Scientific literacy

Introduction Collaborative problem solving has become a key educational competence, yet existing observational instruments often assess only selected aspects of collaboration, rely on labor-intensive micro-analytic coding, or are tied to specific task contexts. To address these limitations, this study developed and validated the Collaborative Problem Solving Observation Grid (CPS-OG), an evidence-based observational instrument designed to provide a comprehensive, task-independent, macro-level assessment of collaboration quality. The instrument is grounded in four empirically derived dimensions of CPS: socio-cognitive exchange, socio-emotional exchange, task regulation, and group regulation. Method Validation was conducted with 84 groups of secondary school students working in triads ( N = 73) or dyads ( N = 11) on scientific and civic literacy tasks. The psychometric evaluation included analyses of interrater reliability, internal consistency, construct validity, and criterion-related validity. Results Across both task domains, the CPS-OG demonstrated excellent interrater reliability, good internal consistency, and preliminary support for the internal coherence of the four-conceptual dimensions, consistent with findings from a recent systematic review of CPS quality. The four dimensions included in the instrument showed meaningful associations with Mercer's dialogue types and group product quality, providing further evidence of criterion validity. The consistency of findings across scientific and civic literacy tasks indicates the instrument's robustness in different task contexts. Discussion Overall, the findings suggest that the CPS-OG is a reliable and promising observational instrument. It offers a comprehensive approach to monitoring and assessing collaborative problem solving, providing researchers and practitioners with a practical tool for evaluating collaboration across diverse educational tasks.

Evaluation and assessment are integral components of modern biology education, serving not only to measure final learning outcomes but also to support continuous learning processes. This study aims to provide a comprehensive overview of the relationship among assessment instrument development, assessment result analysis, and biology teacher competence. A literature review method with a qualitative descriptive approach was employed. Data collection involved analyzing scientific articles published between 2020 and 2025 from various databases, including Google Scholar, ScienceDirect, and ERIC. The findings indicate that: (1) biology assessment instrument development currently focuses on measuring complex competencies, such as scientific literacy, higher-order thinking skills (HOTS), and genetic literacy; (2) the analysis of assessment results through validity, reliability, item difficulty, discrimination power, and distractor effectiveness is crucial to ensuring item quality; and (3) biology teachers play a strategic role encompassing conceptual, practical, and socio-emotional assessment literacy to design, implement, interpret, and utilize assessment results as a basis for feedback and instructional improvement. In conclusion, the integration of valid instruments, systematic item analysis, and adequate teacher assessment literacy is key to achieving quality biology education oriented toward holistic student competency development.

ارزیابی و سنجش از اجزای جدایی‌ناپذیر آموزش زیست‌شناسی مدرن به‌شمار می‌روند که نه‌تنها برای سنجش نتایج نهایی یادگیری بلکه برای حمایت از فرآیندهای یادگیری مستمر نیز به‌کار می‌روند. هدف این پژوهش ارائه مروری جامع بر ارتباط میان توسعه ابزارهای سنجش، تحلیل نتایج ارزشیابی و شایستگی معلمان زیست‌شناسی است. روش پژوهش مرور متون با رویکرد توصیفی-کیفی بوده است. گردآوری داده‌ها از طریق تحلیل مقالات علمی منتشرشده بین سال‌های 2020 تا 2025 از پایگاه‌های مختلف از جمله Google Scholar، ScienceDirect و ERIC انجام شده است. یافته‌ها نشان می‌دهد: (1) توسعه ابزارهای سنجش زیست‌شناسی در حال حاضر بر سنجش شایستگی‌های پیچیده‌ای مانند سواد علمی، مهارت‌های تفکر سطح‌بالا (HOTS) و سواد ژنتیکی متمرکز است؛ (2) تحلیل نتایج ارزشیابی از طریق روایی، پایایی، دشواری سؤال، قدرت تمایز و اثربخشی گزینه‌های انحرافی برای تضمین کیفیت سؤال‌ها حیاتی است؛ و (3) معلمان زیست‌شناسی نقش راهبردی دربرگیرنده سواد ارزشیابی مفهومی، عملی و اجتماعی-هیجانی دارند تا بتوانند نتایج ارزشیابی را طراحی، اجرا، تفسیر و به‌عنوان مبنایی برای بازخورد و بهبود آموزشی به‌کار گیرند. در نتیجه، ادغام ابزارهای معتبر، تحلیل نظام‌مند سؤال‌ها و سواد ارزشیابی کافی معلمان، کلید دستیابی به آموزش زیست‌شناسی باکیفیت و مبتنی بر توسعه شایستگی جامع دانش‌آموزان است.

