LENNART ROLANDSSON
Idag beskrivs programmering som en slags lägsta nivå eller allmänbildning för att förstå hur datateknik påverkar samhället. Men det är inte första gången ämnet varit föremål för undervisning. I min forskning om programmering i skolan, hittade jag de första spåren mellan 1970 till mitten av 1980-talet i Skolöverstyrelsens (SÖ) arkiv. Det var en tid då man önskade fler gymnasieelever som satsade på en teknisk och naturvetenskaplig karriär.
På den här tiden var datateknologi på uppgång i samhället och skolans dåvarande matematikämne behövde revideras. Som exempel kan även nämnas att transistorer integrerades på en liten yta (IC-kretsar) och datorerna blev mindre och mindre. Mänskligheten genomförde, tack vare skickliga programmerare, även den första bemannade rymdfärden till månen. Musik från den här tiden skvallrar också om den attityd som fanns, som exempelvis ”Mr. Jones maskin” av Adolphson & Falk, där en skicklig programmerare Mr. Jones skapar en tänkande maskin. Att programmering skulle undervisas i skolan var därför ett naturligt steg.
Dåvarande skolmyndighet (SÖ) inkl. ämnesexperter i datateknik tänkte sig ett brett och djupt ämne, Datakunskap, för gymnasieskolan, inalles kunskaper i programmering, systemutveckling och algoritmer i samhället. Initialt önskade man tona ned de programmeringstekniska aspekterna (syntax), så att mer undervisningstid kunde läggas på problemlösning (1). Det breda och djupa ämnet från 1970- och 1980-talet förlorade dock sitt breda innehåll på 1990-talet, då undervisningen skulle fokusera mera på begrepp och på syntax i ett eller flera programmeringsspråk. Man kan därför konstatera att ambitionen med programmering som ett brett och djupt ämne för många elever, landade i ett djupt ämne för vissa. Idag, är programmering vid gymnasiet ett ämne som mestadels attraherar pojkar vid tekniskt gymnasium. I följande text jämför jag nutid och dåtid för att diskutera vad som krävs för att programmering i skolan skall kunna motsvara samhällets förväntningar.
Ett brett och djupt ämne blir smalt och djupt
Under 1970- och 1980-talet eftersökte SÖ (N-gruppen) olika sätt på vilka man kunde rekrytera fler elever till naturvetenskap och teknik. Programmering ansågs vara ett ämne som kunde attrahera flera praktiskt intresserade elever. I en slutrapport från DUG, 1986, ser man hur ambitionerna var att så många elever som möjligt skulle erbjudas datateknik. Alltså, inte bara de studiemotiverade. En ambition som tidigare innan 1986 hade resulterat i Datalära; årskurs sju till nio i grundskolan och första ring vid gymnasiet(2). Utöver denna allmänbildning hade man även erbjudit en försöksverksamhet i tio år som Datateknik/Datakunskap vid naturvetenskaplig linje vid gymnasiet.
Under en stor del av 1970- och 1980-talet blev undervisning i datateknik synonymt med programmering. Internationellt var man mycket kritiska (Clements and Gullo, 1984; Cuban, 1986; Dahland, 1990; Pea and Kurland, 1984; Reed and Palumbo, 1991; Sloane and Linn, 1988) angående lämpligheten med programmering i skolan. En kritisk hållning som kan anses naturlig då datorerna inte sällan var tidskrävande och förutsatte förståelse för hur datorer arbetar. Speciellt under 1970-talet var datorerna stora och svåra att hantera och om man önskade prova elevers algoritmer, var man hänvisad till kvällskörningar på en stordator vid lämplig industri.
Under 1980-talet med introduktionen av PCn, minskade kostnaderna och skolor kunde investera i en klassuppsättning med datorer och någon bandstation (för att spara elevarbeten). Under 1990-talet minskade kostnaderna ytterligare per dator, och skolor kunde investera i mer hårdvara (datorer, CD-spelare, skrivare mm) och mjukvara. Så här i efterhand ser man att tydligt hur datorer blir billigare, mindre och enklare att använda i skolan.
