Börnin í undralandi tölvuleikjanna

Hagkerfi framtíðarinnar byggir á tækni og þekkingu á henni.  Í dag er þjóðfélagið háð tæknimenntuðu fólk til að nýta sér tæknina og oft á tíðum veit fólk ekki hvað er í boði.  Því þarf strax að byrja  að þjálfa upp næstu kynslóð og efla tölvufærni barna í þágu þverfaglegrar hæfni þeirra í framtíðinni.  Börnin þurfa að að læra að vinna með tölvuna en ekki bara vinna á hana – líkt og þau þurfa að læra að skrifa jafnt sem þau læra að lesa.

Saga forritunarkennslu

Þegar tölvurnar komu fyrst til sögunar á árunum 1970 til 1980 var mikill áhugi að kenna börnum hvernig ætti að forrita.  Þúsundir skóla byrjuðu að kenna börnum forritun í Logo eða Basic. Fljótlega skiptu skólarnir um stefnu þar sem þetta var ekki að ganga eins og vonast var til.  Það sem er talið hafa ollið því að svona illa gekk eru eftirfarandi þættir; forritunarmálin voru of flókin, verkefnin sem átti að leysa voru ekki nægjanlega spennandi (gengu til dæmis út á að teikna línur eða reikna prímtölur) og oft  var ekki nægilegur stuðningur og kunnátta til staðar hjá leiðbeinendum (Resnick o.fl., 2009). Rannsóknir hafa sýnt að þegar nemendur byrja í tölvunarfræði finnst þeim oft erfitt að ná tökum á forritun.  Af því leiðir að mikið er um að nemendur gefist upp á fyrsta ári í námi í tölvunarfræðum (Dunican, 2002; Jenkins, 2002; McCracken o.fl., 2001; Proulx, 2000).  Jenkins (2002) telur vera nokkrar ástæður fyrir þessu brottfalli og þessum erfiðleikum sem nemendur lenda í.  Í fyrsta lagi þá telur hann að ekki sé hægt að læra forritun aðeins af bókum heldur verða nemendur að forrita, en margir nemendur nýkomnir í háskóla halda annað af reynslu úr öðrum fögum.   Í öðru lagi er forritun yfirleitt alveg nýtt viðfangsefni fyrir nemendur.  Þeir þurfa því að aðlaga sig námslega að því að læra forritun.  Að lokum þá loðir við forritun að aðeins „nördar“ kunni að forrita og að það sé mjög erfitt að læra hana. Ef nemendur koma með það viðhorf í skólann getur það haft áhrif á hversu móttækilegir nemendur eru (Jenkins ,2002).

Menntakerfið í dag

Þrátt fyrir mikla tækniþróun og aukna tölvunotkun undanfarin ár og áratugi, hefur grunnskólakerfið ekki aðlagað sig að þeirri þróun.  Grunnskólar kenna börnum í dag aðeins almenna tölvunotkun,  þeim er kennt að nota forritin sem til eru en ekki kennt að búa til sín eigin forrit.  Börn í dag geta spilað leiki, vafrað um á netinu og vita hvernig allt virkar en fá geta búið til sína eigin leiki eða smíðað sín eigin forrit.  Það er eins og þau geti lesið en ekki skrifað (Wing, 2006).

Hefjum kennslu í forritun strax á fyrsta stigi í grunnskóla

Eitt af því sem börn gera best er að læra tungumál. Forritunarmál eru ein tegund tungumála sem bæði maður og tölva skilja. Þessi eiginleiki barna að læra tungumál fer minnkandi eftir 12 ára aldurinn.  Höfundar þessarrar greinar gerðu rannsókn á getu 6 og 9 ára gamalla barna til að læra forritun, sú rannsókn gaf til kynna að börn allt niður í 6 ára hefðu bæði áhuga og getu til að læra forritun. Við vitum að ung börn eru mjög móttækileg og lærdómur á unga aldri hefur áhrif á framtíð barnsins.

Mynd 1 Dæmi um forrit eftir 6 ára gamlan dreng sem tók þátt í rannsókninni

Rannsóknir og áhrif forritunarkennslu Lítið sem ekkert hefur verið rannsakað á þessu sviði síðan í kringum árið 1980 og þá einungis um mjög lítil úrtök að ræða.  En þær rannsóknir sem gerðar hafa verið hafa sýnt fram á að kennsla í forritun hafi jákvæð áhrif á meðal annars eftirfarandi: -    Læra betur að setja sig í spor annarra. -    Ná betur að endurspegla og þekkja sína eigin hugsun. -    Margþættari hugsun. -    Aukin geta í verkefnaúrlausn. -    Aukin rýmisgreind. -    Aukin rökhugsun.

