A Case Study: Motivational Attributes of 4-H participants engaged in Robotics

Robotics has gained a great deal of popularity across the United States as a means to engage youth in science, technology, engineering, and math. Understanding what motivates youth and adults to participate in a robotics project is critical to understanding how to engage others. By developing a robotics program built on a proper understanding of the motivational influences, the program can be built on a foundation that addresses these influences. By engaging more youth in the robotics program, they will be able to envision a future for themselves as a high-school or college graduate, in addition to a viable employee with marketable skills in tough economy. The purpose of this research was to evaluate the underlying motivational attributes or factors that influenced 4-H youth, parents, volunteers, and agents to participate in the Mississippi 4-H robotics project. Specifically, this research focuses on two unique counties in Mississippi with very diverse populations. Interviews with participants, observation, and document analysis which took place occurred over the course of a robotics year – October to July. This study sought to identify motivational attributes of participants in the robotics project. Once identified these attributes could be used when developing new program curricula or expanding into new counties in Mississippi. Data analysis revealed that there are many unique motivational factors that influence participants. Among these factors, (1) the desire to build and construct a robot, (2) competition and recognition, (3) desire for future success and security, (4) safe place to participate and build relationships, (5) teamwork, (6) positive role models, and (7) encouragement

La robótica educativa, una herramienta para la enseñanza-aprendizaje de las ciencias y las tecnologías

En este artículo se presenta y analiza la robótica educativa como una herramienta de apoyo al proceso de enseñanza-aprendizaje, a nivel de pre-media, orientada principalmente a asignaturas complejas como la matemática, física e informática, entre otras. El estudio se limita a los colegios secundarios de la Provincia de Chiriquí, República de Panamá; se tomó una muestra de seis colegios de la provincia y por cada colegio participaron tanto estudiantes como docentes. El objetivo principal del proyecto fue demostrar como la robótica aplicada a la educación, facilita y motiva la enseñanza-aprendizaje de las ciencias y las tecnologías. Los resultados demostraron que la robótica se puede convertir en una herramienta excelente para comprender conceptos abstractos y complejos en asignaturas del área de las ciencias y las tecnologías; así como también permite desarrollar competencias básicas tales como trabajar en equipo.En este artículo se presenta y analiza la robótica educativa como una herramienta de apoyo al proceso de enseñanza-aprendizaje, a nivel de pre-media, orientada principalmente a asignaturas complejas como la matemática, física e informática, entre otras. El estudio se limita a los colegios secundarios de la Provincia de Chiriquí, República de Panamá; se tomó una muestra de seis colegios de la provincia y por cada colegio participaron tanto estudiantes como docentes. El objetivo principal del proyecto fue demostrar como la robótica aplicada a la educación, facilita y motiva la enseñanza-aprendizaje de las ciencias y las tecnologías. Los resultados demostraron que la robótica se puede convertir en una herramienta excelente para comprender conceptos abstractos y complejos en asignaturas del área de las ciencias y las tecnologías; así como también permite desarrollar competencias básicas tales como trabajar en equipo

Collaborative and Creative Thinking Skill Development Through the Design of Wearable Technologies

Skills inherent in the creative thinking process such as reflecting and collaborating are needed for success in many careers. However, a focus on standardized testing in K-12 schools in the United States has resulted in the restructuring, reduction, and in some cases, elimination of arts in the curriculum to the detriment of students\u27 creative thinking process. The purpose of this study was to discover whether creative thinking and collaborative skills were positive unintended consequences of a curriculum that includes the design of wearable technologies. Jonassen\u27s modeling using Mindtools for conceptual change and Rosen\u27s culture of collaboration provided the conceptual framework. This qualitative case study explored students\u27 and teachers\u27 perceptions of collaborative and creative thinking skill development while designing wearable technologies. The data analysis used interviews with 3 students and 1 teacher and an evaluation of participant wearable technology artifacts. Rich themes and patterns were determined through open coding. The themes identified to explain the perceived development of creative thinking skills were divergent thinking, stimulation of the imagination, generation of new knowledge, and creative climate. The themes identified to explain the perceived development of collaborative skills were diverse membership, culture of collaboration, and community building. The design of wearable technologies as a Mindtool showed promise as a new way to integrate art with science, technology, engineering, and math (STEM). This study may effect positive social change by informing educational policy and influencing school budgetary consideration toward including art as a value-added benefit to STEM curriculum

Perceptions of Coding Instruction in K-12 Archdiocese of Los Angeles Catholic Schools

