Press Run to Increase Mathematical Expertise (PRIME)

PRIME (Press Run to Increase Mathematical Expertise) undersøker hvordan elevene kan lære matematikk ved hjelp av programmering. Programmering i matematikken i skolen er et mye diskutert tema, spesielt siden programmering en del av fagfornyelsen i matematikkfaget i tillegg til andre realfag. Det er svært lite forskning på programmering i matematikk på videregående nivå i Norge (og i verden). Det er flere områder i matematikken, for eksempel sannsynlighet, likninger og funksjonsanalyse, som egner seg godt til simulering og tilrettelegging for elevdiskusjon ved hjelp av programmering. Et eksempel er å lage et program som løser andregradslikninger. Programmet vil kjøre inntil vi for eksempel deler på null eller prøver å ta roten av et negativt tall. Resultatet åpner for en diskusjon om hvorfor programmet ikke fungerer og hva som må gjøres for at programmet skal gi korrekt informasjon. Dette involverer diskusjoner, problemløsningsstrategier og matematisk kompetanse. Det er også hensiktsmessig å presentere elevene for matematiske problemer som ikke er løselige med algoritmiske fremgangsmåter. For eksempel er det mange funksjoner der det er vanskelig å finne nullpunktene ved en gitt metode og svært mange differensiallikninger er ikke løselige med en gitt metode. Disse kan derimot løses ved numeriske metoder. Arbeidet dykker også ned i hvilke utfordringer programmering bringer til matematikklasserommet. Gjennom 3 år med datainnsamling i klasserom der programmering ble brukt i matematikkfagene R1 og R2, presenterer PRIME eksempler på utvikling og design av programmeringsoppgaver og på ulike utfordringer ved implementering av programmering. Prosjektet gir også et sett med anbefalinger i forbindelse med bruk av programmering i klasserommet. Prosjektet bidrar til å øke forståelsen om hvordan programmering kan bidra til økt matematisk kompetanse blant elevene.

Gjennom hele perioden har arbeidet bidratt til utvikling og formidling av hvordan bruke programmering i skolen. Doktorgradsarbeidet har bidratt til økt kunnskap om programmering i norsk skole blant annet gjennom omfattende foredrag- og kursvirksomhet. Resultatene fra arbeidet har blitt formidlet til den enkelte lærer på kurs, til statsråder og direktorat på ulike formidlingsarenaer. Flere opplegg er utviklet for bruk i skolen, og det er per 2022 stor etterspørsel etter eksempler på hvordan bruke programmering i skolen. Ved UH-sektoren ser vi også en økt forespørsel etter kunnskapen ervervet gjennom prosjektet. Ettersom studenter fra H2023 har en varierende grad av kunnskap om programmering, har UH-sektoren erfart at de må endre sine grunnkurs for å følge opp fagfornyelsen. I tillegg er utvikling av nettressurser for både skolen og UH-sektoren også en direkte følge av doktorgradsarbeidet. En potensiell virkning av denne utviklingen kan bidra til en bedre overgang mellom videregående opplæring og høyere utdanning for elever/studenter, i tillegg til at koblingen mellom forskning og skole innenfor flere felter kan bli betydelig mindre. Et typisk eksempel på dette er at vi nå kan lage opplegg i naturfag og biologi der vi bruker data fra ENCODE-prosjektet, noe vi aldri ha kunnet tidligere.

I 2015 presenterte Ludvigsensutvalget sine funn i NOU 2015:8, der de beskriver fire kompetanseområder som de finner sentrale for fremtiden til både norsk skole og arbeidsmarkedet elevene vil møte i fremtiden. De fire kompetanseområdene er fagspesifikk kompetanse, lære å lære, lære å kommunisere, samarbeide, og delta, og lære å utforske og kreere. I tillegg er det en betydelig mengde litteratur som konkludere med at motivasjon hos elevene er en viktig suksessfaktor. Dette er blant annet nevnt i den siste analysen av TIMSS 2015. Med bakgrunn i dette ønsker vi å undersøke hvordan vi kan danne, opprettholde, og/eller øke elevers matematiske kompetanse ved å introdusere programmering. Matematiske kompetanse er vanskelig å definere, men i dette prosjektet bruker vi definisjonen til Kilpatrick et al som består av frem deler, begrepsforståelse, prosedyrekunnskap, strategisk kompetanse, adaptiv resonering, og engasjement. Prosjektet vil være med på å utvikle norsk skole i en retning som retter seg mer mot fremtidens arbeidsmarked i tillegg til å legge til rette for at elever kan utvikle og utarbeide en dypere forståelse av matematikken og dens logiske oppbygning. Programmering er en økt satsning på ungdomskolenivå, og vi ønsker at dette skal blir videreført til videregående skole. Prosjektet vil være et innspill til hvordan programmering kan inkluderes i fag på videregående skoler.