2017 reviderade regeringen styrdokumenten för att ge landets skolor bättre och mer likvärdiga förutsättningar att utveckla elevers digitala kompetens. Det innebär bland annat att programmering sedan höstterminen 2018 är en obligatorisk del av flera ämnen i grundskolan, framför allt matematik och teknik. RISE genomför, på uppdrag av Skolverket, en utbildning för lärare som ger en didaktisk ingång till programmering och datalogiskt tänkande. Det pågår även forskning kring införandet av programmering i grundskolans undervisning. Ett exempel är Programmeringens didaktik, som bedrivs gemensamt av forskare vid universiteten i Linköping och Stockholm.
Det krävs kunskaper i programmering för att förstå hur samhället fungerar
Digitaliseringen innebär djupgående och långsiktiga förändringar av arbetsmarknaden, samhället och tillvaron. Detta måste alla barn och unga lära sig att förstå och hantera med hjälp av undervisningen i skolan. Undervisning i programmering och datalogiskt tänkande har en central roll i det här avseendet. Därför måste skolan som system börja ta sig an detta på ett tydligare sätt än tidigare, konstaterar Lars Lingman, chef för Enheten för livslångt lärande på RISE.
– Redan idag är det viktigt att förstå hur programmering fungerar för att vara en välinformerad medborgare som kan se möjligheter och utmaningar med samhällets digitalisering. Därför kan programmering på sikt inte enbart vara enstaka moment i undervisningen i främst matematik och teknik. Det finns ett växande behov av djupare kunskaper, som kräver ett samspel över ämnesgränserna och med fler ämnen för att förbereda eleverna på bästa sätt. Att lärare lär sig grunderna och inspireras att tänka i nya banor kring sin undervisning, är ett nödvändigt steg framåt.
Självstudier med stöd av workshops i Zoom
Att programmera – med workshops är en serie av fyra träffar i Zoom à två timmar. Workshopparna utgår ifrån innehållet i Skolverkets onlinekurs Att programmera, och målet är att lärare ska lära sig grunderna i programmering och datalogiskt tänkande. Kursen är baserad på självstudier och inleds med en introduktion. Därefter kan deltagaren välja mellan tre olika spår: programmering med Scratch, micro:bit eller Python.
Workshopserien vänder sig i första hand till lärare i matematik och teknik, men intresserade lärare som undervisar i andra ämnen är också välkomna att delta. I mars startar en ny serie, som nu är öppen för anmälan.
Tanken med våra workshops är att ge lärare hjälp och stöd för sina självstudier, Vi ger även praktiska exempel på hur de kan undervisa i programmering, berättar Marcus Tyrén, interaktionsdesigner på RISE.
– Skolverket vill naturligtvis att så många lärare som möjligt genomför kurser och utvecklar de kunskaper de behöver för sin undervisning. Att träffas är ett bra sätt att motivera och att engagera lärare. Förutom att vi ger dem konkret handledning, möter de kollegor från andra skolor och kommuner som är i samma situation.
Problembaserat lärande och kollegialt samarbete är avgörande faktorer
Kontakt med andra lärare, som ger möjlighet till diskussioner och erfarenhetsutbyte, är ett bra sätt att komma igång, säger Martin Johansson, forskare på RISE.
– Vi hoppas att träffarna i Zoom leder till att lärare fortsätter sitt kollegiala lärande över nätet efter att kursen och workshopserien är avslutad. När de börjar komma igång med programmering i sin undervisning, är det viktigt att kunna kontakta kollegor, ställa frågor och hjälpa varandra att komma vidare.
Programmering ger mängder av möjligheter till en skapande, problembaserad undervisning. Förutsättningen är att lärare själva tycker att det är roligt och att det känns meningsfullt, påpekar Marcus Tyrén.
– Det handlar om att få lärare taggade och engagerade, och att de börjar se att programmering går ut på att lösa problem och att tänka kreativt. De ska lära eleverna att ställa rätt frågor, prova sig fram och att hjälpas åt att komma över trösklarna. Att lära sig använda en programmeringsmiljö, exempelvis Scratch, är inte det viktigaste. Eleverna ska lära sig själva tänket, att reflektera och resonera kring hur ett problem kan övervinnas med en kodad lösning. Undervisningen blir roligare och eleverna blir motiverade att lära sig mer.
Lärare behöver ibland en knuff för att komma igång med programmering. I det avseendet är morot ett betydligt bättre verktyg än piska, betonar Martin Johansson.
– Syftet med programmering är inte i första hand att skapa kod. Det handlar om att lära sig att förstå sin omgivning och att hitta sätt att förbättra den med hjälp av programmerade lösningar. För att det ska bli möjligt, är det nödvändigt att förstå hur arbetsprocessen ser ut. Först ska själva problemet definieras och därefter gäller det att komma på en möjlig lösning. När man kommit så långt, ska man reda ut vad programmet ska göra och hur logiken ser ut. Allra sist gäller det att skapa koden, och här får man pröva sig fram tills det blir rätt. Det är ett helt annat sätt att tänka och arbeta än vad många lärare är vana vid. Därför är det viktigt att vi kan inspirera dem att hitta nya vägar i sin undervisning.
Programmeringens didaktik
Flera av de forskare som intresserar sig för och undersöker arbetet med digital kompetens och programmering i skolan, medverkade som experter när utbildningsdepartementet tog fram skrivningarna i läroplanen och i kursplanerna. När de reviderade styrdokumenten skulle träda i kraft, såg de ett gyllene tillfälle att genomföra en större studie.
