Bakgrunn
Fagfornyelsen reflekterer det nasjonale og internasjonale ønsket om å utvikle «21st century skills» for elevene i deres utdannelse. Dette dreier seg om en økt vektlegging av generiske kompetanser og ferdigheter slik som problemløsing, kreativitet, samarbeid, kritisk tenkning, livsmestring, o.l. I tillegg kommer fagfornyelsen med nye kompetansemål som fastsettes i november 2019, der det vil være stort fokus på skapende aktiviteter og teknologiforståelse.
I Utdanningsdirektoratet (UDIRs) siste utkast til læreplan i naturfag har man valgt å eksplisitt skrive at elevene skal få muligheter til å utvikle engasjement og utforskertrang, spesielt gjennom det å skape. Dette blir koblet opp mot forskjellige kompetanser for det 21. århundret som her: «Arbeidsmåtene søker å utvikle skaperglede, evne til nytenking og forståelse av naturfaglig teori, alene og sammen med andre.»
Dette prosjektet ser på skaperverksteder i skolen, og dreier seg i første rekke om elever med stort læringspotensial, men en eventuell pedagogisk tilnærming og gode eksempler vil trolig kunne generaliseres til andre elever, i både grunnskolen og på VGS. I forprosjektet GT-make utviklet vi en overordnet modell for utvikling av undervisningsopplegg i en skaperverkstedkontekst som vi ønsker å bruke og videreutvikle. En arbeidshypotese er at denne modellen kan danne en basis for å få skaperverksted-pedagogikk inn i lærerutdanningene, både på OsloMet og lektorprogrammet på UiO (og andre lærersteder i Norge på sikt).
I forbindelse med fagfornyelsen skal programmering inngå som en naturlig del av naturfag og matematikk slik det er skrevet i siste utkast til læreplan i matematikk og naturfag. Fagmiljøene innen programmering ved UiO jobber i stor grad med programmering rettet mot lærere i ungdomsskolen og VGS gjennom initiativet ProFag. Dette er komplementært til det vi ønsker å gjennomføre i ProSkap-SL, da de ulike initiativene sammen danner et solid grunnlag for undervisning av programmering i norsk skole.
I prosjektet skal det utvikles konkrete undervisningsopplegg i tråd med Fagfornyelsen, ved å ta utgangspunkt i «skaperglede og utforskertrang» som beskrevet i den overordnede delen av læreplanverket.
Tre pilotskoler inngår i prosjektet, Mailand VGS som prosjekteier, samt Nesbru VGS og Skedsmo VGS. Årlig vil to lærere fra hver pilotskole samarbeide med forskere om utviklingsarbeidet.
Vi har utgangspunkt i realfagene (matematikk og naturfag), men andre fag vil inngå der det er naturlig. Spesielt musikk og kunst og håndverk der det foreløpig også foreligger kompetansemål i programmering per oktober 2019.
Hovedmål
Utvikle og kvalitetssikre teknologirike undervisningsopplegg til bruk i tilpasset opplæring for elever med stort læringspotensial samt skape en helhetlig «pakke» for å forenkle kompetanseheving av lærere og praktisk gjennomføring av tilpasset opplæring for elever med stort læringspotensial innen realfag og programmering i en skaperverkstedkontekst.
Forskningsspørsmål
Forskningsspørsmål er av to hovedtyper med underspørsmål:
Skoleleder/lærer-perspektiv: Hvordan kan undervisningsopplegg knyttet til fagfornyelsen innenfor matematikk og naturfag støttes av et skaperverksted?
- Hvilke kompetansemål i fagfornyelsen innenfor matematikk og naturfag egner seg til skaperverksted?
- Hvordan kan spatiale ferdigheter tilrettelegges gjennom skaperverksted?
- Sammenligne undervisning i skaperverksted mot (konvensjonell/skjerm) programmering
Elevperspektiv: Hvordan fungerer skaperverksted som en læringsarena for elever?
- Hvordan kan programmering i skaperverksted i skolen fremme eller begrense skaperglede, utforskertrang og dybdelæring hos elevene (sentrale tema i Fagfornyelsen) og hvordan er dette forskjellig fra skjermprogrammering?
- Identifisere kommunikasjon på ulike nivåer i klasserommet mellom elever, lærere og artefakter i de ulike intervensjonene.
- Hvordan blir spatiale ferdigheter fremmet med bruk av skaperverksted i skolen?
Metode
Vi vil bruke designbasert forskning (DBR) som overordnet metode i dette prosjektet. DBR er en forsknings metodologi som er spesifikt tilpasset prosjekter i teknologi-støttet læring som utspiller seg i naturlige kontekster, dvs. som er vanskelig å undersøke gjennom kontrollerte eksperimenter (Hoadley, 2002). DBR i kombinasjon med sosiokulturell teori (Krange & Ludvigsen, 2009) kan avdekke hvordan ulike aspekter av et læringsmiljø medierer en læringsprosess. DBR er basert på en kvalitativ metodologi, men kan også bli kombinert med kvantitative metoder gjennom Mixed Methods, som i dette prosjektet. DBR skiller seg fra ander metoder (for eksempel aksjonsforskning, case studier) ved at den består av intervensjoner av teknologi-baserte læringsprosesser gjennom en rekke iterasjoner informert av teori som utvikles i parallel, for å kunne bygge generaliserbar kunnskap som kan lede til transformasjon av undervisningspraksiser (Brown, 1992).
