattar hur lärare använder sina kunskaper inom
programmering för att planera sin undervisning utifrån läroplanen för att eleverna skall kunna utveckla kunskaper i och om programmering. Detta för att undervisningen skall anpassas utifrån de skrivelser som numera finns att tillgå i läroplanen, vars syfte är att fostra blivande samhällsmedborgare med kunskaper i och om programmering. Dock är de matematikkunskaper som bearbetas inom programmering ofta ganska generella, de är övergripande utifrån centralt innehåll istället för att explicit gå in och bearbeta djupare kunskaper.
5.3 Förhållningssätt
5.3.1 Kunskapskrav
Programmeringen berörs i det centrala innehållet men återfinns inte i kunskapskraven. Vilket av lärare vi mött upplevs som tydligt att programmering är något som ska beröras, men inte i vilken omfattning samt att det ibland sker i förbifarten då det inte finns några kunskapskrav relaterade till programmeringen i sig. På grund av detta finns det en risk att lärare inte bearbetar explicita matematikkunskaper tillsammans med
programmeringsundervisingen.
Jag tycker de är så diffusa de här målen. De finns ju inte riktigt som kunskapskrav heller (I2).
Det är egentligen inte helt tydlig. Det står att programmering ska ingå i det centrala innehållet men det är ju inget kunskapskrav. Det är inget som man ska mäta, utan det ingår i matematik, samhällskunskap och teknik. Det är inte helt lätt för lärare att veta vad det egentligen innebär (I7).
Jag saknar mer tydliga riktlinjer (I9). 5.3.2 Synliggörande
Lärare vi pratat med uppfattar det som att programmeringen lätt hamnar i skymundan inom matematikämnet på grund av andra delar inom matematiken som eleverna behöver inhämta och utveckla kunskaper i och om som de prioriterar. Detta istället för att nyttja programmeringens fördelar för att eleverna istället ska kunna utveckla fler matematiska kunskaper och förmågor.
En nackdel är att grunden i matematiken kan försvinna på grund av tekniken och programmering (I1).
Programmering blir bara en del i matematiken. Jag gör det i omgångar, i tvåan och trean med klassen. Både praktiskt och digitalt, med kommandon kan man ju arbeta mer praktiskt och det gör vi ju (I6).
Sedan känner inte jag att det är något man behöver lägga ofantligt med tid på, utan att man lägger en liten del i ettan, tvåan och trean så att det återkommer. Att man lägger det i klumpar och sedan lämnar man det (I4).
5.3.3 Utformning
Lärare vi mött gör olika i utformningen av sin undervisning inom programmering. Det finns olika tankar kring vad som ingår i programmering för årskurserna F-3. Det är också skillnad på vilka och hur många begrepp som bearbetas i
undervisningssituationer. Det som dock gör sig tydligt är att matematiken inom programmering bearbetas väldigt generellt. Det är sällan det matematiska innehållet analyseras och integreras i stor omfattning i utformningen av
programmeringsundervisningen.
Tittar man på läroplanen i matematikämnet som har med programmering att göra är det ju stegvisa instruktioner, det är ju i princip vad som står när man tänker F-3 (I9).
Med stegvisa instruktioner. Där finns många vardagliga händelser där man kan jobba med det hela tiden. Lägesord, bakom framför. Att dubbla någonting, att ta hälften av någonting (I5).
Återberättande texter för att befästa begreppen inom programmering. De begrepp som vi arbetat med är exempelvis block, loop och sprite (I6).
I kategorin förhållningssätt är det lärares tolkning av läroplan och förhållningssätt gentemot ämne och innehåll som avgör hur eleverna får bearbeta programmering inom matematikämnet. Beroende på vad lärare tolkar in i programmering som en del inom matematikämnet blir undervisningen olika bred. Ibland tas stegvisa instruktioner in som innehåll, i andra fall kan ett mycket fylligare innehåll tolkas in till grund för planering av programmering. Det är dock väldigt generella och breda tolkningar som görs av lärare och läroplan enligt våra informanter, vilket leder till att eleverna inte får bearbeta särskilt mycket konkret matematik i programmeringsundervisningen.
5.4 Förståelse
5.4.1 Insikt
Lärares förståelse för programmering lägger grunden för det fortsatta arbetet i
klassrummet. Att lärare har en förståelse för teknik och dess utveckling är av stor vikt inför framtiden för att eleverna i slutändan skall kunna utveckla en förståelse för programmering. Det är dock oftast förståelse för den digitala teknik som används eller digitaliseringen som lyfts av de lärare vi pratat med. Det är sällan eleverna får en förståelse för vilken matematik som kan användas i arbetet med programmering.
