Practical thinking in programming education: Novices learning hands-on

Kristina von Hausswolffs avhandling fokuserar på betydelsen av hands on-lärandet för programmeringsnoviser i gymnasiet.  

Fakta
Disputation

2022-02-17

Titel (eng)

Practical thinking in programming education: Novices learning hands-on

Författare

Kristina von Hausswolff

Handledare

Dr. Anna Eckerdal, Uppsala universitet. Dr. Maria Weurlander, Stockholms universitet

Opponent

Dr. Tony Clear, Auckland University of Technology

Institution

Institutionen för informationsteknologi

Lärosäte

Uppsala universitet

Länkar
Läs hela avhandlingen (pdf)
Läs Skolportens intervju med Kristina von Hausswolff

Svenskt abstrakt:

Programmering anses numera vara en viktig färdighet och därför införs programmering i skolundervisningen runt om i världen. I Sverige integreras programmering in i de befintliga ämnena matematik och teknik genom en läroplansrevidering 2018. Detta är en del av en större satsning för att stärka undervisning som syftar till att öka medborgarnas digitala kompetens. Forskning om hur noviser lär sig programmera framstår som allt mer angeläget, såväl nationellt som globalt. Forskning inom området datavetenskapens didaktik (Computing Education Research, CER) har under flera decennier studerat nybörjarprogrammering med ett rikligt antal publikationer som resultat, ofta med fokus på högre utbildning såsom ingenjörsutbildningar. Inom forskningsområdet råder konsensus kring uppfattningen att det är svårt att lära sig programmera (Robins, 2019). När både ett större antal och ett bredare spektrum av elever/studenter ska lära sig programmera finns ett ökande intresse för kunskap inom programmeringsdidaktik. Det praktiska handhavandet, att lära sig ”hands-on”, betonas ofta inom labbintensiva utbildningar som fysik och medicin. I programmeringsundervisning innebär “hands-on”-lärande att studenter sitter vid en dator och löser programmeringsuppgifter under så kallade programmeringslaborationer. Under laborationstillfället, som ofta är på plats i en datorsal, finns labbassistenten eller en lärare att tillgå för praktisk kodnära hjälp. Det är också vanligt att studenterna arbetar två och två i en så kallad parprogrammering under dessa laborationer. Det innebär att en student skriver ”hands-on” på tangentbordet medan den andra i paret sitter bredvid, det vill säga ”hands-off”. Rollerna byts under tiden men båda deltar kontinuerligt i problemlösningen och löser uppgiften tillsammans. Denna typ av samarbete har visat goda läranderesultat. Såväl studenter som lärare och forskare är överens om att studenternas aktiva lärande ”hands-on” är en viktig komponent i att lära sig programmera. Ändå finns ett betydande gap inom forskningen om förståelsen av hur, när och varför ”hands-on”-lärandet har positiva effekter. Denna avhandling fokuserar på betydelsen av ”hands-on”-lärandet för programmeringsnoviser och använder en ”mixed method” metodologi. Den inkluderar en explorativ experimentstudie med gymnasieelever som undersöker vilka faktorer som spelar roll för lärandet av programmering och jämför lärande hands-on med hands-off. Avhandlingen inkluderar också naturalistiska klassrumsstudier med universitetsstudenter. Det teoretiska ramverk som används som grund för kunskapssyn 56 och lärandeteori är filosofisk pragmatism. Pragmatismen placerar handlingar/görandet i fokus för kunskapsförståelsen, vilket också är centralt i denna avhandling. Att skriva kod upplevs av studenterna i klassrumsstudierna som det viktigaste när man lär sig programmering. Detta bekräftades dock inte av experimentstudien när kunskapen mättes direkt efter den lektion där eleverna möter programmering för första gången. Eleverna som arbetade vid tangentbordet uppvisade lika bra kunskaper som eleverna som satt bredvid. Elever som arbetade hands-on rapporterade dock en minskning i stress under lektionen och de hade också bättre kunskaper i programmering efter en vecka. Lärande hands-on visade sig vara fördelaktigt för lärande över tid och en hypotes är att emotionella faktorer medierar detta (Artikel II). Den totala upplevelsen under undervisningstillfället kan göra att eleverna som arbetade hands-on associerade positiva känslor med programmering och vid senare tillfällen, när det återaktualiseras, medför detta ökad motivation till att ta sig an programmering eller eventuellt minns man bättre. Resultaten från klassrumsstudierna i naturalistisk miljö bekräftade att känslor och den sociala miljö där lärandet sker är viktiga komponenter i lärandet och detta stämmer överens med tidigare forskning , (Kinnunen & Simon, 2012). Nybörjare upplevde frustration när de fastnade i en programmeringsuppgift och inte kom vidare utan hjälp, men de kände också glädje när de lyckades. Upplevelserna liknar en ”känslomässig berg- och dalbana”. Att arbeta tillsammans i par för att hantera de känslomässiga berg- och dalbanor som noviserna möter uppskattas. Ändå betonar studenterna att det är nödvändigt att själv skriva kod för att lära sig programmera, att få tid för den individuella interaktionen med datormiljön (Artikel III). Studenter som upplevde negativa känslor och inte får individuell kodnära hjälp när de fastnar verkar få en negativ uppfattningen om sig själva som programmerare. Detta kan påverka dem i deras beslut om huruvida de ska fortsätta studera programmering. Dessa negativa uppfattningar om sig själva som programmerare verkar vara vanligare bland kvinnliga studenter. (Artikel III, V och VI) Två nya begrepp, ”practical thinking” och ”come to agreement”, har tagits fram under arbetet med att kontextualisera den pragmatiska filosofiska utgångspunkten inom domänen programmeringslärande. Användandet av ny teori har visat sig framgångsrikt för att analysera studenternas lärprocesser under en programmeringskurs (Artikel IV). Mot slutet av kursen kände studenterna i klassrumsstudien att ”konversationen” med datormiljön flöt på bättre, utan större avbrott eller hinder. Detta beskrivs som att studenterna har ”come to agreement” med datormiljön (Artikel VI). Handlingar formas till vanor under tiden man skaffar sig programmeringserfarenhet, dessa handlingar utgör ”practical thinking”. ”Practical thinking” innebär bland annat att testa uttryck som bygger på intuition och outtryckta tankar. Studenten får möjlighet att 57 tänka/handla och i korta sekvenser av handling och återkoppling interaktivt bygga upp en konversation med datormiljön.

