1
EXAMENSARBETE INOM TEKNIK OCH LÄRANDE
KOMPLETTERANDE PEDAGOGISK UTBILDNING,
AVANCERAD NIVÅ, 15 HP
STOCKHOLM, SVERIGE 2020
Tekniklärares uppfattningar om
programmering i teknik
på grundskolans högstadium
En fenomenografisk studie
SIRAN VAHABZADEH
KTH
3
Tekniklärares uppfattningar om
programmering i teknik
på grundskolans högstadium
En fenomenografisk studie
SIRAN VAHABZADEH
Technology teachers’ perceptions of
programming in the technology subject at lower
secondary school
A phenomenographic study
EXAMENSARBETE INOM TEKNIK OCH LÄRANDE PÅ
PROGRAMMET KOMPLETTERANDE PEDAGOGISK UTBILDNING
Handledare: Susanne Engström, Skolan för industriell teknik och management,
Kungliga Tekniska högskolan.
Examinator: Per Norström, Skolan för industriell teknik och management,
5
Sammanfattning
Den 1 juli 2018 trädde en rad förändringar i kraft i den svenska skolans läroplaner och kursplaner. Det är bland annat skrivningar om programmering i kursplanerna i teknik och matematik i grundskolan.
Det här examensarbetet undersöker lärares uppfattningar kring införandet av programmering i teknikämnet på grundskolans högstadium. Undersökningen har för avsikt att svara på följande frågeställningar: Hur beskriver tekniklärare sina tolkningar av
kursplansinnehållet gällande programmering i ämnet teknik på grundskolans högstadium?
samt Vilka föreställningar återfinns hos lärare om undervisningen av detta innehåll? För att ta reda på vilka uppfattningar som lärare kan ha, intervjuades fem verksamma lärare som undervisar i teknik. En fenomenografisk analysmodell har använts för behandlingen av insamlade data från intervjuerna.
Resultatet av studien påvisar att trots att lärarna saknar kompetens och erfarenheter i undervisning i programmering, har de en positiv syn till integreringen av programmering i teknik och uttrycker att det är en viktig del i elevernas utbildning. Vidare framkommer att lärarna beskriver formuleringarna gällande programmering i kursplanen för teknik som svårtolkad. Resultatet visar även att deltagande i fortbildning har givit lärarna uppfattningen av att programmering i teknik innebär styra konstruktioner genom att programmera Microbit. I resultatet framkommer även att somliga lärare lever i föreställningen att eleverna kan lära sig programmering bättre än lärarna själva samt att eleverna kan lära sig själva utan att ha blivit undervisade vilket tycks vara en märklig uppfattning.
Nyckelord: tekniklärare, teknikdidaktik, teknikundervisning, programmering, datalogiskt
6
Abstract
On July 1, 2018, several changes took effect in curricula and syllabi in the Swedish school. These changes include knowledge about programming in the syllabi of technology and mathematics in compulsory school.
This thesis examines teachers’ perceptions of the phenomenon introduction of programming
in the subject of lower secondary school technology. The survey intended to answer the
following questions: How do technology teachers describe their interpretations of the syllabus content regarding programming in the subject of technology at the lower secondary school? and What ideas do teachers have about teaching this content? To find out what perceptions teachers may have about programming, five technology teachers were interviewed. A phenomenographical analysis model has been used for the processing of collected data from the interviews.
The results of the study show that although teachers lack the skills and experience in teaching programming, they have a positive view on the integration of programming in technology subject and believe that it is an important part of students' education. Furthermore, it emerges that the teachers describe the content formulations concerning programming in the technology syllabus as difficult to interpret.
The result also shows that participation in professional development course has given the teachers the idea that programming in technology involves controlling constructions by programming Microbit. Moreover, it emerged that there is an acceptance for the notion that students can learn programming better than the teachers and even the students can learn by themselves without being taught, which seems to be remarkable.
Keywords: technology teacher, technology education, technology teaching, programming,
7
Förord
Jag vill framföra ett stort tack till min handledare Susanne Engström som har givit mig behövlig vägledning i arbetet och bidragit med nya insikter och infallsvinklar. Jag vill också tacka de tekniklärare som ställde upp för intervju. Utan deras insats hade inte examensarbetet kunnat genomföras.
Likaså vill jag tacka min lärare Lisbet Byström för allt uppmuntran och mentalt stöd under hela min utbildning.
8
Innehåll
1 Inledning ... 9
1.1 Bakgrund ... 9
1.2 Syfte och frågeställningar ... 11
1.3 Avgränsningar ... 11 2 Tidigare forskning ... 12 3 Teoretiskt ramverk ...15 4 Metod ...15 4.1 Datainsamlingsmetod ... 16 4.2 Analysmetod ... 16 4.3 Urval... 16 4.4 Forskningsetiska principer ... 17
4.5 Validitet och reliabilitet ... 17
5 Analysresultat ... 18
6 Resultatdiskussion ... 28
6.1 Ett givet innehåll framkommit genom att lärarna har gått olika kurser. ... 28
6.2 Nivån på högstadiets innehåll är svårtolkat. ... 29
6.3 Hur mycket man ska programmera. ... 30
6.4 En tydlig relevans ... 30
6.5 Vem som besitter kompetensen. ... 31
7 Metoddiskussion ... 32
8 Slutdiskussion ... 32
8.1 Förslag på framtida forskning ... 34
Referenser ... 36
Bilagor ... 39
Bilaga 1 ... 39
9
1 Inledning
Dagens digitaliserade samhälle kräver att individer har kompetens inom digitalisering för att kunna utföra sina vardagliga ärenden men även sina arbetsuppgifter. Denna tekniska utveckling har starkt påverkat människans vardag. Människor behöver använda sig av datorer och Internet dels för att kommunicera med varandra, dels för att komma i kontakt med bank, elektronisk handel, industri, vård, utbildning osv. Skolan har i sitt uppdrag att utbilda eleverna till aktiva samhällsmedborgare. Eleverna ska ges möjlighet att utveckla sin förmåga att använda digital teknik för att kunna orientera sig och agera i ett digitaliserat samhälle med stort informationsflöde (Skolverket, 2019a).
Regeringen har därför beslutat om förstärkande av digital kompetens i läroplaner, kursplaner och ämnesplaner för grundskolan och gymnasieskolan i syfte att tydliggöra skolans uppdrag att stärka elevernas digitala kompetens och förberedda dem för framtidens arbetsmarknad (Regeringskansliet, 2017). Detta har resulterat i en rad förändringar i skolans styrdokument vilket har tillämpats från och med 1 juli 2018. Syftet är att eleverna utvecklar den digitala kompetensen som gynnar dem för aktivt deltagande i samhället i framtiden. På så sätt kan skolan minska digitala klyftor bland elever i hela landet. Därför är digital kompetens i grunden en demokratifråga (Regeringsbeslut I:1, 2017).
Till följd av detta har programmering tillkommit som ett obligatoriskt inslag i kursplaner i teknik och matematik för grundskolan. Dessa förändringar i läroplanerna påverkar rektorers och lärares uppdrag, skolbibliotekets roll och undervisningen i enskilda ämnen (Regeringskansliet, 2o17). Fokus i min studie är revideringen av kursplanen i teknikämnet gällande programmering i det centrala innehållet, hur lärarna efter en tid beskriver hur de tagit till sig det nya innehållet och hur de anser att det har påverkat undervisningen.
1.1 Bakgrund
Digitalisering påverkar ständigt samhället vilket innebär att individer behöver utveckla digital kompetens för att kunna klara sig i det dagliga livet, både hemma och på arbetet. År 2006 presenterade Europeiska kommissionen åtta nyckelkompetenser för livslångt lärande vilket digital kompetens är en av dem. Digital kompetens tar sin utgångspunkt i IKT-färdigheter, dvs att man har förmågan att använda sig av datorer för att hämta fram, kritiskt värdera, lagra, producera, redovisa och utbyta information samt för att kommunicera och delta i samarbetsnätverk via Internet (Digitaliseringskommissionen, 2015).