Precis som på 1970- och 1980-talet som vid senaste läroplansförändring (2018 vid gymnasiet och grundskolan) var syftet med programmering i skolan att undervisningen skulle leda till en förståelse av digitaliseringens konsekvenser i samhället. Eller annorlunda uttryckt, så ville man att undervisningen skulle visa hur ”datorer är tekniska hjälpmedel” (3). Inget konstigt med det, men då det begav sig var undervisningen i/om/med programmering krävande. På 1980-talet erbjöd digital teknik ett antal trösklar, som t.ex. behovet av att i förväg boka skolans datasal, fördela antalet elever per dator, och lösa tekniska datorproblem. Slutligen var det lärarens uppgift att hjälpa eleverna med olika felmeddelanden (syntaxfel) på skärmen då koden skulle kompileras och köras. Det krävdes med andra ord luttrade lärare med goda kunskaper och vilja.
Man kan därför misstänka att många matematiklärare på 1970- och 1980-talet fortsatte med penna/papper och miniräknare, vilket är ett dåligt alternativ om man vill att eleverna skall förstå hur en datormaskin tolkar instruktioner. Elever behöver nämligen arbeta med en datormaskin som relativt snabbt kan spegla fördelar/nackdelar med den logik som koden skapar, dvs. elever måste i interaktion uppleva hur logiska kullerbyttor och tankefel leder dem fram mot algoritmens lösning. Ett arbetssätt där datorer och kod utgör hjälpmedel för problemlösning.
På 1970- och 1980-talet kunde man i en skola i Ljungby uppvisa dessa luttrade lärare och dessutom undervisningsresultat som imponerade på SÖ: man hade upptäckt att pojkar med svårigheter fick lättare i matematik om de kunde programmera. Det var en skola med engagerade lärare, en generös rektor och en eldsjäl med visioner om en annan typ av matematik i gymnasieskolan. I tidningar från den tiden, kan man läsa hur skolan i Ljungby förutspådde valresultaten, exempelvis. ”Som man röstar i Ljungby, röstar man i Sverige”, vilket visar hur man kopplade undervisningen till samhället.
Det var en lärargrupp som önskade visa hur programmering kunde bli undervisningsbart för många elever. Dessutom såg man I N-gruppen vid SÖ, att undervisningen i matematik och fysik blev annorlunda, med flera praktiska inslag och därmed kunde intressera flera elever till att läsa naturvetenskap och teknik(4). Denna gymnasieskola kom att arbeta med flera projekt som visade på programmeringens fördelar. Det blev därför startpunkten på en tioårig försöksverksamhet som senare 1986 blev permanent. Skolämnet kom att få namnet Datakunskap (Supplement 95 i Lgy70) och undervisades vid gymnasiet (framförallt vid naturvetenskaplig linje och till viss del vid samhällsvetenskaplig linje). Senare under 1990-talet förändrades innehållet och ämnet med mera datavetenskapliga begrepp och syntax i ett eller flera programmeringsspråk (5).
Nödvändigt med lärares ämnesdidaktiska kunskaper i datateknik
Nya ämnen introduceras i skolan med jämna mellanrum för att motsvara samhällsförändringar. Idag ser vi hur man i andra länder (Heintz m.fl., 2016) arbetar med programmering i skolan, med tillhörande fortbildningssatsningar för att lyfta lärares ämnes- och ämnesdidaktiska kompetenser. Inte oväntat har ämnet visat sig svårt att undervisa. Forskare lägger därför ett stort ansvar på lärarutbildningen (Brown m.fl., 2014; Sentance m.fl., 2013, 2017; Thompson m.fl., 2013). År 2014 gjordes en svensk utredning som visade på behovet av “digital kompetens” (Digitaliseringskommissionen, 2014). Utredningen visar bland annat att undervisning i datateknik (information- och kommunikationsteknik) måste förändras. Lärare måste helt enkelt få bättre kunskaper för att kunna undervisa ämnet. Det framgick dock inte i den utredningen från 2014 på vilket sätt det ämnesdidaktiska är en del av en sådan kompetenshöjning bland lärare (6).
