Формирование ключевых и предметных компетенций учащихся робототехническими средствами STEM-образования

У статті розглядаються питання, пов'язані зі STEM-освітою; проаналізовано сучасні погляди STEM-освіту й особливості впровадження робототехніки, як однієї з її галузей у навчальний процес, її вплив на мотивацію учнів; продемонстровано необхідність підготовки учнів навичкам двадцять першого століття за допомогою впровадження STEM- освіти, починаючи з початкової школи. Описано ключові та предметні компетентності, які можна сформувати у дітей під час навчання основ робототехніки. Представлено результати опитування, проведеного серед вчителів і майбутніх учителів в Україні, щодо впровадження робототехніки в навчальний процес. Продемонстровано висновки опитування, яке показало, що вивчення робототехніки чи інтеграції її в навчальні предмети допомагає стимулювати навчальну мотивацію учнів, розвиває здатність вирішити проблеми та підвищує їхню навчально-дослідницьку роботу, надає дітям можливість створювати свій власний продукт, і в цьому процесі виражати творче мислення. Зокрема досліджено проблему підготовки вчителів до проведення занять з використанням роботів, інтеграції їх у навчальні предмети і підбір робототехнічних конструкторів. Описано набори для проведення занять з робототехніки для різних вікових груп і продемонстровано можливості робототехнічних наборів та особливості їх застосування. Розглянуто питання впровадження робототехніки як складової профільного навчання. У статті звертається увага на появу нових професій, пов’язаних з Інтернетом речей і, як наслідок, нових спеціалізації у вищих навчальних закладах. Описано чотири курси з навчання Інтернету речей, які пояснюють складові Інтернету речей і взаємозв’язки між ними. Робиться висновок щодо ефективності використання різних навчальних конструкторів, які можуть покривати широкий набір навчальних задач, які формують навички 21 століття.В статье рассматриваются вопросы, связанные со STEM-образованием; проанализированы современные взгляды STEM-образования и особенности внедрения робототехники, как одной из ее отраслей в учебный процесс, ее влияние на мотивацию учащихся; продемонстрировано необходимость подготовки учащихся навыкам двадцать первого века с помощью внедрения STEM-образования, начиная с начальной школы. Описаны ключевые и предметные компетентности, которые можно сформировать у детей при обучении основам робототехники. Представлены результаты опроса, проведенного среди учителей и будущих учителей в Украине, по внедрению робототехники в учебный процесс. Продемонстрировано выводы опроса, который показал, что изучение робототехники или интеграции ее в учебные предметы помогает стимулировать учебную мотивацию учащихся, развивает способность решить проблемы и повышает их учебно- исследовательскую работу, предоставляет детям возможность создавать свой собственный продукт, и в этом процессе выражать творческое мышление. В частности, исследована проблема подготовки учителей к проведению занятий с использованием роботов, интеграции их в учебные предметы и подбор робототехнических конструкторов. Описаны наборы для проведения занятий по робототехнике для различных возрастных групп и продемонстрированы возможности робототехнических наборов и особенности их применения. Рассмотрены вопросы внедрения робототехники как составляющей профильного обучения. В статье обращается внимание на появление новых профессий, связанных с интернетом вещей и, как следствие, новых специализации в высших учебных заведениях. Описаны четыре курса по изучению Интернета вещей, которые объясняют составляющие интернета вещей и взаимосвязи между ними. Делается вывод об эффективности использования различных учебных конструкторов, которые могут покрывать широкую область учебных задач, формирующих навыки 21 века.The article deals with issues related to STEM-education; the modern views of STEM- education and peculiarities of the introduction of robotics as one of its branches in the educational process, its influence on the motivation of students; the need to prepare students for the skills of the twenty-first century through the introduction of STEM-education, starting with elementary school. The results of the survey conducted among teachers and future teachers in Ukraine on introduction of robotics in the educational process are presented. The results of the survey are demonstrated. It has shown that the study of robotics or its integration into educational subjects helps to stimulate the student's learning motivation, develops the ability to solve problems and improves their research work, gives children the opportunity to create their own product, and in this process express creative thinking. The problem of preparation of teachers for conducting classes using robots, their integration into educational subjects and the selection of robotic designers was explored. The kits for robotics classes for different age groups are described as well as demonstrated the capabilities of robotic kits and features of their application. The questions of implementation of robotics as a component of profile training are considered. The article focuses on the emergence of new professions related to the internet of things and, as a consequence, new specializations in higher education institutions. There are four courses on teaching the Internet of things that explain the components of the Internet of things and the interconnections between them. There is a conclusion about the effectiveness of using various training robotic kits. They can cover a wide area of educational objectives which form the skills of the 21st century

