Στην παρούσα ερευνητική εργασία εισάγονται διερευνητικές δραστηριότητες STEM προκειμένου να διαπιστωθεί σε ποιο βαθμό μπορούν να ενσωματωθούν στη διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών της Ε’ Δημοτικού, για την υλοποίηση πειραμάτων με απλές ρομποτικές κατασκευές αξιοποιώντας την υπολογιστική πλατφόρμα του Arduino. Η παρούσα εκπαιδευτική παρέμβαση εφαρμόστηκε σε 12μαθητές της Ε’ τάξης του 3ου Δημοτικού Σχολείου Κάτω Αχαΐας. Στην έρευνα που πραγματοποιήθηκε εφαρμόστηκε η μέθοδος της μελέτης περίπτωσης. Για τους σκοπούς της μελέτης και λόγω της άμεσης εμπλοκής του ερευνητή στη διδακτική επέμβαση, η οποία πραγματοποιήθηκε στο χώρο του δημοτικού σχολείου, χρησιμοποιήθηκε η ποιοτική ερευνητική προσέγγιση με βασικό άξονα την συμμετοχική παρατήρηση αφού προϋποθέτει την παρουσία του ερευνητή στο χώρο της έρευνας. Κατά τη διάρκεια των συναντήσεων χρησιμοποιήθηκαν για τη συλλογή των δεδομένων, αρχεία βιντεοσκόπησης, φύλλα εργασίας και προσωπικές σημειώσεις του ερευνητή. Τα ευρήματα της εν λόγω έρευνας έδειξαν ότι η εκπαίδευση STEM μέσω εκπαιδευτικής ρομποτικής θα μπορούσε να ενταχθεί αποτελεσματικά στο μάθημα των Φυσικών Επιστημών στο δημοτικό σχολείο με τον σχεδιασμό κατάλληλων δραστηριοτήτων, μέσα από σαφώς προσδιορισμένους και καθορισμένους στόχους. Η μεθοδολογία STEM συνέβαλε στην αύξηση του ενδιαφέροντος και στην εμπλοκή των μαθητών για την επίλυση πραγματικών προβλημάτων στα πλαίσια μάθησης εννοιών φυσικής. Οι μαθητές έδρασαν ως επιστήμονες, συμμετείχαν ενεργητικά και πειραματίστηκαν με τις δημιουργίες τους. Επιπλέον η προσέγγιση STEM στη φυσική με διερευνητικές δραστηριότητες έθεσε τις βάσεις για την εισαγωγή της επιστημονικής μεθοδολογίας στην εκπαιδευτική πράξη. Τέλος με την αξιοποίηση της ρομποτικής ως εργαλείο για την πειραματική διαδικασία οι μαθητές ανέπτυξαν τόσο πειραματικές δεξιότητες όσο και δεξιότητες προγραμματισμού Η/Υ.
The research study attempts to introduce inquiry based STEM activities in the teaching of Physics in 5th Year Elementary School, through integration of the Arduino platform with the use of experiments with simple applications of automatic control systems and robotics constructions. The present instructional practice was applied to 12 students of the 5th Grade of the 3rd Elementary School of Kato Achaias. The methodology of Case Study was put into practice in the research conducted which also exemplified methodological features stemming from action research. For the purposes of this study and due to the immediate engagement of the researcher in the instructional procedure, which was conducted in the premises of the elementary school, the qualitative research approach was used having as a central pillar the collaborative observation as it requires the presence of the researcher on the spot. During the meetings for the collection of the desired data, video files, worksheets and personal notes of the researcher were used. The findings of the current research exemplified the fact that STEM education through instructional robotics could be successfully incorporated in the subject of Physics in the Elementary School with the design of proper activities following clearly specified goals. STEM methodology has contributed in higher levels of students’ motivation and engagement for the solution of real problems in the domain of physics terms learning. The students acted like little scientists, participating actively and experimenting with their creations. What is more, STEM approach has set the basis for the introduction of scientific methodology in the instructional practice. Concluding, by taking advantage of robotics as a tool during the experimental process, the students have developed not only experimental skills but also exemplified computer literacy skills as well.
Εισαγωγή της προσέγγισης STEM μέσω εκπαιδευτικής ρομποτικής στη διδασκαλία Φυσικών Επιστημών Ε’ Δημοτικού: Μία μελέτη περίπτωσης