De nya skrivningarna kring digital kompetens i läroplanerna och kursplanerna är grundade på EU:s nyckelkompetenser och Digitaliseringskommissionens beskrivning av digital kompetens (Skolverket, 2017a). Det är viktigt att notera att fyra aspekter av digital kompetens är beskrivna i styrdokumenten. Dessa är att utveckla förståelse för digitaliseringens påverkan på individen och samhället, att utveckla förmågan att använda och förstå digitala system och tjänster, att utveckla ett kritiskt förhållningssätt till medier och information samt att lösa problem och omsätta idéer i handling på ett kreativt sätt (Skolverket, 2017a).
I läroplanerna ingår programmering som en del av den digitala kompetensen som eleverna ska få möjlighet att utveckla. Programmering handlar om att skriva kod, som har stora likheter med problemlösning men också problemformulering, att pröva och ompröva samt kreativt skapande och logiskt tänkande (Skolverket, 2017a).
10 • Tekniska lösningar: Tekniska lösningar som utnyttjar elektronik och hur de kan
programmeras.
• Arbetssätt för utveckling av tekniska lösningar: Egna konstruktioner där man tillämpar styrning och reglering bland annat med hjälp av programmering.
Men hur uppfattar tekniklärare de här formuleringarna? Programmering har inte funnits med i grundutbildningen på lärarprogrammen under många år och därför saknar många lärare kompetens inom programmering (Heintz, Mannila, Nygårds, Parnes & Regnell, 2015; Wallin, 2017). De flesta lärare har inga erfarenheter och känner sig osäkra inför införandet av programmering. Många lärare har tagit initiativet till att utbilda sig på egen hand (Wallin, 2017). Viktigt att notera är att många tekniklärare inte har utbildning inom skolämnet teknik överhuvudtaget. Under hösten 2004 hade 42% av undervisande tekniklärare i år 7–9 i Värmland ingen utbildning i skolämnet teknik (Bjurulf, 2008) och våren 2019 saknade 45% av tekniklärarna behörighet (Skolverket, 2019b). Lärares utbildning, både vad gäller innehåll och omfång, har en avgörande betydelse för att en lärare ska känna sig trygg när hon undervisar i ämnet (Bjurulf, 2008). En undersökning (Fahlén, 2017) från Lärarnas Riksförbund visar att lärarna som undervisar i matematik inte känner att de besitter tillräckliga kunskaper i programmering. Fahlén (2017) framhåller att det borde vara självklart att lärare måste få lära sig programmering innan de kan undervisa elever i programmering. Vidare menar hon att 8 av 10 tillfrågade matematiklärare i grundskolan uppger att de känner sig osäkra på hur de ska undervisa i programmering. Det visar sig att 7 av 10 matematiklärare i högstadiet inte har någon utbildning alls i programmering. Flera upplever att de har föråldrade kunskaper i ämnet eller inga alls och att de saknar didaktisk erfarenhet (Fahlén, 2017). En studie från Storbritannien (Sentance & Csizmadia, 2017) påvisar att en av de största utmaningarna med införandet av programmering är lärares kunskaper i ämnet. Lärarna beskriver att de har deltagit i många kurser för att bygga sina kunskaper men fortfarande saknar förtroende för att lösa problem som eleverna stötar på. Även forskning inom IKT-fältet lyfter fram nyckelfaktorer som påverkar lärares beslut i användande av IKT i sin undervisningspraktik (Ertmer & Ottenbreit-Leftwich, 2010). Dessa är bland annat lärares kunskaper, självförtroende, pedagogiska föreställningar (jfr engelskans beliefs) och ämneskulturer. Författarna menar att även om kunskap inom IKT är nödvändig, räcker det inte, om lärare inte känner sig säker på att använda den kunskapen för att underlätta elevernas lärande.
För att konkretisera vad digital kompetens och programmering i skolan ska innehålla, har Skolverket efter införandet 2018 anordnat en rad insatser som följer nedan
• Material för kollegialt lärande inom matematikdidaktik/programmeringsdidaktik, naturvetenskap- och teknikdidaktik i syfte att ge stöd till undervisning om den digitala världen och dess möjligheter och utmaningar
• ämnesvisa kommentarmaterial som är reviderade 2017 och ett nytt övergripande material, ”Få syn på digitaliseringen på grundskolenivå”
• konferenser
• webbkurs om programmering
• Högskolekurser i programmering för lärare
11 Under 2019 har även Skolinspektionen genomfört en granskning av hur skolor arbetar med digitala verktyg inom matematik- respektive teknikämnet på högstadiet. Skolinspektionen slår fast att digitalisering och däribland programmering som ämnesinnehåll i olika former har kommit för att stanna. Skolinspektionen ser att skolor förhåller sig olika till innehållet, olika lärare fokuserar olika inom exempelvis teknikämnet. Ett generellt problem som framkommer är dock att digitala verktyg av olika slag inte används för att synliggöra det konkreta ämnesinnehållet i tillräckligt hög grad. Inom teknikämnet vore det, enligt Skolinspektionen önskvärt med fler exempel på digitala verktyg och programmeringsexempel som är användbara för att synliggöra tekniska lösningar, för att arbeta med teknikutvecklingsprocesser eller när undervisning om tekniska system genomförs. Det handlar om att lärare behöver lämpliga simuleringsprogram, analysprogram, ritprogram etc. Arbetets fokus är att se hur lärarna efter ett år sedan revideringen upplever det nya ämnesinnehållet. Uppsatsen kommer i huvudsak inriktas på att undersöka lärarnas syn på programmering i teknik på högstadiet samt vad de framhåller att undervisning i programmering innebär.
Jag vill påpeka att det finns andra examensarbeten som har gjort liknande studier. Som exempel är ett examensarbete (Lindblad & Nyhlén, 2018) som bland annat har undersökt tekniklärares uppfattningar av implementeringen av programmering i teknik. Detta har undersökts genom en kombination av kvantitativ enkätundersökning som 55 tekniklärare deltog i och sex kvalitativa intervjuer med en fenomenografisk forskningsansats. Resultatet visar att majoriteten av tekniklärarna ser positivt på införandet av programmering i teknikämnet samt att de tycker att det är en del av samhällsutvecklingen. Min studie presenterad i denna rapport knyter an till tidigare arbeten och jag avser att fördjupa lärares resonemang ytterligare och be dem se tillbaka på det år som har gått, hur de upplever att programmeringen utvecklats som ämnesinnehåll.
1.2 Syfte och frågeställningar
Efter införandet av programmering som kunskapsinnehåll i teknikämnets kursplan uppstod olika uppfattningar och föreställningar bland verksamma lärare angående vilket och hur mycket fokus som ska läggas på detta område. Många lärare har inte läst programmering i sin utbildning och det utvecklades sannolikt en osäkerhet bland dem för hur de kan genomföra moment som omfattar programmering men å andra sidan, eftersom de inte utbildats inom området kan de möjligen skapa sig en egen föreställning av hur området ska undervisas. Syftet med min studie är att bidra med ytterligare lärarbeskrivningar genom att undersöka hur verksamma tekniklärare uppfattar programmering i teknikämnet i grundskolans årskurs 7–9 drygt ett år efter det infördes som innehåll i ämnet.
För att uppnå syftet avses att svara på följande frågeställningar:
• Hur beskriver tekniklärare sina tolkningar av kursplansinnehållet gällande programmering i ämnet teknik på grundskolans högstadium?
• Vilka föreställningar återfinns hos lärare om undervisningen av detta innehåll?
1.3 Avgränsningar
12 resultat inte verifieras av en oberoende person. Detta på grund av att det är ett tidskrävande arbete att undersöka huruvida de funna beskrivningskategorierna skulle framkomma vid en upprepad analys av empirin. Avgränsningarna beror på att det självständiga arbetet är begränsat i tid och genomförs av en student.
2 Tidigare forskning
Dagens elever lever i ett digitaliserat samhälle vilket ställer krav på nya kunskaper. Skolan har därmed en viktig uppgift i att ge alla elever lika möjlighet att skapa förståelse för den digitala världen. Läroplanens revision 2018 syftade till att elever utvecklar förståelse för hur digitalisering påverkar individen och samhället. Eleverna ska få stärka sin förmåga att använda och förstå digitala system och tjänster, att förhålla sig till medier och information på ett kritiskt sätt samt att stärka förmåga att lösa problem och omsätta idéer i handling på ett kreativt sätt (Skolverket, 2018). Mannila (2017) framhåller att programmering i dagens moderna samhälle är en del av allmänbildningen som grundskolan erbjuder alla elever. Runeson, Andersson, Heintz, Mannila och Rolandsson (2015) poängterar för att kunna säkra ett demokratiskt samhälle för framtiden, är det av stor vikt att alla lär sig förstå hur den digitala världen fungerar. Detta innebär att lära sig grunderna i bland annat vad datorer, programmering och Internet är och hur de fungerar. Samuelsson (2014) menar att digital kompetens inte ska reduceras till behärskandet av vissa tekniska verktyg utan det handlar om att förstå relationen mellan teknik- och samhällsutveckling samt teknikens möjligheter och begränsningar.
