Vad behöver eleverna kunna för a0 förstå programmeringsstruktur? En pågående Lerning Study av Per Selin Johan Larsson
Varför programmering? Är det mindre viktigt att förstå digitala byggstenar i den digitala verkligheten än att förstå atomer och molekyler i kemi? (Karin Nygårds SETT2014) Att göra problemlösning, sekvenshantering och matematiska förlopp visuella och intressanta. Digitalt skapande, en form av digital slöjd/teknik. Skapa förståelse för de underliggande strukturer som skapar den digitala verklighet som många av våra elever spenderar en allt större del av sin vakna tid i.
Varför programmering? Programmerare vanligaste arbetet i Stockholm (Svenska Handelskammaren) Obligatorisk del i IKT-undervisning i länder som har en egen IKTkursplan (England) 2.2 Kunskaper o Skolan ska ansvara för att varje elev efter genomgången grundskola [---]kan lösa problem och omsätta idéer i handling på ett kreativt sätt,
Kunskapsmål Matematik Centrala metoder för beräkningar med tal i bråk-och decimalform vid överslagsräkning, huvudräkning samt vid beräkningar med skriftliga metoder och digital teknik. Metodernas användning i olika situationer. Innebörden av variabelbegreppet och dess användning i algebraiska uttryck, formler och ekvationer. Algebraiska uttryck, formler och ekvationer i situationer som är relevanta för eleven. Hur kombinatoriska principer kan användas i enkla vardagliga och matematiska problem. Metoder för ekvationslösning. Strategier för problemlösning i vardagliga situationer och inom olika ämnesområden samt värdering av valda strategier och metoder. Matematisk formulering av frågeställningar utifrån vardagliga situationer och olika ämnesområden. Teknik Styr-och reglersystem i tekniska lösningar för överföring och kontroll av kraft och rörelse. Tekniska lösningar inom kommunikations-och informationsteknik för utbyte av information, till exempel datorer, internet och mobiltelefoni.
Kunskapsmål Bild Kombinationer av bild, ljud och text i eget bildskapande. Material och verktyg för två-och tredimensionellt arbete och hur dessa kan användas för bestämda syften. Engelska Levnadsvillkor, traditioner, sociala relationer och kulturella företeelser i olika sammanhang och områden där engelska används. Muntliga och skriftliga berättelser, beskrivningar och instruktioner.
Tidigare forskning Ett fenomenografiskt perspektiv (Marton & Booth, 1997; Lo, 2013; Marton 2014) Booth 1990 Eckerdal 2009, 2014
IKT på Sandgärdskolan År7 IKT-pedagog med ordinarie lärare mot sv.1gång/v. Fokus på text, format, molnet, plattform samt digitala verktyg. År8 - IKT-pedagog med ordinarie lärare mot eng. 1gång/v. Fokus på presentation, media, film, ljud m.m. År9 Före HT14 IKT-pedagog mot matematik med fokus på Excell och dess funktioner och möjligheter samt verktyg för datainsamling.
Programmering på Sandgärdskolan Programmering Skolans val med utökad kursplan, årskurs 9 har programmering 60min 1gång/v. under 1 termin. Målsättning - att förstå programmeringens grundstrukturer och möjligheter samt ge en förståelse för det som sker i bakgrunden i den digitala verkligheten. En naturlig utveckling av IKT-undervisningen. Initialt har vi valt att använda HTML och Scratch för att angripa våra kritiska aspekter.
Kritiska aspekter De kritiska aspekter vi tittat på: Algoritm (Ett flödesschema som beskriver en översikt/planering över en eller flera sekvenser. En systematisk procedur för hur man genom ett begränsat antal steg utför en beräkning eller löser ett problem) Variabel (Något som är föränderligt, används t.ex. för att räkna poäng eller tid) Operator (Något som används för att göra en matematisk operation t.ex. jämföra en variabel med ett värde. Större än> Mindre än< Lika med =) Loop (Används för att återanvänd en sekvens) Koordinater/Koordinatsystem (Används för att lokalisera och förflytta i det tvådimensionella planet)
Kritiska aspekter De kritiska aspekter vi vill fortsätta med: Sekvens (Den följd som ett program eller del av program exekveras i) Loop escape (If-Then sats (Villkor) används för att ta sig ur en loop och in i en ny sekvens) Felsökning (Att kunna läsa koden så att eventuella fel kan lokaliseras och justeras)
Bakgrundskunskaper - Screening Fråga Screening Har du någon gång spelat ett spel (data- eller TV-) där det räknas poäng? Kan du beskriva hur du upplever att denna poängräkning går till. Svar Man klarar något och då får man poäng
Bakgrundskunskaper och kritiska aspekter Kritiska aspekter av lärandeobjektet Förstå begreppen: matematisk operator, variabel, loop och algoritm.
Lektionsgenomförande Lektion 1 Flödesschema Variabel kontrasteras genom användande av tidigare program. Klick på respektive utanför katt Generalisering med koordinatsystem
Exempel ur undervisningen lektion 1 bigbangtheory.wikia.com Scratch.mit.edu
Resultat lektion 1 Resultat En elev av 22 visar prov på utökad förståelse för programmeringsstruktur
Lektionsgenomförande Förändring till lektion 2 o Gemensamt flödesschema o Strikt användning av termers namn bigbangtheory.wikia.com
Lektionsgenomförande Lektion 2 Gemensamt flödesschema skapar kontrast mellan vad programmeringsstruktur är och vad det inte är Vid det gemensamma flödesschemat används termen loop och ej repeat forever Variabel med uppräkning istället för poängräkning
Resultat Resultat 19 elever av 23 visar prov på utökad förståelse för programmeringsstruktur.
Variation Dimension av variation o Strikt fokus på lärandeobjektet Andra förslag?
Referenser Booth, S. (1990). Conceptions of Programming. A study into learning to program. (Report 1990:01). Göteborg: Institutionen för pedagogik, Göteborgs universitet. Eckerdal, A. (2009). Novice Programming Students' Learning of Concepts and Practise. Uppsala: Acta Universitatis Upsaliensis. Lo, M.L. (2012). Variation Theory and the Improvement of Teaching and Learning. Gothenburg: Acta Universitatis Gothoburgensis. Marton, F. (2014). Necessary Conditions for Learning. Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates. Marton, F. & Booth, S. (1997). Learning and Awareness. Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates.
Kontakt johan.larsson@edu.boras.se @IT_Johan per.selin@edu.boras.se @perselin