Utilising student profiles in mathematics course arrangements

This thesis develops a method for identifying students struggling in their mathematical studies at an early stage. It helps in directing support to students needing and benefiting from it the most. Thus, frustration felt by weaker students may decrease and therefore, hopefully, also drop outs of potential engineering students. The research concentrates on a combination of personality and intelligence aspects. Personality aspects gave information on conation and motivation for learning. This part was studied from the perspective of motivation and self-regulation. Intelligence aspects gave information on declarative and procedural knowledge: what had been taught and what was actually mastered. Students answered surveys on motivation and self-regulation in 2010 and 2011. Based on their answers, background information, results in the proficiency test, and grades in the first mathematics course, profiles describing the students were formed. In the following years, the profiles were updated with new information obtained each year. The profiles used to identify struggling students combine personality (motivation, selfregulation, and self-efficacy) and intelligence (declarative and procedural knowledge) aspects at the beginning of their studies. Identifying students in need of extra support is a good start, but methods for providing support must be found. This thesis also studies how this support could be taken into account in course arrangements. The methods used include, for example, languaging and scaffolding, and continuous feedback. The analysis revealed that allocating resources based on the predicted progress does not increase costs or lower the results of better students. Instead, it will help weaker students obtain passing grades.

Exploring Relationship between Pakistani Teachers’ Pedagogical Beliefs and ICT Use for Teaching and Learning

Background: The aim of present study is to investigate relationship between Pakistani teachers’ pedagogical beliefs and ICT use for teaching and learning. Previous studies found close relationship between pedagogical beliefs and teaching practices including use of ICT. However, variation in results is also reported and attributed to cultural and contextual differences. Methodology: Quantitative approach was used to study a sample of 231 Pakistani basic education teachers from middle and upper-middle range private schools, mostly from large urban centres. Results: This study confirmed previously study results that constructivist-compatible pedagogical beliefs are significantly related to both traditional and constructivist use of ICT. However, it is also found that traditional-transmission pedagogical beliefs are significantly related to traditional use of ICT – a finding not reported in previous studies. Some amounts of ICT training for pedagogical purpose exhibit significant impact on ICT use, in particular constructivist use of ICT. Similarly age also play a role as younger teachers are more likely to use ICT, however, no significant difference of pedagogical beliefs and ICT use was found between male and female teachers. Recommendation for practice and further investigation are made in chapter 5.

Ohjelmoinnin opetus peruskoulussa: toiminnallisuutta ja graafista ohjelmointikieltä hyödyntävien opetusmenetelmien vertailu

Ohjelmoinnin opettaminen yleissivistävänä oppiaineena on viime aikoina herättänyt kiinnostusta Suomessa ja muualla maailmassa. Esimerkiksi Suomen opetushallituksen määrittämien, vuonna 2016 käyttöön otettavien peruskoulun opintosuunnitelman perusteiden mukaan, ohjelmointitaitoja aletaan opettaa suomalaisissa peruskouluissa ensimmäiseltä luokalta alkaen. Ohjelmointia ei olla lisäämässä omaksi oppiaineekseen, vaan sen opetuksen on tarkoitus tapahtua muiden oppiaineiden, kuten matematiikan yhteydessä. Tämä tutkimus käsittelee yleissivistävää ohjelmoinnin opetusta yleisesti, käy läpi yleisimpiä haasteita ohjelmoinnin oppimisessa ja tarkastelee erilaisten opetusmenetelmien soveltuvuutta erityisesti nuorten oppilaiden opettamiseen. Tutkimusta varten toteutettiin verkkoympäristössä toimiva, noin 9–12-vuotiaille oppilaille suunnattu graafista ohjelmointikieltä ja visuaalisuutta tehokkaasti hyödyntävä oppimissovellus. Oppimissovelluksen avulla toteutettiin alakoulun neljänsien luokkien kanssa vertailututkimus, jossa graafisella ohjelmointikielellä tapahtuvan opetuksen toimivuutta vertailtiin toiseen opetusmenetelmään, jossa oppilaat tutustuivat ohjelmoinnin perusteisiin toiminnallisten leikkien avulla. Vertailututkimuksessa kahden neljännen luokan oppilaat suorittivat samankaltaisia, ohjelmoinnin peruskäsitteisiin liittyviä ohjelmointitehtäviä molemmilla opetus-menetelmillä. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää alakouluoppilaiden nykyistä ohjelmointiosaamista, sitä minkälaisen vastaanoton ohjelmoinnin opetus alakouluoppilailta saa, onko erilaisilla opetusmenetelmillä merkitystä opetuksen toteutuksen kannalta ja näkyykö eri opetusmenetelmillä opetettujen luokkien oppimistuloksissa eroja. Oppilaat suhtautuivat kumpaankin opetusmenetelmään myönteisesti, ja osoittivat kiinnostusta ohjelmoinnin opiskeluun. Sisällöllisesti oppitunneille oli varattu turhan paljon materiaalia, mutta esimerkiksi yhden keskeisimmän aiheen, eli toiston käsitteen oppimisessa aktiivisilla leikeillä harjoitellut luokka osoitti huomattavasti graafisella ohjelmointikielellä harjoitellutta luokkaa parempaa osaamista oppitunnin jälkeen. Ohjelmakoodin peräkkäisyyteen liittyvä osaaminen oli neljäsluokkalaisilla hyvin hallussa jo ennen ohjelmointiharjoituksia. Aiheeseen liittyvän taustatutkimuksen ja luokkien opettajien haastatteluiden perusteella havaittiin koulujen valmiuksien opetussuunnitelmauudistuksen mukaiseen ohjelmoinnin opettamiseen olevan vielä heikolla tasolla.