Ohjelmoinnillisen ajattelun opettaminen digitaalisissa oppimisympäristöissä

Abstract

Tutkijat määrittelevät ohjelmoinnillisen ajattelun tulevaisuuden taidoksi. Ohjelmoinnillinen ajattelu on ongelmanratkaisutaitoa ja perusta tietokoneella ratkaistavien ongelmien hahmottamiseen. Ohjelmoinnin opettaminen on kirjattu perusopetuksen opetussuunnitelmaan perusteisiin vuonna 2014 ja sen tavoitteet on kuvattu perusopetuksen opetussuunnitelmassa osana matematiikan ja käsityön oppiainekuvauksia. Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteissa ohjelmoinnin tavoitteiden kuvaus ei ota riittävästi huomioon ohjelmoinnillista ajattelua, joka on osa ohjelmointiosaamista. Ohjelmoinnillisen ajattelun opettamisen tavoitteita on tarkennettu Opetus- ja kulttuuriministeriön koordinoimassa Uudet lukutaidot -kehittämishankkeen julkaisuissa. Ohjelmointiosaamisen tavoitteissa ilmenee ohjelmoinnillisen ajattelun komponentteja, mutta niiden konkreettinen opettaminen jää opettajan osaamisen ja pedagogiikan varaan. Tutkielman tavoitteena on selvittää, miten digitaalisissa oppimisympäristöissä ohjelmoinnillisen ajattelun komponenttien ilmeneminen tukee ohjelmoinnillisen ajattelun opettamista. Kirjallisuuskatsauksessa perehdytään ensin ohjelmoinnillisen ajattelun määritelmiin ja esitellään tutkielman osaksi kehittämäni AHAA-malli, johon päädyin rajaamalla ohjelmoinnillisen ajattelun määritelmistä neljä komponenttia. Mallin komponentit ovat abstraktio, hajottaminen, algoritmi ja automatisointi. Mallin tarkoitus on helpottaa moniulotteisen ohjelmoinnillisen ajattelun määritelmän hahmottamista suhteessa käytettävien digitaalisten oppimisympäristöjen arviointiin. Seuraavaksi työssä avataan perusopetuksen opetussuunnitelman perusteiden ja Uudet lukutaidot -kehittämishankkeen tavoitteita, jotka antavat perusteet digitaalisten oppimisympäristöjen ja ohjelmointiosaamisen kehittämiseen. Tutkielman lopuksi AHAA-mallin pohjalta arvioidaan Scratchin, Code.orgin ja Khan Academyn digitaalisia oppimisympäristöjä, jotka ovat lasten ja nuorten ohjelmointiosaamisen kehittämiseen luotuja ohjelmointialustoja. Kirjallisuuskatsauksessa havaitaan, että arvioitavista digitaalisista oppimisympäristöistä löytyy ohjelmoinnillista ajattelua tukevat AHAA-mallin komponentit ja ne tukevat ohjelmoinnillisen ajattelun opetusta erityisesti ongelmanratkaisun näkökulmasta. Oppimisympäristöjen tehtävät painottuvat ohjelmoinnin opetteluun, ja konkreettisia oppimistehtäviä ohjelmoinnillisesta ajattelusta on vaihtelevasti. Ohjelmoinnillisen ajattelun kehittymistä on vaikea arvioida luotettavasti graafisissa oppimisympäristöissä, jonka vuoksi oppilaille tulisi antaa tehtäviä, joissa ongelman ratkaisu velvoittaa ohjelmoinnillisen ajattelun komponenttien hahmottamista.