PhET

Understanding dynamic electricity is important because students often experience difficulties in understanding the relationships among electric current, voltage, and resistance in series and parallel circuits. This study aimed to analyze changes in students’ conceptual understanding before and after learning with the Physics Education Technology (PhET) virtual laboratory supported by student worksheets (LKPD), test the statistical significance of these changes, and determine the magnitude of improvement. The study employed a quantitative approach using a one-group pretest-posttest design without a comparison group. The participants were 20 eighth-grade students at MTs Alkhairaat Biromaru. Data were collected through conceptual understanding tests administered before and after instruction and an observation checklist assessing implementation. The data were analyzed using descriptive statistics, a paired-samples t-test, and N-Gain. The results showed that the mean score increased from 43.75 to 53.75, with a statistically significant difference (t(19) = −5.210; p < 0.001). Cohen’s dz was 1.17, indicating a large effect size, whereas the N-Gain of 0.18 was categorized as low. All instructional stages were implemented as planned. Thus, students’ scores increased following the intervention; however, the effectiveness of PhET supported by LKPD cannot be conclusively established without a comparison group. Future research should include a comparison group and a longer instructional period. ABSTRAK Pemahaman konsep listrik dinamis penting dikembangkan karena peserta didik sering mengalami kesulitan memahami hubungan antara arus, tegangan, dan hambatan dalam rangkaian seri maupun paralel. Penelitian ini bertujuan menganalisis perubahan pemahaman konsep peserta didik sebelum dan sesudah pembelajaran menggunakan laboratorium virtual Physics Education Technology (PhET) berbantuan Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD), menguji signifikansi perubahannya, serta menentukan besarnya peningkatan. Penelitian menggunakan pendekatan kuantitatif dengan desain one-group pretest-posttest tanpa kelas pembanding. Subjek penelitian terdiri atas 20 peserta didik kelas VIII MTs Alkhairaat Biromaru. Data dikumpulkan melalui tes pemahaman konsep sebelum dan sesudah pembelajaran serta lembar observasi keterlaksanaan kegiatan. Data dianalisis menggunakan statistik deskriptif, uji-t berpasangan, dan N-Gain. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rata-rata skor meningkat dari 43,75 menjadi 53,75, dengan perbedaan yang signifikan secara statistik (t19 = −5,210; p < 0,001). Ukuran efek Cohen’s dz sebesar 1,17 termasuk kategori besar, sedangkan N-Gain sebesar 0,18 termasuk kategori rendah. Seluruh tahapan pembelajaran terlaksana sesuai rencana. Dengan demikian, terdapat peningkatan skor setelah pembelajaran, tetapi efektivitas PhET berbantuan LKPD belum dapat dipastikan tanpa kelas pembanding. Penelitian selanjutnya disarankan melibatkan kelas pembanding dan durasi pembelajaran yang lebih panjang.

The implementation of discovery learning in physics education is an approach that encourages students to actively engage in discovering and understanding concepts. Research findings on its implementation vary according to the learning materials, educational levels, supporting media, and research designs employed. This study aims to analyze the implementation of discovery learning in physics education during the 2024–2026 period and identify research trends regarding students’ learning outcomes. This study employed a systematic literature review (SLR) by analyzing fifteen relevant scientific articles. The data were analyzed descriptively and thematically based on research characteristics, forms of discovery learning implementation, supporting media or strategies, and students’ learning outcomes. The results show that discovery learning has been implemented across various physics topics and can be combined with supporting learning media and strategies, such as PhET, LKPD, E-LKPD, kahoot, vee map, lumio by smart. Overall, the studies indicate an increase or effect on students’ physics learning outcomes following the implementation of discovery learning. Studies using experimental designs demonstrated differences or effects on learning outcomes, while studies using pretest–posttest designs and classroom action research showed improvements in learning outcomes following the implementation of the learning model. The variation in research findings indicates that the implementation of discovery learning needs to be adapted to the characteristics of the learning materials, students, supporting media or strategies, and instructional design.

