Η εκπαιδευτική ρομποτική ως μέσο ανάπτυξης της υπολογιστικής σκέψης και μεταγνώσης των μαθητών

Abstract

The aim of the present thesis is to explore the development of metacognition and computational thinking skills in Educational Robotics activities. Initially, the thesis introduces a didactic model which sets rules and conditions for creating favorable and efficient learning conditions in EP activities. The model is called CPGC +, after Collaboration, Problem, Game, and Competition, while "+" stands for supplementary teachers’ supportive interventions which aim to promote students' skills such as computational thinking, metacognitive and problem-solving skills. The dissertation then presents research results exploring techniques for guiding and supporting students to develop metacognition and computational thinking skills. In particular, it focuses on the role of guidance (strong or minimal) and on the modality of the response to the prompting questions (written, selection or discussion) as well as on the role of the students' age and gender. The positive results of the research suggest that, in the framework of the CPGC+ model and with the appropriate support and guidance techniques, Educational Robotics can be a dynamic learning tool that supports the development of students' skills, irrespective of their age and gender. In addition, incorporating prompts for written answers or for choosing the right answer, positively affects the development of their skills.

Ευρύτερο αντικείμενο της παρούσας διατριβής αποτελεί η διερεύνηση της ανάπτυξης δεξιοτήτων μεταγνώσης και υπολογιστικής σκέψης σε δραστηριότητες Εκπαιδευτικής Ρομποτικής. Αρχικά η διατριβή εισάγει ένα διδακτικό μοντέλο το οποίο θέτει κανόνες και προϋποθέσεις για τη δημιουργία ευνοϊκών και αποδοτικών συνθηκών μάθησης στις δραστηριότητες ΕΡ. Το μοντέλο ονομάζεται ΣΠΠΑ+, από τα αρχικά των λέξεων: Συνεργασία, Πρόβλημα, Παιχνίδι, Άμιλλα ενώ το "+" αναφέρεται σε επιπρόσθετες υποστηρικτικές παρεμβάσεις του εκπαιδευτικού για την ανάπτυξη δεξιοτήτων των μαθητών. Στη συνέχεια, η διατριβή παρουσιάζει ερευνητικά αποτελέσματα που διερευνούν τεχνικές καθοδήγησης και υποστήριξης των μαθητών για την ανάπτυξη δεξιοτήτων Μεταγνώσης και Υπολογιστικής Σκέψης. Συγκεκριμένα, εστιάζει στο ρόλο της καθοδήγησης (ισχυρή ή ελάχιστη) και στην τροπικότητα των απαντήσεων σε ερωτήσεις προτροπής (γραπτή, επιλογή ή συζήτηση), καθώς και στο ρόλο της ηλικίας και του φύλου των μαθητών. Τα θετικά αποτελέσματα των ερευνών συνηγορούν στο ότι η ΕΡ στο πλαίσιο του μοντέλου ΣΠΠΑ+ και με κατάλληλες τεχνικές υποστήριξης και καθοδήγησης, είναι ένα δυναμικό μέσο μάθησης, το οποίο υποστηρίζει την ανάπτυξη δεξιοτήτων των μαθητών, ανεξάρτητα από την ηλικία και το φύλο τους. Επιπλέον, η ενσωμάτωση προτροπών για γραπτές απαντήσεις ή επιλογής της σωστής απάντησης επιδρά θετικά στην ανάπτυξη των δεξιοτήτων τους.