Datorer finns överallt i det e-postmoderna samhället och hur man kan förmå dessa tanklösa maskiner att göra som man vill är en tillämpad form av datalogiskt tänkande. Skolsystem världen över försöker få ungdomar att utveckla förmågor som att programmera och använda internet på ett säkert sätt, men det finns i dagsläget mer politisk vilja än vetenskapligt kunnande gällande hur detta bäst genomförs. Det här utvecklingsarbetet tar sin utgångspunkt i kognitiv belastningsteori och hur man skapar de bästa förutsättningarna för elevers långtidsminnen att ta till sig önskad kunskap. Dessa förutsättningar kompletteras med två teorier om elevers motivation – ’hur’ kommer före ’varför’ samt programmering som ett skapande ämne – för att utforma lärsituationer där eleverna får en ärlig chans att lyckas. Målet var att eleverna skulle få en rolig och enkel introduktion till att börja förstå och tillämpa programmering. Utvecklingsarbetet omfattar utvecklandet av en lektionsserie som genomfördes med en elevgrupp på 27 elever i årskurs 7 som till vardags undervisas av författaren. I undervisningen introducerades eleverna till grundläggande begrepp inom programmering, samt fick producera och dokumentera egen blockbaserad kod på micro:bits (en form av kontrollerkort). Utöver lektionsserien undersöktes elevernas kunskaper genom ett läxförhör samt deras attityd till kunskapsområdet med hjälp av en enkät. Resultatet blev tre planerade programmeringslektioner som detaljrikt presenteras tillsammans med didaktiska överväganden kring valda lektionsmoment. Kunskapsmässigt presterade en stor del av gruppen på (minst) en acceptabel nivå. Elevgruppen i allmänhet presterade betydligt bättre på praktiska moment än reflekterande moment.  Elevernas attityder till programmering förändrades marginellt av undervisningen. De flesta eleverna hade en oförändrad, svagt positiv attityd till ämnet. Något fler elever uppfattade programmering som enkelt och roligt efter genomförd lektionsserie. Utöver detta svarade samtliga elever att de upplevde att de hade lärt sig en hel del av undervisningen och en klar majoritet av eleverna var intresserade att lära sig mer om programmering i framtiden.  Sammanfattningsvis ansågs lektionsserien till stor del uppnå studiens mål, både avseende elevernas kunskapsnivåer samt förvärvade attityder till kunskapsområdet. Som framtida arbete önskas en konkret läroplan grundad på forskningsbaserade studier inom programmering som lärare kan utgå ifrån för att ge eleverna bästa möjliga undervisning.

Elever i Sverige ska från och med höstterminen 2018 lära sig programmering och det är nu ett obligatoriskt område i det centrala innehållet i matematikämnet. Programmering är ett outforskat område för många verksamma matematiklärare som menar att de inte har tillräcklig kompetens och kunskap för att undervisa om det. Denna litteraturstudie syftar därför, till att genom didaktisk forskning, beskriva visuell blockbaserad programmering i matematikundervisningen då elever i årskurs 4-6 ska erbjudas möjligheten att arbeta med visuella programmeringsmiljöer. I resultatdelen presenteras undervisningsmetoder, lärarstilar och utmaningar vid användning av blockbaserade programmeringsmiljöer. Debugging visar sig vara en utmärkande metod och en process som kan utveckla elevers lärande. Blockbaserade program kan medföra att elever fokuserar på annat än matematiska koncept, men med en utförlig lärarhandledning skulle eventuellt den problematiken kunna minskas. Studien visar hur och varför blockbaserade programmeringsmiljöer används för att utveckla programmering.

Med anledning av utbildningsdepartementets förslag att införa programmering som skolämne utfördes en undersökning för att avgöra vad elever och lärare i grundskolan anser om betydelsen av programmering i grundskolan (Utbildningsdepartementet, 2015). Avsikten med undersökningen är att visa om och i så fall hur elever får kunskap genom programmering samt vilken typ av kunskap som kan erhållas. Observationer och kunskapstester genomfördes med grundskoleelever i de tidigare årskurserna. Därtill genomfördes intervjuer med barn och lärare. Resultatet av undersökningen visade att elever och lärare är positivt inställda till programmering i skolan och till de webbaserade blockprogrammeringsprogrammen Code.org och Scratch. Lärare hävdande att programmering kan förbättra elevernas förmåga att kunna lösa vardagliga problem på olika konkreta sätt, en förmåga som sedan kan användas i framtida lärosituationer och i förlängningen även under yrkesutövning. Förskollärare som använder Blue-bot-programmering i sin verksamhet menar att Blue-bot-övningarna ökar barns kunskaper och förståelse i problemlösning.

