Disputas om spillbasert læring

- Skrevet 7.10.2024 av Guttorm Sindre

Trygve Pløhn forsvarte sin PhD-grad 26.september 2024, med avhandlingen Exploring Player Engagement in Social and Pervasive Learning Games. Hans hovedveileder har vært Prof. Trond Aalberg, som også er leder for Klynge 3 om verktøy og infrastruktur i Excited. Opponenter ved disputasen var Prof. Staffan Björk fra Göteborg Universitet og Dr. Elisa Rubegni fra Lancaster University. Internt komitemedlem og administrator var Guttorm Sindre.

Temaet for avhandlingen er allestedsnærværende (pervasive) spill, dvs. spill hvor man ikke bare kan sitte stille foran en skjerm eller ved et bord, men må bevege seg rundt i omgivelsene (f.eks. på campus eller i nærmiljøet) for å komme videre i spillet. Ved bruk av slike spill i læringssammenheng forekommer det at studentene i noen grad må spille som del av et obligatorisk undervisningsopplegg. En utfordring man gjerne ser i slike situasjoner, er at det kan være stor variasjon i studenters motivasjon for å delta i spillet, og en sentral problemstilling som Pløhn adresserer er hvordan man kan klare å motivere de studentene som i utgangspunktet var lite motivert.

Lenker:

Avhandlingen

En av Pløhns artikler

Hvordan ePortfolios kan hjelpe studenter å forstå hvilken kompetanse de tilegner seg gjennom studiene

​

Forskningsartikkelen Enabling computing students to recognize acquired competencies with ePortfolios, publisert i tidsskriftet Computer Science Education, er nå tilgjengelig digitalt. Førsteforfatter er Hege Annette Olstad, som i PhD-prosjektet sitt har undersøkt studenters bruk av e-porteføljer og spesielt hvordan e-porteføljer kan hjelpe studentene å forstå hvilken kompetanse de tilegner seg gjennom studiene. Bevissthet om egen kompetanse er et viktig element i studentenes læring og er både et resultat av, og en drivkraft for, refleksjon. Bevissthet om egen kompetanse er også nødvendig når studentene skal redegjøre for sin kunnskap og sine ferdigheter overfor arbeidsgivere og gjøre gode karrierevalg. Forskningen som presenteres i artikkelen ble finansiert gjennom Excited Senter for fremragende IT-utdanning.

Foto: Swetlana Fast/NTNU

Intervju med Majid Rouhani: Disputas om videreutdanning i programmering for lærere

Skrevet av Guttorm Sindre, 8. mai 2024

3. mai 2024 var det disputas for graden Dr. Philos ved IDI, NTNU, da dosent Majid Rouhani forsvarte sin avhandling med tittelen “An Online Professional Development Framework for In-service Teachers: Challenges and Opportunities of Learning and Teaching Programming”.

Utgangspunktet for avhandlingen er følgeforskning Rouhani har gjort på NTNU sitt videreutdanningstilbud i programmering for lærere, et tilbud han selv har vært sentral i utviklingen av. Initiativet til dette videreutdanningstilbudet ble tatt av Excited i 2017, da Trond Aalberg (den gang delprosjektleder for Excited P2) kjørte en pilot for et etterutdanningskurs i programmering for lærere. Med basis i denne piloten ble det tidlig i 2018 sendt inn en søknad til Udir om støtte via KOMPiS-programmet for å opprette et nettbasert tilbud på 15 studiepoeng, i form av to emner: ett i grunnleggende programmering, og ett i videregående anvendt programmering. Faglærere for disse to emnene ble Elise Vonstad og Majid Rouhani, som har lagt ned stor innsats i videreutvikling opplegget, og det er nå flere hundre lærere som tar disse emnene årlig.

Det er for tiden svært mange lærere på 8.-13. trinn som har behov for å lære seg programmering, da dette har fått økende fokus i Udirs rammeplaner, både som fag i seg selv, og for anvendelse blant annet i matematikk og fysikk. Samtidig kan de spesifikke behovene variere mye fra lærer til lærer. Noen skal undervise programmering som fag i seg selv, mens andre skal bruke det i kontekst av matematikk eller andre fag. Noen skal programmere vanlige PC’er, mens andre skal programmere miniroboter som Arduino eller Raspberry Pi. Nøkkelen til suksess for Rouhani sitt opplegg er et emnedesign som skalerer til et stort antall kursdeltagere, men som samtidig gir nok fleksibilitet til at hver lærer kan spesialisere seg på den typen programmering som er mest matnyttig for vedkommende sin undervisningspraksis i skolen. Dette oppnås blant annet med et betydelig innslag av prosjektbasert læring i emnet.

