Knowing what you know: a pedagogical model based on learners’ metacognitive abilities

Abstract

Students’ metacognition, that is, the ability to accurately assess one’s skill level and to update one’s internal model of those skills, is a crucial educational factor, as it can help students selfregulate their learning. The purpose of this thesis is to assess how individuals’ metacognitive abilities relate to learning processes and outcomes in STEM-related tasks. It also highlights how they relate to students’ characteristics, as their gender. This thesis also presents the first steps towards a methodology to teach programming and robotics to elementary-school children and a study on digital technologies in museums to present historical content. Finally, it also explores prediction and collaborative behaviour in young adults in the autistic spectrum, and how this behaviour is self-perceived during a collaborative task with an artificial agent.

Las capacidades metacognitivas de los/as estudiantes (la habilidad de evaluar con precisión las capacidades de uno/a mismo/a y de actuar con nuestro modelo interno de estas capacidades) es un factor educativo crucial, ya que puede ayudar a los/as estudiantes a autorregular su proceso de aprendizaje. El objetivo de esta tesis es evaluar como las habilidades metacognitivas de los/as estudiantes se relacionan con su proceso de aprendizaje y resultados en tareas STEM (Ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas). También investiga cómo se relacionan estas capacidades con sus características, como el género. Esta tesis también presenta los primeros pasos para desarrollar una metodología para enseñar programación y robótica a niños/as de primaria y un estudio sobre tecnologías digitales en museos para mostrar contenido histórico. Finalmente, explora también procesos de predicción y colaboración en adultos jóvenes dentro del espectro autista y cómo perciben su comportamiento durante una actividad colaborativa con un agente sintético.

Les capacitats metacognitives dels/les estudiants (l’habilitat d’avaluar amb precisió els capacitats d’un mateix i d’actualitzar el nostre model intern d’aquestes capacitats) és un factor educatiu crucial, ja que pot ajudar els/les estudiants a autoregular el seu procés d’aprenentatge. L’objectiu d’aquesta tesi és avaluar com les habilitats metacognitives dels/les estudiants es relacionen amb el seu procés d’aprenentatge i resultat en tasques STEM (ciència, tecnologia, enginyeria i matemàtiques). També investiga com es relacionen amb les seves característiques, com el gènere. Aquesta tesi també presenta els primers passos per desenvolupar una metodologia per ensenyar programació i robòtica a nens/es de primària i un estudi sobre tecnologies digitals en museus per mostrar contingut històric. Finalment, també explora processos de predicció i col·laboració en adults joves dintre de l’espectre autista i com perceben seu comportament durant una activitat col·laborativa amb un agent sintètic.