Komplex process bakom programmering i teknikämnet

Elever förstår sina egna programmerade konstruktioner på ett sätt och programmerade vardagsföremål på ett annat sätt. Det konstaterar Anne-Marie Cederqvist som undersökt mellanstadieelevers förståelse av struktur och funktion i olika programmerade tekniska lösningar.

Varför blev du intresserad av ämnet?

– Jag är lärare och undervisade tidigare i bland annat matematik och teknik i grundskolan. Här arbetade jag med programmering redan innan det infördes i läroplanen. Men när jag försökte få vägledning upptäckte jag att det var begränsat med forskning kring just programmering inom teknikämnet. När jag senare blev antagen till forskarutbildningen föll det sig naturligt att studera just programmering i relation till grundskolans teknikämne.

Vad handlar avhandlingen om?

– Avhandlingen tar sin utgångspunkt i innehållet i kursplanen för teknik och de förväntningar vi har på att utveckla elevers förståelse av hur olika tekniska lösningar är uppbyggda och fungerar och hur dessa kan styras med hjälp av programmering. I den första delstudien undersöks mellanstadieelevers förståelse av struktur och funktion i olika programmerade tekniska lösningar. Jag presenterade både olika vardagsföremål som är programmerade, exempelvis fjärrkontroll och en digital febertermometer samt färdigbyggda konstruktioner av undervisningsmaterialet microbit. Eleverna i studien hade redan tidigare på olika sätt arbetat med programmering i undervisningen, bland annat med just microbits.

– I studie två och tre gräver jag djupare och undersöker hela processen när elever i två olika klasser, en på mellanstadiet och en på högstadiet arbetar i par med microbit och konstruerar ett tjuvlarm som ska styras med programmering. Genom att observera hur eleverna arbetar med uppgiften har jag tittat efter vad det är för kunskap som behövs för att eleverna ska klara uppgiften, vad är viktigt för att de ska förstå? Vidare har jag på ett mer övergripande plan studerat processen som helhet – vad gör varje elevpar för att lösa uppgiften, hur ser processen ut och vilket mönster följer den?

Vilka är de viktigaste resultaten?

– Resultatet från den första studien visar att en stor del av eleverna förstår vardagsföremålen på ett sätt och microbit-konstruktionerna på ett annat sätt och att de inte automatiskt drar paralleller mellan hur dessa är uppbyggda och fungerar. Resultatet visar även att det inom en och samma elevgrupp finns en bred variation i förståelse. Studie två och tre, där eleverna fick i uppgift att konstruera ett tjuvlarm, visar att det som elever verkar ha extra svårt med är att röra sig mellan det konkreta larmet och hur det är tänkt att fungera, och undervisningsmaterialet microbit. Om eleverna exempelvis vill använda en ljussensor som känner av förändringar i ljusnivå i rummet för att styra larmet, behöver de förstå hur detta representeras i form av block i microbit. Förstår inte eleverna vad blocken representerar är risken stor att de fastnar i processen.

– Resultaten visar att eleverna oftast börjar testa på måfå genom att planlöst försöka pussla ihop kod. En slutsats är att överföringen av förståelse är inte så självklar som vi tror och om det blir för mycket ”trial and error” är risken att eleverna inte får med sig någon kunskap ur själva aktiviteten. Eleverna behöver därför även kunskap om undervisningsmaterialet de arbetar med och hur struktur och funktion i den tekniska lösningen representeras av exempelvis blockens betydelse och hur de kan kombineras till kod som styr funktionen.

– Sammanfattningsvis visar mina resultat att styra en teknisk lösning med programmering på den här nivån är en komplex process där eleverna i ett första steg måste kunna analysera hur olika komponenter fungerar och samverkar (struktur), men också hur dessa samverkar med koden för att få lösningen att fungera (funktion). I avhandlingen har jag identifierat nyckelelement som behöver lyftas fram av läraren. De är: programmeringsbegrepp och hur man skriver kod, kunskap om materialet eleverna arbetar med, struktur och funktion i den tekniska lösningen. Det vill säga hur olika komponenter samverkar (struktur), men också hur dessa samverkar med koden för att få lösningen att fungera (funktion) samt kontexten – eleverna behöver lära sig att kunna se, analysera och jämföra tekniska lösningar i både en vardagskontext och i relation till ett programmeringsmaterial.

Vad överraskade dig?

– Att elever har svårt att dra paralleller mellan deras förståelse av konstruktioner som byggs i programmeringsmaterialet och programmerade vardagsföremål. Eleverna behöver mycket stöttning i processen för att förstå och få syn på den tekniska kunskapen som är i spel.

Vem har nytta av dina resultat?

– Som lärare har det varit spännande att få möjlighet att gräva på djupet och jag har många nya insikter om vad jag behöver fokusera mer på i undervisningen kring programmering. Jag tänker att resultaten kan vara viktiga för andra lärare. Samtidigt har jag slagits av hur komplexa uppgifter som elever i den här åldern förväntas lösa.

Susanne Sawander

Sidan publicerades 2021-09-23 16:16 av Moa Duvarci Engman


Relaterat

Hem- och konsumentkunskap Webbkonferens

Välkommen till en konferens för dig som undervisar i hem- och konsumentkunskap! Ta del av aktuell forskning och praktiska exempel kring en bredd av ämnen inom HKK, med särskilt fokus på undervisning om hållbar matkonsumtion.

Lärare behöver mer kompetens för att integrera programmering i matte och teknik

Lärare har inte tillräckliga kunskaper för att integrera programmering i ämnesundervisningen i matematik och teknik. Det här får allvarliga konsekvenser för undervisningen, menar Lechen Zhang. 

