Tuntuuko vaikealta yhdistää ohjelmoinnillinen ajattelu ja matematiikka? EU:n rahoittamat hankkeemme voivat auttaa. Hankkeissa tutkitaan ohjelmoinnillisen ja algebrallisen ajattelun yhtymäkohtia ja luodaan tutkimusperusteisten interaktiivisten tehtävien kirjasto ja validoitu taitojen arviointityökalu. Tehtäväkirjastoa hyödyntäen rakennetaan oppilaita innostava ja opettajan työtä helpottava, pedagogisesti perusteltu opintopolku. Hankkeemme pyrkivät vastaamaan tuleviin haasteisiin, joita kansalaiset kohtaavat kun tietoyhteiskunnan muutos edellyttää heiltä digitaalisten taitojen ja ohjelmoinnillisen lukutaidon osaamista. Tuloksina on uudenlaisia avoimia opetussuunnitelmaperusteisia ja lokalisoituja ala- ja yläkoulun ohjelmoinnillisen ajattelun ja algebrallisen ajattelun opetusmateriaaleja.

Yhteiskunnan muutoksen myötä työelämässä tarvitaan erilaisia tulevaisuuden taitoja (engl. 21st century skills). Peruskoulun opetussuunnitelman yhtenä tavoitteena onkin kehittää nykyisten lasten ja nuorten tulevaisuuden taitoja, jotta he saisivat parhaat mahdolliset valmiudet työelämään. Ohjelmoinnillisen ajattelun ja algebrallisen ajattelun taidoilla on liittymäkohtia, ennen kaikkea abstrahointi, algoritminen ajattelu, kaavojen tunnistaminen ja muodostaminen, sekä ongelmanratkaisutaito. Niinpä työkalu, jolla voi arvioida oppilaiden ohjelmoinnillisen ja algebrallisen ajattelun taidon kehittymistä ja selvittää, tarvitseeko oppilas lisätukea, olisi opettajille suureksi avuksi. Tällä hetkellä tarvittavaa arviointityökalua ei kuitenkaan vielä ole olemassa.

CT&MathABLE-hanke pyrkii vastaamaan EU-maiden yhteiseen huoleen nuorten matemaattisten taitojen ja opiskeluvalmiuksien heikkenemisestä (https://www.fsf.vu.lt/en/ct-math-able). Ohjelmoinnin, informatiikan ja matematiikan tutkimuksen parissa työskennelleet kansainväliset asiantuntijat tutkivat ohjelmoinnillisen ja algebrallisen ajattelun yhteisiä osia sekä analysoivat kuuden EU:n maan peruskoulun matematiikan ja tietojenkäsittelyn/informatiikan opetussuunnitelmat kyseisten taitojen näkökulmasta. Tuloksia on hyödynnetty peruskoulun oppilaiden ohjelmoinnillisen ja algebrallisen ajattelun yhteisten taitojen arviointivälineiden kehittämisessä. Kolmelle ikäryhmälle (9-10-, 11-12- ja 13-14-vuotiaille) tarkoitetut arviointivälineet pilotoidaan Suomessa, Espanjassa, Lietuassa, Ruotsissa, Turkissa ja Unkarissa noin 2000 oppilaan ja heidän opettajiensa kanssa syksyllä 2023.

Nordplus-rahoitteinen sisarhanke hyödyntää CT&MathABLEn tuloksia ja laajentaa tehtäväpankin kokonaisiksi opintopoluiksi (engl. curriculum), joiden avulla opettajan on helppo tuoda hankkeiden tulokset suoraan luokkien 1-9 opetukseen neljän oppitunnin muodossa. Hanke toimii neljässä EU-maassa (Suomessa, Liettuassa, Ruotsissa ja Virossa), joissa yliopisto- ja koulutoimijat luovat ja pilotoivat materiaalin julkaistavaksi syksyyn 2024 mennessä. Materiaali julkaistaan oppimisympäristö ViLLEssä, jossa järjestelmän monipuolisten toimintojen lisäksi hyödynnämme integroituina XLogo Onlinen visuaalista ohjelmointiympäristöä ja Bebras Lodgen interaktiivisuutta.

Erityisenä vahvuutena on opettajalle suunnattu didaktinen tukimateriaali, joka on kehitetty analysoimalla EU-maiden opetussuunnitelmia. Yhdistettynä opettajan materiaali ja oppilasta motivoivat interaktiiviset tehtävät muodostavat uudenlaisen lähestymistavan ohjelmoinnillisen ajattelun ja algebrallisen ajattelun oppimiseen. Toteutuksessa on huomioitu Opetus- ja kulttuuriministeriön Uudet lukutaidot -hankkeen suositukset soveltuvin osin sekä Informatics for all -toimijan julkaisema Informatics Reference Framework for School samoin soveltuvin osin. Materiaali on jaettu neljään sisältökokonaisuuteen, joista on laadittu oppitunnit kaikille luokka-asteille. Sisältöön perehdytään vuosi vuodelta syvällisemmin, mutta oppituntijako säilyy samana: Tieto ja informaatio, Algoritmit ja ohjelmointi, Ongelmanratkaisu ja tekoäly sekä Vuorovaikutus ja turvallisuus. Oppitunneilla on noin kaksikymmentä automaattisesti arvioitua tehtävää ja opettajalle suunnattu keskeisiä tehtäviä ja käsitteitä selventävä tuntisuunnitelma, jossa on myös ideoita toiminnalliseen opetukseen.

Hankkeidemme tulokset tukevat nuorten tulevaisuuden taitojen kehittämistä tarjoamalla ohjelmoinnillisen ja algebrallisen ajattelun yhtymäkohtaan vahvasti tutkimuspohjaisia avoimia arviointityökaluja ja oppimismateriaaleja.