Educational Robotics and Preservice Teachers: STEM Problem-Solving Skills and Self-Efficacy to Teach

Oct 15, 2026

Educational robotics is examined as a STEM teacher-education intervention in Ontario, Canada, focusing on preservice teachers’ STEM problem-solving skills and their self-efficacy to teach with educational robotics. The mixed-methods study uses pre- and postquestionnaires for problem-solving and teaching self-efficacy, a problem-solving worksheet, and transcripts from two preservice teacher group interactions. Quantitative results show significant gains in teaching self-efficacy (large effect) and smaller gains in problem-solving competencies. Qualitative analysis highlights STEM-expert-like processes, while limited prior STEM knowledge constrains decision types at problem-solving stages.

LanguageEnglish

CategoryResearch & Report

FormatPDF

Pages21

Reading Time53 min

AccessFree to download

Abstract

Résumé

Introduction

| Volume 50 (4) | Special Issue 2024 | | --- | --- | Educational Robotics and Preservice Teachers: STEM Problem-Solving Skills and Self-Efficacy to Teach Robotique éducative et formation initiale des enseignants : compétences en résolution de pro blèmes dans les STIM et auto-efficacité pour enseigner Kamini Jaipal-Jamani, Brock University, Canada Abstract Integrating STEM education within the elementary school science curriculum in Ontario, Canada, elevated the expectation for elementary preservice teachers to teach STEM skills such as problem-solving through coding. Research shows that educational robotics can promote STEM knowledge and skills. This mixed methods study investigates the effect of an educational robotics intervention on preservice teachers’STEM problem-solving skills and their self-efficacy to teach with educational robotics during the COVID-19 pandemic. Data sources included a pre-and postquestionnaire on problem-solving, a pre-and post-self-efficacy teaching questionnaire, a problemsolving worksheet, and transcripts of group interactions. Quantitative findings were statistically significant for preservice teachers’ self-efficacy to teach with educational robotics (large effect size) and for problem-solving competencies (small effect size). Using a STEM problem-solving framework, two preservice teacher group interactions were analysed. Qualitative findings indicated that preservice teachers exhibited similar problem-solving processes as STEM experts, but preservice teachers’ prior STEM knowledge limited the types of decisions considered at the problem-solving stages. The study provides an example of how preservice teachers’ self-efficacy to teach with educational robotics was developed within a science education course and lends unique insights into the problem-solving processes these preservice teacher groups engaged in. Keywords: educational robotics, preservice teachers, self-efficacy, STEM, problem-solving skills Résumé Avec l’intégration de l’enseignement des STIM dans le programme de sciences de l’école primaire en Ontario, au Canada, les futurs enseignants devront s’attendre à enseigner des compétencesen lien avec la programmation informatique et la résolution de problèmes. La littérature scientifique CJLT/RCAT Vol. 50 (4) montre que la robotique éducative peut favoriser l’acquisition de connaissances et de compétences dans le domaine des STIM. Cette étude à méthodes mixtes porte sur l’effet d’une intervention en robotique éducative sur les compétences en résolution de problèmes dans les STIM chez des enseignants en formation et sur leur auto-efficacité vis- à -vis de la robotique éducative pendant la pandémie de COVID- 19. Les sources de données comprenaient des questionnaires sur les processus de résolution de problèmes et sur l’auto-efficacité relative à l’enseignement, une feuille de travail sur la résolution de problèmes et des transcriptions des interactions au sein du groupe. Les résultats quantitatifs étaientsignificatifs d’un point de vue statistique en ce qui concerne l’auto-efficacité des enseignants en formation initiale relativement à la robotique éducative (taille de l’effet forte) et leurs compétences enmatière de résolution de problèmes (taille de l’effet faible) . Les interactions de deux groupesd’enseignants en formation initiale ont été analysées selon un cadre de résolution de problèmes propre aux STIM. Les résultats qualitatifs indiquent que les processus de résolution de problèmes desenseignants en formation initiale sont similaires à ceux des experts en STIM, mais que les connaissancespréalables de ces enseignants en STIM ont eu pour effet de limiter les types de décisions prises lors des étapes de résolution de problèmes. L’étude montre de quelle façon l’auto-efficacité de futurs enseignants vis- à -vis de la robotique éducative a évolué dans le cadre d’un cours de science et donne un aperçu unique des processus de résolution de problèmes que ces groupes d’ense

FAQs

What is the study’s main focus?

The study examines how an educational robotics intervention affects preservice teachers’ STEM problem-solving skills and their self-efficacy to teach with educational robotics.

What data sources are used?

Data include pre- and postquestionnaires on problem-solving and teaching self-efficacy, a problem-solving worksheet, and transcripts of group interactions.

What do the quantitative results show?

Results are statistically significant: self-efficacy to teach with educational robotics shows a large effect size, while problem-solving competencies show a small effect size.

Oct 15, 2026

Uploaded by A glass of water