Language Teaching Methods in Programming Education : A study of the possibility of adapting language teaching methods to programming education in the Swedish upper secondary school

Från 2018 ska programmering vara tillgängligt för alla elever i gymnasiet. Detta kommer att ställa högre krav på fungerande undervisningsmetodik som är anpassad för elever med olika teknisk bakgrund och erfarenheter. Programmering är ett formellt (konstgjort) språk till skillnad från till exempel svenska och engelska som är naturliga språk. Forskning visar att när vi tolkar programkod så aktiveras vårt naturliga språkcentrum i större grad i jämförelse med mer logiska och matematiska delar av hjärnan.Denna rapport undersöker sambandet mellan formella och naturliga språk för att se om det är möjligt att anpassa språkdidaktiska undervisningsmetoder till programmeringsundervisningen. För att få en uppfattning om hur programmeringsundervisningen ser ut idag genomfördes lärarintervjuer som analyserades ur ett kvalitativt perspektiv. Med dessa intervjuer fick vi en förståelse för förutsättningarna i undervisningen och vilka svårigheter som finns i dagens programmeringsklassrum. I arbetet begränsar vi oss till undervisning i Programmering 1 i den svenska gymnasieskolan. Resultatet visar att elevernas största svårighet är att programmera flytande utan att syntaxen blir en allt för stor del av undervisningen. Dessutom visar intervjuerna att lärare i programmering har lite forskningsbaserade undervisningsmetoder att använda för att bemöta dessa svårigheter.Vi kommer fram till att endast en delmängd av det centrala innehållet går att behandla med språkdidaktiska undervisningsmetoder. För att eleverna bättre ska förstå programspråkets syntax så bör eleverna utsättas för många kodexempel. Genom dessa kodexempel ska eleverna ges förutsättningar att bearbeta programspråket för att de ska kunna extrahera de aktuella syntaktiska reglerna. En del av bearbetningen består i att eleverna får möjlighet att lära sig ett antal kodstycken utantill. På så sätt kan man minska på andelen syntaxfel som eleverna gör. En annan svårighet i programmeringen är den begreppsförvirring som kan uppstå i en konflikt mellan svenska och engelska, då många begrepp och termer inom programmering är på just engelska. Det är viktigt att eleverna får möjlighet att reflektera över den språkliga betydelsen av kodord och kommandon i ett programspråk. Genom läsning av många goda exempel kan eleverna även bilda sig en uppfattning om vad som är god praxis för struktur, läsbarhet och kommentering av programkod. Med dessa förslag för undervisning vill vi inspirera till nya sätt att tänka kring programmeringsundervisning, men lämnar rum för praktik och vidare forskning åt intresserade inom utbildningssfären.From 2018, programming courses will be made available for all students in upper secondary school (Sweden). This highlights the need for working and well-defined teaching methods that are adapted for students with different background and experiences in technology. Programming is a formal language unlike Swedish or English that are natural languages. Research shows that when we interpret programming code, the language center of our brain is more active in comparison with regions of the brain that are more connected with logical and mathematical thinking. In this report we investigate the relationship between formal and natural languages in order to evaluate the extent to which language leaching methods can be applied to programming education. To get an overview of how programming education is currently structured, we conducted interviews which were then analyzed from a qualitative perspective. These interviews make it possible to understand the conditions of learning situations in computer education, and what the main difficulties in today's programming classroom are. The scope of this study is limited to introductory programming, more specifically in the Swedish upper secondary school. The result shows that the biggest difficulty for students in introductory programming, is to program without syntax becoming too much of a time-consuming struggle. In addition, the interviews show that teachers in programming courses have little research-based methods to use in their teaching in order to address these difficulties. In our study we find that only a subset of the syllabus of introductory programming can be dealt with using language teaching methods. To increase students' understanding of programming language syntax, the student should be exposed to many examples of programming code. Through these code examples the students are enabled to process the programming language in order to extract the syntax rules of the current language. An obvious step in this process consists of the students' memorizing these lines of code. This way the students' syntax error rate can be reduced. An additional challenge when teaching in introductory programming is the confusion of concepts that can occur in a conflict between the Swedish and English languages. It is therefore important to allow the students to reflect upon the semantic meaning of keywords, concepts and commands in a programming language. Through reading of code examples, the students can also get a feeling of how programming code is best structured and commented in order to aid readability. With our proposed approach to teaching programming, we want to inspire to new ways of thinking about programming education, but we also want to leave a bit of space for practice and further research for those interested in the world of programming and computer education