elementary science learning

Purpose of the study: This study aimed to determine the validity of a STEM-based Electronic Student Worksheet for elementary school science learning (IPAS) based on material suitability, language clarity and readability, display and navigation quality, and the integration of Science, Technology, Engineering, and Mathematics components. Methodology: This study employed a research and development approach focusing on the expert validation stage. The STEM-based Electronic Student Worksheet was assessed by two validators using a five-point Likert scale. The validation instrument covered four aspects, namely material, language, display, and STEM integration. The validity data were analyzed quantitatively using Aiken’s V coefficient. Main Findings: The validation results showed Aiken’s V values of 0.875 for material, 0.750 for language, 0.875 for display, and 0.875 for STEM integration. The overall average Aiken’s V score was 0.844 and was categorized as very valid. These results indicate that the developed E- worksheet has fulfilled the validity criteria in terms of content suitability, language, visual display, navigation, and STEM integration, although the language aspect still requires refinement. Novelty/Originality of this study: This study offers a STEM-based E- worksheet validation framework for elementary IPAS learning by integrating assessment of content suitability, language, digital display, navigation, and STEM components. The developed E-LKPD is designed to connect science concepts with technology, engineering activities, and mathematical reasoning in a contextual and interactive learning environment for elementary school students.

هدف مطالعه: هدف این پژوهش تعیین روایی برگه‌کار الکترونیکی دانش‌آموز مبتنی بر STEM برای آموزش علوم دبستانی (IPAS) بر اساس تناسب محتوا، وضوح و خوانایی زبان، کیفیت نمایش و ناوبری، و ادغام مؤلفه‌های علوم، فناوری، مهندسی و ریاضیات بود. روش‌شناسی: این پژوهش با رویکرد تحقیق و توسعه و تمرکز بر مرحله اعتبارسنجی خبرگان انجام شد. برگه‌کار الکترونیکی مبتنی بر STEM توسط دو ارزیاب با استفاده از مقیاس لیکرت پنج‌درجه‌ای مورد ارزیابی قرار گرفت. ابزار اعتبارسنجی چهار جنبه شامل محتوا، زبان، نمایش و ادغام STEM را پوشش می‌داد. داده‌های روایی به‌صورت کمی با استفاده از ضریب V آیکن تحلیل شد. یافته‌های اصلی: نتایج اعتبارسنجی نشان داد که مقادیر V آیکن برای محتوا 0.875، برای زبان 0.750، برای نمایش 0.875 و برای ادغام STEM برابر با 0.875 بود. میانگین کلی نمره V آیکن برابر با 0.844 و در دسته «بسیار معتبر» قرار گرفت. این نتایج نشان می‌دهد که برگه‌کار الکترونیکی توسعه‌یافته معیارهای روایی را از نظر تناسب محتوا، زبان، نمایش بصری، ناوبری و ادغام STEM برآورده کرده است، هرچند جنبه زبانی همچنان نیازمند بهبود است. نوآوری/اصالت این پژوهش: این پژوهش چارچوبی برای اعتبارسنجی برگه‌کار الکترونیکی مبتنی بر STEM برای آموزش IPAS دبستانی ارائه می‌دهد که ارزیابی تناسب محتوا، زبان، نمایش دیجیتال، ناوبری و مؤلفه‌های STEM را یکپارچه می‌سازد. E-LKPD توسعه‌یافته به‌گونه‌ای طراحی شده است که مفاهیم علوم را با فناوری، فعالیت‌های مهندسی و استدلال ریاضی در محیط یادگیری زمینه‌ای و تعاملی برای دانش‌آموزان دبستانی پیوند دهد.

Critical thinking skills are among the essential competencies that must be developed in elementary school students to face the increasingly complex challenges of 21st-century life. The Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) approach emerges as an educational innovation that integrates four disciplines in an integrated, contextual, and problem-solving-oriented manner. This article aims to examine in depth the contribution of STEM-based learning to the critical thinking skills of elementary school students through a library research method. The study reviewed various scientific literature including national and international journal articles, educational textbooks, research reports, and relevant curriculum documents published between 2010 and 2024. The results indicate that STEM-based learning significantly contributes to the enhancement of students' critical thinking skills through several mechanisms: (1) encouraging students to identify and formulate problems systematically; (2) training analytical, evaluative, and synthetic skills through engineering design; (3) building scientific thinking habits through authentic projects; (4) developing evidence-based inference and argumentation skills; and (5) habituating self-reflection and self-regulation. All six aspects of critical thinking according to Facione are organically facilitated in STEM learning activities. This article concludes that STEM integration in elementary science learning is an effective and empirically proven strategy for building critical thinking foundations from an early age.

مهارت‌های تفکر انتقادی از جمله شایستگی‌های اساسی هستند که باید در دانش‌آموزان دبستانی برای مواجهه با چالش‌های فزاینده و پیچیده زندگی قرن بیست‌ویکم توسعه یابند. رویکرد علوم، فناوری، مهندسی و ریاضیات (STEM) به عنوان یک نوآوری آموزشی مطرح می‌شود که چهار حوزه مذکور را به صورت یکپارچه، زمینه‌مند و مسئله‌محور ادغام می‌کند. هدف این مقاله بررسی عمیق سهم یادگیری مبتنی بر STEM بر مهارت‌های تفکر انتقادی دانش‌آموزان دبستانی از طریق روش پژوهش کتابخانه‌ای است. در این مطالعه، متون علمی مختلف شامل مقالات مجلات ملی و بین‌المللی، کتاب‌های درسی آموزشی، گزارش‌های پژوهشی و اسناد برنامه‌درسی مرتبط که بین سال‌های ۲۰۱۰ تا ۲۰۲۴ منتشر شده‌اند، مرور شده است. نتایج نشان می‌دهد که یادگیری مبتنی بر STEM به طور معناداری به ارتقای مهارت‌های تفکر انتقادی دانش‌آموزان از طریق چندین سازوکار کمک می‌کند: (۱) تشویق دانش‌آموزان به شناسایی و صورت‌بندی نظام‌مند مسائل؛ (۲) تمرین مهارت‌های تحلیلی، ارزیابانه و ترکیبی از طریق طراحی مهندسی؛ (۳) ایجاد عادات تفکر علمی از طریق پروژه‌های اصیل؛ (۴) توسعه مهارت‌های استنتاج و استدلال مبتنی بر شواهد؛ و (۵) عادت‌دهی به خودبازتابی و خودتنظیمی. هر شش جنبه تفکر انتقادی بر اساس مدل Facione به طور ارگانیک در فعالیت‌های یادگیری STEM تسهیل می‌شود. این مقاله نتیجه می‌گیرد که ادغام STEM در آموزش علوم دبستانی، راهبردی مؤثر و اثبات‌شده تجربی برای بنیان‌گذاری تفکر انتقادی از سنین پایین است.