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.

Despite scientific argumentation being a fundamental competency of the PISA assessment framework, prospective biology teachers often demonstrate insufficient development in evidence-based reasoning and rebuttal construction skills. Considering the limitations of large-scale implementation of individualized approaches in higher education, this study evaluates the effectiveness of Generative Artificial Intelligence (ChatGPT-4) configured as a “Socratic tutor” in developing argumentation skills among future educators. An 8-week quasi-experimental study involving 124 students from a pedagogical university employed traditional peer discussion methods in the control group ( n = 62), while the experimental group ( n = 62) utilized an AI agent that induced cognitive dissonance regarding socio-scientific issues. Analysis of Covariance (ANCOVA) of data obtained through Toulmin's Argument Pattern (TAP) and PISA rubrics confirmed that the experimental group achieved statistically significantly higher overall argumentation quality compared to the control group (F (1,121) = 14.23, p < .001, η 2 = .105). Particularly, participants who received AI-assisted instruction showed marked improvement in forming rebuttals and evaluating counterevidence, which are considered among the most cognitively demanding components within the PISA scientific literacy framework (OECD). These findings suggest that a Generative AI-mediated Socratic instructional package can be an effective and scalable approach for developing epistemic cognition, and they propose a pedagogical model for integrating structured AI-based tutoring into teacher preparation systems aligned with international assessment standards. These findings should be interpreted as evidence for the effectiveness of the structured, AI-mediated Socratic instructional package as a whole, rather than as evidence of AI's inherent superiority over other methods; the relative contribution of the AI medium versus the structured pedagogical protocol it delivers was not directly tested in this design.

با وجود اینکه استدلال علمی یکی از شایستگی‌های اساسی چارچوب ارزیابی PISA است، معلمان آینده زیست‌شناسی اغلب در توسعه مهارت‌های استدلال مبتنی بر شواهد و ساختاردهی ابطال‌ها، پیشرفت کافی نشان نمی‌دهند. با توجه به محدودیت‌های اجرای گسترده رویکردهای فردمحور در آموزش عالی، این مطالعه اثربخشی هوش مصنوعی مولد (ChatGPT-4) را که به عنوان «مربی سقراطی» پیکربندی شده است، در توسعه مهارت‌های استدلال در میان معلمان آینده مورد ارزیابی قرار می‌دهد. یک مطالعه شبه‌آزمایشی هشت‌هفته‌ای با مشارکت ۱۲۴ دانشجو از یک دانشگاه تربیت معلم انجام شد؛ در گروه کنترل (n = 62) از روش‌های سنتی بحث همتایان استفاده شد و گروه آزمایش (n = 62) از یک عامل هوش مصنوعی بهره برد که ناهماهنگی شناختی را در خصوص مسائل اجتماعی-علمی ایجاد می‌کرد. تحلیل کوواریانس (ANCOVA) داده‌های به‌دست‌آمده از طریق الگوی استدلال تولمین (TAP) و روبریک‌های PISA تأیید کرد که گروه آزمایش به طور معناداری از نظر کیفیت کلی استدلال نسبت به گروه کنترل عملکرد بهتری داشت (F (1,121) = 14.23, p < .001, η 2 = .105). به ویژه، شرکت‌کنندگانی که آموزش مبتنی بر هوش مصنوعی دریافت کردند، در شکل‌دهی ابطال‌ها و ارزیابی شواهد مخالف که از دشوارترین مؤلفه‌های شناختی در چارچوب سواد علمی PISA (OECD) محسوب می‌شوند، بهبود چشمگیری نشان دادند. این یافته‌ها نشان می‌دهد که بسته آموزشی سقراطی مبتنی بر هوش مصنوعی مولد می‌تواند رویکردی مؤثر و مقیاس‌پذیر برای توسعه شناخت معرفتی باشد و مدل آموزشی برای ادغام آموزش ساختاریافته مبتنی بر هوش مصنوعی در نظام‌های تربیت معلم همسو با استانداردهای ارزیابی بین‌المللی ارائه می‌کند. این یافته‌ها باید به عنوان شواهدی برای اثربخشی بسته آموزشی ساختاریافته و میانجی‌گری‌شده توسط هوش مصنوعی سقراطی به طور کلی تفسیر شود، نه به عنوان شواهدی از برتری ذاتی هوش مصنوعی نسبت به سایر روش‌ها؛ سهم نسبی رسانه هوش مصنوعی در مقابل پروتکل آموزشی ساختاریافته ارائه‌شده توسط آن، مستقیماً در این طرح مورد آزمون قرار نگرفته است.