اجرای یادگیری اکتشافی در آموزش فیزیک رویکردی است که دانش‌آموزان را به مشارکت فعال در کشف و درک مفاهیم ترغیب می‌کند. یافته‌های پژوهشی درباره اجرای این رویکرد بسته به محتوای آموزشی، سطوح تحصیلی، رسانه‌های پشتیبان و طرح‌های پژوهشی به‌کاررفته متفاوت است. هدف این مطالعه تحلیل اجرای یادگیری اکتشافی در آموزش فیزیک طی دوره ۲۰۲۴ تا ۲۰۲۶ و شناسایی روندهای پژوهشی مرتبط با پیامدهای یادگیری دانش‌آموزان است. این پژوهش با استفاده از مرور نظام‌مند ادبیات (SLR) و تحلیل پانزده مقاله علمی مرتبط انجام شده است. داده‌ها به‌صورت توصیفی و تماتیک بر اساس ویژگی‌های پژوهش، اشکال اجرای یادگیری اکتشافی، رسانه‌ها یا راهبردهای پشتیبان و پیامدهای یادگیری دانش‌آموزان تحلیل شدند. نتایج نشان می‌دهد که یادگیری اکتشافی در موضوعات مختلف فیزیک اجرا شده و می‌تواند با رسانه‌ها و راهبردهای یادگیری پشتیبان مانند PhET، LKPD، E-LKPD، kahoot، vee map و lumio by smart ترکیب شود. به‌طور کلی، مطالعات افزایش یا تأثیر بر پیامدهای یادگیری فیزیک دانش‌آموزان را پس از اجرای یادگیری اکتشافی نشان می‌دهند. مطالعات با طرح‌های آزمایشی تفاوت یا تأثیر بر پیامدهای یادگیری را نشان دادند، در حالی که مطالعات با طرح پیش‌آزمون–پس‌آزمون و پژوهش اقدام کلاسی بهبود پیامدهای یادگیری را پس از اجرای مدل یادگیری نشان دادند. تنوع یافته‌های پژوهشی نشان می‌دهد که اجرای یادگیری اکتشافی باید با ویژگی‌های محتوای آموزشی، دانش‌آموزان، رسانه‌ها یا راهبردهای پشتیبان و طراحی آموزشی سازگار شود.

Science learning at the junior secondary school (SMP) level plays a strategic role in developing students’ scientific literacy and critical thinking skills; however, its implementation continues to face various structural and pedagogical challenges. This study aims to analyze the problems of science learning at the SMP level in Parigi Moutong Regency from the perspective of science teachers as curriculum implementers in the field. A descriptive qualitative approach was employed, involving ten science teachers from ten public junior secondary schools distributed across several sub-districts with varying accreditation levels of A, B, and C. Data were collected using an instrument combining a four-point Likert scale and open-ended questions covering four aspects: scientific literacy, learning conditions, technology utilization, and virtual laboratory experience. The data were analyzed thematically through the stages of data reduction, data display, and conclusion drawing. The findings indicate that the main problems include low levels of students’ scientific literacy and critical thinking skills, learning that tends to emphasize procedural mastery of concepts and remains teacher-centered, limited laboratory facilities and practical equipment, and suboptimal utilization of digital technology, although most teachers are familiar with virtual laboratories such as PhET. Science teachers expressed the need for capacity building through training, integration of STEM-based Problem-Based Learning and Project-Based Learning models, and more systematic utilization of virtual laboratories. These findings provide a basis for strengthening teacher competencies and developing contextual learning innovations that are responsive to regional conditions.

