Research has shown that Educational Robotics (ER) enhances student performance, interest, engagement and collaboration. However, until now, the adoption of robotics in formal education has remained relatively scarce. Among other causes, this is due to the difficulty of determining the alignment of educational robotic learning activities with the learning outcomes envisioned by the curriculum, as well as their integration with traditional, non-robotics learning activities that are well established in teachers' practices. This work investigates the integration of ER into formal mathematics education, through a quasi-experimental study employing the Thymio robot and Scratch programming to teach geometry to two classes of 15-year-old students, for a total of 26 participants. Three research questions were addressed: (1) Should an ER-based theoretical lecture precede, succeed or replace a traditional theoretical lecture? (2) What is the students' perception of and engagement in the ER-based lecture and exercises? (3) Do the findings differ according to students' prior appreciation of mathematics? The results suggest that ER activities are as valid as traditional ones in helping students grasp the relevant theoretical concepts. Robotics activities seem particularly beneficial during exercise sessions: students freely chose to do exercises that included the robot, rated them as significantly more interesting and useful than their traditional counterparts, and expressed their interest in introducing ER in other mathematics lectures. Finally, results were generally consistent between the students that like and did not like mathematics, suggesting the use of robotics as a means to broaden the number of students engaged in the discipline.


翻译:研究显示,教育机器人(ER)提高了学生的成绩、兴趣、参与和协作,然而,到目前为止,在正规教育中采用机器人的做法仍然相对较少,原因之一是难以确定教育机器人学习活动与课程设想的学习成果相一致,以及难以确定教育机器人学习活动与课程设想的学习成果相一致,难以与教师惯例中早已确立的传统非机器人学习活动相结合。这项工作调查了将ER纳入正规数学教育的情况,通过使用Thymio机器人和Scratch编程进行准实验性研究,向总共26名学员的两班15岁学生教授几何学课程。讨论了三个研究问题:(1) 以ER为基础的理论讲座是否应在课程之前进行、成功或取代传统的理论讲座?(2) 学生对基于ER的讲座和练习的理解和参与是什么?(3) 研究结果是否与学生以前对数学的欣赏有所不同?结果表明,类似数字在帮助学生掌握相关理论概念方面与传统活动一样有效。 在练习期间,机器人活动似乎特别有益,而不是在练习期间,学生们一般选择采用包括机器人等级在内的传统练习,最后选择采用更有意义的方法。

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