Background-Scientific literacy is an essential competency for senior high school students, yet learning media integrating STEM and the Case Method remain limited. This study developed a STEM-based acid–base e-comic integrated with the Case Method to enhance students' scientific literacy. Objective-This study aimed to evaluate the validity, practicality, and effectiveness of the developed e-comic. Methods-A Research and Development (R&D) approach using the ADDIE model was employed. The product was validated by subject matter, media, and language experts, followed by field testing using a purposive sampling technique; this consisted of an initial field trial involving nine students from class XI IPA 1 and a main field trial involving 35 students from class XI IPA 3 at SMA Muhammadiyah 1 Pontianak. Data were collected using validation sheets, observations, interviews, and teacher and student response questionnaires. Results-The e-comic achieved high validity, with average scores of 4.7 for content and 4.6 for media and language. Teacher and student response scores indicated a highly practical category (96%, 87%, and 83%). The N-gain values ​​of 0.60 in the initial field test and 0.53 in the main field test indicate a moderate level of effectiveness for both criteria. Conclusion-The developed e-comic is valid, practical, and effective for chemistry learning and has the potential to improve students' scientific literacy.

زمینه و هدف: سواد علمی یکی از شایستگی‌های اساسی برای دانش‌آموزان دبیرستان است، اما رسانه‌های آموزشی که STEM و روش موردی را ادغام کنند، همچنان محدود هستند. این پژوهش به توسعه یک کمیک الکترونیکی مبتنی بر STEM درباره اسید و باز با ادغام روش موردی به منظور ارتقای سواد علمی دانش‌آموزان پرداخت. هدف: هدف این پژوهش، ارزیابی روایی، کاربردپذیری و اثربخشی کمیک الکترونیکی توسعه‌یافته بود. روش‌ها: رویکرد پژوهش و توسعه (R&D) با استفاده از مدل ADDIE به کار گرفته شد. محصول توسط متخصصان موضوع، رسانه و زبان مورد ارزیابی روایی قرار گرفت و سپس با استفاده از روش نمونه‌گیری هدفمند در میدان آزمایش شد؛ این فرایند شامل یک آزمون میدانی اولیه با حضور ۹ دانش‌آموز از کلاس یازدهم علوم تجربی ۱ و یک آزمون میدانی اصلی با حضور ۳۵ دانش‌آموز از کلاس یازدهم علوم تجربی ۳ در دبیرستان Muhammadiyah 1 Pontianak بود. داده‌ها با استفاده از برگه‌های ارزیابی روایی، مشاهدات، مصاحبه‌ها و پرسشنامه‌های پاسخ معلمان و دانش‌آموزان گردآوری شد. یافته‌ها: کمیک الکترونیکی از نظر روایی در سطح بالایی قرار گرفت و میانگین نمرات ۴٫۷ برای محتوا و ۴٫۶ برای رسانه و زبان به دست آمد. نمرات پاسخ معلمان و دانش‌آموزان نشان‌دهنده کاربردپذیری بسیار بالا (۹۶٪، ۸۷٪ و ۸۳٪) بود. مقادیر N-gain برابر با ۰٫۶۰ در آزمون میدانی اولیه و ۰٫۵۳ در آزمون میدانی اصلی، اثربخشی متوسط برای هر دو معیار را نشان داد. نتیجه‌گیری: کمیک الکترونیکی توسعه‌یافته از نظر روایی، کاربردپذیری و اثربخشی برای آموزش شیمی مناسب است و پتانسیل ارتقای سواد علمی دانش‌آموزان را دارد.

Abstract Scientific literacy supports evidence-based decision-making, technological participation, and informed engagement with social and environmental issues. This study examined Philippine science performance across the 2018, 2022, and 2025 PISA cycles and compared the results with OECD averages and selected high-performing systems. Using comparative secondary-data and policy-document analyses, the study examined mean scores, proficiency distributions, learner and school indicators, and relevant science-education policies. Philippine performance remained nearly unchanged from 357 points in 2018 to 356 in 2022 but increased to 373 in 2025. Although the Philippine–OECD gap narrowed from 132 to 109 points, 68.4% of Filipino learners remained below baseline science proficiency, and only 0.2% attained the highest proficiency levels in 2025. Science performance was associated with socioeconomic conditions, home resources, reading and metacognitive strategies, self-efficacy, school climate, digital access, instructional support, and educational investment. Favorable learner motivation and school belonging coexisted with low proficiency, indicating that willingness to learn was not consistently translated into scientific competence. The findings emphasize coherent curriculum, assessment, teacher development, language support, contextualized inquiry, and equity-sensitive resource allocation as essential to improving scientific literacy.