Með því að forrita tölvuna til að gera það sem börnin vilja þá þurfa þau að setja sig í sporin sjálf og hugsa út í hvernig þau myndu sjálf leysa verkefnið og þá endurspegla sína eigin hugsun (Papert, 1980).  Þeir Gorman og Bourne sýndu fram á að átta til níu ára börn gátu lært forritun auk þess sem þau sýndu jákvæða fylgni milli reglulærdóms og tíma sem varið var í forritun á viku (Gorman og Bourne, 1983).  Einnig sýndi rannsókn Clements og Gullo fram á getu sex ára barna til að læra forritun.  Þau börn sýndu einnig fram á aukna verkefnalausnargetu, margþættari hugsun, aukna getu til að þekkja eigin hugsun og aukna rýmisgreind eftir 12 vikna kennslu í Logo forritun (Clements og Gullo, 1984).  Auk þess að auka þessa þætti fjallaði Wing um að geta til að forrita auki ekki bara rökhugsun og hjálpi til við verkefnalausn og áætlunargerð heldur getur kennsla í forritun opnað hug fyrir öðrum sviðum en bara forritun  (Wing, 2006).

Börnin eru mikilvægasta fjárfestingin

Ávinningur þess að hefja kennslu í forritun stax á fyrstu stigum grunnskóla er því samfélagslegur auk þess að hafa verulega jákvæð áhrif  á börnin sjálf, þekkingu þeirra og getu.  Höfundar vilja sjá 70% af grunnskólum landsins bjóða nemendum sínum upp á forritunarkennslu innan þriggja ára.  Með þessari jákvæðu aðlögun að breyttu umhverfi barnanna munum við ná þverfaglegri tengingu milli ólíkra greina.  Börnin verða í stakk búin til að bæði nota tæknina auk þess að hafa skilning á því sem hún hefur upp á að bjóða.  Í framhaldinu munum við sjá aukna sókn í tæknimenntun, stelpur verða sterkari í geiranum en í dag, almenn tölvukunnátta mun aukast og þar með framleiðni starfmanna.  Litla Ísland kemst því á kortið sem frumkvöðull í menntun.    Kennslustarf á Íslandi mun þróast og taka umbótum í takt við breytingar í þjóðfélaginu og um leið virkja skapandi og virka hugsun barna. Hagkerfi framtíðarinnar byggir á tækni og þekkingu  á henni og þar eru börnin mikilvægasta fjárfestingin.

Höfundar

Laufey Dís Ragnarsdóttir, tölvunarfræðingur og sálfræðinemi við HR

Rakel Sölvadóttir, tölvunarfræðingur og sálfræðinemi við HR

Heimildir Clements, D. H. og Gullo, D. F. (1984). Effects of Computer Programming on Young Children‘s Cognition. Journal of Education Psychology, 76(6), 1051-1058.

Dunican, E. (2002). Making the analogy: Alternative delivery techniques for first year programming courses. In J. Kuljis, L. Baldwin og R. Scoble (ritstjórar), Proceedings from the 14th Workshop of the Psychology of Programming Interest Group (bls 89-99). London: Brunel University.

Gorman H. og Bourne, L. E. (1983). Learning to think by learning LOGO: Rule learning in third-grade computer programmers. Bulletin of the Psychonomic Society, 21(3), 165-167.

Jenkins, T. (2002). On the difficulty of learning to program. Proceedings of the 3rd Annual Conference of the LTSN Centre for Information and Computer Sciences. Sótt 26. júní 2011 af http://www.psy.gla.ac.uk/~steve/localed/jenkins.html

McCracken, M., Almstrum, V., Diaz, D., Guzdial, M., Hagan, D., Kolikant, Y.B.-D. o.fl. (2001). A multi-national, multi-institutional study of assessment of programming skills of first-year CS students. ACM SIGCSE Bulletin, 33(4), 125-140.

Papert, S. (1980). Mindstorms: Children, computers, and powerful ideas. New York: Basic Books.

Proulx, V. (2000). Programming patterns and design patterns in the introductory computer science course.  SIGCSE Bulletin, 32(1), 80-84.

Resnick, M., Maloney, J., Monroy-Herneández, A., Rusk, N., Brennan, K., Millner, A. o.fl. (2009). Scratch: Programming for All. Communications of the ACM, 52(11), 60-67.

Wing, J.(2006). Computational thinking. Communications of the ACM ,49(3), 33–35.