Luova ohjelmointi koulussa opettaa ohjelmoinnillista ajattelua ja antaa eväitä elämään

Tähän kasvatustavoitteeseen on lanseerattu oma uusi ydinosaamisalueensa: ohjelmoinnillisen ajattelun taito, jota kouluissa on tarkoitus hankkia kaikille pakollisen ohjelmoinnin oppisisällön kautta. KM Janne Fagerlundin Jyväskylän yliopistossa tarkastettavassa väitöstutkimuksessa tarkastellaan ohjelmoinnillisen ajattelun opettamista, oppimista ja arviointia peruskouluissa suositun Scratch-ohjelmointiympäristön kontekstissa.

Ohjelmoinnillisen ajattelun jalansijaa kouluissa hiottava

Ohjelmoinnin, tai kansankielisesti koodaamisen, kautta opittava ohjelmoinnillinen ajattelu ei ole ainoastaan teknistä ohjelmointiosaamista. Se on laaja-alaista ongelmanratkaisua ja erityisesti digitaalisille laitteille ohjelmoitavien mallien ja menetelmien soveltamista erilaisten todellisen elämän ongelmien ratkaisussa, esimerkiksi työtehtävissä tai oppiaineissa.

– Aihepiiri on jokseenkin hajanaisesti ymmärretty. Tämä näkyi jo siinä, että minun tuli aloittaa tutkimukseni määrittelemällä itse, mikä ohjelmoinnillisen ajattelun ydintarkoitus koulussa oikeastaan edes on, väittelevä Fagerlund kertoo.

Aiempien tutkimusten mukaan ohjelmoinnin opettaminen kouluissa on ollut haasteellista. Fagerlundin mukaan tämän voidaan nähdä johtuvan ainakin aihepiirin poikkitieteellisestä luonteesta. Koodaamisen taustalla olevalla tietojenkäsittelyllä ei ole ollut peruskoulussa ja opettajien koulutuksessa vahvoja juuria. Nyt tietokonevallankumous on tuonut insinöörit ja tietojenkäsittelytieteilijät vahvemmin yhteen kasvatusalan asiantuntijoiden kanssa.

– Jokaisen oppilaan olisi tärkeä oppia ymmärtämään, mitä ohjelmoinnilla voidaan ylipäänsä tehdä, miten ohjelmoidut asiat maailmassa toimivat ja miten ohjelmointia voidaan soveltaa käytännössä oikean elämän ongelmien ratkaisemisessa, Fagerlund täsmentää.

Vastaavanlaiset kasvatustavoitteet esiintyvät peruskoulun opetussuunnitelmassa tällä hetkellä varsin rajallisesti. Tutkimuksessa esitellyt ohjelmoinnillisen ajattelun opetuksen periaatteet voivat auttaa jalkauttamaan ohjelmoinnillista ajattelua kouluihin. Periaatteita onkin sovellettu jo esimerkiksi Uudet lukutaidot -kehittämisohjelman ohjelmointiosaamisen kuvauksissa ja kansainvälisissä ohjelmoinnin opetusmateriaaleissa.

Aihepiirin aakkosia haltuun omia pelejä ohjelmoimalla

Fagerlund tarkasteli väitöstutkimuksessaan koululaisten ohjelmointia luokkahuonetilanteissa. Koululaiset käyttivät ohjelmointiympäristö Scratchiä, jolla voidaan ohjelmoida omaperäisiä interaktiivisia tarinoita tai esimerkiksi omia pelejä. Ohjelmointi tapahtuu luomalla hahmoille esimerkiksi animaatioita tai repliikkejä, aloittelijoille suunnattua kuvakepohjaista ohjelmointikieltä käyttäen.

– Scratch on suosittu ohjelmointiympäristö, mutta näkemys nimenomaan ohjelmoinnillisen ajattelun opettamisesta ja oppimisesta on ollut senkin kontekstissa jokseenkin kapea-alaista, Fagerlund pohtii.

Väitöstutkimuksessa kiinnitettiin huomiota siihen, miten oppilaiden ohjelmoinnillisen ajattelun oppimista voitaisiin tukea, kun he laativat omia luovia ohjelmointitöitään. Tutkimuksessa haluttiin ymmärtää paremmin oppilaiden ohjelmoinnin opettamista, oppimista ja oppimisen arviointia autenttisissa luokkahuonetilanteissa, eikä esimerkiksi koodaamisesta kiinnostuneille oppilaille tarkoitetuissa kerhoissa.

Tutkimuksessa tarkasteltiin oppilaiden Scratch-ohjelmointitöitä ja heidän toteuttamiaan pariohjelmointikäytänteitä, joita pidettiin hyvinä viitteinä oppilaiden osaamistasoista. Väitöstutkimuksen tulokset antavat viitteitä siitä, millainen ohjelmointi oppilailta sujuu paremmin tai heikommin sekä siitä, miten ohjelmoinnillisen ajattelun ”aakkosista” voitaisiin muodostaa esimerkiksi oppimisen polkuja yksittäisille oppilaille. Havainnot luokkahuoneesta osoittivat oppilaiden saattavan tarvita paljonkin tukea ohjelmoidessaan, vaikka ohjelmointiin kuuluukin perinteisesti tila itse löytämiselle ja oivaltamiselle. Näin ollen opettajien on tärkeä ottaa aihepiiri haltuunsa myös itse, jotta he kykenevät tarvittaessa auttamaan oppilaita perehtymään yhteiskunnallisesti tärkeään aihepiiriin.

KM Janne Fagerlundin kasvatustieteen (OKL) väitöskirjan ”Teaching, Learning and Assessing Computational Thinking through Programming with Scratch in Primary Schools” tarkastustilaisuus järjestetään perjantaina 5.11.2021 kello 12 alkaen Jyväskylän yliopistossa, salissa C1. Vastaväittäjänä toimii professori Matti Tedre (Itä-Suomen yliopisto) ja kustoksena professori Päivi Häkkinen (Jyväskylän yliopisto). Tilaisuus on suomenkielinen.

Väitöstilaisuutta voi seurata verkkovälitteisesti osoitteessa: https://r.jyu.fi/dissertation-fagerlund-051121

Väitöskirja on luettavissa osoitteessa https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/78190

Lisätietoja:

Janne Fagerlund, janne.fagerlund@jyu.fi, puh 040 805 4711

Janne Fagerlund kirjoitti ylioppilaaksi Jyväskylän Cygnaeus-lukiosta (nykyään Schildtin lukio) keväällä 2007. Fagerlund valmistui luokanopettajaksi ja kasvatustieteiden maisteriksi 2015, sivuaineenaan koulutusteknologia. Väitöstutkimuksensa ohella hän on toiminut Keski-Suomen aluekoordinaattorina Innokas-verkostossa, kouluttaen opettajia luovassa teknologian käytössä ja järjestäen erilaisia oppilastapahtumia, kuten ohjelmointi- ja robotiikkaturnauksia. Hän toimii lisäksi EU:n koodiviikon Suomen ”leading teacherina”. Väitöstutkimustaan hän teki pääasiassa väitöskirjatutkijana opettajankoulutuslaitoksella. Tällä hetkellä Fagerlund toimii projektitutkijana ICILS-tutkimuksessa Koulutuksen tutkimuslaitoksella.

Väitöstutkimusta ovat rahoittaneet lisäksi Suomen kulttuurirahaston Keski-Suomen rahasto, Emil Aaltosen säätiö ja Ellen ja Artturi Nyyssösen säätiö.