Tæknimenntun er mikilvæg fyrir framþróun hér á landi sem annars staðar. Miklu máli skiptir að veita nemendum góða menntun en einnig að vekja áhuga þeirra á tækninámi. Í kennslu er alltaf hægt að gera betur og kennarar eru sífellt að þróa sitt starf og leita nýrra leiða til að efla menntun og virkni nemenda sinna og auka þannig gæði kennslunnar.

Við Háskólann í Reykjavík (HR) hafa kennarar í tölvunarfræði þróað vendikennslu (e. flipped learning; FL) í forritunarkennslu undanfarin ár með góðum árangri. Vendikennsla er að hluta til uppbyggð öfugt við hefðbundna kennslu í þeim skilningi að í stað hefðbundinna fyrirlestra kennara er lögð áhersla á að nemendur eyði meiri tíma í að undirbúa sig fyrir kennslustundir sem snúast að mestu leyti um verkefnavinnu. Í kennslustundum er jafnframt oft stuðst við teymisnám (e. team-based learning; TBL) þar sem nemendur vinna saman að verkefnum.

Til að nemendur geti undirbúið sig vel utan kennslustunda þurfa þeir að hafa aðgang að góðu kennsluefni, s.s. kennslubókum til að lesa, myndböndum til að horfa á og verkefnum til að þjálfa hæfni til að leysa vandamál. Þegar nemendur koma í kennslustundir nota þeir svo þekkingu sína  til að vinna að ýmsum verkefnum undir leiðsögn kennara og hefðbundnum fyrirlestrum er jafnvel alveg sleppt í vendikennslu.

Ákveðið var að breyta skipulagi kennslu í forritunarnámskeiðinu T-111-PROG Forritun haustið 2018 yfir í vendikennslu á eftirfarandi hátt:

• Nemendum var í upphafi annar skipt í 60-70 manna hópa og innan hvers hóps í 5-6 manna teymi sem síðan unnu saman alla önnina. Gert var ráð fyrir að nemendur læsu ákveðið efni í kennslubók námskeiðsins áður en þeir kæmu í tíma og horfðu á 1-2 valin myndskeið (YouTube myndbönd) um efnið.
• Kennslustundir fyrir sérhvern hóp voru tvisvar í viku, 200 mínútur í hvort sinn. Í upphafi kennslustundar var nemendum gefið tækifæri á spurningum og gátu kennarar eytt 5-10 mínútum í að gefa yfirlit yfir fyrirliggjandi efni.
• Næst var lagt fyrir rafrænt einstaklingspróf með tíu fjölvalsspurningum. Að því loknu fengu nemendur tíma til að ræða spurningarnar í sínu teymi áður en teymið svaraði saman prófinu aftur. Þessi aðferð kallast Readiness Assurance Tests (RATs) og er talin góð þegar notuð eru fjölvalspróf á netinu.
• Að þessu loknu fengu nemendur nokkur stutt forritunarverkefni til að leysa í sínu teymi en í lok tímans skilaði þó hver og einn sinni eigin lausn. Gefinn var frestur í fjórar klukkustundir eftir að tímanum lauk til að skila þessum verkefnum.
• Heimavinna nemenda fólst ekki bara í því að undirbúa sig beint undir kennslustundir því að vikulega voru lögð fyrir stærri forritunarverkefni sem nemendur gátu unnið að í tveggja manna hópum. Vikulega gátu nemendur sótt opna tíma þar sem 2-3 kennarar voru til aðstoðar við efni námskeiðsins.
• Námsmatið fólst í fjölvalsprófunum (einstaklings- og teymisprófum) í kennslustundum sem giltu 10% af heildareinkunn, stuttum forritunarverkefnum unnum í kennslutíma sem giltu samtals 15%, stærri forritunarverkefnum sem unnin voru utan tíma og giltu 15%, tveimur hlutaprófum yfir önnina (það hærra gilti) sem giltu 20% og lokaprófi sem gilti 40%.

Höfundar gerðu könnun haustið 2018 á viðhorfum nemenda og námsárangri þeirra og báru saman við fyrri ár. Niðurstöðurnar voru síðan notaðar til að þróa og bæta kennsluna og skipulag námskeiðsins enn frekar árið 2019, og var því líka fylgt eftir með könnun til að meta árangurinn.  Við þróun vendikennslunnar var einnig stuðst við svör nemenda úr hefðbundnum kennslukönnunum skólans.