I Sverige fick vi ht2018 en läroplansförändring, där kunskaper i digitalisering i allmänhet och programmering i synnerhet skall undervisas. En läroplansförändring med kunskaper i programmering för alla i grundskolan och gymnasieskolan. Till skillnad från tidigare, med programmering i skolan, så är dagens datorer snabbare, billigare och enklare att sköta.
Dessutom är vissa programmeringsmiljöer och programmeringsspråk visuella och på olika internetforum finns hjälp att hämta när helst man önskar. Jag vill därför påstå att förutsättningarna är mycket bättre än någonsin tidigare för programmering i skolan, men dessa faktorer räcker inte, till trots att lärare inte längre behöver vara lika luttrade i att lösa datortekniska problem och hitta orsaken till olika felmeddelanden. Idag precis som på 1980-talet handlar det om lärare med tillräckliga ämnesdidaktiska kunskaper i programmering.
Dagens uppdrag med programmering i skolan, omfattar nämligen alla elever, från de lägre åldrarna i grundskolan till gymnasiet, vilket inte blev fallet i tidigare försök med programmering i skolan. Ett försök där två ämnen undervisades: Datalära för grundskolan/gymnasieskolan och Datakunskap vid gymnasiet, varav det första ämnet försvann och det andra ämnet erbjöds ett fåtal elever (mestadels pojkar) vid naturvetenskaplig linje.
I skoldebatten ser vi ofta hur läroplanen diskuteras som något instrumentellt-professionellt där läraren bär huvudansvaret. Men vad händer om en läroplan innehåller orealistiska förväntningar? Kanske kan olika idéströmningar och politiska visioner förklara varför programmering i skolan ännu en gång är aktuellt? I jämförelse mellan dåtid och nutid kan kulturella, ekonomiska och politiska influenser vara av värde att studera för att förstå nödvändigheten av detta skolämne. Faktum är att samhällets demokratiska utveckling är nära kopplad till läroplanen (Carr, 1998), vilket blir speciellt intressant då vi försöker förstå vad som styr ämnets innehåll och arbetssätt, som t.ex. problemlösning med programmering. Kanske dagens uppdrag med programmering till alla elever, egentligen handlar om att Skolverket har i uppdrag att rekrytera fler elever till naturvetenskap och teknik. Det är i så fall inte konstigt. Det var det N-gruppen (SÖ) arbetade med under 1970- och 1980-talet.
Det som är konstigt är att svensk skola har misslyckats med programmering i skolan; ämnet attraherar (vt2019) ytterst få flickor(7). Ett resultat som är konstigt speciellt med tanke på att pionjärerna inom programmering var kvinnor. Kanske kommer vi om några år att uppleva en förändring, då eleverna i grundskolan fått flera år med programmering på schemat. Men det förutsätter att facket inte sätter käppar i hjulet (Se Riis artikel om Dataläras uppgång och fall).
Dessutom satsar Skolverket idag på ett digitalt lärarlyft (inkl. programmering) och universitetskurser med förhoppning om att lärarkollegiet skall utveckla den undervisning som krävs. Intressant nog ser vi idag hur programmering även lyfts av andra samhällsaktörer: industrier och ideella organisationer som erbjuder eftermiddagsmöten, klubbar och liknande för att attrahera en bredare målgrupp som väljer en datateknisk karriär(8). Initiativ som kanske ifrågasätter svensk skolas förmåga att förse samhället med tillräcklig kompetens.
Fotnötter:
[1]En ambition som i mycket påminner om en nyligen (ht 2018) genomförd läroplansrevison med programmering i skolan.
[2]Ämnet med namnet Datalära beskrivs närmare i artikeln av Riis.
[3]Citat från Prop. 1981/82:123, Bilaga 3, sid 2.
[4]Om N-gruppens uppdrag finns att läsa i Lövheim (2016).
[5]Mer om Programmering som skolämne vid gymnasiet finns att läsa i Rolandsson och Skogh (2014).
[6]Digitaliseringskommissionen arbete har flera liknande drag med Datadelegationens arbete 1981/1982.
