Ohjelmoinnin opetus 1–4 lk. matematiikan oppimateriaaleissa ja luokanopettajien kokemana

Abstract

Tämä pro gradu -tutkielma tarkastelee ohjelmoinnin opettamista matematiikan oppimateriaaleissa vuosiluokilla 1–4 ja luokanopettajien kokemana. Lisäksi tarkastellaan, miten toiminnallisuus näyttäytyy ohjelmoinnin opetuksessa. Toiminnallisuutta korostetaan opetussuunnitelmassa monia kertoja eri yhteyksissä ja sen oletetaan näkyvän ja toteutuvan jokaisessa suomalaisessa peruskoulussa. Tutkimuksen teoriaosassa käsitellään ohjelmoinnin ja algoritmisen ajattelun käsitettä ja sitä, miten se näkyy peruskoulun opetussuunnitelman matematiikan tavoitteissa ja sisällöissä. Teoriassa kuvataan toiminnallisuutta ja sen yhteyttä ohjelmointiin.

Tutkimus on monimenetelmäinen. Tutkimuksessa haettiin vastauksia seuraaviin kysymyksiin: Miten ja kuinka paljon ohjelmointia opetetaan matematiikan oppimateriaaleissa vuosiluokilla 1–4? Miten toiminnallisuus on otettu huomioon ohjelmoinnin opetuksessa matematiikan oppimateriaaleissa vuosiluokilla 1–4? Minkälaisia kokemuksia luokanopettajilla on ohjelmoinnin opettamisesta? Osa tutkimuksen aineistosta kerättiin puolistrukturoidulla teemahaastattelulla haastattelemalla kahta alakoulun luokanopettajaa, joille toiminnallisuus ohjelmoinnin opetuksessa on tuttua. Haastatteluiden analysointi tapahtui teorialähtöistä sisällönanalyysia käyttäen. Tulokset lajiteltiin teoriasta nousseen teemoittelun mukaan. Toinen osa tutkimuksen aineistosta kerättiin tarkastelemalla matematiikan oppimateriaaleja vuosiluokilla 1–4, joista laskettiin kaikki tehtävät, algoritmista ajattelua kehittävät ja tukevat tehtävät sekä varsinaiset ohjelmointitehtävät.

Tuloksista nousi esille se, että luokanopettajat kokivat matematiikan oppimateriaalit ohjelmoinnin osalta puutteellisina. Oppikirja-analyysi puoltaa opettajien näkemystä, koska varsinaisia ohjelmointitehtäviä on oppikirjoissa suhteellisen vähän. Algoritmista ajattelua kehittäviä ja tukevia tehtäviä löytyy puolestaan runsaasti. Luokanopettajat kuvailivat oppimateriaaleja puutteellisiksi toiminnallisen ohjelmoinnin näkökulmista. Oppilaan oppikirjoissa toiminallisuutta ei juurikaan ole, mutta opettajan oppaiden tehtävät keskittyvät enimmäkseen toiminnallisuuteen. Luokanopettajien kuvauksissa toiminnallinen ohjelmointi opetuksessa ilmeni muun muassa ongelmanratkaisuna ja ryhmätöiden tekemisenä, missä oppilas on aktiivisessa roolissa. Opettajat myös korostivat algoritmisen ajattelun taidon merkitystä ohjelmoinnin opetuksessa. Luokanopettajat kertoivat hyödyntävänsä opetuksessaan muita toiminnallista ohjelmointia tukevia materiaaleja ja oppimisympäristöjä, kuten robotiikkaa. Tukea toiminnallisen ohjelmoinnin toteuttamiseen luokanopettajat saivat koulutuksista, mutta omatoiminen perehtyminen aiheeseen on ollut avainasemassa.