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 inte är 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 Susanne Sawander
Sidan uppdaterades 2022-01-17 10:37 av Susanne Sawander


Relaterat

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.

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 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!

Ögonstyrd dator öppnar för lek och lärande

För elever med omfattande kommunikativa och motoriska svårigheter kan användningen av ögonstyrd dator förenkla såväl lek och lärande som kommunikation. Det visar Yu-Hsin Hsiehs avhandling.

”Kvalitet” – ett begrepp som ofta konstrueras som en ”brist”

Kvalitet verkar ofta konstrueras som en ”brist” eller som ett ”problem” i diskussionen om vuxenutbildning, visar Johanna Mufics avhandling.  "Det blir väldigt svårt att ifrågasätta fokuset på kvalitet eftersom det ofta får en status av något "universellt bra". Här hoppas jag att min avhandling kan bidra med verktyg", säger hon.

Fritidshemmet fångar inte upp elever i behov av extra stöd

Fritidshemmet behöver göra mer för att fånga upp elever som behöver extra stöd. Det konstaterar Birgitta Lundbäck som undersökt hur specialpedagogiken får plats i fritidshemmets verksamhet.

Ensidig syn på nyanlända elever

Skolor betraktar nyanlända elever som en homogen grupp, snarare än enskilda elever med olika kunskaper och behov. Det konstaterar Denis Tajic i sin avhandling om nyanlända elevers inkludering i skolan.

Mellanmänskligt ansvar i fokus i undervisningen om mänskliga rättigheter

I lärares och elevers diskussioner om mänskliga rättigheter lyfts framför allt allas lika värde och individens ansvar och skyldigheter fram. Det visar Frida L Nilssons avhandling om mänskliga rättigheter som kunskapsinnehåll i den svenska gymnasieskolan.

Skillnad på förortssvenska och slang

Förortssvenska, eller 'förortska', talas av unga både i skolan och på fritiden. Men det innebär inte att ungdomarna talar slang hela tiden – förortskan är deras formella sätt att prata svenska, konstaterar Karin Senter som forskat i ämnet.

Undervisning och lek i fokus när fritidshemmets läroplan togs fram

Undervisning är ett begrepp som successivt har kommit in i fritidshemmets verksamhet. Men många yrkesverksamma har haft svårt att anamma begreppet eftersom det är så starkt förknippat med skolans verksamhet, säger Maria Norqvist som forskat om fritidshem.

En ny läroplanstradition i förskolan tar form

Förskollärarna har accepterat undervisningsbegreppets intåg i förskolan, vilket tycks ha gynnat tillkomsten av en ny lekdidaktisk läroplanstradition. Det konstaterar forskaren Benita Berg i sin avhandling.

Didaktisk färdighet bakom lärares muntliga berättelser

Lärares spontana muntliga berättelser levandegör undervisningen och stärker den pedagogiska relationen med eleverna. Det visar Ola Henricssons avhandling om grundskollärares muntliga berättande i undervisningen.

Interna spelregler färgar kollegiala samtal inom fritids

Kollegiala samtal inom fritidshemmet påverkas i hög grad av hur väl arbetsgruppen är inarbetad, medarbetarnas utbildningsnivå och erfarenhet. Det visar Sanna Hedrén i sin avhandling.

Det praktiska i fokus i grundsärskolans slöjdundervisning

Slöjden i grundsärskolan skiljer sig från andra estetiska ämnen, då slöjd oftast undervisas i särskilda lokaler av ämnesspecialiserade lärare. Det framkommer i Anna Sjöqvists forskning om slöjdundervisningens förutsättningar i grundsärskolan.

Socialt kapital synliggör skillnader i psykisk hälsa

Tillitsfulla relationer med både vuxna och vänner är grundläggande för ungas välmående. Mikael Ahlborgs forskning visar även att unga som har problem hemma också ofta har det i skolan.

Viktigt att hitta balans för elever vid idrottsprofilerade skolor

Stöd från såväl föräldrar, skola som lärare är grundläggande för att lyckas kombinera studier med idrott. Lika viktigt är elevens egen förmåga att skapa strukturer och hitta balans, visar Joni Kuokkanens forskning om elever på idrottsprofilerade skolor i Finland.

Forskningsbevakningen presenteras i samarbete med Ifous

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
Skolportens konferenser
SKOLPORTENS MAGASIN
TEMA: Elevhälsa
  Skolportens magasin nr 5/2022.

TEMA: Elevhälsa

INTERVJU: Daniel Willingham, kognitionsforskare och amerikansk professor i psykologi, vill skapa en bättre skola för eleverna via vetenskapliga rön om inlärning och minne till lärare. TEMA: Elevhälsa. Svenska elever mår allt sämre. Samtidigt har likvärdigheten inom elevhälsan minskat. Hur kan skolan arbeta mer förebyggande och främjande med de ungas psykiska hälsa?

Läs mer och prenumerera här!
Skolportens digitala kurser
5 mest lästa på FoU
Ny forskning: Surfplattor minskar kreativiteten på förskolan

Digitala verktyg ingår i läroplanen för förskolebarn, redan från ett års ålder. Nu visar svensk forskning att småbarnens lek med surfplattor ser helt annorlunda ut än annan lek.

Långsiktig samverkan för att utveckla undervisningen

De senaste åren har kombinerade forsknings- och utvecklingsinsatser fått allt större uppmärksamhet inom det pedagogiska och didaktiska fältet. Ny forskning från Karlstads universitet visar att stöd till lärare i form av lektionsobservationer och återkoppling utifrån forskningsbaserade kriterier kan ha stor betydelse för lärarnas långsiktiga utveckling av undervisningen.

Stötta eller inte? Det är frågan i ett nytt forskningsprojekt kring språkutveckling i förskolan

Räcker det att barn befinner sig i en stimulerande miljö där man pratar och läser, eller kan ett än mer strukturerat stöd i förskolan ge bättre effekt på språkutvecklingen? Det hoppas forskningsledaren Peter Andersson Lilja få svar på i forskningsprojektet som nu startar på Högskolan i Borås.

Forskaren: Det behövs en helhetssyn på eleven

Rektorn är avgörande för fritidslärarnas möjligheter att arbeta med anpassningar på fritidshemmet. Det säger pedagogikforskaren Marina Wernholm. ”Det behövs tid för samverkan mellan klasslärare och lärare i fritidshem för att få en helhetssyn på eleven”.

Unikt forsknings- och utvecklingsprojekt mellan Ronneby kommun och Stockholms universitet startar

Ett unikt praktiknära forsknings- och utvecklingsprojekt mellan Ronneby kommun och Stockholms universitet startar 2023 och pågår i tre år. Inom ramen för projektet ska undervisningen i förskolan och skolans tidigare år utvecklas med särskilt fokus på bland annat lärande för hållbar utveckling.