Vi vil benytte oss av følgende kvalitative og kvantitative metoder.
Kvalitative metoder
- Eksplorerende case studie med ungdomsskole elever
- Observasjon (feltnotater og videoopptak) over et visst antall måneder
- Intervju av elever og lærere
- Tematisk analyse (deduktiv og induktiv)
- Interaksjonsanalyse av klasseromsdialoger
- Visuell artefaktanalyse (ny metode vi utvikler hvor vi studerer hva elevene lager av fysiske og digitale ting)
Kvantitativ metoder
- Sosial nettverksanalyse av klasseromsinteraksjoner
- Sammenlignende analyse av faglige pre- og posttester
- Eksplorerende faktoranalyse av WISC V-tester
Kombinert (mixed) metode
- Vi ønsker å kombinere de to typer metoder ved bl.a. å knytte sammen de kvalitative og kvantitative data for å forklare fenomenet på en mest mulig helhetlig måte, og finne eventuelle "nye" sammenhenger som hver metode benyttet alene ikke klarer å fange.
Forskningsdesign
Vi vil gjennomføre to forskjellige intervensjoner på tre ulike skoler over en periode på to år.. Elevene (N=180) vil være elever fra ungdomsskolen i 7-10 klasse (alder fra 12-15 år). Elevene vil møtes tre timer annenhver uke i et skaperverksted klasserom og delta på de ulike intervensjonene: LUR/skaperverksted og realfag
Fokus i LUR intervensjonen er å benytte blokkbasert programmering som en del av et undervisningsopplegg i en skaperverksted kontekst.
Fokus i realfag intervensjonen er å benytte skjermbasert programmering (blokk basert og tekstbasert) som en del av undervisningsopplegget i et vanlig klasserom, dvs. uten bruk av skaperverksted.
Finansiering og prosjektperiode
ProSkap-SL er et offentlig innovasjonsprosjekt finansiert av regionale forskningsfond (RFF) hovedstadsregionen i 2019 – 2022, samt Tekna. Det bygger videre på det ettårige pilotprosjektet GT-make.
Publikasjoner
Andersen, R., Mørch, A.I., & Litherland, K.T. (2021). Learning Domain Knowledge using Block-Based Programming: Design-Based Collaborative Learning. Proceedings IS-EUD 2021 - 8th International Symposium on End-User Development, Springer, in press.
Andersen, R., Mørch, A.I., & Litherland, K.T. (2022). Collaborative learning with block-based programming: investigating human-centered artificial intelligence in education, Behaviour & Information Technology, DOI: 10.1080/0144929X.2022.2083981
Mørch, A. & Andersen, R. (2022). Toward a Method of Visual Artifact Analysis: Understanding Learners’ Design Activity in a Makerspace. Proceedings of CoPDA2022 - Sixth International Workshop on Cultures of Participation in the Digital Age: AI for Humans or Humans for AI? June 7, 2022, Frascati (Rome), Italy. CEUR Workshop Proceedings, URL, pp. 86–92.
Mørch, A.I., Flø, E.E, Litherland, K.T., & Andersen, R. (2023). Makerspace activities in a school setting: Top-down and bottom-up approaches for teachers to leverage pupils' making in science education. Learning, Culture and Social Interaction, 39. URL
Mørch, A.I., Andersen, R. (2023). Programming with Minecraft Bedrock Up: Modeling, Coding, and Computational Concepts. In: Spano, L.D., Schmidt, A., Santoro, C., Stumpf, S. (eds) End-User Development. IS-EUD 2023. Lecture Notes in Computer Science, vol 13917. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-34433-6_15 URL
Master theses
Hoel Stabell, Leif-Erik (2022). Strukturert kreativitet: En utgreiing av lærerrollen i skaperverksted med søkelys på stillas bygging. Master oppgave. Det utdanningsvitenskapelige fakultet. Universitetet i Oslo. URL
Røstad-Tollefsen, S. (2022). Programmering i skaperverksted: En kvalitativ analyse av skaperverksted undervisning med programmering som metode. Master oppgave. Det utdanningsvitenskapelige fakultet. Universitetet i Oslo. URL
Formidling
Partnere
- Akershus fylkeskommune v/Mailand VGS – Prosjekteier og prosjektleder. Samarbeider om intervensjoner og utvikling av undervisningsmateriell.
- Institutt for pedagogikk, UiO – Prosjektpartner med fokus på forskningsdesign og dataanalyse
- OsloMet – Med-prosjektleder og prosjektpartner med fokus på forskningsdesign og dataanalyse, samt prosjektledelse.
- NIFU – Prosjektpartner med forskningsfokus på elever med stort læringspotensial.
- Kodegenet – Prosjektpartner som underviser i noen intervensjoner og kursing av lærere, samt utvikler utstyr.
- GAN Aschehoug – Utvikler læremateriell og produktpakker.
- Nesbru VGS – Prosjektpartner. Samarbeider om intervensjoner og utvikling av undervisningsmateriell.
- Skedsmo VGS – Prosjektpartner. Samarbeider om intervensjoner og utvikling av undervisningsmateriell.
- Tekna – Sponser prosjektet.
- Nordic Semiconductor – Sponset prosjektet med 110 micro:bit kretskort