Metoder i it-fagene

I artiklen er der eksempler på, hvordan de it-faglige metoder, eleverne kender, kan bruges undersøgende med afsæt i artiklen ”It-fagets metoder” af Caspersen & Nowak, Center for Scienceuddannelse, Aarhus Universitet.

Eleverne introduceres i informatik og de øvrige it-fag på de gymnasiale uddannelser til en lang række metoder til udvikling, design og test, og arbejder dermed primært ud fra fagets teknologiske position. Men i studieretningsprojektet skal de ”planlægge og gennemføre en undersøgelse af en problemstilling med anvendelse af viden, kundskaber og metoder fra indgående fag ”, så her og i de forudgående flerfaglige forløb er derfor brug for et skifte fra at udvikle til at undersøge!

Caspersen og Nowack skelner i deres artikel ”it-fagets metoder” mellem fem kategorier af metoder, der tager en undersøgende, videnskabelig position: formelle metoder, eksperimentelle metoder, konstruktionsmetoder, procesmetoder og modelleringsmetoder. I det følgende er der eksempler på, hvordan der i undersøgelser på et gymnasialt niveau kan bruges metoder fra hver af kategorierne.

Formelle metoder

De formelle metoder bruges primært i undersøgelser af algoritmers egenskaber, hvor matematiske beviser er centrale redskaber til at afgøre bl.a. korrekthed, tids- og pladskompleksitet.

I it-fagene introduceres beviserne oftest kun kort i forbindelse med krypterings- og/eller sorteringsalgoritmer. Det er oplagt at udfolde dem yderligere i samspil med matematik, hvor eleverne kan arbejde med dele af de beviser, der ligger til grund for algoritmerne. Er der tid til det, kan eleverne i it-faget implementere algoritmen på udvalgt data, og kommentere kode samt diskutere begrænsninger. Alternativt kan man bede eleverne med pseudokode at redegøre for, hvordan algoritmen arbejder med et udvalgt eksempel/datasæt.

Eksperimentelle metoder

Eksperimenter bruges i it-fagene til at afprøve og evaluere løsninger på problemer. De er opdelt i to faser – en udforskende fase, hvor der afgrænses meningsfyldte spørgsmål, og en evalueringsfase, der søger at besvare spørgsmålene.

Tænke højt test er en enkel eksperimentel metode, der kan overføres direkte fra test i udvikling til undersøgelser af brugeres opfattelse og brug af eksisterende produkter. Der kan fx bruges tænke højt test i samspil med sprogfag, psykologi eller samfundsfag til at undersøge, om der kan spores en bias i interaktive test lavet til fx valg af uddannelse, folketingsvalg, test af stress mv.

Konstruktionsmetoder

Konstruktion af produkter bruges videnskabeligt til at vise, hvilken nyskabende effekt produkterne har. Effekten påvises i reglen via en eksperimental metode.

På et gymnasialt niveau kan det skaleres ned ved, at eleverne efterviser en ventet effekt af en teknik eller en designstrategi. Teknisk kan eleverne fx vise, at et konkret datasæt kan klassificeres med Perceptronalgoritmen. De kan eks. kommentere resultatet af at bruge datasættet i en eksisterende implementering eller redegøre for algoritmen via en håndkøring, hvor de gennemgår ændringer i variable undervejs - se eks. Iftek.dk: håndkøring af Perceptronalgoritmen (pdf). Designstrategier som First things first og Gestaltlove kan afprøves ved at anvende deres principper på applikationer eller sider, der ikke fungerer. Effekten kan bl.a. påvises via “tænke højt”-testen fra de eksperimentelle metoder.

Procesmetoder

I it-fagene er der en lang række udviklings- og designstrategier, der er har til formål både at optimere, men også undersøge og forstå processerne, der anvendes til at løse opgaver indenfor it.

Eleverne kan bruge de lineære og evolutionære udviklingsstrategier de kender fra undervisningen til at udpege, hvor og hvordan problemer kan være opstået i en udviklingsproces. De kan fx bruges i samspil med samfundsfag om ét problematisk it-system til at udrede, hvor problemer kan være opstået: Har der været for snævre eller løse krav? Har man fokuseret for meget eller lidt på eksisterende strukturer og systemer? Kunne problemet være afdækket ved større brugerinddragelse?

Modelleringsmetoder

Modellering er et centralt analyseredskab i it-udvikling og undersøgelser til at reducere kompleksiteten af system, så udvalgte egenskaber kan fremhæves og studeres. De bruges hyppigt til at kunne redegøre for øvrige metoder.

Det er ligetil at overføre modellerne til undersøgelser af systemer: pseudokode og flowcharts kan bruges i redegørelsen for algoritmer; E/R-diagrammer i analyse af databasesystemer; use-cases i både redegørelse og analyse af brugeres interaktion med et system osv.