آموزش علوم در مقطع متوسطه اول نقش راهبردی در توسعه سواد علمی و مهارت‌های تفکر انتقادی دانش‌آموزان ایفا می‌کند؛ با این حال، اجرای آن همچنان با چالش‌های ساختاری و آموزشی متعددی مواجه است. هدف این پژوهش تحلیل مسائل آموزش علوم در مقطع متوسطه اول شهرستان پاریگی موتونگ از منظر دبیران علوم به عنوان مجریان برنامه درسی در میدان عمل است. این مطالعه با رویکرد کیفی توصیفی انجام شده و شامل ده دبیر علوم از ده مدرسه متوسطه اول دولتی در مناطق مختلف با سطوح اعتبارسنجی A، B و C می‌باشد. داده‌ها با استفاده از ابزاری ترکیبی شامل مقیاس لیکرت چهار گزینه‌ای و پرسش‌های باز در چهار محور سواد علمی، شرایط یادگیری، بهره‌گیری از فناوری و تجربه آزمایشگاه مجازی گردآوری شد. داده‌ها به صورت موضوعی و از طریق مراحل کاهش داده، نمایش داده و نتیجه‌گیری تحلیل شدند. یافته‌ها نشان می‌دهد که مسائل اصلی شامل پایین بودن سطح سواد علمی و مهارت‌های تفکر انتقادی دانش‌آموزان، آموزش مبتنی بر تسلط رویه‌ای بر مفاهیم و محوریت معلم، محدودیت امکانات آزمایشگاهی و تجهیزات عملی و استفاده ناکافی از فناوری دیجیتال است، هرچند اکثر دبیران با آزمایشگاه‌های مجازی مانند PhET آشنایی دارند. دبیران علوم نیاز به توانمندسازی از طریق آموزش، ادغام الگوهای یادگیری مبتنی بر مسئله و پروژه با رویکرد STEM و بهره‌گیری نظام‌مندتر از آزمایشگاه‌های مجازی را ابراز کردند. این یافته‌ها مبنایی برای تقویت شایستگی‌های معلمان و توسعه نوآوری‌های آموزشی زمینه‌مند و متناسب با شرایط منطقه‌ای فراهم می‌کند.

This study develops and analyzes a learning design supporting students’ understanding of quadratic functions as patterns of change through representational transitions, using design research with qualitative retrospective analysis at two public senior high schools in Riau Province, Indonesia, within the Kurikulum Merdeka curriculum. Preliminary data came from 80 tenth-grade students through observations, an initial representation test, and interviews with 12 selected students. A separate teaching experiment with 80 tenth-grade students was implemented across two cycles, integrating a walking activity, the PhET Moving Man simulation, and GeoGebra, with worksheets classified using a three-level representational coding scheme. Students’ initial understanding was predominantly symbolic and procedural, with combined achievement across three representation indicators of only 34.53%. The learning sequence supported movement from contextual situations to numerical patterns, symbolic generalization, and graphical interpretation, though recognizing second differences and generalizing them symbolically remained the central bottleneck. Cycle revisions, notably a structured walking procedure and an added generalization row, were associated with more groups reaching representational coordination (4 of 10 to 7 of 10) and higher quiz scores (63.13% to 84.13%), though this is not a controlled comparison, since cycles occurred at different schools. This study offers a literature-grounded design moving students from procedural recognition toward conceptual understanding of nonlinear change, and identifies second differences as a representational bridge between numerical and symbolic forms. Three design principles are proposed: beginning with contrastive situations, using second differences as a bridge, and formalizing the general form after students recognize the structure of change.

این مطالعه به توسعه و تحلیل یک طراحی یادگیری می‌پردازد که از درک دانش‌آموزان نسبت به توابع درجه دوم به عنوان الگوهای تغییر از طریق گذارهای بازنمایی حمایت می‌کند. پژوهش با استفاده از رویکرد تحقیق طراحی و تحلیل کیفی گذشته‌نگر در دو دبیرستان دولتی استان ریائو اندونزی و در چارچوب برنامه درسی Kurikulum Merdeka انجام شده است. داده‌های اولیه از ۸۰ دانش‌آموز پایه دهم از طریق مشاهده، آزمون بازنمایی اولیه و مصاحبه با ۱۲ دانش‌آموز منتخب جمع‌آوری شد. یک آزمایش آموزشی جداگانه با ۸۰ دانش‌آموز پایه دهم در دو چرخه اجرا گردید که در آن فعالیت پیاده‌روی، شبیه‌ساز PhET Moving Man و نرم‌افزار GeoGebra ادغام شدند و برگه‌های کار با استفاده از یک طرح کدگذاری سه‌سطحی بازنمایی طبقه‌بندی شدند. درک اولیه دانش‌آموزان عمدتاً نمادین و رویه‌ای بود و مجموع عملکرد در سه شاخص بازنمایی تنها ۳۴٫۵۳٪ بود. توالی یادگیری، حرکت از موقعیت‌های زمینه‌ای به الگوهای عددی، تعمیم نمادین و تفسیر نموداری را تسهیل کرد، اگرچه تشخیص تفاوت‌های مرتبه دوم و تعمیم نمادین آن‌ها همچنان گلوگاه اصلی باقی ماند. بازنگری‌های چرخه‌ای، به ویژه رویه ساختاریافته پیاده‌روی و افزودن سطر تعمیم، با افزایش تعداد گروه‌هایی که به هماهنگی بازنمایی رسیدند (از ۴ گروه از ۱۰ به ۷ گروه از ۱۰) و افزایش نمرات آزمون (از ۶۳٫۱۳٪ به ۸۴٫۱۳٪) همراه بود، هرچند این مقایسه کنترل‌شده نیست زیرا چرخه‌ها در مدارس مختلف اجرا شدند. این مطالعه طراحی مبتنی بر ادبیات را ارائه می‌دهد که دانش‌آموزان را از شناسایی رویه‌ای به سوی درک مفهومی تغییرات غیرخطی هدایت می‌کند و تفاوت‌های مرتبه دوم را به عنوان پلی بازنمایی بین صورت‌های عددی و نمادین شناسایی می‌کند. سه اصل طراحی پیشنهاد می‌شود: آغاز با موقعیت‌های متضاد، استفاده از تفاوت‌های مرتبه دوم به عنوان پل و رسمی‌سازی فرم کلی پس از شناسایی ساختار تغییر توسط دانش‌آموزان.