Fredrik Heintz och Linda Mannila, professor respektive adjungerad universitetslektor i datavetenskap vid Linköpings universitet samt Susanne Kjällander och Anna Åkerfeldt, docent respektive forskare i didaktik vid Stockholms universitet, ansökte om och beviljades medel att starta forskningsprojektet Programmeringens didaktik. Projektet, som leds av Fredrik Heintz, startade 2018 och nu befinner forskarna sig i den avslutande fasen, berättar Susanne Kjällander.
– Vi har följt undervisningen i programmering under tre år, från årskurs 1 till och med årskurs 9, på två skolor som ligger i framkant när det gäller digitalisering av undervisningen. Den ena skolan ligger i ett socioekonomiskt resursstarkt område, medan den andra finns i ett som är svagare. Än så länge har vi inte tittat närmare på om det finns några skillnader och vad de i så fall beror på. Syftet med urvalet var att få ett lite bredare analytiskt material.
Det övergripande syftet är att skapa en bättre förståelse för hur undervisningen i programmering bäst kan utformas och hur elevernas lärprocesser ser ut. Utöver det, vill forskarna utveckla arbetssätt som gör det möjligt att bedöma elevers färdigheter i programmering och datalogiskt tänkande.
Vad händer i klassrummen?
Eftersom skrivningarna om programmering är tydligast i kursplanerna för matematik och teknik, följer forskarna lärare som undervisar i de ämnena och undersöker hur deras undervisning ser ut.
– Vi har sett att eleverna arbetar mycket med problemlösning på lektionerna. Scratch är vanligt och micro:bit förekommer också. Eleverna använder både text- och blockprogrammering för att lösa problemen. Det är tydligt att det finns en hel del influenser från makerkulturen i lärarnas tankar och planering. Eleverna arbetar praktiskt med att skapa lösningar på praktiska problem med hjälp av olika slags teknik.
På låg- och mellanstadiet finns programmering med som delar av läromedlen i matematik. Ofta finns det digitalt material till de här momenten, och läraren går igenom dem. Fysisk programmering är också vanligt. Eleverna “programmerar” varandra, likt robotar, genom att formulera och använda instruktioner som ska leda till bestämda handlingar. På högstadiet handlar det i hög utsträckning om textprogrammering och om att skapa kod, säger Susanne Kjällander.
– Det är tydligt att de yngre barnen tycker att det är roligt att programmera och gärna vill ägna sig mer åt det. Samtidigt ser vi, när vi analyserar vår enkätdata, att självförtroendet och lusten att programmera sjunker när vi tittar på mellan- och högstadiet. Kanske kommer det att förändras över tid, när fler elever har fått bekanta sig med programmering och datalogiskt tänkande från och med årskurs 1.
Lär genom att göra – och lär av misstagen
Förutom att följa och filma undervisningen, har de fyra forskarna samlat lärare i olika arbetslag och pratat med dem om deras undervisning. Lärarna undervisar i regel ensamma i klassrummet. Det är sällan två lärare undervisar en klass tillsammans; däremot hjälper de varandra utanför undervisningen och ger varandra tips och råd.
Ledningen på de båda skolor som studerats, har betonat vikten av att alla lärare får tillgång till samma kompetensutveckling. Utbildningar bygger ofta på learning-by-doing i mindre grupper, så det gäller att alla är med och utvecklar de kunskaper och färdigheter som de behöver. När de sedan undervisar eleverna, ska de arbeta på samma sätt, säger Susanne Kjällander.
– En viktig del av undervisningen går ut på “show and tell” och att lyfta fram gruppernas misstag: Vad gick fel och hur löste ni det här? Det handlar inte enbart om att lära sig av dem som gör rätt, utan också om att dra lärdom av sina fel. Precis som i England, där man har en längre vana i att undervisa i programmering, talar man om lyckade missar. Genom att göra fel, upptäcker eleverna efterhand hur de ska göra för att det ska bli rätt.
Andra delar av samhället bjuds in i undervisningen
På låg- och mellanstadiet förekommer mycket samverkan med andra delar av samhället i programmeringsundervisningen. Lärare bjuder in representanter för Kodcentrum och lokala science center, föräldrar som arbetar med programmering kommer till klassen och berättar, och så vidare.
– När en lärare känner att hen inte kan tillräckligt mycket om programmering, är det vanligt att de hämtar hjälp utifrån. Så brukar det inte vara i skolan. I regel är det sällan som lärare öppnar sig och vågar berätta att de inte vet. Men nu när det inte finns någon som är expert på programmering i skolan, går det betydligt lättare. Vi har också sett fina exempel på hur lärare samarbetar kring undervisningen, ger varandra stöd och hjälper till i sina kollegors klasser.
Slutrapporten kommer 2023
Under pandemin har undervisningen i programmering ibland tyvärr fått stryka på foten, liksom undervisningen i kreativa och resurskrävande ämnen. Annars gör lärarna på de båda skolorna det som förväntas av dem. De har tagit uppgiften på allvar och ser till att genomföra den så bra som möjligt.
Forskarna genomförde nyligen den sista datainsamlingen från projektet. Nu återstår analys och sammanställning av resultatet, säger Susanne Kjällander.
– Det här är ett praktiknära projekt. Vi har i stor utsträckning utgått ifrån lärarnas funderingar och tittat närmare på sådant de undrar över, till exempel om det finns några skillnader mellan pojkar och flickor när de lär sig att programmera. Nästa år kommer slutrapporten. Då kommer vi att kunna säga en hel del intressant om hur lärarna arbetar, vad eleverna lär sig och hur deras lärande kan bedömas.
