Dette nettstedet er resultatet av et samarbeidprosjekt ved Høgskolen i Østfold mellom lærerutdanningsskoler, Avdeling for lærerutdanning og  Avdeling for informasjonsteknologi. Prosjektet ville utvikle lærernes kunnskap om programmering i matematikkfaget på ungdomstrinnet. Prosjektet foregikk som fem samlinger med planlegging, refleksjon og diskusjon og med utprøving i lærernes egne klasser mellom samlingene

Hensikten med siden er å spre kunnskap om programmering i matematikkfaget på ungdomstrinnet ved bruk av en arbeidsmåte som heter Use – Modify – Create.

Vi presenterer undervisningsopplegg knyttet til hvert av kompetansemålene relatert til programmering på 8. , 9. og 10. trinn.

Vi som står bak nettstedet og har gjennomført prosjektet, er
Høgskolelektor Susanne K Stigberg, Avdeling for Informasjonsteknologi
Stipendiat Henrik Stigberg, Avdeling for lærerutdanning
Dosent Marianne Maugesten, Avdeling for lærerutdanning

Arbeidsmåter for programmering i matematikken

Hvordan arbeide med programmering i matematikken på ungdomstrinnet slik at det ikke blir for tidkrevende og at elevene kan nå kompetansemålene i matematikk?

Dette var et vesentlig spørsmål da vi startet utprøvingen sammen med lærerne. I tillegg var det viktig å få fram sammenhengene mellom matematikk og programmering i matematikkfaget. 

Vi tenker oss tre ulike arbeidsmåter: 

1. Tutorials er ferdige programmeringsopplæringen med trinnvise instruksjoner som studentene kan følger med for å forstå materialet. Et eksempel på tutorials er kodetimen.
   
2. Utforsking: Mange, spesielt blokkbaserte programmeringsspråk, gir programmeringsgrensesnitt med mange ferdige kodeblokker som studentene kan kombinere fritt for å utforske deres effekter. Denne tilnærmingen er ofte knyttet til en «prøving og feil» tankegang og fokuserer ofte ikke på presise mål slik tutorials. For eksempel brukes Scratch ofte for denne typen tilnærminger.
   
3. Use – Modify – Create er måten vi har jobbet mest med i prosjektet vårt, og som vi vil forklare i detalj nedenfor. Du finner eksemplene våre under undervisningsopplegg.

Use-Modify – Create 

Prinsippet i UMC er å bruke ferdige kodeeksempler og utforske matematikken i disse (Use). Når eleven forstår hvordan koden virker, kan han / hun endre kodeeksemplet , utforske matematikken videre og lære programmering (Modify). Til slutt kan studenten lage sin egen kode (Create).

I våre utprøvinger med lærerne på ungdomstrinnet begrenset vi oss ofte til å bruke Use og Modify.  Nedenfor presenterer vi funnene våre som en video.

Disse artiklene beskriver studier med bruk av UMC: 

• Lee, I., Martin, F., Denner, J., Coulter, B., Allan, W., Erickson, J., Malyn-Smith, J., & Werner, L. (2011). Computational thinking for youth in practice. Acm Inroads, 2(1), 32–37.  
• Lytle, N., Cateté, V., Boulden, D., Dong, Y., Houchins, J., Milliken, A., Isvik, A., Bounajim, D., Wiebe, E., & Barnes, T. (2019). Use, Modify, Create: Comparing Computational Thinking Lesson Progressions for STEM Classes. Proceedings of the 2019 ACM Conference on Innovation and Technology in Computer Science Education, 395–401.   
• Martin, F., Lee, I., Lytle, N., Sentance, S., & Lao, N. (2020). Extending and Evaluating the Use-Modify-Create Progression for Engaging Youth in Computational Thinking. Proceedings of the 51st ACM Technical Symposium on Computer Science Education, 807–808.  

Læreplanen om programmering

Vi tar utgangspunkt i den informasjonen som ligger på Utdanningsdirektoratets sider om programmering. Lenken viser til et hefte som omhandler programmering: https://www.udir.no/kvalitet-og-kompetanse/digitalisering/algoritmisk-tenkning/

Programmering, slik det er brukt  i dokumentet overfor, omfatter mer enn å bare skrive programkode som kan kjøres på en datamaskin. Det inkluderer også prosessen med å komme fram til denne koden. Det vil si prosessen fra å identifisere et problem og tenke ut mulige løsninger på problemet, til å skrive kode som kan forstås av en datamaskin, og å feilsøke og kontinuerlig forbedre denne koden.

Sammen med programmering, brukes begrepet algoritmisk tenking. I matematikkfaget inngår algoritmisk tenking i kjernelementet Utforsking og problemløsing. Utforsking i matematikk handlar om at elevane leiter etter mønster, finn samanhengar og diskuterer seg fram til ei felles forståing. Elevane skal leggje meir vekt på strategiane og framgangsmåtane enn på løysingane. Problemløysing i matematikk handlar om at elevane utviklar ein metode for å løyse eit problem dei ikkje kjenner frå før. Algoritmisk tenking er viktig i prosessen med å utvikle strategiar og framgangsmåtar for å løyse problem og inneber å bryte ned eit problem i delproblem som kan løysast systematisk. Vidare inneber det å vurdere om del problema best kan løysast med eller utan digitale verktøy. Problemløysing handlar òg om å analysere og forme om kjende og ukjende problem, løyse dei og vurdere om løysingane er gyldige.

På Utdanningsdirektoratets sider kan du også laste ned denne plakaten som viser hva algoritmisk tenking er: https://www.udir.no/globalassets/filer/bilder/algoritmisk-tenkning/plakat-algoritmisk-tenkning_a3fersken.pdf

Kompetansemål relatert til programmering på ungdomstrinnet

• 8. trinn: Mål for opplæringen er at eleven skal kunne utforske hvordan algoritmer kan skapes, testes og forbedres ved hjelp av programmering
• 9. trinn: Mål for opplæringen er at eleven skal kunne simulere utfall i tilfeldige forsøk og beregne sannsynligheten for at noe skal inntreffe, ved å bruke programmering
• 10. trinn: Mål for opplæringen er at eleven skal kunne utforske matematiske egenskaper og sammenhenger ved å bruke programmering.