This study was motivated by the low level of science process skills among fifth-grade students on the topic of energy transformation, resulting from instruction that remained dominated by conventional methods and limited hands-on practical activities, which reduced students' active involvement in developing observing, classifying, predicting, interpreting, and communicating skills. This study aimed to determine the effect of using the PhET Virtual Lab on the science process skills of fifth-grade students at SDN Kesatrian. A quantitative approach with a quasi-experimental method and a Nonequivalent Control Group Design was employed. The sample consisted of 60 students divided into an experimental group and a control group of 30 students each. Data were collected through an essay-based science process skills test administered as a pretest and posttest. The results showed an average posttest score of 84.33 for the experimental group compared to 58.30 for the control group. The Independent Samples t-Test yielded a significance value of 0.001 (< 0.05), indicating a significant effect of the PhET Virtual Lab on students' science process skills. The N-Gain test showed an increase of 73.40% in the experimental group (high category) and 24.22% in the control group (low category). Thus, the PhET Virtual Lab proved effective in improving elementary school students' science process skills on the topic of energy transformation

این پژوهش با انگیزه سطح پایین مهارت‌های فرایند علم در میان دانش‌آموزان پایه پنجم در مبحث تغییر شکل انرژی انجام شد که ناشی از آموزش غالباً مبتنی بر روش‌های سنتی و محدودیت فعالیت‌های عملی بوده و موجب کاهش مشارکت فعال دانش‌آموزان در توسعه مهارت‌های مشاهده، طبقه‌بندی، پیش‌بینی، تفسیر و ارتباط شده است. هدف این پژوهش تعیین تأثیر استفاده از آزمایشگاه مجازی PhET بر مهارت‌های فرایند علم دانش‌آموزان پایه پنجم دبستان SDN Kesatrian بود. رویکرد کمی با روش شبه‌آزمایشی و طرح گروه کنترل نابرابر به کار گرفته شد. نمونه شامل ۶۰ دانش‌آموز بود که به دو گروه آزمایش و کنترل، هر یک با ۳۰ نفر، تقسیم شدند. داده‌ها از طریق آزمون مهارت‌های فرایند علم مبتنی بر سؤال تشریحی به صورت پیش‌آزمون و پس‌آزمون گردآوری شد. نتایج نشان داد میانگین نمره پس‌آزمون گروه آزمایش ۸۴٫۳۳ و گروه کنترل ۵۸٫۳۰ بود. آزمون t مستقل مقدار معناداری ۰٫۰۰۱ (< ۰٫۰۵) را نشان داد که بیانگر تأثیر معنادار آزمایشگاه مجازی PhET بر مهارت‌های فرایند علم دانش‌آموزان است. آزمون N-Gain افزایش ۷۳٫۴۰٪ در گروه آزمایش (رده بالا) و ۲۴٫۲۲٪ در گروه کنترل (رده پایین) را نشان داد. بنابراین، آزمایشگاه مجازی PhET در بهبود مهارت‌های فرایند علم دانش‌آموزان دبستان در مبحث تغییر شکل انرژی اثربخش بود.

