Nye læremidler bygger Computational Thinking ind i matematikken
Nye undervisningsmaterialer viser vejen til at integrere teknologiforståelse i matematikundervisningen – selv for undervisere, der aldrig selv har prøvet kræfter med programmering.
Programmering og matematik er et oplagt fagligt makkerpar, men det er ikke nødvendigvis ligetil at koble dem effektivt sammen i praksis.
Nu viser en ny serie af undervisningsmaterialer, hvordan de to fagområder kan flettes i undervisningen, så både matematikken og programmeringen bliver styrket.
“De digitale teknologier gennemsyrer vores liv, og vi ved, at mange matematiklærere er optaget af, hvordan disse teknologier fungerer – og hvordan de kan integreres i matematikundervisningen,” forklarer Thomas Brahe, der er videnskabelig assistent på Institut for Naturfagenes Didaktik.
“Derfor håber vi, at de her undervisningsmaterialer kan være med til at inspirere undervisere og gøre det nemmere at bringe teknologien ind i matematiktimen.”
Materialet er designet i samarbejde med læremiddelsproducenten Alinea og makerspacet TekX med støtte fra Novo Nordisk Fonden. I alt er der fem konkrete undervisningsforløb, der vil være gratis på Alineas platform forstå.dk. Det første af disse kan findes her.
Foruden at giver lærere nye redskaber har undervisningsmaterialet også til formål at teste i praksis, hvordan de to fagfelter bedst integreres.
Vejen til synergi
Materialet er den foreløbige kulmination på forskningsprojektet “Programming and Computational Thinking in Mathematics”. Her har forskere fra Institut for Naturfagenes Didaktik sammen med kollegaer fra Aarhus Universitet, London og Uppsala analyseret undervisningsplaner og -materialer fra Danmark, Sverige og England for at kortlægge, hvordan teknologiforståelse og matematik kan forbindes.
Arbejdet har krystalliseret sig i principper, som nu har informeret designet af undervisningsmateriale.
“Et af de vigtigste principper er, at vi ikke bare klistrer matematikken på programmeringen eller omvendt. Ofte ser vi, at det ene fag indtager hovedrollen med det andet fag som statist.” siger Thomas Brahe.
Hvis elever fx skal programmere et spil, hvor man undervejs møder regneopgaver, kunne matematikken lige så let være erstattet af alt muligt andet. Men hvis man kan lave, hvad forskerne kalder en dyb integration, kan programmering potentielt gøre det lettere at lære matematik og omvendt.
Et af de vigtigste principper er, at vi ikke bare klistrer matematikken på programmeringen eller omvendt.
“Vores hypotese er, at synergien opstår, når de opgaver, som eleverne skal løse, konkret fordrer, at eleverne arbejder med såvel matematik og teknologi. Ideen er også, at når fagene overlapper, kan matematiklærere lettere give elever indsigt i programmering, uden at svede over, hvordan matematikpensummet dækkes,” siger Thomas Brahe.
Fjerner blokeringer
Foruden at følge de forskningsbaserede designprincipper har en af målsætningerne for udviklingen af undervisningsmaterialet været, at man som lærer ikke skal være en haj til programmering på forhånd, fortæller Thomas Brahe.
"Der er mange matematiklærere, der ikke har nogen erfaring med programmering. Derfor har vi haft meget fokus på, at alle lærere skal kunne se sig selv i det. Vi vil meget gerne have at lærere vælger materialet til, selv hvis de ikke føler sig hjemme i programmering.”
Derfor rummer materialet blandt andet screenshots af den blokprogrammering, som eleverne skal lave. Og hvert screenshot er ledsaget af pile med forklarende tekster.
“Det skal være så tilgængeligt som muligt at gå i gang med - både for lærere og elever,” siger Thomas Brahe.
Motiverende scenarier
I undervisningsforløbene kan eleverne få til opgave at bygge en robot, der uddeler godbidder til hunde, som er alene hjemme. Eller de kan automatisere et drivhus til at opretholde den rette temperatur og luftfugtighed.
Temaet for opgaven har været op til forfatterne, der spænder over erfarne matematiklærere til didaktiske forskere. Men det har været en bundet opgave at sætte opgaverne ind i en historie, fortæller Thomas Brahe.
“Vi bruger scenariedidaktikken til at opstille en realistisk situation, som elever kan leve sig ind i,” forklarer han.
“Vi ville ikke have, at elever skulle side med abstrakte opgaver i programmering og algebra uden en konkret kontekst. Det er mere motiverende, hvis det – alt efter klassetrinnet – f.eks. handler om at tage sig af et kæledyr eller en plante.”
Forskningsprojektet vil i efteråret følge med, når matematiklærere tager materialet i brug, for at blive klogere på, hvordan det lykkedes i praksis at koble teknologien og matematikken.