Jag tror att man måste ha en viss grund för att kunna förstå samhället i framtiden (I7).
När de är äldre kommer de ha sin dator och jobba i en blockmiljö då gäller det också att man vet hur man sätter igång grejerna (I9).
Vi har en ganska teknisk och digital utveckling just nu och då är syftet att eleverna ska kunna lära sig hur en dator eller iPadfungerar, vill man arbeta med digital utveckling så måste man kunna det (I5).
5.4.2 Fortbildning
Det finns bland lärare fortfarande ett behov av fortbildning och kunskapsutveckling, även om programmering har funnits med i läroplanen en tid. Lärare vi pratat med uttrycker att de har kollegor som upplever detta moment i undervisningen som
skrämmande och främmande. Vilket gör att de därmed håller sig inom de ramar där de känner sig säkra och deras kunskap inte brister. Den bristande kunskapen inom
programmering kan få lärare att känna sig dumma och de vet inte hur de ovanpå allt annat ska hinna lära sig allt som är nytt. Det kan också vara en anledning till att programmeringsundervisningens huvudfokus inte är konkret matematik.
Folk är nog fortfarande lite för rädda för programmering. Det är främmande och de pratar hellre om uppställningar och multiplikationstabellerna, addition och
subtraktion (I3).
Om en själv känner sig osäker eller rädd för digital teknik, då är det ett problem. Men förhoppningsvis så finns det någon på skolan som känner sig mer trygg i det som man kan hjälpas åt med och visa hur man kan göra eller byta lektioner med i så fall (I8).
Jag tror mycket av de problem och svårigheter är kopplade till pedagogerna för att de blir oftast rädda och tänker att ”det här kan jag så lite om och jag känner mig dum” och de vet inte hur de ska hinna lära sig det här också ovanpå allt annat. Det tror jag är den största utmaningen (I7).
Jag kan tänka mig mer i utbildning inom det. Jag känner att det inte är min starkaste sida som lärare. Så jag skulle gärna få mer utbildning inom programmering (I6). 5.4.3 Fokus
Lärare vi pratat med anser att programmering inom matematikämnet i skolans
verksamhet bör utvecklas ännu ett steg, att läroplanen bör revideras ännu en gång för att de inte själva skall behöva sätta egna mål utifrån de skrivelser som finns. De upplever att det behövs organiseras bättre när det kommer till programmering i undervisningen, då det börjar ta mer plats. Det gör att lärare i årskurs 4-6 lättare kan ta vid för att bygga på elevernas kunskaper utifrån det. Undervisningen ges en röd tråd genom hela
grundskolan om det finns tydligt uppsatta mål som alla lärare i F-3 kan förhålla sig till. Lärare vi mött anser därför att programmeringen i läroplanen bör uppdateras med kunskapskrav för att fokus skall ligga på att eleverna utvecklar en förståelse för
programmering och matematik. Det ses som en fördel om direktiven och riktlinjerna är förtydligade så att lärarna därmed kan arbeta mot att utveckla och uppnå jämförbara kunskaper hos eleverna. Att därmed ha mål att arbeta mot, där det står vad man ska göra är något som är önskvärt då det också hade underlättat för planeringen av matematiskt innehåll. Det skulle även underlätta då många lärare tror sig göra för mycket och tvärtom.
Jag tycker de är så diffusa de här målen. De finns ju inte riktigt som kunskapskrav heller (I2).
Stå med i målen för F-klass och åk 3, vad ska vi sträva mot i vår undervisning. Vad ska vi jobba med. Nu finns det inga tydliga mål. Det finns i årskurs sex i teknik men inte riktigt annars. Men ska eleverna utvecklas mycket mot programmering så behöver direktiven och riktlinjerna förtydligas så att eleverna når jämförbara kunskaper (I5).
Tydligare riktlinjer och kunskapskrav för årskurs 3 (I6).
Kan vara bra med ett mål, där det står vad man ska göra. Många gör nog för mycket. Hade kunskapskravet inom 1-3 varit definierat så hade det underlättat för
planeringen (I8).
Man behöver ha en form av grundplåt. Riktigt vad den skulle innehålla vet jag inte men något att man ska förstå omvärlden och verkligen säkerställa att de har med sig det. Det är ju det kunskapskraven gör, att det inte bara blir som det blir (I7).
