Tilpasset undervisning i tverrfaglig programmeringsundervisning ved bruk av skaperverkstedmetodikk

En del av bakgrunnen for dette prosjektet er behovet for programmeringsdidaktikk rettet mot elever i primær- og sekundærutdannelse i forbindelse med innføringen av programmering i flere skolefag fra høsten 2020. Samtidig søkes det å legge til rette for dybdelæring gjennom tverrfaglig utforskning og skapende aktiviteter der elevene får benyttet alle sine sanser, og oppnår en konkretisering av abstrakte begreper med fokus på realfag. Dette kan potensielt bidra til å tilrettelegge undervisningen bedre til elever med gode spatiale (romlige) evner, og bidra positivt til disse elevenes motivasjon for realfag. I tillegg utvikles et instrument for å identifisere på hvilket nivå undervisningen bør tilpasses til den enkelte elev basert på en operasjonalisering av romlige evner til konkrete realfagskompetanser. Videre utvikles det tilhørende ressurser for å legge tilpasningen på optimalt nivå, og vi undersøker hvordan dette påvirker elevenes læring. Da romlige evner har nær sammenheng med utdanning og karriere innen realfag og teknologi, kan denne økte graden av tilpasset opplæring potensielt øke andelen elever som søker seg videre til studier innen disse retningene. Det er i tillegg en utfordring i mange land med store prestasjonsforskjeller mellom kjønnene i skolen i gutters disfavør, og denne forskjellen er markant i Norge. Man er klar over at jenter gjennomsnittlig viser høyere verbale evner, mens gutter generelt viser høyere romlige evner. Da kan intervensjoner basert på romlige evner tenkes å påvirke gutter i positiv retning. På den andre siden viser tidligere kjønnsforskning at kvinner gjerne foretrekker kunnskap som kan kobles opp mot det konkrete, mens menn gjerne foretrekker det mer abstrakte. Ved bruk av skaperverkstedmetodikk vil det abstrakte knyttes til det konkrete, og jenters motivasjon for realfag vil kunne påvirkes i positiv retning ? noe som vil undersøkes. Dette prosjektet skal sammenligne to forskjellige tilnærminger til programmerings- og realfagsundervisning. Den ene metoden inkluderer en modell utviklet i forskningsprosjektet GT-make og baserer seg på skaperverkstedmetodikk, det vil si at elevene skaper et faglig relevant fysisk produkt som en del av oppgaven. Mens den andre metoden er en klassisk tilnærming til programmering, med bruk av "skjermprogrammering". En pilotversjon av intervensjonen, med interaktive digitale undervisningsopplegg, blir testet førstkommende skoleår (20/21). Noe datainnsamling vil bidra til utviklingen av den ferdige intervensjonen som iverksettes skoleåret 21/22 der det blir samlet inn i hovedsak kvantitative data for en rekke variabler for å undersøke nærmere hvilken effekt denne typen undervisning har.

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.