Forskning om programmering i den svenska grundskolan är till viss del begränsad. Detta kan bero på att det saknas långvarig erfarenhet av programmering i grundskolan. Därför finns det ringa systematisk forskning om vilka metoder och modeller som är särskilt gynnsamma för programmering (Mannila, 2017; Skolverket, 2018). Men forskningen utvecklas kontinuerligt och flertalet projekt pågår under 2019–2020, specifikt kring programmering i skolan. Vad som framkommit i studier är dock att införandet av digital kompetens och programmering i läroplanen medför nya utmaningar för lärare. Trots detta lyfts vinsten fram av att möta elever utifrån deras intressen och engagemang med hjälp av digital kompetens och programmering som ett verktyg (Åkerfeldt, Kjällander & Selander, 2018).
Karin Stolpe (2018, februari), universitetslektor vid Linköpings universitet förklarar i Cetis nyhetsbrev att införandet av programmering i skolan inte är ett nytt fenomen. Idén om att elever borde lära sig programmera kom redan på 1980-talet i samband med lanseringen av de första persondatorerna. En av förespråkarna var Seymour Papert, datavetare och pedagog vid MIT i USA, som med kollegor utvecklade programmeringsspråket Logo. Logo var tänkt att användas som ett redskap för att utveckla barns tänkande och problemlösningsförmåga. Vid utvärdering av effekterna av programmeringen, blev resultaten dock inte så positiva som Papert hade väntat sig. En tvåårig studie fann exempelvis inte någon evidens för att elever lyckades överföra sina kunskaper från programmering till andra situationer (Pea, Hawkins & Kurland, 1987). Undervisningen i Logo infördes i många länder trots de nedslående resultaten (Stolpe, 2018). Under 1990-talet lanserades dessutom Lego Mindstorms, vilket skapade nya möjligheter att arbeta med programmering i skolan.
13 Wing (2006) framhåller att Computational Thinking, även känt som datalogiskt tänkande, är en grundläggande färdighet som alla kan utveckla. Utöver läsa, skriva och räkna anser hon att man bör lägga till datalogiskt tänkande till barns analytiska förmåga som en del av allmänbildningen. Datalogiskt tänkande innebär enligt Wing (2006), problemlösning med hjälp av grundläggande koncept från datavetenskap såsom abstraktion och mönster samt förmågan att omformulera ett svårt problem i ett problem som vi vet hur man löser, genom exempelvis reduktion eller simulering. Datalogiskt tänkande innefattar även förmågan att tänka abstrakt på flera nivåer. Liknande tankar framför Voogt, Fisser, Good, Mishra och Yadav (2015) som beskriver att datalogiskt tänkande innefattar tankeprocesser som är involverade när komplexa problem löses och generaliseras för att sedan överföras till en mängd olika problem. Enligt Voogt et al. (2015) är forskare eniga om att datalogiskt tänkande är mycket mer än programmering. Programmering är dock ett viktigt verktyg för att utveckla datalogiskt tänkande (Voogt et al., 2015).
Mannila (2017) framhåller att programmering inte enbart handlar om att skriva kod, utan det är ett processarbete som innefattar olika förmågor och aspekter av att lösa problem i en datorkontext. En modell för datalogiskt tänkande i grundskolan som har blivit populär i England bygger på sex koncept och fem arbetssätt. Koncepten innebär logiskt tänkande, algoritmer, nedbrytning i mindre delar, mönsterigenkänning, abstraktion och utvärdering. Arbetssätten är bland annat utforskande, skapande, felsökning och samarbete. Vidare argumenterar Mannila (2017) att programmering kan ses som ett pedagogiskt verktyg som kan användas i olika ämnen för problemlösning och digitalt skapande.
Stolpe (2018) beskriver emellertid att programmering inte automatiskt leder till datalogiskt tänkande. Hon hänvisar till flera studier som visar att elever bara marginellt utvecklar sin generella förmåga att lösa problem och tänka logiskt (Kalelioğlu, 2015; Kalelioğlu & Gülbahar, 2014; Straw, Bamford & Styles, 2017; Sullivan & Heffernan, 2016). I en studie undersöktes effekten av Scratchprogrammering på elevers problemlösningsförmågor (Kalelioğlu & Gülbahar, 2014). Resultaten visade att programmering i Scratch inte hade stor inverkan på elevernas problemlösningsförmågor men en liten förbättring i elevernas självförtroende vid problemlösning kunde skönjas (ibid.). I en annan studie undersöktes effekten av undervisningen i code.org på elevers problemlösningsförmågor (Kalelioğlu, 2015). Resultaten visade även där att programmering via code.org inte hade några effekter på elevernas problemlösningsförmågor. Stolpe (2018, februari) menar att eleverna lär sig hantera de digitala verktyg som de får använda sig av i skolan. Enligt Stolpe ”Elever som får arbeta med att programmera med hjälp av Scratch blir bättre på att lösa uppgifter i Scratch. Det betyder att det som eleverna får öva på, det blir de också bättre på.” (2018, februari, s.10)
Stolpe (2018, februari) menar vidare att forskningen visar att eleverna har det svårt att överföra sina kunskaper från programmering till andra sammanhang. Detta gäller både om när eleverna byter programmeringsmiljö och när de ska använda sina kunskaper i situationer som inte handlar om programmering. Hon hävdar således att det verkar som att det finns en övertro bland en del för vilka färdigheter man kan utveckla med hjälp av programmering. ”Det verkar alltså som att det kanske finns en övertro bland somliga för vad programmering faktiskt ska kunna bidra med” (2018, s.10).
Stolpe (2018, februari) förklarar vidare
14 Sammantaget ledde detta till att eleverna fick resonera i termer av input, process och output och hur olika komponenter samverkade med varandra. (2018, s.10–11)
Stolpe menar att beroende på vad som är i fokus, kan eleverna lära sig andra saker genom att programmera. Stolpe (2018, februari) beskriver även att kritiskt förhållningssätt är viktigt när programmering blir undervisningsinnehåll. Fortfarande finns alltför få exempel på forskning om programmering inom teknikundervisningen i skolan (Hallström, 2018) varför mer forskning behövs för att förstå vad en lämplig programmeringsundervisning är. Att betrakta programmeringen ur ett didaktiskt perspektiv är något som Stolpe ser vikten av. Det är som alltid viktigt att bestämma vad man vill att eleverna ska lära sig och varför. På så sätt kan man undvika att programmering blir ett isolerat innehåll som kan checkas av, istället för att bli en relevant och intressant ingång för att arbeta med teknikämnets alla delar (Stolpe, 2018, februari). Det Stolpe m.fl. lyfte fram 2018 framhålls senare av Skolinspektionen 2019, i samband med inspektioner som visar att programmering just blivit ett isolerat innehåll som checkas av.