چکیده: سواد علمی از تصمیم‌گیری مبتنی بر شواهد، مشارکت فناورانه و درگیری آگاهانه با مسائل اجتماعی و زیست‌محیطی حمایت می‌کند. این مطالعه عملکرد علمی فیلیپین را در چرخه‌های ۲۰۱۸، ۲۰۲۲ و ۲۰۲۵ آزمون PISA بررسی و نتایج را با میانگین‌های OECD و برخی نظام‌های با عملکرد بالا مقایسه کرد. با استفاده از تحلیل داده‌های ثانویه مقایسه‌ای و اسناد سیاستی، این پژوهش به بررسی میانگین نمرات، توزیع سطوح شایستگی، شاخص‌های مربوط به یادگیرندگان و مدارس و سیاست‌های مرتبط با آموزش علوم پرداخت. عملکرد فیلیپین تقریباً بدون تغییر از ۳۵۷ امتیاز در سال ۲۰۱۸ به ۳۵۶ در سال ۲۰۲۲ باقی ماند، اما در سال ۲۰۲۵ به ۳۷۳ افزایش یافت. اگرچه فاصله فیلیپین با OECD از ۱۳۲ به ۱۰۹ امتیاز کاهش یافت، ۶۸.۴٪ از دانش‌آموزان فیلیپینی همچنان زیر سطح پایه شایستگی علمی باقی ماندند و تنها ۰.۲٪ در سال ۲۰۲۵ به بالاترین سطوح شایستگی دست یافتند. عملکرد علمی با شرایط اجتماعی-اقتصادی، منابع خانگی، راهبردهای خواندن و فراشناختی، خودکارآمدی، جو مدرسه، دسترسی دیجیتال، حمایت آموزشی و سرمایه‌گذاری آموزشی مرتبط بود. انگیزش مطلوب یادگیرندگان و احساس تعلق به مدرسه همزمان با شایستگی پایین مشاهده شد که نشان می‌دهد تمایل به یادگیری همواره به شایستگی علمی منجر نمی‌شود. یافته‌ها بر انسجام برنامه درسی، ارزشیابی، توسعه معلم، حمایت زبانی، پژوهش زمینه‌مند و تخصیص منابع حساس به عدالت به عنوان عناصر اساسی برای ارتقای سواد علمی تأکید می‌کند.

urpose of the study: This study aims to develop an AI-integrated STEM-based Electronic Student Worksheet (E-LKPD) for science learning in elementary schools to improve students' science literacy in the digital era Methodology: This study employed a Research and Development (R&D) approach using the ADDIE model (Analysis, Design, Development, Implementation, Evaluation). Data were collected through expert validation questionnaires from content experts, media experts, and practitioner teachers, as well as pre-post science literacy tests administered to Grade V elementary school students. Product validity, practicality, and effectiveness were analyzed using quantitative descriptive statistics and the normalized gain index (N-Gain) Main Findings: The developed E-LKPD achieved a validity score of 87.5% (highly valid), a practicality score of 89.3% (highly practical), and an N-Gain of 0.72 (high effectiveness). The product significantly improved students' science literacy across all four PISA dimensions: scientific context, scientific competence, scientific knowledge, and scientific attitude. AI-based features adaptive quizzes, personalized feedback systems, and virtual science simulations enabled interactive and personalized learning experiences Novelty/Originality of this study: This study introduces an innovative learning product that combines STEM education principles with AI-based adaptive features in a single E-LKPD platform, specifically designed for elementary school science learning in Indonesia. This dual integration addresses the challenge of Indonesia's low student science literacy as reflected in PISA 2022 data while meeting the growing need for AI-based digital learning in 21st-century classrooms