Sidan publicerades 2022-02-02 08:38 av Moa Duvarci Engman
Sidan uppdaterades 2022-04-28 11:02 av Moa Duvarci Engman


Relaterat

Programmering i matematik – Digital kurs!

I den här kursen får du grundläggande kunskaper i programmering, samt tekniker för att undervisa och väcka elevernas intresse. I film och text guidar Mikael Tylmad dig genom praktiska övningsuppgifter. Flexibel start, tydligt upplägg och tillgång till kursen i 6 månader. Pris 996 kr ex. moms. Kursintyg ingår!

Vag läroplan skapar osäkerhet kring programmering

Det har gått några år sedan programmering infördes i läroplanen, men fortfarande saknar lärare riktlinjer kring vad eleverna ska lära sig. Det visar Peter Vinnerviks avhandling om lärarnas uppdrag med programmering i undervisningen.

Storföretag påverkade införandet av programmering i skolan

Privata storföretag och andra externa aktörer bidrog aktivt och påverkade processen med att införa programmering i skolan. Det visar Anthemis Raptopoulou som forskat om den politiska process som ledde till att programmering infördes i den svenska läroplanen.

Källkritik

Skolportens konferens i källkritik för grundskolan, gymnasiet och vuxenutbildningen. Aktuella föreläsare ger dig som är lärare, bibliotekarie eller rektor kunskap om ny forskning och praktiska verktyg att använda. Delta i Stockholm 13 okt eller på webbkonferensen 18 okt–4 nov.

An employeeship model and its relation to psychological climate: A study of congruence in the behavior of leaders and followers

Johan Bertletts avhandling "An employeeship model and its relation to psychological climate: A study of cong" behandlar organisatoriska aspekter som organisationsklimat, psykologiskt klimat samt medarbetarskap utifrån ledarskapsbeteende, arbetskamratsbeteende och interaktivt ledare-följarebeteende.

De mångkulturella innerstadsskolorna: Om skolval, segregation och utbildningsstrategier i Stockholm

Denna studie fokuserar på tre skolor i Stockholms innerstad som har haft ett inflöde av studenter från socialt missgynnade förorter, och ett utflöde av elever till andra skolor. Titeln på avhandlingen är "De mångkulturella innerstadsskolorna: Om skolval, segregation och utbildningsstrategier i Stockholm". Författaren heter Jenny Kallstenius.

Samarbete genom samtal

Vad kännetecknar och vad främjar det goda samtalet i arbetsgrupper? Om detta handlar samtalsforskaren Charlotte Lundgrens avhandling "Samarbete genom samtal"

Metodik, personlighet och forskning: Kontinuitet och förändring i vårdlärarutbildarnas kunskapskultur 1958-1999

I Eva Eliassons avhandling "Metodik, personlighet och forskning" beskrivs och analyseras en lokal kunskapskultur,vårdlärarutbildningen i Stockholm, under andra halvan av 1900-talet.

Doing Physics – Doing Gender: An Exploration of Physics Students’ Identity Constitution in the Context of Laboratory Work

Anna T Danielssons avhandling "Doing Physics - Doing Gender" utforskar lärandet av fysik utifrån ett genusperspektiv: hur universitetsstudenter lär sig att bli fysiker, hur de deltar i och skapar en fysikkultur.