Björkholm och Engström (2017) har utfört en diskursanalytisk studie av programmering som innehåll i grundskolans teknikämne. Studien har genomförts i form av en fallstudie av en kompetensutvecklingskurs i programmering för lärare. Kursen innefattar även ett projekt där lärarna undervisar i sina egna klasser. Studien har för avsikt att undersöka dels vilket kunskapsinnehåll inom programmering som lyfts fram som viktigt i undervisningen, dels vilka underliggande värden som ger innehållet ett berättigande. Totalt 16 verksamma lärare i årskurs 1–9 deltog i kursen. Forskarna har observerat undervisningen vid samtliga 6 kurstillfällen under en termin samt 3 lärares undervisning i sina klasser (åk 3,4 och 7). Resultatet från studien pekar på att programmera för att styra legorobotar lyfts fram som ett viktigt kunskapsinnehåll inom programmering. Dock är fokus i undervisningen framför allt artefakter i sig och programmering lyfts upp otydlig. Det som framkommer även i resultatet och som forskarna framhåller det är anmärkningsvärt, är att inom programmering är det en acceptans för idén om att elever kan lära sig själva, utan att ha blivit undervisade. Det tycks vara möjligt att lärare tar ett steg iväg från sin vanliga lärarroll och lämnar ansvaret för elevers lärande till dem själva. I kontrast till detta resultat som Björkholm och Engström (2017) kom fram av undersökningen kring programmering i grundskolans teknikämne, presenterade Rolandsson (2015) ett helt annat resultat av sin studie i gymnasieskolan. Rolandsson (2015) presenterade i sin avhandling bland annat gymnasielärares föreställningar om programmering i relation till deras undervisningspraktik. Resultatet visar att oavsett hur lärare varierar sin undervisning, upplever lärarna att många elever har svårt att förstå ämnet. Lärarna har två olika synsätt kring elevers förutsättningar att lära sig programmering; en del lärare anser att alla elever kan lära sig att programmera medan den andra inte gör det. Det framkom även att lärarna anser att endast de elever som redan har analytiska och logiska förmågor kan lära sig att programmera.
15
3 Teoretiskt ramverk
För att undersöka lärarnas uppfattningar av programmering i kursplansinnehållet i teknik behövs grundläggande teorier som kan användas som utgångspunkt i tolkning och diskussion. Det teoretiska ramverket som ska användas för att analysera data och få svar på frågeställningarna i detta arbete är den fenomenografiska ansatsen. Denna metodansats är utvecklad av bland andra Inom-gruppen vid Göteborgs universitet för att beskriva människors sätt att uppfatta fenomen i sin omvärld (Larsson, 1986). Fenomenografi utgår ifrån att människor uppfattar företeelser i omvärlden på olika sätt och därför intresserar sig för variationer i uppfattningar mellan människor. Uppfattningar är därför kvalitativt skilda sätt att förstå något i omvärlden (Dahlgren och Johansson, 2015).
I detta aktuella arbete ligger fokus på lärarnas olika sätt att uppfatta fenomenet införande av
programmering i grundskolans teknikämne. Lärarnas föreställningar och tolkningar av
detta fenomen analyseras genom fenomenografin och sedan kategoriseras i olika beskrivningskategorier. Syftet är att beskriva innehållet i tanken och uppfattningar hos lärarna i studien. Fenomenografin är ett lämpligt ramverk för analys av studiens frågeställningar genom att det ger utrymme för att uppfattningar av ett och samma fenomen kan skilja sig åt från individ till individ.
Uljens (1989) menar att i fenomenografi har innebörden av begreppet uppfattning en annan betydelse än i vardagsspråket. Han betonar att i fenomenografi analyseras uppfattningar av olika företeelser och inte uppfattningar om olika företeelser. Uljens tydliggör att uppfattningar av olika företeelser refererar till människans grundläggande förståelse av något medan uppfattningar om olika företeelser är en mer subjektiv beskrivning i vardagsspråk. Marton (1981) beskriver två distinkta uppfattningsnivåer: den första ordningens perspektiv beskriver hur något är och den andra ordningens perspektiv beskriver hur någon upplever något. En fenomenografisk metod koncentrerar sig på den andra ordningens perspektiv vilket innebär att metoden inte söker sanningen i uppfattningar det vill säga vad något är, utan fokuserar på vad det uppfattas vara (Marton, 1981). I det här arbetet är det intressanta att ta reda på hur lärare uppfattar programmering, dvs. den andra ordningens perspektiv och därför passar en fenomenografisk analys bra som metod.
Fenomenografiska analyser kan enligt Dahlgren och Johansson (2015) beskrivas med olika analysmodeller. Analysmodellen som författarna beskriver mer ingående börjar med läsningen av de transkriberade inspelade intervjuerna. Betydelsefulla påståenden plockas ut från intervjuerna i form av stycken eller passager för att sedan jämföras och grupperas. Dahlgren och Johansson (2015, s.169) menar att ”fenomenografins primära mål är att urskilja variation eller skillnader mellan uppfattningar, och för att kunna göra detta bör forskaren också leta efter likheter”. När likheter och skillnader har funnits, inträffar en gruppering vilket innebär att forskaren försöker att relatera olika stycken till varandra och hitta gemensamma korrelationer. Slutligen ska materialet kategoriseras och kategorierna namnges. Dessa beskrivningskategorier anses vara det som analysen resulterar i.
4 Metod
16
4.1 Datainsamlingsmetod
Metoden för datainsamling är utvald med syfte att besvara studiens frågeställningar. Dahlgren och Johansson (2015) beskriver att datainsamling i fenomenografiska studier oftast genomförs genom halvstrukturerade intervjuer. Forskaren använder sig av en intervjuguide med ett fåtal frågor. Frågorna ordnas med hänsyn till de olika fenomen som ska behandlas i studien (ibid.). Syftet är att intervjuaren ska kunna komma åt informantens sätt att uppfatta ett fenomen. Det är viktigt att intervjuaren använder sig av tekniken probing vilket innebär att ställa följdfrågor som hjälper att få ett uttömmande svar som möjligt (ibid.). Intervjuaren ska vara flexibel och låta informanten utveckla sina idéer och tala utförligt om de fenomen som intervjuaren tar upp. Denna studie bygger på intervjuer med fem högstadielärare som undervisar i teknik. Samtliga intervjuer har spelats in med mobiltelefon för att sedan transkriberas och analyseras. Jag har använt mig av en intervjuguide med frågor som har en öppen karaktär. Frågorna har ordnats med tanke på vad man behöver veta för att få svar på forskningsfrågorna (se kapitel 1.2). Dahlgren och Johansson (2015) skriver att dialogen mellan intervjuaren och informanten utvecklas beroende på de svar som ges. Intervjuguiden för denna studie finns i Bilaga 1.
4.2 Analysmetod
Metoden som används för att analysera data är kategorisering i den fenomenografiska analysen. Till skillnad från tematisk analys (Braun & Clarke, 2006) som fokuserar på att finna mönster eller teman i datamaterial, söker fenomenografi bredd och variation mellan människors sätt att förstå ett fenomen. Det som är i fokus i detta arbete är lärarnas olika sätt att beskriva programmering i ämnet teknik i årskurs 7–9. Skillnader och likheter i uppfattningar ska fångas upp i analysen och sedan dessa uppfattningar kategoriseras i olika beskrivningskategorier.
Analysmodellen (Dahlgren & Johansson, 2015) som används i den här studien, presenteras i sju steg och sammanfattas nedan.
1.
att bekanta sig med materialet genom att läsa de transkriberade intervjuerna.2.
att kondensera vilket innebär att identifiera mest betydelsefulla uttalanden genomatt klippa ut passager eller stycken i intervjuerna.
3.
att jämföra de olika passagerna och hitta likheter och skillnader inom materialet.4.
att gruppera de funna likheterna och skillnaderna.5.
att artikulera kategorierna så att likheterna står i fokus. När likheter är större än skillnader kan det vara möjligt att gruppera dessa till en gemensam kategori.6.
att namnge kategorierna. Viktigt att benämningar på kategorierna fångar känslan isättet att uppfatta något.
7.
att kontrastera passagerna mot varandra för att se om de ryms inom fler än en kategori. I fall de granskade passagerna passar i flera kategorier sammanförs kategorier (ibid).4.3 Urval
17 i samma kommun. Samtliga lärare arbetar i kommunala skolor. De har olika bakgrund och antal år i yrket. Intervjuerna har genomförts på de skolor som lärarna arbetar på. Nedan följer en kort beskrivning av de intervjuade lärarna.
Lärare A har gått ämneslärarutbildning, behörig i NO-ämnena och geografi, verksam sedan 1985 som NO och tekniklärare i grundskola.
Lärare B är doktor i kemi, med 12 år erfarenhet som lärare. Lärare B har undervisat i matematik, teknik och NO-ämnena i grundskola.
Lärare C har civilingenjörsexamen och är doktor i kemi. C har arbetat som lärare sedan 2006 och undervisat i matematik, teknik och NO-ämnena. Lärare C har blivit behörig genom Vidareutbildning av lärare (VAL).
