Anvendelse av programmering i kjemi på videregående skole

Abstract

I forbindelse med fagfornyelsen har det blitt utgitt nye læreplaner til alle fag i den norske skolen. Disse læreplanene legger vekt på at elevene skal lære det viktigste i faget, i tillegg til å skaffe nødvendig generell og faglig kompetanse til å gå videre inn i studier eller arbeidslivet. Læreplanene blir laget ut ifra sentrale kjerneelementer, og setter blant annet fokus på begrepet dybdelæring. En av endringene til læreplanen i flere fag, spesielt da realfag, er at programmering skal brukes i undervisningen. Dette er et mål for at elevene skal utvikle nødvendige digitale ferdigheter, og at elevene skal utforske faget på nye måter, for å oppnå økt dybdeforståelse. Med denne endringen har det oppstått en utfordring med at lærerne ikke har gode nok forkunnskaper innen programmering for å effektivt implementere programmering i undervisninger. For å møte dette problemet har flere institusjoner utviklet ressurser for å øke lærernes kompetanse innen programmering, men disse ressursene vil først ha effekt over lengre tid ettersom å lære programmering til et tilstrekkelig nivå tar tid. Det er derfor behov for mer umiddelbare støttende ressurser som lærere kan bruke for å utvikle undervisningsopplegg, og dette prosjektet har som mål om å utvikle en slik ressurs for kjemifaget på videregående skole. Prosjektet er utført med bruk av forskningsmetoden «Design Science», hvor det da er utført et forskningsarbeid som endte i et produkt. Produktet utviklet igjennom prosjektet er et oppgavehefte med 12 oppgaver relatert til kjemifaget på videregående, både kjemi 1 og kjemi 2. Oppgavene presenteres med en problemstilling, en løsning, algoritmer man kan følge og et eksempel på programkode med resultat. Det er forsøkt å samle inn oppgaver som samsvarer med de nye læreplanene, og som skal kunne støtte lærere i utvikling av undervisningsopplegg. Det er også forsøkt å samle oppgaver som er engasjerende, tillater kreativitet fra elevene og leder til økt dybdelæring.

In accordance with the renewal of subject in the Norwegian school, has the Ministry of Education developed a new curriculum for all subjects in the Norwegian school. This new curriculum focuses on that the students learn the most important general and subject-related skills in order to succeed in future studies and work. The new curriculum is based on central core elements of the subject, and focus on concepts like in depth learning. One of the changes to the curriculum in several subjects, especially STEM subjects, is that programming shall be used as a tool in the education. This is a change based on the students need to develop necessary digital skills, in addition to allowing students to explore the subject in new ways, which allows for in depth learning. This change led to a challenge given that the majority of teachers does not have good enough knowledge within the field of programming to effectively implement programming into the education. In order to solve this problem has several institutions developed resources in order to aid teachers in learning programming, but these resources will take effect over time as learning programming to a satisfactory level takes time. It is therefore a need for more immediate tools to aid teachers in adapting their teaching to use programming, and this project has a goal of developing such a resource for teachers in chemistry at a high school level. The project is performed using “Design Science Research”, in order to produce a product. The end product of the project is a collection of chemistry related exercises that use programming as a way to solve them, relevant to both the subjects “Kjemi 1” (Chemistry 1) and “Kjemi 2” (Chemistry 2). The exercises includes a problem, a solution, algorithms to follow and an example of a program including an result. The goal of the exercises is that they follow the new curriculum and can aid teachers in their task to adapt programming to their teaching. It is attempted to choose tasks that are engaging, allow for creativity by students, and leads to increased in-depth learning.