Traditional pedagogy offers students opportunities to enhance various skills and acquire content knowledge; however, additional steps can be taken to enhance student achievement, prepare them for future occupations, and bridge the divide in access to technology. A curriculum that integrates coding instruction affords students the opportunity to augment their collaboration, communication, creative thinking, and problem-solving skills. This is especially crucial for traditionally marginalized populations who have experienced inequitable access to technology. Nevertheless, coding is not integrated in schools in different domains, including Catholic institutions in the Archdiocese of Los Angeles (ADLA). This dissertation used a descriptive and inferential quantitative methodology to survey K–12 Catholic school teachers’, administrators’, and STEM directors’ understanding of what coding entails, assess their perceptions of coding’s potential to enrich student achievement, to prepare them for future occupations, and diversify STEM representation both in academics and in the workplace, and evaluate the potential link between educator epistemology and pedagogy with the penchant to incorporate coding instruction and the constructionist framework in the classroom. The largest diocese of the country, the ADLA, was the sole focus of this study and the data demonstrated participants have a relatively limited understanding of what coding entails, but they do believe it results in various benefits for students. Nevertheless, their epistemology and pedagogy are not ripe for constructionism to take hold in the classroom to facilitate coding

Ανάπτυξη Περιβάλλοντος Μάθησης Εκπαιδευτικής Ρομποτικής μέσω Διαθεματικών Συνθετικών Εργασιών

Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζεται ένα ανοιχτό εκπαιδευτικό περιβάλλον ρομποτικής και τα αποτελέσματα της εφαρμογής του σε μαθητές Γυμνασίου. Το προτεινόμενο εκπαιδευτικό περιβάλλον συνδυάζει στοιχεία κατευθυνόμενης και αυτόνομης μάθησης σε δραστηριότητες κατασκευής και προγραμματισμού αυτόνομων ρομποτικών κατασκευών. Προτείνονται εργαλεία και στρατηγικές υποστήριξης της διαδικασίας ανάπτυξης συνθετικών εργασιών και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της αξιολόγησής τους. Με τη βοήθεια της ποιοτικής ανάλυσης καταγράφηκαν τα στάδια εξέλιξης επιλεγμένων συνθετικών εργασιών, τα επιμέρους προβλήματα που διερευνήθηκαν καθώς και οι παρατηρούμενες διεργασίες αυτορρύθμισης. Περιγράφεται η ανάπτυξη επιλεγμένων συνθετικών εργασιών, και οι αλληλεπιδράσεις των μαθητών, καθώς και η λειτουργία των ψηφιακών μέσων επικοινωνίας των ομάδων. Για τη διερεύνηση της επίδρασης του περιβάλλοντος ρομποτικής στην ικανότητα αυτορρύθμισης των μαθητών χρησιμοποιήθηκαν κατάλληλα εργαλεία μέτρησης. Παρατηρήθηκε μικρό προβάδισμα στους μέσους όρους της ομάδας της ρομποτικής στην επιλογή, χρήση και προσαρμογή στρατηγικών, η οποία όμως δεν ήταν στατιστικά σημαντική. Η επίδραση του επιστημικού του προφίλ των μαθητών στην έκφραση συμπεριφορών αυτορρύθμισης διερευνήθηκε με τη χρήση ποσοτικών εργαλείων μέτρησης διαστάσεων επιστημικής σκέψης. Η επεξεργασία των δεδομένων έδειξε θετική συσχέτιση ανάμεσα στην επιστημική διάσταση «Η δυναμική φύση της γνώσης και της μάθησης» και στην προσπάθεια και την επιμονή των μαθητών, τον αναστοχασμό για την προσωπική ικανότητα, την δημόσια έκθεση, και την συνεργασία.This research presents an open learning environment with robotics and the results of its implementation with High School students. The suggested educational environment combines elements of directed and authentic learning and makes use of robotics systems in constructing and programming authentic activities. Tools and strategies supporting the development of projects are proposed and evaluation results are presented. Qualitative analysis was used to report the phases of the selected projects’ development, their explored issues and the observed self-regulated learning. The development of specific projects and the interaction within the selected student groups, as well as the function of the web tools used for communication were studied and analysed. Appropriated tools were chosen to measure the dimensions of self-regulation and to research the impact of the robotics environment on students’ ability for self-regulation. The experimental group’s average score was slightly higher in the areas of choosing, using and adapting strategies. Nevertheless, this lead was statistically not significant. The influence of student’s epistemic profile, on the expression of self-regulated behaviours, was researched with the use of quantitative measuring tools of epistemic thinking. Processing the data revealed positive relation between “the dynamic nature of knowledge and learning” and effort, persistence, reflection on personal abilities, public exposure and cooperation