هدف مطالعه: این پژوهش با هدف توسعه برگه کار الکترونیکی دانش‌آموز (E-LKPD) مبتنی بر STEM و یکپارچه با هوش مصنوعی برای آموزش علوم در مدارس ابتدایی به منظور ارتقای سواد علمی دانش‌آموزان در عصر دیجیتال انجام شده است. روش‌شناسی: این پژوهش با رویکرد تحقیق و توسعه (R&D) و با استفاده از مدل ADDIE (تحلیل، طراحی، توسعه، اجرا، ارزیابی) انجام شد. داده‌ها از طریق پرسشنامه‌های اعتبارسنجی خبرگان محتوا، خبرگان رسانه و معلمان مجری، همچنین آزمون‌های پیش‌آزمون و پس‌آزمون سواد علمی دانش‌آموزان پایه پنجم ابتدایی گردآوری شد. روایی، کاربردپذیری و اثربخشی محصول با استفاده از آمار توصیفی کمی و شاخص سود نرمال‌شده (N-Gain) تحلیل گردید. یافته‌های اصلی: E-LKPD توسعه‌یافته موفق به کسب امتیاز روایی ۸۷.۵٪ (بسیار معتبر)، امتیاز کاربردپذیری ۸۹.۳٪ (بسیار کاربردی) و N-Gain معادل ۰.۷۲ (اثربخشی بالا) شد. این محصول به طور معناداری سواد علمی دانش‌آموزان را در هر چهار بُعد PISA شامل زمینه علمی، شایستگی علمی، دانش علمی و نگرش علمی ارتقا داد. ویژگی‌های مبتنی بر هوش مصنوعی نظیر آزمون‌های تطبیقی، سیستم بازخورد شخصی‌سازی‌شده و شبیه‌سازی‌های مجازی علوم، تجربه یادگیری تعاملی و شخصی‌سازی‌شده را فراهم ساختند. نوآوری/اصالت این پژوهش: این مطالعه محصول یادگیری نوآورانه‌ای را معرفی می‌کند که اصول آموزش STEM را با قابلیت‌های تطبیقی مبتنی بر هوش مصنوعی در یک بستر E-LKPD واحد ترکیب نموده و به طور خاص برای آموزش علوم مدارس ابتدایی در اندونزی طراحی شده است. این یکپارچگی دوگانه، چالش پایین بودن سواد علمی دانش‌آموزان اندونزی مطابق با داده‌های PISA 2022 را هدف قرار داده و همزمان به نیاز روزافزون به یادگیری دیجیتال مبتنی بر هوش مصنوعی در کلاس‌های قرن بیست و یکم پاسخ می‌دهد.

This study examined how scientific and technological literacy relate to self-reported pro-environmental behavior through the mediating role of 21st-century skills among 578 undergraduate Biology Education students from 16 universities in Eastern Indonesia. Drawing on Social Cognitive Theory and the Action Competence Framework, creativity, critical thinking, collaboration, and communication were conceptualized as an integrated competence-enactment mechanism linking literacy to behavioral tendencies. Data were collected using a structured questionnaire and analyzed using PLS-SEM with SmartPLS 4. The 21st-century skills construct was modeled as a second-order mediating variable using the disjoint two-stage approach. The measurement model confirmed satisfactory reliability, convergent validity, and discriminant validity. The structural model showed that scientific literacy and technological literacy significantly predicted 21st-century skills, which emerged as the strongest predictor of self-reported pro-environmental behavior. Scientific literacy retained a small but significant direct effect, indicating complementary partial mediation, whereas technological literacy showed no significant direct effect, indicating indirect-only mediation. The mediated model explained 65.1% of the variance in pro-environmental behavior, compared with 50.6% in the direct-effect model. These findings demonstrate that 21st-century skills function as the key mediating mechanism through which literacy competencies are transformed into environmental behavioral tendencies and support the integration of scientific understanding, purposeful technology use, and action-oriented 4C learning in Biology Education curricula.

