Koodausta kouluun: Koodausta kouluun - projektin ensimmäisen Workshopin antia

Koodausta kouluun - projekti lähti käyntiin 23.1.2015 ensimmäisen Workshopin myötä. Ohjelmoinnin opettamisen problematiikkaa oli Tampereen Yliopistolle kokoontunut pohtimaan yhdeksän opettamisen ja/tai ohjelmoinnin osaajaa. Päivän tavoitteena oli saada selkeämpi kuva siitä, mitä ohjelmoinnin opetuksen pitäisi pitää sisällään ja miten sitä pitäisi yläkouluikäisille opettaa.

Ensimmäisenä pohdimme kysymystä: "Miksi ohjelmointia pitäisi ylipäätään opettaa peruskoulussa?". Ryhmän ajatukset jakautuivat kolmen pääkohdan alle:

1. Laskennallisen ajattelun opettaminen

Käsitys siitä mitä tietokoneella voi tehdä, automatisointi (R-koodia, Excel-makroja)
Ongelman jakaminen osiin on tärkeä yleistaito
Mallintaminen (tunnistetaan vaikuttavat asiat, niiden suhteet, todellisuuden abstrahointi)
Syy-seuraus-suhteet
Voidaan tehdä todenmukaisia simulaatioita (poistaa rajoituksen ”liian vaikea laskea”)

2. Opiskelumotivaation tai oppimisen laadun parantaminen

Väline on motivoiva oppilaille
Antaa mahdollisuuden ottaa aiheita nuorten maailmasta
Onnistumisen iloa, hauskempaa kuin perusmatikka
Oppilas itse suunnittelee, työskentelee, ei mekaanista
Asian oppii paremmin, kun yrittää ohjelmoida sen (ongelma täytyy ymmärtää)
Havainnollistaa ja konkretisoida koodilla matemaattisia asioita (ei jää uskon varaan)
Uusi tapa ilmaista itseään (vrt. käsityö, kuvis)

3. Työelämätaidot

Työelämään kouluttaminen
Osaisi olla asiakkaana ohjelmistoprojektissa
Opitaan ymmärtämään ympäröivää maailmaa

Tämän jälkeen ryhdyimme miettimään tarkemmin millaisissa tilanteissa ohjelmointia oppilaille jatkossa opetetaan. Koodausta kouluun - projektissa on tarkoitus tehdä opetusmateriaalia kolmeen erilaiseen opetustilanteeseen: ohjelmointi matematiikan tunnilla, ohjelmointi oppiaineiden yhteisissä projekteissa sekä valinnaisaine- ja kerhotilanteissa. Jakauduimme ryhmiin ja mietimme Edukata-menetelmällä millaisia haasteita (punaiset) ja mahdollisuuksia (vihreät) em. opetustilanteisiin liittyy sekä mitkä rakenteet/resurssit tukevat ohjelmoinnin opettamista (keltaiset). Myös joitakin alustavia ideoita oppimisaktiviteeteiksi löytyi (siniset).

Skenaario I: Ohjelmointi matematiikan tunnilla

Ensimmäinen skenaario oli ohjelmoinnin opettaminen matematiikan opetuksen sisällä (1-3h jaksoissa), kun käsitellään ko. matematiikan aihepiiriä (läsnä kaikki oppilaat) tai eriyttävänä omatoimisena toimintana nopeasti edistyville oppilaille.

Ohjelmointi matematiikan tunnilla

Tässä skenaariossa nähtiin eniten mahdollisuuksia. Suurin osa uhkista voidaan nähdä myös mahdollisuuksina, mm. vaatimus englannin osaamisesta tai ryhmän heterogeenisuudesta voidaan kääntää mahdollisuuksiksi, samoin ohjelmointi ei välttämättä tuo vain "vaikeaa opeteltavaa lisää" vaan sen kautta voidaan ymmärtää jotain muuta asiaa helpommin. Ohjelmointi tuo myös kaivattua vaihtelua matematiikan opiskeluun ja voi antaa onnistumisen iloa sellaisillekin, jotka kokevat olevansa huonoja "perusmatematiikassa".

Uudessa OPS:ssa ohjelmointi mainitaan erityisesti matematiikan tavoitteena (T20):
ohjata oppilasta kehittämään algoritmista ajatteluaan sekä taitojaan soveltaa matematiikkaa ja ohjelmointia ongelmien ratkaisemiseen.

Skenaario II: Ohjelmointi matematiikan ja toisen oppiaineen yhteisessä projektissa

Toisessa skenaariossa ohjelmoinnin sisällöt yhdistetään matematiikan ja jonkin toisen (tai toisten) oppiaineiden yhteiseen opintojaksoon (tai projektiin). Mahdollisia yhdistelmiä voisivat olla esim. matematiikka-kuvataide, matematiikka-äidinkieli, matematiikka-musiikki, matematiikka-englanti jne.