Make it happen. L’approccio Maker per ripensare l’educazione nell’era post-digitale

I sistemi educativi si trovano oggi a dialogare con gli elementi di complessità derivanti dalle rapide trasformazioni della società contemporanea. L’occupabilità e le competenze professionali sono notevolmente evolute dall’inizio del XXI secolo, con un’enfasi sulla creatività, il design e i processi ingegneristici. Il post-digitale si è immerso nel processo pedagogico, rompendo i confini dell’insegnamento e dell’apprendimento formale e informale e configurandosi come una delle grandi sfide del panorama educativo attuale. Tale scenario impone un ripensamento dei percorsi di insegnamento e apprendimento, privilegiando da un lato una progettazione flessibile e dall’altro una didattica per competenze, orientata a compiti situati, aperti e autentici, che integri efficacemente le tecnologie andando a colmare la distanza tra vita reale e proposte didattiche tradizionali. La natura aperta, collaborativa e sperimentale dei compiti si configura come elemento caratterizzante della Maker Education, in cui i discenti, nella veste di makers, costruiscono in modo attivo ed esperienziale le proprie conoscenze attraverso attività pratiche che combinano le abilità manuali con l’esercizio di competenze digitali. Tale approccio educativo viene infatti considerato come un’estensione tecnologica dell’attivismo, in grado di veicolare lo sviluppo delle competenze STEAM e del XXI secolo, implementando i principi dell’apprendimento project-based e hands-on e promuovendo un processo di progettazione partecipata fortemente “enattivo”. Il presente testo mira a delineare un background teorico relativo alla Maker Culture e agli scenari emergenti nell’ambito della tecnologia per l’educazione, per illustrare poi un piano di sperimentazione messo a punto a partire da tali esigenze e basi teoriche. Il progetto pilota, svoltosi nell’ambito del dottorato di ricerca tra il gennaio del 2021 e l’aprile del 2022, si configura come una proposta di integrazione delle attività making nella didattica curricolare della scuola primaria e secondaria di primo grado al fine di rilevarne l’impatto su attitude verso le STEM e le abilità del XXI secolo degli studenti (Q1) e su autoefficacia scolastica percepita (Q2). Esso è stato in gran parte sviluppato durante il periodo di emergenza sanitaria Covid-19 e risulta suddiviso in due parti, coinvolgendo 53 studenti e cinque insegnanti in un percorso verticale orientato a pratiche laboratoriali e collaborative secondo un approccio multidisciplinare e longitudinale. A tal fine, abbiamo proposto sfide autentiche legate ai temi dell’Agenda 2030, volte a richiamare i contenuti curricolari e i contesti di vita degli alunni e a stimolare lo sviluppo delle competenze. Abbiamo inoltre scelto di adottare la Design-Based Implementation Research come principale metodologia di riferimento e di privilegiare una forma di valutazione as learning, rendendo gli studenti partecipi del processo valutativo. La valutazione del progetto è stata perseguita mediante l’utilizzo di strumenti quantitativi e qualitativi. Abbiamo infatti selezionato due questionari validati volti ad indagare le variabili sopra citate, da somministrare ad inizio e conclusione delle due fasi di progetto. Nel corso di ogni incontro, gli studenti hanno inoltre compilato dei diari di bordo con autovalutazioni e sulla base di questi ultimi è stata co-progettata con i docenti una rubric valutativa. Infine, al termine della prima parte, i docenti sono stati coinvolti in un focus group. Il progetto ci ha consentito di impattare sulle life skills degli studenti, sollecitando le tre aree interconnesse di competenza delineate nell’European Framework “LifeComp” del 2020 e quelle descritte dal World Economic Forum nel 2015. Nei vari confronti pre-post, le abilità del XXI secolo hanno ottenuto i punteggi più elevati rispetto alle aree STEM indagate dal Q1. Se nei pre-post delle due parti notiamo uno sviluppo più consistente delle abilità legate alla sfera interpersonale, dal confronto più esteso emerge un rilevante incremento anche di quelle legate alla sfera personale. Le aree di miglioramento costanti sono riferibili alle abilità organizzative e di leadership, come confermato dagli esiti del Q2 sulle abilità per l’apprendimento autoregolato. Rispetto all’attitude verso le discipline STEM, gli studenti hanno mostrato una propensione più marcata per i campi dell’ingegneria e della tecnologia. Tuttavia, in tutti i confronti emerge un’attitude elevata verso le prospettive di miglioramento dell’andamento disciplinare nell’ambito matematico-scientifico e un progressivo sviluppo degli item relativi all’uso avanzato delle discipline in un futuro impiego. Infine, gli alunni hanno accresciuto anche la loro autoefficacia percepita verso le discipline scolastiche non attinenti all’ambito STEM. I diari di bordo hanno posto ulteriore enfasi sullo sviluppo delle life skills degli studenti. In entrambe le parti del progetto, gli studenti mostrano dei buoni o ottimi livelli di autoefficacia rispetto al lavorare bene in gruppo, comunicare con chiarezza le proprie idee e controllare le emozioni nel confronto con gli altri. Rispetto all’intero percorso, i punteggi medi più elevati si riscontrano per l’utilizzo efficace di strumenti e informazioni e la capacità di lavorare bene in gruppo. Gli alunni hanno mostrato una consapevolezza sempre maggiore dei loro limiti e dei loro traguardi, ponendo il focus principalmente sulle proprie capacità relazionali, a conferma dell’impronta fortemente sociale delle attività making, ma anche su aspetti legati alla sfera personale e a quella dell’imparare ad imparare. La maggioranza dei propositi di miglioramento avanzati verteva infatti sulle dinamiche comunicative e collaborative all’interno del gruppo, oltre che sulla gestione delle risorse e dei tempi. Molte di queste osservazioni coincidono con quelle riferite dalle insegnanti in occasione del focus group, risultate estremamente preziose per una rimodulazione del percorso nell’ottica di una maggiore funzionalità e sostenibilità. L’impatto positivo su autoefficacia e self-confidence degli studenti può ricondursi primariamente alla possibilità di assumere il ruolo di agenti attivi, incorporando i propri interessi e repertori di pratica e consolidando la tendenza al cosiddetto authorship learning. La tecnologia si è rivelata un prezioso strumento per apprendere numerosi concetti curricolari, ma soprattutto per consentire agli studenti di lavorare sulla loro creatività e sulla capacità di progettare, costruire, collaborare e rivedere. Inoltre, il collegamento diretto con problemi reali e la possibilità di ipotizzare, anticipare possibili scenari, testare e riformulare hanno fornito un forte stimolo per le competenze di problem-solving e problem-posing e la costruzione di nuovi significati. Ciò ha a sua volta favorito il coinvolgimento dei giovani alunni in un apprendimento più profondo delle STEM e un accesso “facilitato” e alternativo alla conoscenza scientifica. Molti dei vantaggi educativi ricondotti all’approccio Maker hanno dunque trovato riscontro positivo negli esiti del progetto. Gli spazi maker si sono rivelati ambienti di apprendimento generativi di competenze, di nuove modalità di inclusione e di opportunità di innovazione scolastica. Le esperienze raccolte e il progetto pilota si pongono l’obiettivo di avviare un processo di ripensamento e di riflessione sulle correnti pratiche educative, che appaiono ancora troppo spesso ancorate a schemi tradizionali poco conformi alla società attuale, caratterizzata da rapidi mutamenti e complessità. Il fine ultimo è indubbiamente quello di porre in evidenza luci e ombre, potenzialità e sfide di un approccio innovativo e “trasformativo” della didattica tradizionale, segnando un passo avanti nella ricerca in ambito educativo e individuando al contempo future direzioni da perseguire ed indagare