Í framhaldi af könnuninni 2018 var gerð breyting á námskeiðinu haustið 2019 og reynt að hvetja nemendur enn frekar til að lesa kennslubókina og undirbúa sig fyrr kennslustundir.  Myndbandi (15-25 mín.) var bætt við í upphafi kennslustunda sem aðalkennari námskeiðsins útbjó sérstaklega.  Ástæðan var sú að  í könnuninni söknuðu nemendur fyrirlestra frá aðalkennara þó þeir hefðu YouTube myndbönd til að horfa á heima. Þeim verkefnum sem nemendur þurftu að skila í lok tíma (til að fá fulla einkunn fyrir þann námsþátt) var fækkað um helming þar sem nemendum þótti of mikið álag fylgja því að þurfa að skila mörgum verkefnum í lok dags.  Hlutaprófum á önninni var fjölgað úr tveimur í þrjú.

Kannanirnar (2018 og 2019) leiddu í ljós að nemendum fannst námskeiðið í heildina vera góð námsupplifun og líkaði vel við efni á netinu, sérstaklega myndböndin. Upplifun nemenda var mun jákvæðari seinna árið. Sérstaklega var ánægjulegt að sjá að námsárangur var mun betri árið 2019 en 2018 sem gefur til kynna að þróun námskeiðsins sé á réttri leið.

Haustið 2020 leiddi COVID ástandið til þess að tímar í stundatöflu voru færðir yfiir á netið með lítilsháttar breytingum og í ljós kom að nemendum líkaði það vel. Zoom var notað þar sem kennslustundin hófst á því að allur hópurinn horfði saman á stutt myndband og gat spurt spurninga. Síðan var lagt fyrir stutt rafrænt einstaklingspróf áður en verkefnavinna hófst í breakout rooms í Zoom. Fyrstu þrjár vikunnar var nemendum skipt handahófskennt í 5 manna teymi fyrir verkefnavinnu en eftir það gátu nemendur myndað sín eigin teymi. Einnig var nemendum, sem töldu sig hafa góðan undirbúning í forritun (að mestu drengir), boðið að vera saman í sérstökum hópi á Zoom.  Ástæðan var sú að kannanir frá fyrri árum höfðu sýnt að nemendum með þó nokkra forritunarareynslu leiddist fyrstu vikurnar í námskeiðinu og einnig að samnemendum, einkum stúlkum, þótti óþægilegt að vinna með þessum nemendum. Um 60 nemendur af 502 völdu að vera í þessum sérstaka hópi. Könnun haustið 2020 leiddi í ljós að nemendur voru sáttir við skipulag tímanna á netinu og námsárangur var svipaður og árið áður.

Að endurskipuleggja námskeið krefst mikillar vinnu og kallar fram spurningar um stöðu og ábyrgð kennara. Í HR var innleiðingin byggð á kennslufræðilegri nálgun með því að láta nemendur taka virkan þátt í náminu með mikilli verkefnavinnu í samvinnu við aðra nemendur. Kennarar eru ánægðir með árangurinn, svo og margir nemendur en þó ekki allir.  Sumir nemendur vilja halda í hefðir og þó að árangur hafi batnað þá var kannski vonast eftir meiri breytingum til batnaðar. Hvað eiga kennarar þá að gera og hversu mikið tillit eiga þeir að taka til umkvartana nemenda? Í HR var ákveðið að hlusta á nemendur og bregðast við með breytingum milli ára og halda þannig áfram þróun vendikennslunnar í samvinnu við nemendur.

Nánar má lesa um vendikennslu í tölvunarfræði í HR hér:

Matthíasdóttir, A, and Loftsson, H. (2020). Improving the implementation of a first-semester programming course. Proceedings of the 16th International CDIO Conference, Chalmers Sweden, online, June 2020

Matthíasdóttir, A, and Loftsson, H. (2019). Flipped Learning in a Programming Course: Students’ Attitudes. Proceedings of the 15th International CDIO Conference, Aarhus University, Aarhus, Denmark, June 25 – 27, 2019.

Loftsson, H. and Matthíasdóttir, Á. (2019). Using Flipped Classroom and Team-Based Learning in a First-Semester Programming Course: An Experience Report. Proceedings of TALE 2019, Yogyakarta – Indonesia, 10-13 December

Höfundar: Ásrún Matthíasdóttir, lektor og Hrafn Loftsson dósent, bæði við Háskólann í Reykjavík