Ohjelmointi matematiikan ja jonkin toisen aineen yhteisessä projektissa

Tässä skenaariossa nähtiin eniten uhkia, jotka syntyvät nykyisestä oppiainejakoisesta lukujärjestyksesta sekä aineenopettajien harjaantumattomuudesta tehdä yhteistyötä yli oppiainerajojen. Nämä eivät sinänsä ole vain ohjelmointiin liittyviä haasteita, vaan näiden asioiden kanssa joudutaan painimaan myös muiden vastaavien opintojaksojen suunnittelussa. Sinänsä ohjelmointi voidaan integroida moneen asiaan, joten mahdollisuuksia tällaiseen yhteistyöhön löytyy.

Ohjelmointi voidaan sijoittaa uuden OPS:in kuvailemaan monialaiseen oppimiskokonaisuuteen. Tällainen voidaan toteuttaa mm. teemapäivän tai tapahtuman muodossa, "suunnittelemalla monialaisia, pidempikestoisia oppimiskokonaisuuksia, joiden toteuttamiseen osallistuu useampia oppiaineita" tai "muodostamalla oppiaineista integroituja kokonaisuuksia".

Skenaario III: Ohjelmointi, kun matematiikka ei ole pääroolissa

Viimeisessä skenaariossa ohjelmointia opetetaan valinnaisaineen kurssilla tai koulun jälkeen järjestettävässä kerhossa. Valinnaisainekurssi voi sijoittua esim. 8. tai 9. luokalle (36h). Kerhossa voi puolestaan olla oppilaita eri luokka-asteilta esim. 5.-9.luokat.

Ohjelmointi valinnaisaineen tai kerhon muodossa

Tässä skenaariossa nähtiin yllättävän vähän mahdollisuuksia siihen nähden, että valinnaisaineen ja kerhon oppilaat ovat valikoituneita (harrastuneisuus) ja motivoituneita (ainakin aluksi). Tällaisen toiminnan kipupisteiksi nähtiin se, että kun ohjelmoinnissa mennään pintaa syvemmälle, oppilaille myös valkenee kuinka työlästä/hidasta esim. oman pelin koodaaminen voi olla. Toisaalta tähän toimintaan löytyy jo paljon valmista (tosin usein englannin kielistä) materiaalia. Aiheesta innostuneille oppilaille voi toisaalta antaa ohjelmoitavaksi lähes "mitä tahansa", koska opetussuunnitelma tai osaaminen eivät rajoita tekemistä.

Uuden OPS:in puitteissa voidaan edelleenkin järjestää valinnaisia ohjelmointikursseja, mutta koska valinnaisuus yläkoulussa pienenee ja oppilaat pääsevät ohjelmoimaan muillakin oppitunneilla, ryhmien syntyminen voi entisestäänkin vaikeutua.

Lounaan jälkeen mietimme tarkemmin mitä ja miten ohjelmointia pitäisi peruskoululaisille opettaa. Tätä työskentelyä varten jakauduimme kahteen ryhmään. Työskentelyä varten ryhmät saivat käyttöönsä esimateriaalia, josta he saivat ottaa mukaan asioita tai olla ottamatta.

1. Mitä ohjelmoinnin opetuksen pitäisi pitää sisällään?

Sisältöryhmä rajasi ohjelmoinnin sisältöjä tiedon mallintamiseen sekä tiedon automaattiseen käsittelyyn algoritmien ja logiikan avulla. Ohjelmistotuotannon asioiden kuten uudelleen-käytettävyyden tai modulaarisuuden (ohjelmistoarkkitehtuuritasolla) ei nähty kuuluvan tämän tasoiseen opetukseen, koska niiden hyötyä olisi vaikea nähdä eivätkä ne suoranaisesti liity matematiikkaan. Saman tuomion saivat myös internetin toiminnan ja laitetekniikan opetus vaikka niiden nähtiinkin kuuluvan yleissivistykseen. Mihin oppiaineeseen nämä sitten kuuluvat, on mielenkiintoinen kysymys.

Linkki dioihin (PDF).

Sisältöryhmän pohdittavana oli myöskin se, mitä matematiikan osa-alueita ohjelmoinnin avulla pitäisi opettaa. Tähän asiaan ryhmä ei ottanut muuta kantaa kuin sen että boolen logiikka jo sinänsä on matematiikkaa ja että geometrian asioita kuten pythagoraan lause ja trigonometria, voidaan käyttää hyödyksi mm. peliohjelmoinnissa. Matematiikan osuuden ohjelmoinnissa nähtiin siis olevan pikemminkin metatasoista ongelman ratkaisua, algoritmista, loogista ja eksakstia ajattelua, kuin varsinaista tiettyjen matematiikan sisältöjen opettelua ohjelmoinnin avulla.

2. Miten ohjelmointia pitäisi opettaa

Tämä ryhmä keskusteli paljon, koska aihe oli ilmeisen vaikea. Tämän aiheen työstämistä jatkamme seuraavassa Workshopissa mutta tässä ryhmän ajatuksia:

Suuret kiitokset kaikille Workshop:iin osallistuneille. Toivottavasti keskustelu tästä aiheesta jatkuu, myös laajemmalla porukalla, ja asiat kirkastuvat ja konkretisoituvat tässä kevään ja kesän myötä. Keskustelu ja ajatusprosessi on kuitenkin saatu alkuun ja tästä on hyvä jatkaa.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Workshopissa esitetty materiaali: