Teachers’ attitudes and self-efficacy towards teaching programming and the impact of continuing education

Abstract

Med den nye læreplanen i Norge og som en del av den norske regjeringens strategi for digitalisering av norsk skole har programmering blitt innført som noe alle elever i skolen skal lære. Programmering har blitt inkludert inn i læreplanen til fag som matematikk, naturfag, musikk, og kunst og håndverk, og lærere blir nå nødt til å tilegne seg kompetanse i programmering for å kunne bruke og underivse i programmering i skolen. Det er derfor et behov for forskning på hvordan lærere opplever inkluderingen av programmering i skolen, og hvor forberedt de føler seg for å skulle undervise og bruke programmering. Begrepet self-efficacy handler om ens tro på egen evne til å utføre spesifikke handlinger som er nødvendige for å oppnå et gitt resultat. Denne avhandlingen utforsker læreres holdninger og self-efficacy inn mot å undervise programmering, og hvordan videreutdanning i programmering kan påvirke læreres self-efficacy i programmeringsundervisning.

Forskningens hensikt er todelt: (1) støtte utdanningsinstitusjoner i utdanningen av nye programmeringslærere, og (2) identifisere utfordringer som oppstår med innføringen av programmering i læreplanen. Med dette som utganspunkt sikter forskningen mot å svare på følgende forskningsspørsmål: Hvordan ser lærere med utdanning i programmering på sine holdninger og self-efficacy i programmeringsundervisning, og hvordan utdanningen i programmering har påvirket deres self-efficacy i programmeringsundervisning?

Forskningen er basert på en fleksibel design, og en kvalitativ tilnærming innrammet i et videreutdanningsstudie i programmering for lærere som en case for forskningen. Forskningen har en utforskende tilnærming bestående av (1) en studie av refleksjonsnotater skrevet av lærere som en del av siste innlevering og vurderingsgrunnlaget i videreutdanningsstudiet i 2018-19; (2) en hoved-intervjustudie med ti lærere som tok videreutdanningsstudiet i 2018-19; (3) en supplerende intervjustudie med tre lærere som tok videreutdanningstudiet i 2019-2020. Både studien av refleksjonsnotater og intervjustudiene ser på lærernes holdninger og self-efficacy inn mot å undervise programmering, i tillegg til hvordan videreutdanningen har påvirket lærernes self-efficacy inn mot å undervise programmering. Hoved-intervjustudien ser også på den oppfattede effekten av videreutdanningen på lærernes self-efficacy over tid. Resultatene diskuteres i kontekst av self-efficacy og i lys av relevant forskning innen undervisning av programmering.

Resultatene indikerer at lærerene er positive til programmering i skolen, og oppfatter programmering relevant for elevenes læring. Det er en bekymring mot hvordan programmering blir innført i læreplanen i det at mange lærere uten nødvendig kompetanse nå blir nødt til å underivse programmering. Resultatene peker på at lærerne har relativt høy self-efficacy i programmeringsundervisning. Lærerne har lavest self-efficacy når det kommer til vurdering i programmering, og uttrykker et behov for vurderingsverktøy og metoder i programmering. Resultatene peker på at lærere ikke behøver å være eksperter i programmering for å føle seg selvsikre i sin undervisning av programmering. Resultatene indikerer at videreutdanning i programmering kan forbedre læreres self-efficacy i programmeringsundervisning. Det indikeres også at læreres self-efficacy i programmeringsundervisning har økt med erfaring over tid, og at den ikke har noen signifikant nedgang over tid uten erfaring. Lærernes oppfattede programmeringsferdigheter virker å bli dårligere over tid når de ikke brukes. Resultatene indikerer et behov for flere kompetente programmeringslærere og lokale fagfellesskap for programmeringslærere.

With the new curriculum in Norway and as a part of the Norwegian government’s strategy for digitalization of the primary and secondary education, programming has been included as a something for all pupils to learn in school. Programming has been included into subjects like math, natural science, music, and arts and crafts, and teachers will have to acquire competence in programming to be able to teach it in school. For this reason, there is a need for research on how teachers feel towards teaching programming in school, and how well prepared teachers are for teaching programming. Self-efficacy refers to the belief in one’s capability to perform the actions required for producing a given outcome. This thesis explores the attitudes and self-efficacy of teachers towards teaching programming, and the impact programming education might have on teachers’ self-efficacy in teaching programming.

The aim of the research is two-fold: (1) supporting educational institutions in the education of new programming teachers, and (2) identifying challenges that emerge from the inclusion of programming in the curriculum. With this aim in mind, the research is set to answer the following research question: How do in-service teachers with programming education perceive their attitudes and self-efficacy towards teaching programming, and the impact of programming education on their self-efficacy towards teaching programming?

The research is based on a flexible design, and a qualitative approach within the case of a continuing education program in programming for in-service teachers. The research uses an explorative approach consisting of (1) a study of reflection notes written by in-service teachers as a part of the final delivery and assessment in the 2018-19 continuing education program; (2) a main interview study with ten teachers from the 2018-19 continuing education program; (3) a supplementary interview study with three teachers from the 2019-20 continuing education program. Both the study on the reflection notes and the interview studies look into the teachers’ attitudes and self-efficacy towards teaching programming, as well as the impact of programming education on the teachers’ self-efficacy in teaching programming. The main interview study also looks into the perceived effect of the programming education on the teachers’ self-efficacy in teaching programming over time. The results are discussed in the context of self-efficacy and in light of relevant research in the domain of teaching programming.

The results indicate that the teachers in the study are positive towards programming in school, and perceive it as relevant for pupils to learn. There is a worry on how programming is included in the curriculum in Norway in that many teacher without competence in programming will have to teach it. It is also indicated that the teachers have a relatively high sense of self-efficacy in teaching programming. The teachers have lowest self-efficacy towards assessment in programming, and express a need for for quality tools and methods for assessment in programming. There is an indication that teachers don’t need to be expert programmers to feel confident in their teaching of programming. It is indicated that contuining education in programming can improve teachers’ self-efficacy in teaching programming. It is also indicated that the teachers’ self-efficacy has increased with experience over time, and that it does not significantly decrease without experience over time. The teachers’ perceived programming skill seem to lower over time when not used. It is indicated a need for more competent teachers of programming and local communities of practice for teachers of programming.