Programmeringsundervisningen i den svenska gymnasieskolan har bedrivits mer eller mindre på samma sätt sedan ämnet introducerades på 70-talet. Det behövs mer studier om didaktisk undervisning i relation till ämnet programmering för att hjälpa programmeringslärare att utveckla undervisningen och förbättra undervisningen för eleverna. Eftersom Skolverket nu har möjliggjort att grundskoleelever samt fler program på gymnasiet ska kunna läsa programmering, behöver studier undersöka hur och på vilket sätt undervisningen bedrivs, samt hur eleverna upplever undervisningen. Det här arbetet försöker därför lyfta fram hur några programmeringslärare på gymnasiet bedriver undervisning utifrån de mål som de själva anser att ämnet programmering har, och hur deras elever upplever målen, samt vilken attityd eleverna har mot den undervisning som de tagit del av. Undersökningsmetoden har varit kvalitativ i form av lärar- och elevintervjuer med inriktning kring de mål som ämnet programmering har på gymnasieskolan. De mål som lärarna har kring programmeringskurserna ligger mycket nära de mål som Skolverket beskriver i kursplanerna. Och för att eleverna ska få en positiv attityd till undervisningen är det viktigt att läraren variera undervisningen och bland annat blandar in både teoretiska och praktiska delar.

Syftet med denna studie är att få mer kunskap om vilka egenskaper lärare anser att en blockprogrammeringsmiljö bör ha för att elever ska utveckla sina generella matematiska kunskaper. I denna studie har vi först gjort en induktiv tematisk analys för att hitta teman och sedan en deduktiv analys med hjälp av TPACK och konstruktivism. Studiens data har samlats via semistrukturerade kvalitativa intervjuer över Zoom och Microsoft Teams. Resultatet baseras på sju intervjuer med behöriga lärare som undervisar i grundskolans årskurs fyra till sex i Sverige. Resultaten visade att lärare använder blockprogrammeringsmiljöer i sin undervisning för att eleverna ska konstruera ny kunskap utifrån redan befintlig kunskap, antingen via tidigare matematiska kunskaper eller tidigare programmeringskunskaper. Blockprogrammeringsmiljöer behöver vara visuellt motiverande för eleverna och gärna ha en tydlig koppling till verkligheten. Dessutom vill flera lärare se att blockprogrammeringsmiljön erbjuder elever möjligheten att arbeta kreativt med variabler och algoritmer. Blockprogrammeringsmiljöer kan utveckla elevers generella matematiska kunskaper genom att beröra innehåll som relaterar till traditionell matematik. / The purpose of this study is to acquire more knowledge of what characteristics teachers find necessary for block programming environments so that students can develop general mathematical knowledge. We used an inductive thematic analysis in this study to find themes followed by a deductive analysis with the help of TPACK and constructivism. The data of the study has been gathered by semi-structured qualitative interviews over Zoom and Microsoft Teams. The findings are based on seven interviews with licenced teachers that teach in primary school year four till six in Sweden. The findings show that teachers use block programming environments in their education so that students can construct new knowledge out of prior knowledge, either by using prior mathematical knowledge or prior knowledge of programming. Block programming environments need to be visually pleasing for pupils and have a clear connection to reality as well. In addition, more teachers are demanding that block programming environments offer the students the possibility to work creatively with variables and algorithms. Block programming environments have the possibility of developing students’ general mathematical knowledge by touching on content that relate to traditional mathematics.