این مطالعه به بررسی ارتباط سواد علمی و سواد فناورانه با رفتارهای زیست‌محیطی خودگزارش‌شده از طریق نقش میانجی‌گری مهارت‌های قرن بیست‌ویکم در میان ۵۷۸ دانشجوی کارشناسی آموزش زیست‌شناسی از ۱۶ دانشگاه در شرق اندونزی پرداخت. با بهره‌گیری از نظریه شناخت اجتماعی و چارچوب شایستگی کنش، خلاقیت، تفکر انتقادی، همکاری و ارتباط به‌عنوان یک سازوکار یکپارچه اجراکننده شایستگی که سواد را به گرایش‌های رفتاری پیوند می‌دهد، مفهوم‌سازی شدند. داده‌ها با استفاده از پرسشنامه ساختاریافته گردآوری و با روش مدل‌سازی معادلات ساختاری حداقل مربعات جزئی (PLS-SEM) با نرم‌افزار SmartPLS 4 تحلیل شدند. سازه مهارت‌های قرن بیست‌ویکم به‌عنوان متغیر میانجی مرتبه دوم با رویکرد دو مرحله‌ای مجزا مدل‌سازی شد. مدل اندازه‌گیری، پایایی رضایت‌بخش، روایی همگرا و روایی واگرا را تأیید کرد. مدل ساختاری نشان داد که سواد علمی و سواد فناورانه پیش‌بینی‌کننده معنادار مهارت‌های قرن بیست‌ویکم هستند و این مهارت‌ها به‌عنوان قوی‌ترین پیش‌بین رفتار زیست‌محیطی خودگزارش‌شده ظاهر شدند. سواد علمی همچنان اثر مستقیم کوچک اما معناداری را حفظ کرد که نشان‌دهنده میانجی‌گری جزئی مکمل است، در حالی که سواد فناورانه اثر مستقیم معناداری نشان نداد و صرفاً میانجی‌گری غیرمستقیم را نشان داد. مدل میانجی‌گری شده ۶۵/۱٪ از واریانس رفتار زیست‌محیطی را تبیین کرد، در حالی که مدل اثر مستقیم ۵۰/۶٪ را تبیین نمود. این یافته‌ها نشان می‌دهند که مهارت‌های قرن بیست‌ویکم به‌عنوان سازوکار میانجی کلیدی عمل می‌کنند که از طریق آن شایستگی‌های سواد به گرایش‌های رفتاری زیست‌محیطی تبدیل می‌شوند و از ادغام درک علمی، استفاده هدفمند از فناوری و یادگیری کنش‌محور 4C در برنامه‌های درسی آموزش زیست‌شناسی حمایت می‌کنند.

Plant awareness is an essential component of biology and sustainability education, yet it remains relatively underdeveloped because plants are often overlooked in both formal learning contexts and everyday life. This study aimed to examine the relationships among science literacy, digital literacy, self-regulated learning, and plant awareness among 513 active biology students from higher education institutions in Eastern Indonesia. A quantitative cross-sectional survey design was employed. Data were collected through an online questionnaire administered via Google Forms and distributed through WhatsApp, and were analyzed using Partial Least Squares Structural Equation Modeling. The findings showed that science literacy and digital literacy were positively associated with self-regulated learning and plant awareness. Self-regulated learning was also positively associated with plant awareness and served as a partial mediator in the relationships between both forms of literacy and plant awareness. The mediation model provided a stronger conceptual explanation of how literacy resources are translated into plant awareness, although the direct-effects model showed slightly better predictive accuracy. These findings imply that efforts to strengthen plant awareness should not rely only on biology content delivery, but should also integrate science literacy, digital literacy, and self-regulated learning into contextual learning activities, campus-based plant conservation programs, and higher education policies that support digital, reflective, and sustainability-oriented biology learning.

آگاهی گیاهی یکی از اجزای اساسی آموزش زیست‌شناسی و پایداری است، اما به دلیل نادیده گرفته‌شدن گیاهان در زمینه‌های یادگیری رسمی و زندگی روزمره، نسبتاً کمتر توسعه یافته است. این مطالعه با هدف بررسی روابط میان سواد علمی، سواد دیجیتال، یادگیری خودتنظیمی و آگاهی گیاهی در میان ۵۱۳ دانشجوی فعال زیست‌شناسی از مؤسسات آموزش عالی در شرق اندونزی انجام شد. طرح پژوهش کمی مقطعی مورد استفاده قرار گرفت. داده‌ها از طریق پرسشنامه آنلاین که با استفاده از Google Forms تهیه و از طریق WhatsApp توزیع شد، گردآوری و با استفاده از مدل‌یابی معادلات ساختاری حداقل مربعات جزئی تحلیل گردید. یافته‌ها نشان داد که سواد علمی و سواد دیجیتال با یادگیری خودتنظیمی و آگاهی گیاهی ارتباط مثبت دارند. یادگیری خودتنظیمی نیز با آگاهی گیاهی ارتباط مثبت داشته و به عنوان یک میانجی جزئی در روابط میان هر دو نوع سواد و آگاهی گیاهی عمل می‌کند. مدل میانجی‌گری توضیح مفهومی قوی‌تری از نحوه تبدیل منابع سواد به آگاهی گیاهی ارائه داد، اگرچه مدل اثرات مستقیم دقت پیش‌بینی کمی بهتری نشان داد. این یافته‌ها نشان می‌دهد که تلاش‌ها برای تقویت آگاهی گیاهی نباید صرفاً به ارائه محتوای زیست‌شناسی محدود شود، بلکه باید سواد علمی، سواد دیجیتال و یادگیری خودتنظیمی را در فعالیت‌های یادگیری زمینه‌محور، برنامه‌های حفاظت از گیاهان مبتنی بر دانشگاه و سیاست‌های آموزش عالی که از یادگیری زیست‌شناسی دیجیتال، تأملی و مبتنی بر پایداری حمایت می‌کنند، ادغام نماید.

