Undervisningsopplegg i programmering på mellomtrinnet

Abstract

Denne entreprenørielle masteroppgaven utforsker hvordan programmering kan integreres i matematikkundervisningen på mellomtrinnet, med utgangspunkt i et elevaktivt læringsopplegg, der elevene lager sitt eget digitale stigespill i Scratch. Undervisnings-opplegget legger til rette for samarbeid og stillasbygging, med lærer som veileder for elevene. Gjennom pedagogisk designforskning utvikles og forbedres undervisningsopplegget over tre sykluser, hvor innsikt fra uttestingene og teori skaper videre utvikling. Det er laget seks designkriterier for å jobbe strukturert mot hensikten med produktet, som er å skape et undervisningsopplegg som kan støtte lærere i å integrere programmering i matematikkundervisning på mellomtrinnet.

Undervisningsopplegget består av totalt 10 moduler som har en progressiv utvikling. Modulene kombinerer sentrale matematiske temaer som sannsynlighet og geometri med grunnleggende programmeringsforståelse. Modellen PRIMM (Predict, Run, Investigate, Modify, Make) er integrert i undervisningsopplegget, og dette danner grunnlaget for elevaktivitet og utvikling av programmeringsferdigheter gjennom utforskning, problemløsning og matematisk resonnering & argumentasjon.

Ut ifra den systematiske innsamlingen av data i første syklus, gjennom observasjon, så kommer det frem at elevene viser høy grad av engasjement, samarbeidsvilje og utvikling av programmeringsferdigheter. Parprogrammering og lærerens rolle som veileder fremstår som sentrale faktorer for å utvikle programmeringsferdigheter og argumentasjon. Den andre syklusen belyser at matematisk argumentasjon og resonnering krever klasseromsnormer og øvelse, for å kunne utvikle mer generelle argumenter fremfor grunnleggende argumenter.

Masteroppgaven viser at bruk av programmering i matematikkundervisningen kan styrke faglig forståelse og motivasjon, så lenge den pedagogiske utformingen og tilpasninger for elevene er tatt hensyn til. Likevel er det behov for flere uttestinger og videreutvikling for å kunne nå produktets fulle potensial.

This master's thesis examines how programming can be incorporated into mathematics education at the upper primary school level through a student-centered learning program, where students create their own digital ladder game using Scratch. The teaching plan emphasizes collaboration and scaffolding, with the teacher acting as a guide. Using a design-based research methodology, the teaching plan evolves and improves over three cycles, with insights gained from testing and theory informing its development. Six design principles were established to structure the plan in alignment with its goal: creating a teaching framework that supports teachers in integrating programming into upper primary mathematics education.

The teaching plan consists of 10 modules, each building upon the previous one. These modules combine key mathematics topics like probability and geometry with fundamental programming concepts. The PRIMM (Predict, Run, Investigate, Modify, Make) model is incorporated into the plan, forming the foundation for student activities and fostering programming skills through exploration, problem-solving, and argumentation.

Data gathered in the first cycle, through observation, indicates that students are highly engaged, collaborative, and show improvement in their programming skills. Pair programming and the teacher's guiding role are identified as key factors in developing both programming skills and argumentation. The second cycle highlights that developing strong mathematical argumentation skills requires classroom norms and practice to encourage more sophisticated reasoning.

The thesis concludes that using programming in mathematics education can enhance both academic understanding and motivation, provided that the pedagogical design and student needs are considered. Further testing and development are necessary to fully realize the potential of the product.