Elevers opplevelse av programmering i fysikk i LK20

Abstract

Med innføringen av ny læreplan i 2020 har numeriske metoder og digitale verktøy blitt en større del av fysikkfaget i videregående skole, og med dette har programmering blitt lagt til som en del av kompetansemålene til elevene. Denne programmeringen skal være av en utforskende natur, og både gi elevene et nytt verktøy for å gjøre problemløsning, og utvikle deres evne til å tenke algoritmisk. Men overgangen til ny læreplan har vært brå for mange, og innføringen av programmering i fysikkfaget har sine utfordringer. Denne oppgaven ser på hvordan elever har opplevd innføringen av algoritmisk tenkning og programmering i fysikkfaget gjennom LK20. Dette gjøres gjennom å se på hvordan innføringen av LK20 har påvirket elevenes holdninger til programmering innen fysikk og ved å se på i hvilken grad undervisning i programmering i fysikk i videregående har blitt opplevd som tilstrekkelig for at elevene skal kunne bruke programmering som et verktøy. For å gjøre dette har jeg gjennomført en spørreundersøkelse på førsteårstudenter i fysikk på NTNU som nylig har fullført videregående skole, og gjennomført intervjuer med fem fysikklærere fra forskjellige skoler, og analysert funnene i lys av relevant teori. Funnene fra dette tyder på at elever som har hatt ny læreplan, og derfor hatt programmering som del av fysikkfaget, rapporterer en liten økning i motivasjon for å lære programmering og i hvor nyttig de synes programmering er i fysikk, i forhold til elever som har hatt gammel læreplan. Men, det har også vært stor spredning i utbyttet elevene rapporter å ha fått fra videregående, og der noen har fått et nyttig verktøy for problemløsning har andre opplevd at de ikke har fått lære programmering godt nok til å få noe gevinst fra det. Lærerne som har blitt intervjuet forteller om begrenset med tid i faget, stor spredning i elevenes kompetansemål, og dårlig forkursing som noen av årsakene til at det har vært vanskelig å få innført programmering inn i fysikkfaget på en god måte. Konsekvensene av dette er at programmering ikke blir et verktøy men et hinder. Elevene får ikke utviklet sine problemløsningsstrategier, men får heller bare mer de må pugge for å komme seg gjennom fysikkfaget. For å unngå dette må programmeringen få nok fokus til at elevene får mulighet til å lære det godt nok til å kunne faktisk bruke det selv. Enkelte av lærerne rapporterer at de har endret på måten de underviser programmering i fysikk til å ha en slik jevn bruk av programmering, slik at det skal sitte bedre for elevene, men utviklingen virker til å gå sakte. Elevene rapporterer høy motivasjon for å lære programmering, men bare om det gjøres skikkelig. Det er derfor viktig at lærere følger opp på dette, og gir elevene muligheten til å tilegne seg et viktig nytt verktøy for en fremtid i fysikk.

With the introduction of a new curriculum in 2020, numerical methods and digital tools have become a greater part of the subject of physics in high school, and programming is now part of the competance aims. This programming is meant to be explorative, give the pupils a new tool for problem solving, and develop their computational thinking. However, the transition to the new curriculum has been abrupt for many, and the introduction of programming in physics has had its challenges. This thesis looks at how pupils have experienced the introduction of computational thinking and programming in high school physics through the new curriculum. This is done through seeing how the introduction of the new curriculum has affected the pupils attitudes to programming in physics, and by seeing to what degree education in programming in high school physics has been experienced as sufficient to let the pupils use programming as a tool. I have, to accomplish this, performed a survey of physics students at NTNU that have just finished high school, and by conducting interviews with five physics teachers from different schools, for then to analyse the findings through the lens of relevant theory. The findings indicate that the pupils that have had the new curriculum, and thus had programming as part of their physics course, reporsts a small increase in motivation for learning programming and in their percieved usefulness of programming in physics, compared to pupils that had the old curriculum. However, there has been a wide variation in the benefits the pupils are reporting to have had from high school, and whilst some have gained a valuable new tool for problem solving, others have experienced that they haven’t been able to learn programming well enough to get any use from it. The teachers that were intervjued tell about time constraints, pupils of varying skill level, and poor precourses as some reasons why introducing programming to the physics courses have been difficult to do well. The consequences of this is that programming turns out not a tool, but an obstacle. The pupils are unable to develop their strategies for problem solving, and instead get more they have to cram to pass high school physics. In order to avoid this programming has to be given enough focus that the pupils are allowed to learn it well enough to be able to properly utilize it. Some of the teachers report that they have been developing their teaching strategies to have programming more evenly throughout the schoolyear to increase retention, but the development seems to be going slow. Pupils report high levels of motivation towards learning programing, but only if it is done properly. Therefore it is important that teachers follow up on this, and give the pupils the possibility to gain an important new tool for a future in physics.