Η παρούσα μελέτη διερευνά την ανάπτυξη των δεξιοτήτων της Επιχειρηματολογίας και της Υπολογιστικής Σκέψης των μαθητών, στο πλαίσιο υλοποίησης ομαδοσυνεργατικών δραστηριοτήτων Εκπαιδευτικής Ρομποτικής. Ο σχεδιασμός περιελάμβανε τρεις ομάδες: α) ομάδα ελέγχου, χωρίς προσανατολισμένη καθοδήγηση στην ανάπτυξη δεξιοτήτων, β) πρώτη πειραματική ομάδα με καθοδήγηση για την ανάπτυξη Υπολογιστικής Σκέψης, με βάση το διδακτικό μοντέλο ΣΠΠΑ+ και γ) δεύτερη πειραματική ομάδα με καθοδήγηση για την ανάπτυξη Επιχειρηματολογίας, με βάση το μοντέλο Toulmin. Οι μαθητές ανέλαβαν ρόλους και καθοδηγήθηκαν μέσα από φύλλα εργασίας στην υλοποίηση αυθεντικών δραστηριοτήτων. Υλοποιήθηκαν συνολικά 9 συνεδρίες (2 ώρες/εβδομάδα) και συμμετείχαν σε αυτές συνολικά 151 μαθητές της E’ και Στ’ τάξης Δημοτικού Σχολείου. Για την συλλογή δεδομένων χρησιμοποιήθηκαν ποιοτικά και ποσοτικά εργαλεία αξιολόγησης. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι, μετά την ολοκλήρωση των δραστηριοτήτων, οι μαθητές ανέπτυξαν σε σημαντικό βαθμό δεξιότητες Υπολογιστικής Σκέψης και Επιχειρηματολογίας σε σύγκριση με τους μαθητές της ομάδας ελέγχου η οποία δεν είχε καμία καθοδήγηση.