Lärare D har civilingenjörsexamen inom medieteknik. D läser sista terminen på en kompletterande pedagogisk utbildning på 75% studietakt. Lärare D har undervisat i matematik och teknik sedan två år.
Lärare E har ingenjörsbakgrund och har gått kompletterande pedagogisk utbildning. Lärare E har varit verksam sedan 1999 som ämneslärare i grundskola med behörighet i teknik och NO år 4–9.
4.4 Forskningsetiska principer
Enligt Vetenskapsrådet (2017, s.26) ska den som är föremål för forskning vara informerad och även ha samtyckt skriftligen. Om forskning innebär att personuppgifter behandlas, gäller personuppgiftslagen. Inspelning av ljud av personer är behandling av personuppgifter och därför ska intervjupersoner anonymiseras (ibid).
I denna studie beaktas god forskningssed genom
• Informationskravet som innebär att intervjupersonerna har blivit informerade om syftet med studien via ett informationsbrev (se Bilaga 2).
• Samtyckeskravet vilket innebär att intervjupersonerna bestämmer själva över sin medverkan (se Bilaga 2).
• Konfidentialitetskravet som innebär att intervjupersonerna förblir anonyma genom hela studien.
• Nyttjandekravet vilket innebär att insamlade uppgifter om enskilda personer enbart används för forskningsändamål (Bryman, 2018).
4.5 Validitet och reliabilitet
18 har varit att fånga upp så många uppfattningar som möjligt utan att försöka styra intervjun åt något håll.
I fråga om validitet är relationen mellan datamaterialet och tolkningen av stor betydelse. Det gäller således beskrivningskategoriernas relation till de uttryckta uppfattningarna. Detta innebär att hur noggrant kategorierna representerar de uppfattningar som kommit till uttryck i intervjuerna (Uljens, 1989). Det kräver att forskarens tolkning är rimlig och inte representerar personliga uppfattningar (Larsson, 1986).
Reliabilitet innebär att samma resultat skulle framkommit om en oberoende bedömare skulle analysera datamaterialet. För att säkerställa analysens trovärdighet är det lämpligt att en oberoende analys genomförs efter analysen är färdigt (Larsson, 1986).
5 Analysresultat
I detta kapitel presenteras studiens resultat. Studiens syfte är att undersöka lärares beskrivningar av fenomenet införande av programmering i grundskolans teknikämne; hur de föreställer sig programmering och hur de beskriver relevant undervisning. Med utgångspunkt i en fenomenografisk analysmetod har intervjuerna med lärarna analyserats och kategoriserats. Intentionen har varit att fånga in grundföreställningar hos lärarna och identifiera specifika föreställningsteman utifrån deras beskrivningar. Det framträder tre kvalitativt skilda beskrivningskategorier ur det transkriberade materialet, se Figur 1.
Figur 1. Tre olika beskrivningskategorier som beskriver hur lärarna tolkar och föreställer sig
19 I fenomenografiska studier illustreras alltid kategoriseringarna av uppfattningar med citat (Larsson, 1986). Citaten betraktas inte som ”bevis” utan de har syftet att hjälpa läsaren att fånga innebörden av en uppfattning.
Nedan presenteras de tre beskrivningskategorier som framkom ur analysen av intervjumaterialet.
5.1 Om innehållet
Den här beskrivningskategorin illustrerar lärarnas föreställningar om innehållet i programmering i teknik. Den består av tre underkategorier som presenteras nedan.
5.1.1 Det viktiga innehållet som samtliga lärare är överens om.
Lärarna reflekterar och beskriver vad som är det viktiga innehållet i programmering i teknik som eleverna ska lära sig. Samtliga är överens om att innehållet i programmering i teknik handlar om att i konstruktion styra rörelse genom att programmera.Lärare A beskriver att konstruktionsprojekt i teknik förut var att bygga en leksaksbil vars rörelse kontrolleras av enkla strömbrytare men nu måste eleverna styra den digitaliserat med programmering. Hen beskriver:
Tidigare hade vi ett projekt i åk 8 där de fick bygga bilar med elektrisk styrning och där de skulle ha styrning och kraftöverföring, design och elektriska kretsar men nu gjorde vi det så att det är utifrån Microbitens möjligheter som de ska designa en sak och kraven var att de ska ha två saker som styrs från Microbiten.
Lärare A har anpassat sin teknikundervisning genom att integrera Microbitprogrammering i konstruktionsprojekt. Läraren uttrycker att projektet är omfattande och har tagit mycket plats:
Så det är ganska omfattande men det är ju en teknikundervisning de har i stort sett. Vi har ju förberett litegrann med teoretiska genomgångar men det här de gör är den stora grejen i teknik i åk 8 så att vi har helt byggt om och anpassat den arbetsuppgift de hade förut till de nya skrivningarna i läroplanen.
Lärare B har inte genomfört programmering i undervisningen men beskriver ändå att programmering med Microbit ger många möjligheter. Läraren förklarar ”Microbit är bra om man kan hålla på med det länge. Det finns ganska mycket möjligheter med Microbit. Man kan koppla in ganska många olika hårdvaror för att testa olika saker.”
Ett annat viktigt innehåll för programmering i teknik är enligt lärare B:s föreställning att styra robotar med programmering:
Jag vill att man ska se tekniken när man har programmerat och sen utför man det man har programmerat. Och så blir det fel får man göra om. Man kan styra robotar eller såna grejer, det skulle jag vilja ha.
Lärare C beskriver att programmering i teknik innebär att styra konstruktion med hjälp av programmering. Läraren har anpassat undervisningen efter de nya skrivningarna i det centrala innehållet genom att använda programmering i stället för elektronik för att styra rörelse i konstruktionsprojekt. Hen säger
20 någonting som styrdes med hjälp av programmering. I vårt fall så använder man Microbit för det.
Lärare D har planerat en teknikundervisning i årskurs 8 för ett läsår. I planeringen framkommer lärarens föreställningar om hur det måste innefatta ett konstruktionsprojekt där det ingår elektronik, algoritm och programmering med Scratch och Microbit. Lärare D säger
Jag har planerat för ett år för årskurs 8. Vi har börjat med elektronik, hur man kopplar komponenter i serie- och parallellkoppling. Sen har vi börjat med Scratch för att de ska få en introduktion om programmering. Därefter har vi börjat med Microbit och nu jobbar vi med sista momentet i konstruktionsprojektet med hjälp av de information som eleverna har fått från elektroniska delen, Scratch och Microbiten för att kunna utveckla en konstruktion. Eleverna ska bygga ett trafiksignalsystem. De har olika uppgifter och många scenarier att hur de ska bygga. I början är det individuellt och sen blir det grupparbete. Alla elever ska bygga en trafiksignal separat och sen de ska lägga den trafiksignalen i ett större system, i en korsning, och de ska se hur de trafiksignalerna kan kommunicera med varandra.
Lärare E beskriver hur programmering i teknik innebär att styra rörelse i konstruktionsprojekt. Dock har läraren inte påbörjat undervisa i programmering i enlighet med kursplanen för teknik utan använder Javascript som är ett textprogrammeringsspråk och det går att köra webbaserat på koda.nu. Lärare E säger
Jag kör koda.nu och det är programmeringsspråket Javascript. Eleverna ritar olika figurer genom att skriva koder … Jag har inte startat programmering i teknik men som sagt använder koda.nu
5.1.2 Hur mycket man ska programmera, är man inte överens om.
Den här underkategorin handlar om lärarnas uppfattningar av omfattningen, hur mycket man ska programmera i teknik. Lärarna är inte överens i sina föreställningar. Vissa lärare beskriver att eleverna måste lära sig programmera medan andra beskriver att eleverna inte kan lära sig programmera, de kan enbart pröva på programmering.Läraren A föreställer sig innehållet som att eleverna inte ska lära sig programmering utan att de ska få pröva på programmering. Följande citat illustrerar uppfattningen:
jag tycker inte att de måste lära sig därför att det är så omfattande speciellt Javascript och sådant men de måste få pröva på och de måste ha fått göra någonting som blir utvärderingsbart och som de kan känna att de lyckades med någonting.
