Teaching with social robots

• The school's digitalization is an ongoing process that brings new didactic opportunities, but also challenges. Social educational robots entail a complex teaching situation and affect the teacher's role, actions, and responsibilities in the classroom. Through observations in an authentic classroom context, this thesis aims to provide a nuanced and realistic picture of how teaching with social robots can unfold. Social educational robots have previously been explored in different educational contexts, but few studies shed light on the teacher role. Nor is it discussed what new aspects of digital competence become important when teaching with educational technologies that exhibit social behaviour. This thesis studies teacher actions and intended actions in a learning activity where a child collaborates with a social educational robot. In the activity, the robot is designed to act as a learning companion (tutee), the child acts as a teacher (tutor), and sometimes a few peers participate. The study is based on video observations of teachers' dialogues and behaviours in this learning activity, and a total of 25 hours of recorded video material has been analysed. The observations are supplemented with interviews, workshops, and questionnaires, where more teachers reflect on teaching with social robots.The result shows that social educational robots may contribute to relevant learning situations but also introduce new teacher roles, bringing additional challenges. The teacher's most prominent role in this learning activity is as an interaction mentor, in which the teacher assists the verbal and non-verbal interaction between the child and the robot, such as verbal communication fluency, explaining the robot's behaviour to the child, and maintaining attention.The result also identifies challenges that may emerge if social educational robots are used for teaching and learning. One of these challenges is due to the teacher relating to the robot as a didactic tool as well as a social actor, interchangeably. This duality causes conflicts in the teacher's actions, as the two perspectives call for different behaviours. The thesis also shows that using social educational robots entails new demands for adequate digital competence.

• Skolans digitalisering är en pågående process som medför nya didaktiska möjligheter; men också utmaningar. Användningen av social utbildningsrobotar medför en komplex undervisningssituation och påverkar lärarens roll, agerande och ansvar i klassrummet. Denna avhandling strävar efter att, genom observationer i en autentisk klassrumskontext, ge en nyanserad och realistisk bild av hur undervisning med sociala robotar kan ta sig uttryck. Tidigare forskning visar att sociala utbildningsrobotar kan öka elevers motivation och engagemang men även stimulera elevers förmåga till resonemang och problemlösning. Sociala robotar har studerats i olika undervisningskontexter och skolämne men också i olika roller, som exempelvis lärare, lärassistent, lärkamrat eller nybörjare. När sociala robotar designas som lärkamrat bygger det ofta på idéen om learning-by teaching, dvs att barnet lär sig genom att lära ut olika kunskaper och färdigheter till roboten. Dock uppstår det en rad etiska dilemman i samband med lärsituationer som bygger på interaktioner mellan barn och robotar. Tidigare forskning visar också att lärare har en varierad inställning till användningen av sociala utbildningsrobotar men få studier belyser lärarens roll och agerande då sociala robotar används i undervisningen. Inte heller diskuteras vilka nya aspekterav digital kompetens som lärare behöver för att undervisa med utbildningsteknologier som uppvisar ett socialt beteende.I denna avhandling studeras lärarens agerande i en läraktivitet där ett barn samarbetar med en social utbildningsrobot. Tillsammans spelar barnet och roboten ett digitalt matematikspel på en interaktiv tavla. Roboten är designad till att i aktiviteten agera som en frågvis lärkamrat (tutee) och barnet agerar som lärare (tutor). Under vissa spelsessioner deltar också några kamrater i läraktiviteten. Den genomförda fallstudien baseras framför allt på videoobservationer av lärares dialoger och beteenden i denna läraktivitet, och totalt har över 25 timmar inspelat videomaterial analyserats. Observationerna kompletteras med intervjuer, workshopar och enkäter, där fler lärare ges möjlighet att reflektera över undervisning med sociala robotar. För att bättre förstå lärarens roll och agerande i den givna läraktiviteten användes kulturhistorisk aktivitetsteori som analytisk lins. Avhandlingens resultat innehåller dels en beskrivande syntes av erhållna resultat från de bifogade artiklarna, dels en re-analys av all ingående data.Syntesen visar att användningen av en social utbildningsrobot kan skapa intressanta och relevanta lärsituationer men visar också att roboten för med sig många utmaningar. Till exempel uppstår en del tekniska problem som medför att läraren behöver agera i rollen som teknisk facilitator. Dock är den mest framträdande lärarrollen i läraktiviteten den som interaktionsmentor. Rollen innebär att läraren assisterar den verbala och icke-verbala interaktionen mellan barnet och roboten. Det handlar i första hand om att hjälpa barnet att få ett flyt in den verbala kommunikationen, förklara robotens frågor och hur roboten tolkar barnens svar på dessa. I andra hand handlar det om att förklara robotens beteende för barnet samt se till att de två spelarna bibehåller varandras uppmärksamhet. Vidare belyser re-analysen andra utmaningar med att använda sociala robotar för undervisning och lärande. En av dessa utmaning grundar sig i att läraren förhåller sig på olika sätt till roboten, dvs att läraren ibland ser på roboten som ett didaktiskt verktyg och ibland på roboten som en social aktör. Denna dualitet medför att konflikter i lärarens agerande uppstår, då de två perspektiven inte alltid är förenliga. Exempelvis handlar det om vilket lärobjekt som ska stå i fokus i läraktiviteten och om vilka sociala normer som är rimliga i ett barn-robot samarbete. Avhandlingen visar också att användningen av sociala utbildningsrobotar ställer nya krav på vad adekvat digital kompetens innebär. En aspekt av kompetensbegreppet är teknisk kompetens, med kunskaper om datasäker och programmering, och en annan aspekt är kritisk kompetens, vilken inkluderar olika etiska dilemman som uppstår om sociala robotar används i undervisningssammanhang. En tredje aspekt är praktisk kompetens, vilken handlar om att själv kunna interagera med sociala undervisningsrobotar, men också om att kunna förstå och nyttja de båda perspektiven på roboten för att uppnå syftet med undervisningen.Avhandlingen bidrar med utökad kunskap om vilka möjligheter och utmaningar användningen av sociala utbildningsrobotar medför. Dessutom bidrar den till praktiken, vilken får en inblick i vilka nya krav på digital kompetens som växer fram då utbildningsteknologier uppvisar sociala egenskaper och beteende. Avslutningsvis bidar avhandlingen till teorin (CHAT) genom att föreslå ett utvidgat aktivitetssystem med dubbla och alternerande perspektiv på sociala robotar: dels som verktyg, dels som en del av gemenskapen.

Subject headings

SAMHÄLLSVETENSKAP  -- Utbildningsvetenskap -- Lärande (hsv//swe)

SOCIAL SCIENCES  -- Educational Sciences -- Learning (hsv//eng)

SAMHÄLLSVETENSKAP  -- Medie- och kommunikationsvetenskap -- Systemvetenskap, informationssystem och informatik med samhällsvetenskaplig inriktning (hsv//swe)

SOCIAL SCIENCES  -- Media and Communications -- Information Systems, Social aspects (hsv//eng)

Keyword

Social Robots; Educational Technology; Human-Robot Interaction; Teachers; Activity Theory

Sociala Robotar; Utbildningsteknologi; Människa- Robotinteraktion; Lärare; Aktivitetsteori

Work Integrated Learning

Arbetsintegrerat lärande

Publication and Content Type

vet (subject category)

dok (subject category)