Using Robotic Technology as a Constructionist Mindtool in Knowledge Construction

The knowledge society brings its own challenges and demands upon its citizens. Key amongst these is the need to empower people to become lifelong learners, to reflect upon their own learning, to become problem solvers and to appreciate technology. This paper records the experiences of an innovative project using a constructionist Mindtool approach in a module on logic, robotics, and programming for non-technical third level students. 1. The Pedagogy In 1993 Seymour Papert proposed that the coming period, labelled the information age, “could equally be called the age of learning ” [1], an age in which he had already identified “the ability to learn ” as “th

Integration of Reciprocal Teaching-ICT Model To Improve Students’Mathematics Critical Thinking Ability

This research examines the effectiveness on how mathematics teachers have begun to integrate information and communication technology (ICT) with reciprocal teaching model to improve students’ mathematics critical thinking ability into seventh junior high school classroom practice. This study was experimental research with a quasi-experimental design. The samples of the study are 36 students for classroom experiments and 36 students for classroom control. The instruments employed in this study were pre-test and post-test. All the instruments are made in essays forms. The data were analyzed by using descriptive statistics. Based on the research findings, it was gotten that (1) the development of teaching instructional multimedia of the seven grade students of junior high school; (2) the improvement of students’ mathematics critical thinking ability in experimental class; (3) the aspect of attractiveness shows that the developed instructional multimedia was very interesting; and (4) reciprocal learning has good impact on students’ mathematics critical thinking ability