Lärare B ger i sin föreställning en tydlig bild av programmering. Lärare B uttrycker att innehållet av programmering i teknik innebär att lära sig programmering och skriva kod. Lärare B problematiserar den bilden eftersom ämnestiden inte räcker till, man har inte tagit bort någonting. Läraren säger
Splittrande att föra in programmering i så många ämnen. Jag tycker det nästan hade varit bättre att ha infört hårdprogrammering [textbaserad programmering], alltså lära sig olika programmeringsspråk. Det kan vara blockprogrammering eller ett annat språk. Man kan börja med blockprogrammering och gå över text för de som har förmågan. Nu ska den föras in och duttas små grejer i många ämnen. Jag tycker antingen så ska man göra det på riktig för det blir svårt att göra det på det viset. För det första när det införs massor av grejer då måste man ju ta bort saker och jag tror inte att Skolverket har tagit bort någonting.
Lärare D framhåller en beskrivning av sin bild av innehållet som att eleverna ska lära sig algoritmer, grunderna i programmering och en programmerares tänkesätt:
21 grunderna och resten man måste själv försöka och det beror på vilket intresse och tid som man har för att utveckla den delen. Grunden för hur ett system fungerar och hur en programmerare tänker, kan man undervisa.
5.1.3 Nivån på högstadiets innehåll är svårtolkat
Lärarna beskriver problem inom sina föreställningar av programmering. Det handlar om sådant som är svårtolkat och därför återfinns som otydliga beskrivningar. Det är dels lärares föreställningar om vad som är en lämplig nivå på innehållet som ska undervisas i de olika årskurserna, dels hur lärarna föreställer sig hur innehållet kan bedömas. Det vill säga hur programmering kan bedömas på de olika betygsnivåerna A–E. I dessa två områden framkommer det inte någon direkt klar beskrivning. Nedan följer två delkategorier som illustrerar dessa beskrivningar.
1. Innehåll
Den här beskrivningskategorin handlar om lärarnas uppfattningar av nivån på programmering på högstadiet. Lärarna beskriver alltså sin föreställning om på vilken nivå programmering ska undervisas. Kring detta finns en stor osäkerhet i lärarnas föreställningar. Det första som framkommer i lärare C:s beskrivningar är att införandet av programmering i teknik var ogenomtänkt vilket gjort att allt inte var på plats, det saknas riktlinjer. Vad som ska undervisas och på vilken nivå, samt hur det här innehållet ska bedömas. Följande citat illustrerar beskrivningen:
Min första reaktion var att jag tyckte att det var lite förhastat. Eftersom det känns som en typisk modenyck att man har slängt in någonting för att det här tycker man låter bra. Jag tycker fortfarande att det är lite problematik. Man ändrade massa centrala innehållet men kunskapskraven är fortfarande samma och det är inte helt lätt att se hur man ska låta de här förändringarna påverka kunskapskraven.
Lärare C beskriver hur det hastiga införandet och avsaknaden av riktlinjer medför att man kan skaffa sig en egen föreställning. Lärare C har utvecklat en föreställning om att programmering i stort sett tycks vara svårt, och beskriver både innehåll och nivå på programmeringen som mycket avancerat.
”Programmering låter väldigt svårt och det är väl också en del av problemet har jag tyckt med de här skrivningarna just att vad och vilken nivå ska man lägga det på.”
I lärare C:s beskrivning måste eleverna lära sig programmering men lärare C beskriver samtidigt det går att göra andra tolkningar:
Det är ett av problem jag ser att det går att tolka på båda sätten och det gör att det kommer göras på olika sätt på olika ställen så att i den mån eleverna lärs programmera så det blir ganska basal programmering naturligtvis av nödvändighet för att de inte har gjort det förut.
Lärare C beskriver att kompetensutveckling som anordnats av kommunen har bidragit till föreställningen av undervisningens innehåll och nivå:
22 När lärare D beskriver sin bild av programmering i teknik och dess innehåll blir uppfattningarna av detta väldigt generella. Lärare D framhåller att det blir så på grund av kursplanens formuleringar och att digitaliseringsprocessen tar tid:
Problemet är att de pratar allmänt om programmering. Man ser inte konkret vad man ska göra. Det som jag gör här kanske görs inte i en annan skola. Så alla gör olika, det är problemet. Det ska vara likadant i alla skolor tycker jag och läraren ska veta vad man ska undervisa. Det som vi har gjort här och vi tror att vi har lyckats med, kanske en annan lärare som har en annan bakgrund och andra idéer gör bättre eller sämre än oss. Det ska Skolverket tänka på tycker jag … Kommunerna tänker på det också. Vi får mycket information om programmering och digitalisering under kompetensutvecklingsdagarna. Det är mycket på gång och det finns oro bland lärarna som saknar relevanta kunskaper för programmering men sådana stora förändringar tar sin tid.
Lärare D uttrycker sina generella beskrivningar av programmering och inser själv att konkretiseringar är svåra att göra. Läraren efterfrågar en bok som stöd för konkretisering:
Jag önskar att det skulle finnas en lärobok för teknikämnet i varje årskurs som vi lärare kunde följa. Då kunde man se tydligt vad man ska göra för åk 7, 8 eller 9. En bok som är relevant med dagens förändringar i läroplanen skulle vara bra.
Läraren D framhåller även skolans roll i det hela för att konkretisera innehållet. Lärare D säger:
Vi ska ha en plan i skolan för programmering från lågstadiet till högstadiet där det ska finnas en progression att man ska kunna bygga på elevers kunskaper för programmering kan man inte lära sig på en termin eller årskurs.
I likhet med lärare C och D som beskriver föreställningar kring programmering som inte alltid är konkreta, uttrycker även lärare E en föreställning som avslöjar att programmering i det centrala innehållet är svårtolkad och beskrivningen avslöjar en osäkerhet kring innehåll och nivå gällande programmering.
De är luddiga, de kan öppna för massa egna tolkningar. Många lärare vet inte hur och vad de ska lära ut i programmering. Det behövs fortbildning för lärare i detta ämne. Programmering är mycket omfattande, det framgår inte vilket innehåll och vilken nivå passar varje årskurs. Lärare E framhåller att undervisningen av programmering på grund av sin otydlighet inte blir ett undervisningsstoff för alla lärare. Själv har lärare E en uppfattning av ämnet men alla har det inte.
Det finns risk att man som lärare inte tar upp ämnet programmering överhuvudtaget i planeringen eftersom det är luddigt.
2. Om bedömning av programmeringsförmågor
Den här beskrivningskategorin illustrerar lärarnas föreställning av bedömning inom programmeringsmoment i sin undervisning.
Lärare C uttrycker en uppfattning av att det är svårt att bedöma programmering. Lärare C beskriver att programmering i undervisningen inte omfattas av bedömning. Följande citat belyser detta:
23 uppnå funktion, de beskrev vad de ville att programmet skulle göra och sen såg man ifall de lyckats få ihop det. Det ligger mer på den och det står inte högre krav på själva programmering. Men det var första gången vi programmerade överhuvudtaget så att självklart kan man inte kräva så mycket just nu.
Lärare C beskriver också varför en sådan föreställning är relevant. Att programmering i teknikämnet inte kommer att utgöra mer än en liten del av ämnet:
jag tror egentligen inte själva programmeringen på det sätt man har skrivit, kommer förändra teknikundervisningen i grunden för det är fortfarande så att när vi ska bedöma dem, ska vi bedöma hur de förklarar hur olika delar samverkar för att uppnå funktion. Och det kan programmeringen aldrig bli mer än liten del av.
Till skillnad från lärare C, beskriver lärare D en uppfattning av att programmering som ämnesinnehåll kan omfatta det mesta, i relation till ämnets förmågor och syfte. Lärare D säger:
I teknikämnet finns det några förmågor; att lösa problem, tänka kreativt, ha nya tekniska idéer och verkställa de här idéerna. De här förmågorna finns fortfarande men i stället för att använda dem för att bygga en mekanisk produkt eller en bro eller ett hus, så man kan tillämpa dem i programmering, i digitala tekniska produkter. Så grunderna [förmågor] är stabila. De här förmågorna måste finnas i en människa för att kunna klara sig och bli lyckad i framtiden. Att förstärka förmågorna genom att lära elever programmera eller förstå systemet i alla produkter, hur saker och ting fungerar omkring sig så jag tycker att det är bra förändring.