Science, technology, engineering, and mathematics (STEM) as a vehicle for supporting service learning

2016-2017 > Academic research: refereed > Refereed conference paper201804_a bcmaVersion of RecordPublishe

ФОРМУВАННЯ КЛЮЧОВИХ І ПРЕДМЕТНИХ КОМПЕТЕНТНОСТЕЙ УЧНІВ РОБОТОТЕХНІЧНИМИ ЗАСОБАМИ STEM-ОСВІТИ

У статті розглядаються питання, пов'язані зі STEM-освітою; проаналізовано сучасні погляди STEM-освіту й особливості впровадження робототехніки, як однієї з її галузей у навчальний процес, її вплив на мотивацію учнів; продемонстровано необхідність підготовки учнів навичкам двадцять першого століття за допомогою впровадження STEM-освіти, починаючи з початкової школи. Описано ключові та предметні компетентності, які можна сформувати у дітей під час навчання основ робототехніки. Представлено результати опитування, проведеного серед вчителів і майбутніх учителів в Україні, щодо впровадження робототехніки в навчальний процес. Продемонстровано висновки опитування, яке показало, що вивчення робототехніки чи інтеграції її в навчальні предмети допомагає стимулювати навчальну мотивацію учнів, розвиває здатність вирішити проблеми та підвищує їхню навчально-дослідницьку роботу, надає дітям можливість створювати свій власний продукт, і в цьому процесі виражати творче мислення. Зокрема досліджено проблему підготовки вчителів до проведення занять з використанням роботів, інтеграції їх у навчальні предмети і підбір робототехнічних конструкторів. Описано набори для проведення занять з робототехніки для різних вікових груп і продемонстровано можливості робототехнічних наборів та особливості їх застосування. Розглянуто питання впровадження робототехніки як складової профільного навчання. У статті звертається увага на появу нових професій, пов’язаних з Інтернетом речей і, як наслідок, нових спеціалізації у вищих навчальних закладах. Описано чотири курси з навчання Інтернету речей, які пояснюють складові Інтернету речей і взаємозв’язки між ними. Робиться висновок щодо ефективності використання різних навчальних конструкторів, які можуть покривати широкий набір навчальних задач, які формують навички 21 століття

Learning Robotics Concepts with Lego Spike Essential: Data Collection 2021 with Pre-service Teachers

This program focused on work with Lego Spike Essential robotics, which is a kit for student use in grades 1 to 5. Each teacher self-evaluated knowledge and skills, before and after a 6-hour workshop. Though there were five workshops, each teacher completed the evaluation for only the first workshop attended. Xia and Zhong (2018) reviewed 22 papers on teaching and learning robotics content knowledge in K-12. Among the findings was that the questionnaire was one of the commonly-used assessment tools. Kim et al. (2015) studied preservice teachers’ STEM engagement, learning, and teaching via robotics. They found improvement in STEM engagement, as measured through emotional, behavioral, and cognitive factors. Tsai et al. (2019) developed a computer programming efficacy scale which can be applied to robotics education. The five subscales included Logical Thinking, Algorithm, Debug, Control, and Cooperation. During the fall semester of 2021, 20 teacher participants provided survey data for the efficacy scale (Tsai et al., 2019) and a Lego (2016) creativity self-report. The goal was to provide high-quality, teacher professional development to increase knowledge and instructional skills for integrating robotics into the elementary grades (1-5) classroom. The measurable objectives were the following: 1. There will be a statistically significant increase in teachers’ scores on a 16-item, computer programming efficacy survey, between administrations of the instrument. 2. There will be a statistically significant increase in teachers’ scores on the five sub-scales of the computer programming efficacy survey, between administrations of the instrument. 3. There will be a positive correlation between the post-test score on the computer programming efficacy survey and the Lego creativity self-report. Results showed a significant increase in computer programming efficacy and significant increases in sub-scale scores. There was a medium, positive correlation between the scores on the efficacy survey and the creativity self-report

Evaluating teacher professional development in robotics: Data collection 2020

This program focused on continued work with Lego Mindstorms EV3 robotics. Teachers self-evaluated knowledge and skills, before and after two, 6-hour workshop sessions