The study determined the effect of edutainment on pre-service teachers’ higher-order thinking skills and scientific literacy in Genetics in North-Central, Nigeria. The study employed a non-randomized, non-equivalent, control group quasi-experimental design. The study aimed to determine the effect of edutainment on higher-order thinking skills and scientific literacy, and their interaction among male and female pre-service Biology teachers in Colleges of Education in North-Central Nigeria. The sample size of the study was 372 level III Colleges of Education pre-service teachers selected using multi-stage sampling techniques. Three validated research instruments comprising of treatment Instrument (Edutainment Package) and test instrument (Biology higher-order thinking ability test and Biology scientific literacy ability test) were used for data collection. The reliability of the instruments was established. The ANCOVA result revealed a significant difference (F(1,324) = 343.615, p = 0.000) in the scientific literacy skills of College of education pre-service Biology teachers taught using edutainment and those taught using conventional strategy and a significant difference (F(1,324) = 268.443, p = 0.000) in the higher-order thinking of College of Education pre-service Biology teachers taught using edutainment and those taught using conventional strategy. Also, the ANCOVA result revealed no significant difference (F(1,193) = 2.898, p = 0.090) in the scientific literacy skills of male and female College of Education pre-service Biology teachers taught using edutainment and no significant difference (F(1,193) = 0.121, p = 0.728) in the higher-order thinking of male and female College of Education pre-service Biology teachers taught using edutainment. The study concludes that Edutainment is an effective strategy for enhancing higher-order thinking skills and scientific literacy among pre-service Biology teachers. The study recommended among others that Edutainment should be used to augment teaching and learning of Biology in Colleges of Education.

این پژوهش تأثیر آموزش سرگرم‌کننده را بر مهارت‌های تفکر سطوح بالاتر و سواد علمی معلمان پیش‌خدمت در ژنتیک در منطقه شمال‌مرکزی نیجریه بررسی کرد. این پژوهش از طرح شبه‌آزمایشی گروه کنترل غیرتصادفی و غیرمعادل استفاده نمود. هدف پژوهش تعیین تأثیر آموزش سرگرم‌کننده بر مهارت‌های تفکر سطوح بالاتر و سواد علمی و همچنین تعامل آن‌ها در میان معلمان پیش‌خدمت زیست‌شناسی زن و مرد در دانشکده‌های تربیت معلم منطقه شمال‌مرکزی نیجریه بود. حجم نمونه پژوهش ۳۷۲ نفر از معلمان پیش‌خدمت سطح سوم دانشکده‌های تربیت معلم بود که با استفاده از روش‌های نمونه‌گیری چندمرحله‌ای انتخاب شدند. سه ابزار پژوهشی معتبر شامل ابزار مداخله (بسته آموزش سرگرم‌کننده) و ابزار آزمون (آزمون توانایی تفکر سطوح بالاتر زیست‌شناسی و آزمون توانایی سواد علمی زیست‌شناسی) برای گردآوری داده‌ها به کار رفت. پایایی ابزارها تأیید شد. نتایج ANCOVA تفاوت معناداری (F(1,324) = 343.615, p = 0.000) در مهارت‌های سواد علمی معلمان پیش‌خدمت زیست‌شناسی دانشکده تربیت معلم که با آموزش سرگرم‌کننده آموزش دیدند و کسانی که با روش سنتی آموزش دیدند نشان داد و همچنین تفاوت معناداری (F(1,324) = 268.443, p = 0.000) در تفکر سطوح بالاتر این دو گروه مشاهده شد. همچنین، نتایج ANCOVA نشان داد که تفاوت معناداری (F(1,193) = 2.898, p = 0.090) در مهارت‌های سواد علمی معلمان پیش‌خدمت زیست‌شناسی زن و مرد دانشکده تربیت معلم که با آموزش سرگرم‌کننده آموزش دیدند وجود ندارد و همچنین تفاوت معناداری (F(1,193) = 0.121, p = 0.728) در تفکر سطوح بالاتر این دو گروه مشاهده نشد. پژوهش نتیجه می‌گیرد که آموزش سرگرم‌کننده راهبرد مؤثری برای ارتقای مهارت‌های تفکر سطوح بالاتر و سواد علمی در میان معلمان پیش‌خدمت زیست‌شناسی است. پژوهش توصیه می‌کند که آموزش سرگرم‌کننده برای تقویت آموزش و یادگیری زیست‌شناسی در دانشکده‌های تربیت معلم به کار گرفته شود.