Men även lärare D visar att föreställningen av programmering i teknik inte riktigt omfattar bedömningen. Vid bedömning av programmeringsmoment tycks det vara svårt att veta vad man kan begära på de olika nivåer.
Lärare E vars uppfattning av programmering som ämnesinnehåll är att det är ett självklart innehåll som ska tas upp i undervisningen men när det gäller bedömning, så beskriver E ingen koppling med kunskapskraven. Följande citat illustrerar uppfattningen:
Vi lärare behöver veta exakt hur vi ska programmera och hur vi ska bedöma programmeringen. Vi behöver hjälp. Programmering ska förekomma i undervisningen men behöver inte bedömas tycker jag för det finns i det centrala innehållet men inte bland kunskapskraven.
Kunskapskraven är generella och inte tydligt kopplade till ett specifikt innehåll. Lärarna tycks ha en uppfattning om hur de ska relateras till teknikämnets gamla innehåll, men har svårare att tolka dem i förhållande till programmering som de inte är vana vid att undervisa om.
5.2 Relevansen av att undervisa programmering
Den här beskrivningskategorin behandlar lärarnas uppfattningar av relevansen i att undervisa programmering på grundskolan. Lärarna beskriver varför det är viktigt att undervisa programmering. Analysen av dessa beskrivningar resulterar i två underkategorier som redovisas nedan.
5.2.1 Digitaliseringen i samhället
24 Det är således digitaliseringen av samhället som ger upphov till teknikämnets förändring. Vidare beskriver lärare A att teknik ska ha ett innehåll nära elevers verklighet och arbete. Hen anser att:
Jag uppfattar dem som en naturlig följd av digitaliseringen av samhället för det första och för det andra någonting som många elever har snuddat vid eller kommer till kontakt med eller tycker känns aktuellt att jobba med. Teknikämnet har ju ändrats väldigt mycket under tidens gång men om man säger från början så var teknik att man fick svarva eller klippa plåt eller bygga bilar eller någonting sådant medan i moderniseringen av teknikämnet så det är ganska naturlig att digitalisering och då också programmering kommer in. Så att ämnet följer med sin tid.
Teknikämnets förändring beskrivs enligt lärare A, som att naturligt haka på digitalisering av samhället. A förklarar programmeringen i ämnet som något som känns aktuellt för eleverna att jobba med.
Lärare A beskriver samtidigt att det finns utmaningar med att programmering måste och ska implementeras i teknikämnet. Införandet av programmering är besvärligt eftersom det kräver dyra utrustningar. Hen säger att:
Men det är ganska stor kostnad om man ska införa programmering och kunna göra någonting med det för du kan gå in på microbit.org och programmera själva programmet men det roliga är ju ändå att föra över det till själva Microbiten och sen ännu roligare är ju att Microbiten i sin tur styr andra saker som trafikljus eller ljud eller någonting sånt och då det blir riktigt för barnen.
Även hos lärare B återfinns en föreställning av införandet av programmering i teknik som någonting relevant idag. B tydliggör hur att lära sig programmering är viktigt för att förstå hur dagens moderna samhälle fungerar.
Visst är det bra att kunna förstå hur saker är uppbyggda i samhället i att saker programmeras. Jag gillar faktisk kunskap att man kan programmera själv för det är det som man kan ha nytta av i framtiden. Att förstå vad som ligger i bakgrunden. Det finns så mycket i samhället som ingen förstår, som de aldrig kommer att förstå. Jag tycker att det är superviktig. Jag gillar riktig kunskap att man själv kan göra.
Likaså framkommer det att lärare D föreställer sig att programmering är viktigt för att kunna rusta eleverna för framtiden.
För att en elev ska kunna klara sig, ska kunna tänka kreativt, ska kunna konkurrera med andra medborgare i landet eller andra elever i andra länder då måste programmering komma in. Numera ser vi att allt har blivit digitaliserad. De som har minsta information om digitalisering t ex de som är födda 1930 eller 1940, nu har de problem med det vardagliga livet, t ex att ta pengar eller betala räkningar osv. Som lärare man vill inte att våra elever bli handikappade i framtiden. De ska kunna få grundliga information på grundskolan och gymnasiet för att kunna klara sig i det verkliga livet och det är meningen med utbildning tycker jag. Så jag ser på den som ett behov.
Med tanke på att olika föremål och tjänster i samhället blir allt mer digitaliserade, ser lärare D på programmering som ett behov för att eleverna ska kunna klara sig på framtiden. Läraren beskriver programmering som ”en bra utveckling för teknikämnet”.
Lärare E beskriver hur synen på teknikämnet dessutom förändrats till det bättre när nu programmering får utgöra ett innehåll.
25
5.2.2 Programmering gör tekniken rolig för eleverna
Den här beskrivningskategorin kategoriseras av hur lärarna beskriver elevernas upplevelse av programmering. Lärarna beskriver därigenom sina föreställningar av vad programmering har kommit att betyda för eleverna inom teknikämnet. Samtliga lärare uttrycker att införandet av programmering och hur det utvecklats i teknik har skapat fler frihetsgrader i konstruktionsprojekt och i undervisningen och därmed har teknikämnet blivit roligare. Lärare A beskriver en uppfattning av hur eleverna tycker att det är roligt att programmera. Läraren säger att ”Dessutom tycker eleverna att det är roligt och allt som eleverna tycker det är rolig, är stimulerande för en själv som lärare.”
Lärare B beskriver också en uppfattning av ett roligare teknikämne. Att det blivit roligare med specifikt programmering. I uppfattningen framhålls hur styrning av robotar med programmering gör tekniken rolig. Visst återfinns nackdelar i form av kostnader, men det positiva överväger. Läraren säger
Det gör det roligt tycker jag. För mig, jag ser att det kostar att ha roliga grejer att göra. Scratch räcker bara en viss bit sen blir det väldigt väldigt tråkigt …. jag vill att man ska få se vilka möjligheter det finns med att programmera. Vad man kan styra och inte. Jag gick en kurs på Tom Tits där fick vi lära oss att dansa efter algoritmer. Sådana grejer blir jag väldigt störd på. Jag vill att man ska se tekniken när man har programmerat och sen utför man det man har programmerat. Och så blir det fel får man göra om. Man kan styra robotar eller såna grejer, det skulle jag vilja ha. Men det kostar pengar. Nu har vi köpt Microbits för väldigt mycket pengar som förhoppningsvis kommer räcka nu ett antal år.
Lärare C uttrycker också en uppfattning av programmering som något som har haft en positiv påverkan på elevernas syn på ämnet. Införandet av programmering öppnar för fler frihetsgrader inom konstruktionsarbete. Det kan stimulera elevernas intressen och kreativitet och det gör att teknikämnet blir rolig för eleverna.
Lärare C poängterar
… där kommer positivt också vad det gäller konstruktionsprojekten där man har skrivit att man ska använda saker som styr, med programmering i stället för att tidigare stod man skulle styra rörelse med hjälp av elektronik. Det gör att det finns fler frihetsgrader och det blir mycket mer kreativt för eleverna. Så det är en stor påverkan på ämnet just nu av det som vi har sett när vi har börjat ett projekt. Projektet blir mer kreativt för elever och det blir roligare. Även lärare D beskriver elevernas upplevelse av programmering som positiv. Läraren säger ”det är något relevant för eleverna. Eleverna tycker att det är intressant, de ser det omkring sig”. Men lärare D nyanserar sin föreställning något och beskriver att elevernas intresse för programmering ligger på olika nivåer. D:s uppfattning av programmeringsintresset hos eleverna visar på att killar har ett större intresse än flickor för programmering. Det är därför D behöver förbereda uppgifter på olika nivåer.
26
5.3 Vem som besitter kompetensen
Den här beskrivningskategorin handlar om lärarnas uppfattningar av vem som har kunskapen inom programmering. Det har framkommit två olika beskrivningar i detta sammanhang som kategoriseras i två underkategorier. Vissa lärare beskriver att de själva har kunskapen om programmering utan problem, medan andra uttrycker att det är eleverna som besitter främsta kunskapen och utvecklar en kompetens lättare än lärarna.
5.3.1 Lärarna
Som nämnts ovan, talar en del av de intervjuade lärarna om programmering utan problem och uttrycker hur de känner sig trygga med ämnet. De föreställer sig programmering som vilket annat ämnesstoff som helst.
