Tilpasset undervisning i tverrfaglig programmeringsundervisning ved bruk av skaperverkstedmetodikk

A part of the background for this project is the need for programming didactics for teachers in primary and secondary education due to the political decision to include programming in the curriculum in multiple school subjects from 2020 in Norway. Moreover, we seek to enhance depth of learning through interdisciplinary semi-controlled inquiry and creative activities where students are allowed to utilize all senses to achieve a concretization of abstract theories and knowledge focusing on STEM-domains. This can, potentially, contribute to better educational differentiation for students with higher spatial abilities than verbal abilities and positively contribute to students' motivation for STEM. Moreover, an identification instrument for differentiational level based on the operationalization of spatial ability mapped onto STEM skills is being developed. In parallel, resources for achieving optimal differentiation are developed, and its impact on learning will be investigated. As spatial abilities are closely correlated with STEM academic achievement and career, this increased degree of differentiation could potentially increase STEM recruitment and achievement. Additionally, there are issues with the gender gap in schools in several countries, with Norway having one of the most prominent gender gaps with male disfavor. Previous research demonstrated that average female verbal abilities generally exceed that of their male counterparts, whereas average male spatial abilities generally exceed that of their female counterparts. Interventions that differentiate with regard to spatial abilities facilitate the development of mastery, especially among male students. On the other hand, gender studies demonstrate a female preference of more concrete knowledge, whereas males prefer the more abstract version. Utilizing makerspace methods, the abstract terms will be tied to the concrete physical objects, and female motivation for STEM could potentially be positively affected - which will be investigated. This project will compare two different approaches to programming and STEM instruction. One method based on a model developed through the pilot project GT-make, based on makerspace methods and the other a more common approach of "screen programming".

Bakgrunnen for dette doktorgradsprosjektet er todelt og dreier seg for det første om en elevgruppes behov for tilpasset opplæring. I Norge har man i veldig liten grad tilbudt elever med stort læringspotensial tilpasset opplæring i tråd med opplæringslovens § 1-3 (Smedsrud og Skogen, 2016), og kompetansen innen denne elevgruppen er liten blant norske lærere, skoleeiere og forskere generelt. Den andre delen av bakgrunnen for dette prosjektet er fagfornyelsen med nye læreplaner som lanseres innen høsten 2020, med kompetansemål innen programmering i flere fag, og et stort fokus på skapende aktiviteter. I forbindelse med fagfornyelsen er det politisk vedtatt å inkludere programmering i både matematikk og naturfag (samt kunst og håndverk og musikk), og dette reflekteres i regjeringens pressemelding 26.06.2018 der det står at programmering skal inngå som en naturlig del av naturfag og matematikk (Regjeringen, 2018). Av denne grunn har vi valgt å fokusere på programmering i en skaperverksted-kontekst, og ønsker å utvikle fagfeltet programmeringdidaktikk i tråd med fagfornyelsen, de nye læreplanene i naturfag og matematikk, ved å ta utgangspunkt i «skaperglede og utforskertrang» som beskrevet i den overordnede delen av læreplanverket (Utdanningsdirektoratet, 2018). Dette vil kobles opp mot visio-spatiale evner da disse innebærer en sterkere evne til mental rotasjon, romlig rotasjon og romlig visualisering (Ramful et al., 2017; Hawes et al., 2015) som kan indikere en positiv sammenheng mellom romlige konstruksjons- og programmeringsoppgaver som ved bruk av skaperverkstedmetodikk. Denne sammenhengen vil også undersøkes gjennom utviklingen og valideringen av et screeningverktøy for visio-spatiale evner. ph.d.-avhandlingen skal være artikkelbasert, med tre artikler og en overbyggende kappe. De tre artiklene skal publiseres i internasjonalt anerkjente tidsskrifter.