– Mange lærere har mangelfull kompetanse innen programmering. De har lite kjennskap til hvordan programmering og matematikk kan integreres.

Dette sier førsteamanuensis Odd Tore Kaufmann ved Høgskolen i Østfold (HiØ). Har forklarer at det fins få studier som tar for seg hvordan programmering kan integreres i matematikkundervisningen og effekten av dette.

Sammen med kollega og førsteamanuensis Børre Stenseth, som jobber med IT-fag, har han publisert en vitenskapelig artikkel – nettopp om programmering i matematikkundervisningen.

Forskerne har undersøkt hvordan elever på ungdomstrinnet bruker programmering og matematikk når de arbeider med et konkret problem.

– Vi ønsket å få svar på hvilke begrensninger og muligheter en slik arbeidsprosess gir. Det er viktig å få en bedre forståelse av en slik prosess, slik at de som møter på slike problemstillinger i skolen kan være mer forberedt på de endringene som kommer i skolen, forklarer Kaufmann.

Stort behov for programmering

Studien er høyaktuell siden programmering skal inn i matematikkfaget i grunnskolen i Norge fra høsten 2020. Men, å inkludere programmering i matematikkfaget holder ikke skal vi tro forskerne.

– Fokus kan ikke bare være å ta i bruk programmering. Sammenhengen mellom programmet og problemet må tydeliggjøres på et faglig grunnlag. Dette gjelder utformingen av selve programmet, men det er også en utfordring i forhold til lærerrollen, mener Kaufmann.

Både her til lands og internasjonalt har programmering fått økt politisk fokus. For skolen og utdanningssektoren skal møte fremtidens krav om å ta i bruk og utvikle ny teknologi.

Ifølge forskerne er politikere i stadig flere land opptatt av at elevene må få en utdanning som setter dem i stand til å lære om og forstå hovedprinsippene i programmering.

Skole og teknologer må samarbeide

Forskerne forklarer at fagene matematikk og programmering er forskjellige når de blir brukt til problemløsning, både i praksis, strategi og terminologi.

– Vår erfaring, og et av hovedfunnene i studien, tilsier at det er nyttig med et godt samarbeid mellom lærerutdanning og informasjonsteknologi. Trolig er det helt nødvendig for at vi kunne angripe problemstillingen på en konstruktiv måte, sier Børre Stenseth.

Studien framhever både likheter og forskjeller mellom fagene. Forskerne sier at det er nødvendig med et fruktbart samarbeid mellom lærerutdanning og informasjonsteknologi når programmering nå skal bli en del av matematikkfaget i norsk grunnskole.

Slik ble studien gjennomført

Den praktiske delen av prosjektet ble gjennomført i løpet av to undervisningsøkter i valgfaget «forskning i praksis» over en periode på to uker.

I første økt fikk elever på 8. og 9. trinn innføring i sentrale funksjoner i et program.

Så fikk de denne oppgaven:

«Last opp koden med navnet rullehjul. Kjør koden og endre den slik at vi er overbevist om at hjulet ruller helt jevnt uten spoling eller skrensing. Vi skal kunne endre størrelsen på hjulet og det skal fremdeles fungere.»

For å kunne løse oppgaven måtte elevene ifølge forskerne forstå programmering og hvordan koden fungerer. De måtte også bruke matematisk forståelse, som at hjulet ruller sin egen omkrets ved en omdreining.

Målet med oppgaven var å forbedre programmet, eller rette den feilen som gjør at hjulet ikke ruller naturlig.

Læreren må kunne dette

Forskerne fulgte en gruppe på tre elever som arbeidet sammen for å løse feilen i koden slik at hjulet rullet riktig.

– Det var flere kvalitativt gode kjennetegn ved programmering og matematisk problemløsning som kom fram underveis når elevene arbeidet med problemet, som algoritmisk tenking kopiering, feilretting og samarbeid. Det var derimot mangelen på å sette koden i sammenheng med en riktig matematisk formel, at en hel omdreining av en sirkel tilsvarer omkretsen av en sirkel som gjorde at gruppen ikke klarte å komme fram til helt korrekt løsning, forteller Kaufmann.

Ifølge Kaufmann vil lærerens kompetanse være avgjørende for en vellykket integrering av programmering i matematikkfaget.

– Hvis vi trekker paralleller til programmeringsverdenen må vi ha en lærerrolle som fungerer som en oppdragsgiver som har fokus på kvalitetssikring. En konklusjon blir at vi må ha en lærer med god programmeringskompetanse, sier han.

Nyttig for elever i matte

Forskerduoen mener forskningsprosjektet og funnene synliggjør behovet for mer forskning og forståelse rundt integrering av programmering i matematikkundervisningen.

– Vi ser faren for at fokus på programmering i matematikkundervisningen blir av for mye teknisk art. For at integrering av programmering i matematikkundervisningen skal være vellykket må elevene se nytteverdien av programmering som et verktøy som hjelper dem til å forstå matematikken, og da best gjennom prosesser med problemløsning, sier Stenseth.

For lærerstudenter betyr det at de må ha kunnskap om programmering, hvordan undervise i programmering, og hvordan bruke programmering for å støtte opp under ulike emner i matematikk.

Referanse:

Odd Tore Kaufmann og Børre Stenseth: Programming in mathematics education. International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 2020. Sammendrag. Doi.org/10.1080/0020739X.2020.1736349