Avhandlingen er ikke et resultat av undervisningen i seg selv, men av Rouhanis følgeforskning på effektene av undervisningsopplegget, hvordan det understøtter kursdeltagernes mulighet for selvregulerende læring og bygger opp under deres videre praksis som undervisere av og med programmering i skolen. Den består av 9 fagfellevurderte artikler publisert på internasjonale konferanser. Monica Divitini fra Excited har også vært involvert i forskningen og er medforfatter på mange av artiklene. Komitéen som vurderte avhandlingen var Prof. Said Hadjerrouit fra UiA, Kristiansand, Prof. Erik Barendsen fra Radboud Universitet, Nederland og Birgit Krogstie som internt medlem og administrator. Begge de eksterne opponentene hadde grundige og interessante diskusjoner med Rouhani under disputasen, samtidig som avhandlingen ble anerkjent som et meget solid arbeid.

Spørsmål: Hvordan opplevde du dialogen med opponentene under disputasen?

Svar: Jeg synes at det var en fin og konstruktiv diskusjon der det ble reflektert over forskningen og designmetodene. Tilbakemeldingen fra opponentene var at disputasen var engasjerende og demonstrerte god kunnskap innen feltet.

Spørsmål: Har du fått mye tilbakemelding fra lærere som har tatt kurset ditt i ettertid, for eksempel om hvordan den nye kompetansen har vært nyttig for dem i deres egen undervisning i skolen?

Svar: Her kan jeg f.eks. vise til et intervju vi hadde med en av deltakerne som viser hvordan programmering har endret hennes undervisning og hvordan programmering har økt engasjementet hos elevene hennes.

Vi har videre gjennomført en studie for nettopp å se effekten av programmet på lærernes praksis i klasserommet. Evalueringen viser en svært positiv innvirkning på lærernes selvtillit og holdninger til å undervise i programmering. Flere uttrykte at de ikke kunne undervise i programmering før kursene, men at de nå følte seg i stand til å undervise det i sine fag. Andre lærere følte at de kunne ha undervist i programmering allerede før kursene, men uttrykte at de følte seg enda tryggere med det etterpå. Generelt følte lærerne at videreutdanningen hadde en positiv innvirkning på deres holdninger og hjalp dem å se relevansen og fordelene av programmering i undervisningen. Selv om lærerne oppfattet at programmeringsferdighetene ble svakere over tid når de ikke aktivt brukte dem, følte de fortsatt at de kunne friske opp ferdighetene raskt ved behov. Dette tyder på at videreutdanningen hadde en varig effekt på deres selvtillit. Videre viste evalueringen at lærere som hadde undervist eller brukt programmering i klassene sine det siste året, følte seg mer kompetente til å undervise i det, noe som indikerer at de fikk et grunnlag de kunne bygge videre på.

Et viktig poeng å ta med seg er at lærerrollen er i endring som respons på den økende vektleggingen av programmeringsundervisning. Programmering er et krevende fag spesielt for nybegynnere med tanke på at det er flere ferdigheter en må ta i bruk når en skal anvende programmering som et hjelpemiddel for å løse problemstillinger i forskjellige fagområder. Denne holdningen er viktig å ta med seg i klasserommet. Det å bli klar over at lærerne må utvikle seg i takt med elevene når det gjelder programmering, kan påvirke deres motivasjon i positiv retning.

Spørsmål: Hvordan blir rollen som underviser i et online kurs som er lagt opp på en fleksibel måte for å ta høyde for ulike behov og interesser hos kursdeltagerne? Er det mer krevende enn «one-size-fits-all» undervisning?

Svar: Overraskende nok er dette kurset ikke mer krevende enn «one-size-fits-all», kanskje heller tvert imot. Vi har utviklet et opplegg der vi bruker deltakere som ressurser/bidragsytere i programmet. De er jo både pedagoger og eksperter på de fagområdene de skal anvende programmering på. Jeg har selv lang erfaring fra industrien og har etter hvert blitt mye mer bevisst på hvor viktig det er å forstå brukeren og problemområdet når en skal lage et datasystem. Vi vet at mange IT-prosjekter ikke lykkes, og en del av grunnen kan være nettopp at man ikke kjenner godt nok fagområdet en skal bygge et system for. Dette bekreftes også av min egen erfaring med arbeid med store IT-systemer.

