Educare al pensiero matematico nell’era digitale: il ruolo della robotica educativa nello sviluppo del pensiero logico-computazionale nella scuola dell’infanzia. Uno studio di caso

This research project investigates the contribution of educational robotics and coding to the development of basic mathematical competencies in early childhood education, with particular attention to the interaction between numerical intelligence, visuospatial abilities, and computational thinking. The study is grounded in an interdisciplinary theoretical framework that integrates perspectives from cognitive and neuropsychological research, experimental pedagogy, and educational technology studies. Within this framework, mathematical learning is understood as being supported both by an innate predisposition to number (number sense) and by the central role of spatial and symbolic processes in the construction of mathematical thinking in early childhood. From this perspective, educational robotics is not conceived as an early introduction to technical or computer-science content, but rather as a mediating educational tool capable of fostering processes such as planning, sequencing, prediction, and error control, in ways that are consistent with the cognitive and affective characteristics of preschool children. On the basis of these assumptions, the research explores how integrated educational interventions grounded in concrete, embodied, and symbolic experiences can support the emergence and consolidation of basic mathematical competencies. Methodologically, the study adopts a Mixed Methods approach and is designed as a case study conducted within a preschool context. The educational intervention involved children in the final year of kindergarten and was structured as a progressive laboratory-based pathway integrating unplugged coding activities with the gradual use of educational robots. Data collection combined quantitative instruments, including a structured questionnaire administered before and after the intervention, with qualitative tools such as systematic observations supported by observation grids and focus groups with teachers. Data analysis followed a triangulation logic, integrating numerical evidence with an interpretative reading of the educational processes observed in the classroom context. The results indicate trends of improvement in children’s logical-computational competencies, particularly in the areas of sequencing, spatial problem solving, and planning. Qualitative analyses allow these findings to be situated within everyday classroom dynamics, highlighting changes in participation, peer collaboration, and processes of cognitive and behavioral self-regulation. Overall, the findings suggest that an intentional and pedagogically grounded use of educational robotics can foster the construction of meaningful mathematical experiences in early childhood education. The study aims to contribute to the scientific debate on the design of integrated learning environments in preschool settings, highlighting the potential of educational robotics as a tool capable of connecting cognitive, spatial, and symbolic dimensions, and offering practical insights for the design of interventions oriented toward the prevention of mathematical learning difficulties.

Il presente progetto di ricerca esamina il contributo della robotica educativa e del coding allo sviluppo delle competenze matematiche di base nella scuola dell’infanzia, con particolare attenzione all’interazione tra intelligenza numerica, abilità visuo-spaziali e pensiero computazionale. Il lavoro si colloca all’interno di un quadro teorico interdisciplinare che integra prospettive provenienti dalla psicologia cognitiva e neuropsicologica, dalla pedagogia sperimentale e dagli studi sulle tecnologie educative, riconoscendo, da un lato, l’esistenza di una predisposizione innata al numero (number sense) e, dall’altro, il ruolo centrale dei processi spaziali e simbolici nella costruzione del pensiero matematico in età precoce. In tale cornice, la robotica educativa viene interpretata non come un’anticipazione di contenuti tecnico-informatici, ma come un dispositivo di mediazione didattica capace di sostenere processi di pianificazione, sequenzialità, previsione e controllo dell’errore, in coerenza con le caratteristiche cognitive e affettive dei bambini della scuola dell’infanzia. A partire da questi presupposti, la ricerca esplora in che modo interventi educativi integrati, fondati su esperienze concrete, corporee e simboliche, possano favorire l’emergere e il consolidamento delle competenze matematiche di base. Dal punto di vista metodologico, lo studio adotta un approccio a metodi misti (Mixed Methods) e si configura come uno studio di caso condotto all’interno di un contesto di scuola dell’infanzia. L’intervento educativo ha coinvolto bambini dell’ultimo anno ed è stato strutturato come un percorso laboratoriale progressivo, che ha integrato attività di coding unplugged e l’utilizzo graduale di robot educativi. La raccolta dei dati ha previsto l’impiego di strumenti quantitativi, attraverso la somministrazione di un questionario strutturato in fase pre e post-intervento, e di strumenti qualitativi, quali osservazioni sistematiche supportate da griglie di rilevazione e focus group con le insegnanti. L’analisi dei dati è stata condotta secondo una logica di triangolazione, mettendo in dialogo le evidenze numeriche con una lettura interpretativa dei processi educativi osservati nel contesto di aula. I risultati evidenziano tendenze di miglioramento nelle competenze logico-computazionali dei bambini, in particolare nelle dimensioni della sequenzialità, del problem solving spaziale e della pianificazione. Le analisi qualitative consentono di collocare tali evidenze all’interno delle dinamiche quotidiane di apprendimento, mettendo in luce cambiamenti nelle modalità di partecipazione, nella collaborazione tra pari e nei processi di autoregolazione cognitiva e comportamentale. Nel loro insieme, i dati suggeriscono che un uso intenzionale e pedagogicamente fondato della robotica educativa possa favorire la costruzione di esperienze matematiche significative nella prima infanzia. La ricerca intende contribuire alla riflessione scientifica sulla progettazione di ambienti di apprendimento integrati nella scuola dell’infanzia, evidenziando il potenziale della robotica educativa come strumento capace di connettere dimensioni cognitive, spaziali e simboliche e offrendo indicazioni utili per la progettazione di interventi orientati alla prevenzione delle difficoltà di apprendimento in ambito matematico.