Programmering – ett ämne för de redan insatta

Lärare har små förhoppningar om att elever ska lära sig programmering om de inte redan har en analytisk och logisk förmåga, menar forskaren Lennart Rolandsson.

Ny digital kurs! Programmering i matematik – introduktion

Känner du dig trygg att undervisa i programmering? I kursen Programmering i matematik 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 och tydligt upplägg. Kursintyg ingår!

Föräldraträning och barn-KBT effektivt för barn med beteendeproblem

Föräldraträning och barn-KBT i kombination är en effektiv behandling för barn med utagerande beteendeproblem som trotssyndrom. Det visar Maria Helander i sin avhandling.  

Förskolan en bra plats för föräldrastödsprogram

Att genomföra föräldrautbildningar på förskolan fungerar bra för föräldrar som upplever att de behöver vägledning och stöttning i föräldraskapet. Det visar Anton Dahlbergs avhandling om förskolebarn med beteendeproblem och känslomässiga svårigheter.

Googla – det gör man i skolan

Användandet av sökmotorer är väldigt utbrett bland högstadieungdomar. När de söker på internet förväntar de sig att hitta svar – men reflekterar inte över hur resultaten genereras. Det visar Cecilia Andersson i sin avhandling.

Nyanserad bild av religion bland gymnasieelever

Gymnasieelever har en källkritisk blick på de bilder av religion som de möter i såväl etablerade medier som sociala medier. Samtidigt uppskattar de religionsundervisningen, visar Anna Wrammerts forskning.  

Betygsintagning påverkade elevernas grundskolebetyg

När reformen med betygsintagning infördes till kommunala gymnasieskolor i Stockholm fick det en positiv påverkan på elevers genomsnittliga betyg i årskurs 9, enligt Lucas Tilleys avhandling.

Risk att digitala verktyg motverkar det inkluderande uppdraget

Digitala verktyg används ofta till annat än skolarbete i klassrummet. Detta tar upp en stor del av undervisningstiden, vilket främst drabbar elever som har särskilda behov, menar Lars Almén som undersökt effekterna av digitaliseringsstrategin.

Komplex process bakom programmering i teknikämnet

Elever förstår sina egna programmerade konstruktioner på ett sätt och programmerade vardagsföremål på ett annat sätt. Det konstaterar Anne-Marie Cederqvist som har undersökt mellanstadieelevers förståelse av struktur och funktion i olika programmerade tekniska lösningar.

Metaforer kan skapa mening i naturvetenskap

Elevers användning av metaforer kan visa tecken på naturvetenskapligt meningsskapande. Det visar Alma Jahic Pettersson som undersökt mellanstadieelevers meningsskapande i undervisning om kroppens näringsupptag.

Traditionella sånger vanligt i musikundervisningen

Sång är ett viktigt moment i klassrumsundervisningen för årskurs 4 och sångrepertoaren är relativt traditionell. Det visar David Johnson i sin avhandling om hur musiklärare undervisar i sång.

Motsättningar utvecklar undervisningen om hållbar utveckling

Frågor om miljö och hållbarhet är komplexa och kan vara svåra att greppa för yngre elever. I sin avhandling har Henning Bengtsson undersökt hur man kan utveckla undervisningen i relation till sådana samhällsfrågor.

Diskussioner viktiga för pedagogiskt utvecklingsarbete 

I pedagogiskt utvecklingsarbete behöver lärarna få utrymme för diskussioner, menar Carina Kiukas som forskat i ämnet.

Även yngre elever har nytta av ett algebraiskt tänkande

Även elever i lågstadiet har nytta av ett algebraiskt tänkande. Det menar Helena Eriksson som forskat om hur lärare kan arbeta tillsammans för att utveckla matematikundervisningen.

Skolportens konferenser
SKOLPORTENS MAGASIN
Nytt nr ute 25 oktober!

Nytt nr ute 25 oktober!

INTERVJU: Inti Chavez Perez tog steget från journalist till sexualupplysare och jämställdhetsexpert. Han lovordar läroplanens nya tydlighet i kunskapsområdet sexualitet, samtycke och relationer.

Läs mer!
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
Kommande disputationer
Skolportens digitala kurser
5 mest lästa på FoU
Lärare väljer bort läromedel

Forskning om läromedel beaktas inte alltid. Studier visar att läromedel väljs bort av erfarna lärare, samt att lärspel och eget material blir vanligare. Caroline Graeske, forskare i svenska med didaktisk inriktning, presenterar några viktiga forskningsresultat i ämnet.

Göran Nygren: Elever med toppbetyg får massor av hjälp från föräldrarna

Höga betyg i skolan kräver omfattande hjälp hemifrån, ibland så mycket att det blir fusk. Den slutsatsen drar etnologen Göran Nygren i sin nya doktorsavhandling. Elever som inte får hjälp hemma är i princip chanslösa i betygsjakten, säger han. (webb-radio)

Vikten av språkutveckling i förskolan

Tidig exponering för svenska är avgörande för barns språkutveckling. I takt med att fler barn i förskolan har annat modersmål ökar behovet av att utbildningen stärker språkstödjande arbetssätt.

Motion och bättre stöd minskar adhd-symtom

Motion och fysisk aktivitet förbättrar både adhd-symtom, funktionsnivå, barnens exekutiva funktion och psykiskt mående, visar studier från Lunds universitet. Bättre stöd i skolan och hemma skulle också förbättra barnens livskvalitet.

Education after Auschwitz

Educational outcomes of teaching to prevent antisemitism. (pdf)