Å tilrettelegge slik at lærere kan knytte programmering tett mot fagområder de kjenner godt er derfor en viktig suksessfaktor. De har et bedre utgangspunkt i å lykkes i integrering og implementering av programmering i sine fag enn hva IT-eksperter ville ha vært i stand til. I tillegg besitter de pedagogisk kompetanse, noe som bidrar ytterligere til å lykkes. For oss som instruktører i programmet er det viktig å legge opp til et opplegg som oppmuntrer og engasjerer lærere i å lære programmering. Og dette har vi i stor grad lyktes gjennom å studere problemområder og muligheter programmering gir fra lærernes perspektiv.

Lærerne gjennom et prosjekt utvikler egne undervisningsopplegg som de kan bruke i sine klasser umiddelbart etter at de er ferdige med programmet. Dette viser seg å være en stor motivasjon for dem. De blir selvgående, og gjennom samarbeid med andre lærere får de utviklet et undervisningsopplegg som de ser nytten av og har tro på.

De legger inn mer innsats for å komme i mål. Nesten alle (mer enn 95%) av deltakerne fullfører programmet, noe som er svært høyt for nettundervisning.

Vi gjennomfører jevnlige webinarer der vi tar opp forskjellige relevante temaer som de fleste kan ha nytte av. Undervisningsopplegg som er utviklet av andre lærere fra tidligere år gjøres tilgjengelig som ressurser som utgangspunkt for å utvikle nye og enda mer tilpassede opplegg. Lærere er i tillegg flinke til å bruke hverandre til å diskutere og finne svar på sine problemstillinger. Dette gjør at programmet er skalerbart . Det krever dermed ikke mye mer tid fra oss instruktører enn et kurs av typen «one-size-fits-all».

Spørsmål: Kan lignende fleksible undervisningsopplegg med stort fokus på selvregulerende læring også være relevant for vanlige campusbaserte studier?

Svar: Den undervisningsformen vi nå gjennomfører for lærere vil ikke kunne overføres direkte på campusbaserte studier med studenter som kommer rett fra videregående skoler. Opplegget krever at deltakerne kjenner til fagområdet de skal anvende programmering på. Derimot tror jeg generativ KI (Kunstig Intelligens) kan bane vei for mer selvregulerende læring i vanlige campusbaserte studier.

Generativ KI har kommet for fult inn i undervisningen, både for studenter og lærere. Jeg tror selvregulerende læring i større grad er mulig i campusbaserte studier nå som en konsekvens av dette. Studentene har mulighet til egenlæring av basiskompetansen gjennom bruk av AI. Innenfor programmering, viser forskningen at utviklere kan spare mellom 20-50% på å skrive kode, dokumentere og re-fakturere kode. Dette påvirker også vårt fokus når det gjelder hva vi bør undervise i programmering. Dette kan åpne for mer selvregulerende undervisningsformer for campusbaserte studier. 

Spørsmål: Hvordan går veien videre framover nå? Hva er dine ambisjoner for videre utdanningsrelatert forskning og innovasjon etter at doktorgraden er fullført?

Svar: Det er fortsatt mye som gjenstår å forske videre på i sammenheng med videreutvikling av dette rammeverket. Noen av de viktigste områdene er å teste ut opplegget i andre miljøer, og studere de etter hvert mange undervisningsoppleggene som er utviklet av lærere for å standardisere/utvikle gode lærestoff for skoler. Videre tror jeg at konseptet vi har utviklet også kan tas inn i andre sammenhenger, f.eks. kompetanseutvikling av kolleger på universitetsnivå. Konteksten er sammenlignbar gjennom at deltakerne har ekspertise på sine fagområder og i hovedsak er interessert i programmering som kan anvendes i deres prosjekter (både i undervisningssammenheng og forskning). En kan tenke seg at deltakerne kommer inn i programmet med et prosjekt og sine data. Gjennom programmet, lærer de hvordan de kan bruke programmering til å gjennomføre sitt prosjekt med å anvende programmering. 

Les mer om kurset:
Programmering - Videreutdanning for lærere - NTNU

Les avhandlingen

Skriveseminar på Digs; Å skrive vitenskapelige artikler

- 26.04.24

Excited har hatt to dagers skriveseminar på Digs i Trondheim sentrum, som del av vår seminarserie for forskere tidlig i karrieren. Her var det full fokus på vitenskapelige artikler: argumentasjon, struktur, sammendrag, plan for skriveprosessen og så videre – det hele under prof. Monica Divitinis kyndige ledelse. Under «shut up and write»-bolkene var det full stillhet og iherdig arbeid. Nå er det bare å vente på nye, spennende publikasjoner innen IT-utdanningsforskning!