A virtual robot solution to support programming

Computer programming is a valuable skill. But learning programming is sometimes difficult, time-consuming, even frustrating. In this context, there is a need for new approaches to help in the process of learning programming. Here it is presented a solution based on a virtual robot with progressive system and supported in a generic and portable language. Those features answer to some needs. First, the virtual robot allows for certain level tangibility to the results. Then, the implementation as a progressive system allows for the support of the learning process. Finally, the use of a generic and portable language allows for the installation of the system on many platforms.info:eu-repo/semantics/acceptedVersio

A DIGITALIZAÇÃO COMO CENTRO DIGITAL DE INTERAÇÃO NO AMBIENTE EDUCACIONAL DE UMA INSTITUIÇÃO DE EDUCAÇÃO

The article analyzes generally accepted and innovative approaches to managing the quality of specialist training in (vocational and technical) education institutions, reveals the essence of the concept of competitiveness as a socio-economic phenomenon. The effectiveness of the structural-functional quality management model of specialist training has been proven, the issue of involving business and stakeholder councils in quality management, innovative views in ensuring the quality of professional training by bringing the content of state standards into account (vocational and technical) education, close to the requirements of employers; systematic work on increasing the prestige of working professions (introduction of innovative technologies of professional orientation, professional development and career planning); development of elements of dual and mixed education systems; effective management and control of the educational and production process. He proposed such effective areas as mentoring, creation of educational clusters, application of hub technologies, digitization). Mechanisms of quality management of vocational education and training in countries are substantiated, quality assessment system is analyzed.O artigo analisa abordagens geralmente aceites e inovadoras para a gestão da qualidade da formação especializada em instituições de ensino (profissional e técnico), revela a essência do conceito de competitividade como fenómeno socioeconómico. Está comprovada a eficácia do modelo de gestão da qualidade estrutural-funcional da formação especializada, a questão do envolvimento dos conselhos empresariais e de partes interessadas na gestão da qualidade, visões inovadoras na garantia da qualidade da formação profissional, tendo em conta o conteúdo das normas estaduais (profissional e formação técnica, próxima às exigências dos empregadores; trabalho sistemático para aumentar o prestígio das profissões activas (introdução de tecnologias inovadoras de orientação profissional, desenvolvimento profissional e planeamento de carreira); desenvolvimento de elementos de sistemas educativos duais e mistos; gestão e controle eficazes do processo educacional e produtivo. Ele propôs áreas eficazes como mentoria, criação de clusters educacionais, aplicação de tecnologias de hub, digitalização). Os mecanismos de gestão da qualidade do ensino e formação profissional nos países são fundamentados, o sistema de avaliação da qualidade é analisado

Formation of informational and digital competence of the student of primary education by means of robotics

The article examines the problem of forming the information and digital competence of elementary school students by means of robotics. Our research work is aimed at analyzing the modern state of educational robotics, the readiness of educators for its teaching and experimental testing the possibilities of robotics as a means of forming information and digital competence of primary education seekers. The organization of pedagogical experiment meant diagnosis and correction of such components of information and digital competence as motivational, cognitive, active, reflexive, the formation of which took place in the course of pupils’ learning robotics constructors and interactive manuals devoted to the history and development of robots.  To measure the level of information and digital competence of primary school pupils the system of expert assessments of its components was used. As a result of observing behavior, accuracy, speed and independence during the fulfillment of special tasks connected with the search and processing of information, computational thinking, work on the Internet, understanding the ethics of working with information etc. the level of information and digital competence of every pupil is defined as the sum of all its indexes. The generalization of the results allowed the conclusions: the use of robotics constructors and interactive manuals, online resources that imitate actions with robots help to increase the level of information and digital competence of education seekers

STEM Achievement Among Diverse Students and Elementary Pre-service Teacher Preparation: Considerations and Recommendations

Shifts in school demographics toward greater ethnic and linguistic diversity necessitate preparing a workforce of teachers who are skilled in inclusive teaching practices for all students. While improvements have been made over the past two decades, there is still a significant need to support pre-service elementary teachers in becoming capable instructors of STEM content in order to promote STEM achievement among diverse PK – 12 students. It is the obligation of all educational leaders to advocate for practices that work to dismantle systemic forms of inequality. This manuscript examines the increasingly significant role of science, technology, engineering and math (STEM) in our society, issues surrounding the performance of diverse American students’ STEM achievement, and provides recommendations for improvement