Programmering og problemløsning i matematikk: En studie i hvordan programmering kan tilrettelegge for problemløsende aktivitet i matematikk

Abstract

Denne masteroppgaven handler om hvordan programmering kan tilrettelegge for problemløsende aktivitet i matematikk. Høsten 2020 innførte Utdanningsdirektoratet en oppdatert lærerplan for matematikk, og med denne har programmering blitt en del av matematikkfaget. Når Utdanningsdirektoratet innfører programmering i matematikk, setter de fokus på dette på følgende måte: «I læreplanen er algoritmisk tenkning synliggjort fordi dette er en viktig problemløsningsstrategi. Når elevene bruker programmering til å utforske og løse problemer, kan det være et godt verktøy for å utvikle matematisk forståelse.» (Utdanningsdirektoratet, 2020). For at skolen og lærere skal undervise og benytte programmeringsaktiviteter slik at elevene arbeider problemløsende, trenger vi forskning omkring hvordan en slik undervisning skal foregå. I denne studien har jeg identifisert en pedagogisk modell, PRIMM, som jeg undersøker i et norsk klasserom med de rammefaktorer og forhold som finnes der. Problemstillingen min er: På hvilken måte kan programmering tilrettelegge for problemløsende aktivitet i matematikk? Dette undersøker jeg ved hjelp av forskningsspørsmålet mitt: Hvilke problemløsningsstrategier kommer til syne når elevene jobber etter PRIMM-modellen? For å svare på problemstillingen har forskningsdesignet vært utformet som en case-studie, hvor jeg har benyttet meg av observasjon av undervisning for å samle inn data. Casen er fra en barneskole og informantene er elever på 6. trinn på denne skolen. Sosiokulturell læringsteori ligger som et bakteppe for å se hvordan elevene arbeider problemløsende i programmering. Oppgaven presenterer teori om problemløsning, computational thinking og PRIMM modellen. Analysene og drøftingene i etterkant av datainnsamlingen, peker på at elevene arbeider med mange problemløsningsstrategier når de programmerer i et undervisningsopplegg designet med PRIMM. Konklusjonene handler om behovet for et pedagogisk verktøy som kan heve programmeringsundervisningen i skolen. Konklusjonene peker også på at PRIMM kan tilrettelegge for problemløsende aktivitet hos elevene som programmerer.

This master's thesis is about how programming can facilitate problem-solving activity in mathematics. In the autumn of 2020, the Directorate of Education introduced an updated curriculum for mathematics, and with this, programming has become part of the mathematics subject. When the Norwegian Directorate for Education and Training introduces programming in mathematics, they focus on this in the following way: «In the curriculum, computational thinking is made visible because this is an important problem-solving strategy. When students use programming to explore and solve problems, it can be a great tool for developing mathematical understanding.» (Utdanningsdirektoratet, 2020). In order for the school and teachers to facilitate and teach programming activities, so that the students work with problem-solving activity, we need research on how such teaching should take place. In this study, I have identified a pedagogical model, PRIMM, which I examine in a Norwegian classroom with the conditions that exist there. My main research question is: In what way can programming facilitate problem-solving activity in mathematics? I investigate this with the help of a second research question: What problem-solving strategies emerge when students work according to the PRIMM model? To answer the main research question, the research design has been a case study, where I have used observation of teaching to collect data. The case is from a primary school and the informants are students age 10-11 in Norwegian 6th grade (k5) at this school. Sociocultural learning theory is a backdrop to see how students work problem-solving in programming. The thesis presents theory on problem solving, computational thinking and the PRIMM model. The analyzes and discussions after the data collection indicate that the students work with many problem-solving strategies when they program in a lesson designed with PRIMM. The conclusions are about the need for a pedagogical tool that can raise the level we teach programming in school. The conclusions also indicate that PRIMM can facilitate problem-solving activity in the students who program.