Programmering som verktyg för lärande i matematik- En empirisk studie av elevers resonemangsförmåga i två olika undervisningsmiljöer För att förbereda grundskoleelever för denna allt mer digitaliserade värld, infördes programmering i kursplanen för matematik den första juli 2018. Syftet med den här studien var att undersöka om arbete i en programmeringsmiljö kan erbjuda nya möjligheter för lärande i matematik jämfört med en ouppkopplad lärmiljö. Detta undersöktes med hjälp av två för ändamålet särskilt designade lektioner, en där arbetet skedde ouppkopplat och en där arbetet skedde i en programmeringsmiljö. De deltagande eleverna arbetade parvis, och deras arbete observerades med hjälp av både fältanteckningar och ljudinspelningar. Elevernas lärande undersöktes genom att analysera deras matematiska resonemang vid de båda lektionstillfällena. Analysen skedde med hjälp av fyra analysfrågor, och resultatet visar tendenser till en skillnad i elevernas matematiska resonemang vid arbete i de två olika lärmiljöerna. På individnivå pekar resultatet på en variation i vilken av lärmiljöerna som var mest fördelaktig. På gruppnivå var det däremot fler elever som i större utsträckning följde varandras resonemang när de arbetade i programmeringsmiljön. Dessutom visade majoriteten av eleverna på en större uthållighet i att lösa uppgifterna när de arbetade med programmering. Vad dessa skillnader kan bero på diskuteras såväl i samband med studiens resultat som tidigare forskning. Slutsatsen lyder att programmering kan erbjuda elever nya sätt att lära matematik och därför bör användas som ett av flera verktyg i undervisningen. / Programming as a learning tool in mathematics - An empirical study of pupils’ mathematical reasoning in two different educational environments In order to prepare pupils for a more and more digitalised world, programming has been included in the Swedish curriculum for mathematics since July 1, 2018. The purpose of this study was to examine if working in a programming environment, in comparison to an unplugged environment, would offer pupils new opportunities for learning mathematics. This was examined by analysing the mathematical reasoning of the pupils during two different lessons; one where they worked without computers and one where they used computers and worked with block programming. The participating pupils worked in pairs, and the work and process of the pupils was observed and recorded by field notes and audio recordings. The learning opportunities was examined and the pupils' mathematical reasoning during both lessons was analysed. Four questions served as basis for the analysis, and the results showed a difference in the pupils’ mathematical reasoning in the two different learning environments. At an individual level, the results varied as regards which working environment was the most beneficial. At a group level, on the other hand, more of the pupils were able to follow each other’s mathematical reasoning when working in the programming environment. Furthermore, most of the pupils were more perseverant in solving the tasks when working in the programming environment. The possible cause of these differences is discussed in connection to the results of this study as well as to previous research. The conclusion is, a programming environment can offer the pupils new opportunities to learn and should be used as one of many ways to teach mathematics.

Syftet med studien är att undersöka huruvida elever använder problemlösningsstrategier under programmering i programmet ScratchJr. Forskningsfrågorna utgår ifrån hur eleverna använder sig av samt uttrycker sig om sina egna problemlösningsstrategier. Metoderna som använts för att besvara forskningsfrågorna har varit en triangulering mellan deltagande observation och intervju. Den deltagande observationen har bestått av ett lektionsupplägg. 40 elever från tre olika skolor har deltagit i studien genom observation och därefter intervjuer med samma elever om den lösning som framkommit. Det resultat som framkommit har varit att samtliga elever använt sig av problemlösning genom olika strategier som att prova sig fram, samarbeta eller komma ihåg hur de tidigare gjort. De allra flesta elever kunde uttrycka sig på vilket sätt de löst uppgiften under intervjun. Studiens resultat visar att programmering är en viktig del av undervisningen. Elever använder sin individuella problemlösningsförmåga och kan då bli medvetna om den. Programmering ska också ses som en del av det lustfyllda lärandet. / The purpose of the study is to investigate whether pupils use problem-solving strategies during programming in the ScratchJr program. The research questions are based on how the pupils make use of and express themselves about their own problem-solving strategies. The methods used to answer the research questions have been a triangulation between participant observation and interview. The participatory observation consisted of a lesson plan. 40 students from three different schools participated in the study through observation and then interviews with the same pupils about the solution that has emerged. The result that has emerged has been that all students have used problem solving through different strategies such as trying to develop, collaborate or remember how they did before. Most pupils were able to express how they solved the task during the interview. The study's results show that programming is an important part of teaching. Pupils use their individual problem-solving ability and can then become aware of it. Programming should also be part of the fun-filled learning.