Physical activity in 6-10 year old children : Variations over time, associations with metabolic risk factors and role in obesity prevention

Killar rör sig betydligt mer än tjejer på fritids och i skolan. Det visar Gisela Nybergs avhandling "Physical activity in 6-10 year old children". I underlaget har 1643 barn mellan sex och tio år fått sätta på sig en rörelsemätare.

Elevskap och elevskapande: Om formandet av skolans elever

I Lottie Lofors-Nybloms avhandling "Elevskap och elevskapande" ställs frågan Vad innebär det att vara en lyckad elev? till två olika auktoriteter som medverkar i konstruktionen av elever: två olika läroplanstexter och sex elevgrupper.

Educational encounters with adult students in difficult learning situations

I avhandlingen "Educational encounters" har Lisbeth Ohlsson, i vad som betecknas som svåra lärandesituationer, undersökt eventuella dolda resurser för lärande hos hos 23 sökande till vuxenutbildningen som misslyckats i ett inslusstest".

Working Memory and Higher-Order Cognition in Children

Syftet med Carin Tillmans avhandling "Working Memory and Higher-Order Cognition" är att öka förståelsen för högre kognitiva funktioner hos normalutvecklade barn såväl som brister i de högre kognitiva funktionerna hos barn med ADHD.

Att säkerställa skriftspråklighet genom medveten arrangering: Wittingmetodens tillämpning i några olika lärandemiljöer

Ann-Katrin Swärd har i sin avhandling "Att säkerställa skriftspråklighet" studerat Wittingmetodens tillämpning i några olika lärandemiljöer samt analyserat vad som i lärarnas undervisning och i elevernas lärande främjar en god läs- och skrivutveckling.

Spelrum: om paradoxer och överenskommelser i musikhögskolelärarens praktik

Hur blir man musiker? Vad är anledningen till att mästare/lärlingssystemet är så levande i högre musikutbildningar? Hur går det till att överföra en praktisk kunskap som musicerandet? Det undersöker Sven Åberg i avhandlingen "Spelrum".

Medborgaren som pedagogiskt projekt

Det undersöker Laila Niklasson i avhandlingen "Medborgaren som pedagogiskt projekt". Studien tar både upp hur begreppet medborgare kan förstås av enskilda individer och hur det gestaltas inom den pedagogisk praktiken i folkhögskola och studieförbund.

Forskningsbevakningen presenteras i samarbete med Ifous

Läs mer
Skolportens konferenser
SKOLPORTENS MAGASIN
TEMA: Digitalisering
  Skolportens magasin nr 6/2022.

TEMA: Digitalisering

Tema: Digitalisering. Svensk skolas ambition att vara bäst i världen på digitalisering innebär både för- och nackdelar. Intervjun: Issis Melin har länge ägnat sig åt frågor som rör hedersrelaterat våld och förtryck. Enligt henne är den nya läroplanen ett steg i rätt riktning.

Läs mer och prenumerera här!
5 mest lästa på FoU
Rätt stöd rustar små barn i muntligt berättande

Förskolebarn är skickliga berättare. De använder sitt språk och gör berättelser begripliga genom både ljudhärmning, gester och mimik. Men de kan behöva lite hjälp på traven. Därför behöver pedagogerna uppmuntra det muntliga berättandet, som också är viktigt för att barnet själv ska bli lyssnad på.  

Positiv effekt av egne klasser for elever med autisme

Elever med autismespekterforstyrrelser (ASF) har større sjanse å fullføre skolen dersom de har gått i spesialklasser enn om de hadde gått i en ordinær klasse, viser dansk forskning.

Svenska elever övar för lite på att prata spanska i skolan

I en studie av Berit Aronsson vid Umeå universitet 2020 visades hur elever i spanska som främmande språk skriver bättre än de pratar, men att de inte nådde upp till förväntad nivå i någon av färdigheterna efter årskurs nio. Men hur kan det komma sig att eleverna inte är bättre på att prata, när vi sedan länge har kommunikativ inriktning på främmande språksundervisningen i Sverige?

Varför vi tror att läsning kan lösa samhällets problem

Debatten om litteraturkanon i skolan har gjort frågan om läsning central. Nu ska forskarna reda ut varför vi tror att läsning kan lösa så många av samhällets problem. ”Det handlar mycket om kulturens starka ställning och att vi vill framstå som bildade,” säger Daniel Pettersson, professor i pedagogik vid Högskolan i Gävle.

Mer än kompetensutveckling krävs för att möta att elever med autism

Kompetensutveckling kring autism och nya sätt att anpassa undervisningen gör att personalen i förskola och grundskolan känner sig tryggare i sin undervisning. Eleverna har dock svårare att identifiera skillnader. Ny forskning visar att det krävs mer än så, framför allt tid och resurser, för att elever med autism ska få bättre förutsättningar.

Skolportens digitala kurser
Att läsa en avhandling

Att läsa en avhandling

Att läsa en avhandling handlar till stor del om att vaska fram det som är intressant – inte om att plöja sig igenom hela texten från början till slut. Här hittar du några tips på hur du gör det.

Läs mer