[7]Enligt Skolverkets databas så är det ytterst få flickor som läser programmering vid gymnasiet!
[8]Initiativen går under olika namn som t.ex. CoderDojos, Hack4Sweden, HelloWorld, Hack och Kodcentrum. I fler av dessa initiativ erbjuder näringslivet mentorer för att inspirera barn till att välja en datateknisk karriär.
Lennart Rolandsson är lektor i teknikdidaktik. Har många års erfarenhet som gymnasielärare i matematik, fysik och programmering. Disputerade 2015 vid KTH, med en avhandling om lärares föreställningar och intentioner om programmerings-undervisning. Medförfattare till en av Skolverkets moduler om programmering i matematik. Idag arbetar han som forskare och lärarutbildare vid Uppsala universitet.
LITTERATUR:
Brown, N. C. C., Sentance, S., Crick, T., och Humphreys, S. (2014). Restart: The resurgence of Computer Science in UK schools. ACM Trans. Comput. Educ. 14, 2, Article 9.
Carr, W. (1998). The curriculum in and for a democratic society. Curriculum Studies 6 (3), 323–340.
Clements, D. H. och D. F. Gullo (1984). Effects of computer programming on young children’s cognition. Journal of Educational Psychology 76, 1051–1058.
Cuban, L. (1986). Teachers and machines: the classroom use of technology since 1920. New York: Teachers college Press.
Dahland, G. (1990). Dataundervisningens metodik. Nämnaren (3-4), 68–72.
Datadelegationen (1982). Samordnad datapolitik: rapport från Datadelegationen. Stockholm: LiberFörlag/Allmänna förlag. (jfr. med Prop 1981/82:123)
Digitaliseringskommisionen (2014). SOU 2014:13. Delbetänkande av Digitaliseringskommissionen. En digital agenda i människans tjänst – en ljusnande framtid kan bli vår. Stockholm: Fritze.
DUG-gruppens slutrapport (1986). DsU 1986:10 Handlingsprogram för datautbildning i skola, vuxenutbildning och lärarutbildning.
Heintz, F., Mannila, L. och Färnqvist, T. (2016). A Review of Models for Introducing Computational Thinking, Computer Science and Computing in K–12 Education. Frontiers in Education Conference (FIE), 2016 IEEE.
Lövheim, D. (2016). Naturvetarna, ingenjörerna och valfrihetens samhälle: rekrytering till teknik och naturvetenskap under svensk efterkrigstid. Lund: Nordic Academic Press
Pea, R. D. och M. Kurland (1984). The cognitive effects of learning computer programming. New ideas in psychology 2 (2), 137–168.
Reed, W. och D. Palumbo (1991). The effect of basic programming language instruction on high school students’ problem-solving ability and computer anxiety. Journal of Research on Computing in Education 23 (3), 343–372.
Rolandsson, L. (2015). Programmed or Not: A study about programming teachers’ beliefs and intentions in relation to curriculum. Doktorsavhandling, KTH
Rolandsson, L. och Skogh, I.-B. (2014). Programming in school: Look back to move forward. ACM Trans. Comput. Educ. 14, 2, Article 12 (June 2014).
Sentance, S., Dorling, M., och McNicol, A. (2013). Computer science in secondary schools in the UK: Ways to empower teachers. In I. Diethelm, & R. Mittermeir (Eds.), Informatics in schools: Sustainable informatics education for pupils of all ages. Lecture notes in computer science (pp. 15–30) Springer-Verlag, Berlin.
Sentance, S. och Csizmadia, A. Educ Inf Technol. (2017). Computing in the curriculum: Challenges and strategies from a teacher’s perspective, 22: 469.
Sloane, K. och Linn, C. (1988). Instructional conditions in Pascal programming classes. In R. E. Mayer (Ed.), Teaching and learning computer programming: multiple research perspectives, pp. 207–235. Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
Thompson, A. G. (1984). The relationship of teachers’ conceptions of mathematics and mathematics teaching to instructional practice. Educational Studies in Mathematics 15 (2), 105–127.