The low level of students' learning activities and science learning outcomes This study aims to determine student activity during lessons utilizing the Problem-Based Learning (PBL) model supported by PhET Interactive Simulations media, as well as to assess the model's impact on the science learning outcomes of fifth-grade students at SDN 3 Bayalangu Kidul. The study employs a quantitative approach using an experimental method, specifically the One Group Pretest-Posttest Design. The population consisted of fifth-grade students at SDN 3 Bayalangu Kidul, with a sample size of 25 students. Data collection techniques included observation and testing, utilizing instruments such as student activity observation sheets and pretest/posttest questions. Data analysis involved descriptive analysis, normality tests, homogeneity tests, and hypothesis testing using the Paired Sample t-Test. The results indicate that student activity improved from an average of 57.83% (categorized as "sufficient") to 86.42% (categorized as "excellent") following the implementation of the PBL model supported by PhET Interactive Simulations. Student learning outcomes also improved, evidenced by the average pretest score rising from 70.80 to 86.40 on the posttest. Hypothesis testing results showed a significance value (Sig. 2-tailed) of less than 0.05; thus, the null hypothesis (H₀) was rejected and the alternative hypothesis (H₁) was accepted. Consequently, it can be concluded that the Problem-Based Learning (PBL) model supported by PhET Interactive Simulations has a significant effect on science learning outcomes and enhances the learning activity of fifth-grade students at SDN 3 Bayalangu Kidul.

سطح پایین فعالیت‌های یادگیری و نتایج یادگیری علوم دانش‌آموزان، هدف این پژوهش تعیین فعالیت دانش‌آموزان در طول درس با استفاده از مدل یادگیری مبتنی بر مسئله (PBL) با پشتیبانی رسانه شبیه‌سازی‌های تعاملی PhET و همچنین ارزیابی تأثیر این مدل بر نتایج یادگیری علوم دانش‌آموزان پایه پنجم دبستان SDN 3 Bayalangu Kidul است. این پژوهش با رویکرد کمی و روش آزمایشی، به طور خاص با طرح پیش‌آزمون-پس‌آزمون یک گروهی انجام شده است. جامعه آماری شامل دانش‌آموزان پایه پنجم دبستان SDN 3 Bayalangu Kidul بوده و حجم نمونه ۲۵ نفر است. روش‌های گردآوری داده شامل مشاهده و آزمون با استفاده از ابزارهایی مانند برگه‌های مشاهده فعالیت دانش‌آموزان و سؤالات پیش‌آزمون/پس‌آزمون بوده است. تحلیل داده‌ها شامل تحلیل توصیفی، آزمون نرمالیتی، آزمون همگنی و آزمون فرضیه با استفاده از آزمون t زوجی بوده است. نتایج نشان داد که فعالیت دانش‌آموزان از میانگین ۵۷/۸۳٪ (در دسته «کافی») به ۸۶/۴۲٪ (در دسته «عالی») پس از اجرای مدل PBL با پشتیبانی شبیه‌سازی‌های تعاملی PhET افزایش یافته است. نتایج یادگیری دانش‌آموزان نیز بهبود یافته است، به طوری که میانگین نمره پیش‌آزمون از ۷۰/۸۰ به ۸۶/۴۰ در پس‌آزمون افزایش یافته است. نتایج آزمون فرضیه نشان داد که مقدار معناداری (Sig. 2-tailed) کمتر از ۰/۰۵ است؛ بنابراین فرض صفر (H₀) رد و فرض جایگزین (H₁) پذیرفته شد. در نتیجه، می‌توان نتیجه گرفت که مدل یادگیری مبتنی بر مسئله (PBL) با پشتیبانی شبیه‌سازی‌های تعاملی PhET تأثیر معناداری بر نتایج یادگیری علوم و افزایش فعالیت یادگیری دانش‌آموزان پایه پنجم دبستان SDN 3 Bayalangu Kidul دارد.