Programming was included in the curriculum for mathematics at highschool 2018 and to beused as a tool for problem solving in the courses mathematics 3b, mathematics in the c-track,mathematics 4 and mathematics 5. The purpose of this study is to contribute knowledge to themathematics subject in high school by investigating and describing a teaching situation whereprogramming is used as a tool for problem solving in mathematics in high school. The study'sresearch design is design research and is based on a designed activity with principles fromblock coding and Kolb's experiential learning theory that aims to answer the question of howblock coding can introduce programming as a tool for solving mathematical problems in highschool. The study was conducted in two classes with 31 and 24 students, respectively. Thestudy shows how block coding can be used to introduce students to developing the ability tosolve mathematical problems with programming. / Programmering togs med i ämnesplanen för matematik på gymnasiet 2018 och ska användassom ett verktyg för problemlösning inom kurserna matematik 3b, matematik inom c-spåret,matematik 4 och matematik 5. Syftet med studien är bidra med kunskap till matematikämnetpå gymnasiet genom att undersöka och redogöra för en undervisningssituation därprogrammering används som verktyg för problemlösning inom matematik på gymnasiet.Studiens forskningsdesign är design research och grundar sig i en designad aktivitet medprinciper från blockprogrammering och Kolbs experiential learning theory som syftar till attsvara på frågan om hur blockprogrammering kan introducera programmering som verktyg föratt lösa matematiska problem på gymnasiet. Studien genomfördes i två klasser med 31respektive 24 elever. Studien visar hur blockprogrammering kan användas för att introduceraelever till att utveckla förmågan att lösa matematiska problem med programmering.

Digitaliseringen har förändrat skolmiljön och skapat både nya utmaningar och möjligheter Det här examensarbetet, genomfört i samarbete med K-ULF projektet, syftar till att utveckla en pedagogisk lektionsplanering med tillhörande lärar- och elevhandledning som kombinerar teori och praktiska övningar. Målet är att stödja lärare i programmeringsundervisningen och främja elevernas lärande i en sociokulturell miljö. Bedömningen av elevernas förståelse genomfördes med hjälp av Blooms taxonomi, som utgår från det kognitivistiska perspektivet. Lärarhandledningen utformades baserat på tidigare forskningsresultat och input från en tekniklärare. Den omfattade tydliga syften och lärandemål enligt ämnesplanen för Teknik i gymnasiet, lektionsupplägg, lektionsinnehåll samt eventuella förberedelser för läraren. Därefter genomgick handledningen tre iterationer baserade på protokoll, deltagande observationer, diskussioner med läraren och insamlade elevsvar. Författarna testade handledningen genom att använda den i sin egen undervisning. Resultatet visade att handledningen fungerade som ett användbart verktyg för lärare som ville introducera programmering i sin undervisning. Den kunde anpassas efter klassens kunskapsnivå och lärarens egna erfarenheter. Undervisningen ägde rum i en sociokulturell klassrumsmiljö där eleverna arbetade både individuellt och i par. De insamlade elevsvaren visade att elevernas förståelse nådde upp till nivå sex enligt Blooms taxonomi när de arbetade i grupp, vilket innebar att de kunde skapa nya program och lösningar. Dock hamnade deras individuella förståelse upp till nivå fem, där de kunde bygga upp kunskap från minnesnivå till förståelse och tillämpning. Användningen av Blooms taxonomi för att bedöma elevernas förståelsenivå i en sociokulturell kontext visade sig vara en framgångsrik metod. De olika perspektiven på lärandet samverkade på ett effektivt sätt. / Digitalization has revolutionized the educational landscape, bringing forth new challenges and opportunities within schools. This master’s thesis, conducted in collaboration with the K-ULF project, aims to develop a pedagogical educational curriculum material that combines theory and practical exercises for teachers and students. The material focuses on programming instruction and fostering student learning within a sociocultural environment. To assess students’ understanding, Bloom’s taxonomy, rooted in the cognitivist perspective, was employed. The teacher guide was designed based on prior research findings and insights from a technology teacher. It encompasses clear objectives, learning goals aligned with the secondary school technology curriculum, lesson plans, lesson content, and necessary teacher preparations. The guide underwent three iterations, incorporating protocols, participant observations, discussions with the teacher and collected student solutions. To evaluate the effectiveness of the teacher guide, the authors utilized it in their own teaching. The results demonstrated that the guide served as a valuable resource for teachers seeking to incorporate programming into their instruction. It could be tailored to accommodate the student’s knowledge level and the teacher’s experience. The teaching took place in a sociocultural environment, where students engaged in both individual and collaborative work. Analysis of student solutions indicated that group work led to a higher level of understanding, reaching level six of Bloom’s taxonomy, enabling students to create new programs and devise solutions. However, individual understanding reached level five, characterized by the ability to evaluate. The use of Bloom’s taxonomy as an assessment tool within a sociocultural context proved successful, effectively integrating diverse perspectives on learning.