DPU

Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Robotteknik i undervisningen – virker det?

Brugen af robotteknik i undervisningen fremkalder begejstring – men hvad ved vi om det? Et nyt systematisk review af Fabiane Benitti sætter fokus på robotteknik i skoleundervisningen. Reviewet søger at klarlægge brugen af robotteknik som undervisnings- og læremiddel. Det præsenterer en sammenstilling af empirisk evidens for robotteknikkens effektivitet i uddannelsessammenhæng og kommer på den baggrund med fremtidige forskningsperspektiver vedrørende robotteknik i uddannelse og undervisning.

16.11.2012 | Katja Neubert

Til dette formål blev der søgt efter peer-reviewede artikler fra de sidste 10 år (f.o.m. 2000). Artiklerne skulle omtale anvendelse af robotteknik som undervisningsredskab frem for undervisning i robotteknik, vedrøre klassetrin 1-6, klassetrin 6-9 og klassetrin 9-12 og omtale brugen af fysiske robotter. En kvantitativ vurdering af læring, i form af præ-og posttest var det fjerde kriterium der skulle være opfyldt. 

10 artikler svarede til inklusionskriterierne. Med det udgangspunkt søgte Benitti at svare på følgende tre spørgsmål:

(1) Hvilke temaer/ emner bliver der undervist i ved hjælp af robotteknik?

(2) Hvordan bliver elevernes indlæring vurderet?

(3) Er robotteknik et effektivt undervisningsredskab? Hvad viser studierne?

I otte af undersøgelserne var brugen af robotteknik relateret til undervisning i fysik eller matematik og rapporterede erfaringer med undervisning i eksempelvis bevægelseslære (kinematik) og Newtons bevægelseslove. Udvikling af færdigheder i problemløsning, logisk og videnskabelig tækning nævntes ligeledes som mulig undervisningsindhold. To studier var dog mindre naturvidenskabeligt orienterede idet deres anvendelse af robotteknik sigtede mod at undervise i grundlæggende evolutionsprincipper og sociale kommunikationsfærdigheder for elever med autisme.

I vurderingen af elevernes indlæring dominerede brugen af LEGO robotter (NXT, RCX og Evobot-modeller), der blev implementeret i undervisning på hovedsageligt klassetrinnene 5 til 9/10. Mange af undervisningsaktiviteterne med robotteknik foregik ikke i klasselokalet, men som aktivitet udenfor den regulære undervisning, hvor der altid var flere undervisere til stede (både fastansatte og frivillige).

Alle undersøgelserne forsøgte at undersøge effekten af brugen af robotteknik i undervisning, men kun to af dem tog hensyn til kriterierne for et ægte eksperimentelt design.

Anvendelse af robotteknik i undervisningen har vist at kunne bidrage til elevernes læringsudbytte på to planer: for det første som øget indlæring indenfor et specifikt emne, typisk matematik eller fysik, og for det andet som udvikling af visse færdigheder som for eksempel grundlæggende tankemønstre som observation, skøn, manipulation, og mere videnskabelige tankemønstre såsom vurdering af løsninger, hypoteser, hypotese-testning og kontrol af variable.

Implementering af robotteknik har således et stort potentiale som undervisnings- og læremiddel, men studenternes fremgang i læring er ikke givet på baggrund af ren anvendelse af robotteknik i undervisningen, men skal tage hensyn til bl.a. følgende faktorer: 

  • Vigtigheden af lærerens rolle i at stimulere eleverne og give dem positive holdninger overfor arbejde med teknologi, skal selv føle sig godt tilpas med teknologien
  • Elever skal have god plads (på gulvet) til at udforske og arbejde med materialet, små grupper på 2-3 elever, rigeligt med materiale
  • Eleverne skal have tid til og mulighed for at udforske materialet før der stilles konkrete opgaver, og når de er stillet, mulighed for at prøve sig frem
  • Opgaven skal være relevant og realistisk at løse og skal kunne forbindes med elevernes almindelige skolearbejde og fag/temaer
  • Læreren giver feedback og korte undervisningsenheder i god tid inden eleverne går i gang med problemløsende opgaver

Reviewet viser tydeligt, at der er stort behov for flere studier med kvantitativ evaluering frem for kvalitativ vurdering, og for studier med eksperimentelt design. Positive resultater af sådanne studier kan være med til at underbygge og støtte en investering i både undervisning af lærere og anskaffelse af robotter på skolerne med det formål at fremme det enorme potentiale robotteknologi har som undervisningsredskab, og ikke mindst at støtte skolerne i en effektiv brug af teknologien.

Referencer

Benitti, F.B.V. (2012, April). Exploring the educational potential of robotics in schools: A systematic review. Computers & Education58. 3, 978-988.

63:Clearinghouse evidensbasen, 43:Oversigt, Grundskole, It/teknologi