Programming for Developing Mathematical Competencies

I dei seinare åra har programmering fått meir merksemd i læreplanane i fleire land, mellom anna i Noreg. Det er forventa at introduksjonen av programmering i skulen vil ha positiv effekt på programmeringskompetansen til elevane. Kva effekt det har på utvikling av matematiske kompetansar er derimot ikkje klart. Eit sentralt mål i dette forskingsprosjektet er å finne ut meir om korleis programmering kan bli integrert i matematikkfaget på ein måte som legg til rette for at elevane utviklar matematisk kompetanse. Forskingsprosjektet utviklar og evaluerer undervisningsmateriell og praksisar opp mot kjerneelementa i læreplanen i matematikk: 1) utforsking og problemløysing, 2) modellering og anvendingar, 3) resonnering og argumentasjon, 4) representasjon og kommunikasjon, 5) abstraksjon og generalisering. Prosjektet tar i bruk eit utforskande mixed methods-design for å utvikle og evaluere undervisningsmateriell i eit samarbeid mellom lærarar, lærarstudentar og forskarar. Eit av måla i prosjektet er å hauste erfaringar som kan vere nyttige i vidare arbeid med implementering av programmering i matematikkfaget i både grunnskule og vidaregåande skule. Til no har prosjektet blant anna arbeidd med å designe undervisningsopplegg, dette inkluderer (1) eit opplegg som nyttar små enkle robotar (INDI - sphero), (2) eit opplegg om multiplikasjon som òg fokuserer på matematiske kompetansar, og (3) eit opplegg med bruk av LEGO-robotar. Alle opplegga er testa ut i ulike klasseromsituasjonar. Opplegget med LEGO-robotar vart presentert på NORMA-konferansen i København, Danmark i juni 2024. Dette danna grunnlaget for ein «working group» der vi stilte nordiske forskarar følgande spørsmål: «Kva forskingsspørsmål og forskingsdesign kan styrke vår forståing av korleis programmering bør integrerast i skulematematikken?» (Humberset et al., 2024). På NORMA-konferansen vart òg dei tre undervisningsopplegga presentert(Berge et al, 2024a). I samarbeid med lærarar i Ålesund kommune arbeider vi for tida med å vidareutvikle dette opplegget for utprøving med nye elevgrupper ved Newtonrommet i Ålesund. Opplegget med bruk av multiplikasjon vart presentert på MEDA-4 konferansen i Bari, Italia (Brandsæter, 2024). Her ble også funn relatert til aktivitetar og handlingar læraren kan gjere for å fremme matematiske kompetansar presentert (Berge et al., 2024b). Prosjektet har òg starta eit utviklingsarbeid for å undersøke korleis bruk av programmering påverkar elevar og studentar si evne og vilje til matematisk utforsking (Aksnes et al., 2024). I løpet av sommaren 2024 har to stipendiatar vorte tilsett i prosjektet; ein søker opptak på doktorgradsprogram ved UiA og ein ved NTNU. Begge er godt i gang med arbeidet. 1. Humberset, B. K, Berget, I. L., Forsström, S. E., Berge, R. L., Brandsæter, A. (2024) The future of research in programming in mathematics education. In: NORMA 24, The Tenth Nordic Conference on Mathematics Education. Copenhagen, Denmark, 4. – 7. June 2024. [Working group] 2. Berge, R. L., Berget, I. L., Brandsæter, A., Humberset, B. K (2024a) Eliciting mathematical competencies through programming. In: NORMA 24, The Tenth Nordic Conference on Mathematics Education. Copenhagen, Denmark, 4. – 7. June 2024. [Short paper] 3. Brandsæter, A (2024) Programming tasks and activities promoting mathematical competencies and subject matter. In: MEDA4: Mathematics Education in the Digital Age. Bari, Italy, 3. – 6. September 2024. [Short paper]. 4. Berge, R. L., Berget, I. L., Brandsæter, A., Humberset, B. K (2024b) Teacher actions to promote mathematical competencies in programming activities. In: The 17th ERME Topic Conference - Mathematics Education in the Digital Age - MEDA4. Bari, Italy, 3. – 6. September 2024. 5. Aksnes, O. S., Brandsæter, A., Petersen, E. I., Schaathun, H. G. (2024) Programmeringsparadokset etter Sfard og Leron. [English title: The programming paradox of Sfard and Leron]. [Submitted]

In recent years, programming has gained increased attention in school curricula in many countries, including Norway. It is expected that the introduction of programming in schools will have a positive effect on student’ competence in programming, but how this will affect competence and skills in topics of mathematics is currently unknown. This strategic research project investigates how programming can successfully become an integral part of mathematics education in primary and secondary school, utilized to support learners’ development of mathematical competencies. The project develops teaching practices and material targeting specific mathematical competencies. To ensure relevance to the teaching profession, the development is done in close collaboration between teachers, pre-service teachers, and researchers. By using an exploratory mixed methods design the project will thoroughly test the teaching practices and evaluate them in practice. The project will be a first of its kind to connect programming to the core elements in the mathematics curriculum in Norway. The aim is to become a leading knowledge hub and competence centre for programming in mathematics in primary, secondary and upper secondary education, and a considerable effort is made to consolidate the teaching practices in schools. Based on our findings, we disseminate results and provide recommendations to a broad audience, including teachers, school owners, the academic community, and policymakers.