Lärare C beskriver sina kunskaper inom programmering och framhåller att hen har fått ett fåtal programmeringskurser under sin forskarutbildning för cirka 25 år sedan. Lärare C uttrycker att
det var väldigt lite och det var framför allt 25 år sedan. Men grunderna till hur det funkar, det märker man i diskussioner med andra kollegor, att jag inte tycker att det är en stor grej att börja med för att det är ganska basal där ser man att många kollegor har mycket större motstånd mot att börja.
Lärare C beskriver trygghet med att börja med undervisning i programmering och jämför sig med sina kollegor. Lärare C uppfattar sig ha ett tänkesätt med sig sedan tidigare som underlättar att komma igång med programmering. Lärare C beskriver att man (individer) tycker att programmering ser väldigt svårt ut men det är ändå ganska grundläggande logik i hela sig. Därför behöver man ha med sig ett logiskt tänkande.
Lärare C:s uppfattning av kompetensutveckling är att den har bidragit till en förståelse för undervisningen innehåll och nivå på grundskolans alla stadier.
Lärare D beskriver också ett tryggt och säkert förhållningssätt till programmering. Hur programmeringskurser i civilingenjörsutbildning och inom Lärarlyftet samt i kompetensutveckling som kommunen har erbjudit, har bidragit. Lärare D känner sig säker vid genomförandet av det nya ämnesinnehållet.
5.3.2 Eleverna
Den här kategorin handlar om hur lärarna istället beskriver föreställningar om hur eleverna tar sig an och utvecklar kompetens inom programmering lättare än lärarna själva. Lärarna lever alltså med föreställningen att de som lärare inte har relevanta kompetensen.
Lärare A uppfattar att eleverna har det lättare att lära sig programmering än hen.Lärare A beskriver vidare att programmering är elevnära och eleverna har även lyckats lära sig utan direkt undervisning i allt.
27 Lärare A beskriver att innan kompetensutveckling hade hen ingen uppfattning av hur programmeringsinnehållet skulle hanteras i undervisning. Läraren hade inte gått någon kurs i programmering varken under sin lärarutbildning eller sina år som lärare. I samband med att programmering infördes som ett obligatoriskt inslag i grundskolan, ordnades kompetensutveckling av kommunen vilket lärare A har deltagit i.
Svårigheten för mig personligen var att jag faktiskt inte hade någon kunskap och erfarenhet och det är inte så att jag inte vill lära mig nya saker utan att jag måste skapa tid. Det har jag fått göra på min fritid faktisk för den andra arbetstiden går åt till bedömningsarbete och annan fortbildning som är beordrad av skolan.
Lärare A har deltagit i två dagars fortbildning som kommunen har erbjudit och har förändrat sin uppfattning av programmering något men beskriver hur man egentligen ständigt behöver träna och lära sig själv. Lärare A säger
jag har ju blivit tvungen också att vidareutveckla mig själv och lära mig själv mer och också tänka hur jag kan göra elevuppgifter som innehåller programmering. Så det lilla jag kan, det har jag lärt mig för att jag har suttit hemma och tränat på egen hand och sen har jag lärt mig lite av eleverna.
Lärare A:s uppfattning har utvecklats till att programmering är något man kan lära sig och att utvecklas tillsammans med eleverna. A beskriver hur hen accepterar att hen kanske inte är den som kan mest i klassrummet. Men samtidigt beskriver A hur avsaknaden av rätt kompetens på kunskapsområdet i syfte att vägleda eleverna också känns väldigt otillfredsställande.
Men det viktiga är att jag har fått säga till eleverna att det här kan ni säkert lika bra som jag men vi kan väl lära oss tillsammans men det känns inte riktig bra alla gånger som du vet att det var på några ställen tänkte jag att jag inte kan hjälpa den här eleven jag har inte kunskap nog att föra den här elevgruppen vidare och det är väldigt otillfredsställande.
Vidare uppger lärare A att hen har lärt sig genom kollegialt lärande.
”Jag har lärt mig på egen hand och kollegialt lärande. Jag har lärt mig lite av kollegor” Lärare B uppfattar också programmering som något som eleverna är duktiga på och gärna tar sig an. B beskriver dock dilemmat inom sitt sätt att se på programmering, när lärare saknar kunskaper inom programmering får eleverna inte det stöd de behöver. Lärare B säger
Lärarna har väldigt låg programmeringsutbildning om de har någon överhuvudtaget ... nu känns som att eleverna är ganska duktiga på att ta sig an det här men de kommer inte upp på någon höjd riktig när lärarna inte kan stödja dem så bra som man vill.
Lärare B har sin programmeringsutbildning från gymnasiet för över 30 är sedan. Vid den tidpunkten har B programmerat Basic. Lärare B beskriver en uppfattning av att i nuläget egentligen vara oförberedd att genomföra det förändrade ämnesinnehållet i sin undervisning.
… problemet är också att lärarna är så usla på att programmera. Jag ville ju själv förberedda mig för vad som skulle komma men grejen är att vi lärare måste kanske få gå lite utbildningar också.
Dessutom beskriver B hur lärarfortbildningen inte heller har förändrat känslan av att ha otillräckliga kunskaper. Följande citat illustrerar uppfattningen
28
6 Resultatdiskussion
I detta kapitel redogörs för en resultatdiskussion som kommer att ställas i relation till tidigare forskning. Den här studien har undersökt lärares uppfattningar av fenomenet införande av programmering i teknikämnet på grundskolans högstadium samt vilka föreställningar som återfinns hos lärare om undervisningen av detta innehåll.
6.1 Ett givet innehåll framkommit genom att lärarna har gått
olika kurser.
I kursplanens centrala innehåll för teknik går det att utläsa:
• Tekniska lösningar: Tekniska lösningar som utnyttjar elektronik och hur de kan programmeras.
• Arbetssätt för utveckling av tekniska lösningar: Egna konstruktioner där man tillämpar styrning och reglering, bland annat med hjälp av programmering. Hur tolkas detta tillägg av de intervjuade tekniklärare?
Samtliga lärare i studien är överens om att det finns ett innehåll som ska undervisas i teknikämnet. Det innehåll som lärarna lyfter fram är att styra rörelse i konstruktion. Eleverna ska lära sig att styra rörelse i sina egna konstruktioner genom att programmera Microbit. En av lärarna beskriver även att programmering i teknikämnet handlar om att styra robotar genom att programmera dem.
I kapitel 5.1.3 uttrycker lärare C att eleverna som har arbetat med teknikutveckling skulle kunna förstå och förklara vad programmet skulle göra och hur olika delar i deras konstruktioner samverkade med varandra för att uppnå funktion. Liknande uttryck framförs av lärare D i kapitel 5.1.1. Eleverna skulle bygga ett trafiksignalsystem individuellt som styr när bilar får åka. Sedan skulle eleverna lägga det trafiksignalsystemet i ett större system, dvs. en korsning, och i arbetsgrupper få de trafiksignaler att kommunicera med varandra. I detta projekt är Microbit den centrala enheten som styr trafiksignalsystemet. Här måste självklart eleverna kunna förstå hur de olika trafiksignaler samverkar i korsningen för att uppnå önskad funktion. Med andra ord behövde eleverna förstå hur de olika lysdioder i trafiksignalsystemen i korsningen styrdes genom det program som eleverna skrev. Detta samstämmer med Stolpes (2018) syn som framhåller att elever kan lära sig att förstå tekniska system genom att arbeta med programmering.
Ett centralt syfte med undervisningen i teknik är att eleverna ska få kunskaper om hur man kan lösa olika problem och uppfylla behov med hjälp av teknik (Skolverket, 2017b). Detta är också någonting som lärare D påpekar och relaterar det till programmering som kan användas som ett verktyg för problemlösning. I det sammanhanget uttrycker läraren sig om olika förmågor såsom problemlösning och kreativt tänkande som eleverna utvecklar genom att lära sig programmering. Detta är någonting som också framkommer i tidigare forskning att programmering inte enbart handlar om kodning, utan det kan ses som ett pedagogiskt verktyg som kan användas för att utveckla förmågor som problemlösning, logiskt tänkande och kreativitet (Mannila, 2017). Här framhåller Stolpe (2018) även att beroende på vad som är i fokus, kan eleverna lära sig andra saker genom att programmera.