5.4.4 Relevant innehåll
Många lärare vi mött anser däremot att de gör mer än läroplanen avser inom programmering, att de efter förtydligandet av läroplanen insett av sin tolkning av läroplanen att de gjort betydligt mer både innan och efter revideringen än de är ålagda att göra i de lägre åldrarna. Fokus kan behöva vara på att undervisningen i
programmering inom matematikämnet ska ha ett tydligt beskrivet syfte i arbetet med programmeringens olika delar för att eleverna ska kunna göra relevanta kopplingar mellan exempelvis mönster, sekvenser och mer konkret matematik. För att genom det väcka intresse hos elever som kan hjälpa dem att utvecklas matematiskt.
Det blev ändå mer tydligt att man måste använda programmering efter revideringen. Innan förändringen tror jag inte att lärare pratade om programmering på det här sättet, man gjorde mönster och instruktioner men jag tror inte att man kopplade det till programmering för det blev inte tydligt för barnen att det är det vi tränar (I8).
Jag tänker att de förmodligen tänkt att de lagt till det för att bristen på folk som jobbar med det här är stor och att de då tar in det i låga åldrar. Men jag kanske inte tänker att det ska vara mer programmering utan att fokus ska vara på att det ska vara kvalité när man gör det och att man är ödmjuk inför detta att alla kommer inte jobba med programmering men att några kommer att få sitt intresse utav det (I9).
Vi har stort samarbete med fritids och de gör mycket aktiviteter utifrån det vi jobbar med i skolan. Så är det så att vi jobbar inom programmering, ser de till att boka in sig för att komma till komtek och bygga bilar och testa tekniska grejer och så (I3).
Jag tror inte att jag tänkt på det jättemycket innan men det blev ju verkligen
upphypat. Nu kommer programmering in i kursplanerna, hur ska vi klara av det här (I8).
I kategorin förståelse är det lärares och elevers förståelse av programmering kopplat till läroplan och utveckling som blir tydlig och på så sätt är grunden i lärares undervisning om programmering inom matematikämnet. Förståelsen är individuell utifrån både ett elev- och ett lärarperspektiv samt att undervisningen helt bygger på lärares tolkning av
läroplan och dess förkunskaper. Dock är det sällan matematisk förståelse som prioriteras i programmeringsundervisningen, kunskaperna är oftas mer riktade mot programmering och hur eleverna ska kunna göra i undervisningssituationer.
6. Slutsatser
Vi kommer först beskriva de slutsatser som vi kan dra utifrån våra kategorier samhälle,
användning, förhållningssätt och förståelse för att till sist beskriva slutsatsen vi kommit
fram till genom studien.
6.1 Samhälle
Läroplanen lämnar ett stort tolkningsutrymme som gör att arbetet utifrån ett
samhällsperspektiv riskerar att inte bli likvärdigt. Genom att se till förändringen av
undervisningen inom programmering innan och efter revideringen av läroplanen 2018, anser lärare vi pratat med att de innan revideringen arbetade med centralt innehåll som stegvisa instruktioner på samma sätt innan, som efter. Skillnaden är att det nu finns ett uttalat fokus på programmering som inte funnits tidigare.
6.2 Användning
Ur ett användningsperspektiv får eleverna inom F-3 bearbeta programmering inom matematik med många olika arbetssätt för att utveckla kunskaper. Dock är innehållet som bearbetas ofta generella matematiska kunskaper med fokus på programmering. Det är sällan kopplingar görs till explicita matematikkunskaper som kan användas till annat matematiskt innehåll.
6.3 Förhållningssätt
Ser vi till förhållningssättet i skolan med fokus på programmering inom
matematikundervisningen utifrån läroplanen, tolkar lärare som vi pratat med läroplanen olika. De planerar på så sätt sin undervisning inom programmering på många olika sätt. Detta utifrån olika syftesformuleringar och centralt innehåll, helt beroende på
individuella tolkningar och kunskaper. När programmeringen ses som en isolerad del av matematikundervisningen kan lärares förhållningsätt begränsa elevers möjligheter att utvecklas matematiskt inom programmeringsundervisningen.
6.4 Förutsättningar
Lärare som vi pratat med och deras elever har olika förutsättningar utifrån vilka resurser verksamheten innehar, vilka kunskaper som anses centrala samt vilka möjligheter läraren har att planera en undervisning som inte bara lär eleverna att programmera utan också utvecklar deras matematiska kunskaper. Enligt studien finns det dock en risk att undervisning i och om programmering i skolan inte blir likvärdig. Då elever i verksamheterna på grund av skilda förutsättningar inte har samma möjlighet att få bearbeta programmering analogt och digitalt. Beroende på de stora skillnaderna som i mångt om mycket beror på lärares förkunskaper, tillgång till digitala verktyg och öppen tolkning av läroplanen. Dock tenderar de öppna formuleringarna i läroplanen göra det svårt för lärare att koppla konkreta matematiska kunskaper till