ABSTRACT Scientific literacy relates to how an individual uses their scientific knowledge and skills to participate as an active citizen in society. It is widely regarded and accepted as one of the most important goals of science education. Yet, in enacted curricula, this goal of science education has languished in the shadows, with many citing difficulties with its actualization. Teaching science through Socioscientific Issues (SSIs) is a promising approach, but research on its implementation and potential impact on elementary students' scientific literacy is limited. This study provides an overview and evaluation of a SSI programme for Irish elementary students aged 8–12 years. Six teachers delivered the programme to 152 students in six schools over 6 months. Findings show that teaching science through SSIs improved students' science content knowledge and enhanced their experience with Inquiry‐Based Science Education (IBSE). Many students demonstrated socioscientific argumentation skills and applied science knowledge to SSI reasoning, leading to more informed decisions about real‐life issues. The findings suggest that teaching elementary science through SSIs prepared many students to participate actively and responsibly in a complex, democratic society. The study recommends making SSI‐based education explicit in elementary science curricula and that teachers must be supported in its implementation.

چکیده: سواد علمی به نحوه‌ای اشاره دارد که فرد از دانش و مهارت‌های علمی خود برای مشارکت به عنوان یک شهروند فعال در جامعه استفاده می‌کند. این مفهوم به طور گسترده‌ای به عنوان یکی از مهم‌ترین اهداف آموزش علوم شناخته و پذیرفته شده‌است. با این حال، در برنامه‌های درسی اجراشده، این هدف آموزش علوم در حاشیه قرار گرفته و بسیاری از افراد به دشواری‌های تحقق آن اشاره می‌کنند. آموزش علوم از طریق مسائل اجتماعی-علمی (SSIs) رویکردی امیدبخش است، اما پژوهش‌ها دربارهٔ اجرای آن و تأثیر بالقوه‌اش بر سواد علمی دانش‌آموزان دبستانی محدود است. این مطالعه مروری و ارزیابی از یک برنامهٔ SSI برای دانش‌آموزان دبستانی ایرلندی در بازهٔ سنی ۸ تا ۱۲ سال ارائه می‌دهد. شش معلم این برنامه را طی شش ماه به ۱۵۲ دانش‌آموز در شش مدرسه ارائه کردند. یافته‌ها نشان می‌دهد که آموزش علوم از طریق SSIs دانش محتوایی علوم دانش‌آموزان را بهبود بخشیده و تجربهٔ آن‌ها از آموزش علوم مبتنی بر پژوهش (IBSE) را ارتقاء داده‌است. بسیاری از دانش‌آموزان مهارت‌های استدلال اجتماعی-علمی را نشان دادند و دانش علمی را در استدلال SSI به کار بردند که منجر به تصمیم‌گیری آگاهانه‌تر دربارهٔ مسائل واقعی زندگی شد. یافته‌ها حاکی از آن است که آموزش علوم دبستانی از طریق SSIs بسیاری از دانش‌آموزان را برای مشارکت فعال و مسئولانه در یک جامعهٔ پیچیده و دموکراتیک آماده کرده‌است. مطالعه توصیه می‌کند که آموزش مبتنی بر SSI به طور صریح در برنامهٔ درسی علوم دبستانی گنجانده شود و معلمان در اجرای آن حمایت شوند.

Generasi muda harus memiliki literasi sains yang kuat agar dapat terlibat dalam kehidupan masyarakat yang aktif dan bertanggung jawab, mengingat pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Tujuan dari proyek ini adalah untuk membuat Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD) tentang ekosistem yang berbasis Pembelajaran Berbasis Masalah (PBL) dan dapat diandalkan, bermanfaat, serta efisien untuk mengajarkan literasi sains kepada siswa SMA kelas sepuluh. Model pengembangan 4-D (define, design, develop, disseminate) digunakan sebagai metodologi penelitian. Tiga faktor digunakan untuk mengukur kelayakan produk: validitas, yang dinilai oleh profesional menggunakan lembar validasi; kepraktisan, yang diamati selama pelaksanaan; dan efektivitas, yang ditentukan berdasarkan hasil pretest dan posttest serta survei respons siswa. Sebanyak dua puluh siswa dari kelas X-5 SMA Negeri 1 Sidayu, Gresik, berpartisipasi dalam uji coba terbatas. Berdasarkan indikator literasi sains yang terkait dengan KKTP, hasilnya menunjukkan bahwa LKPD yang dihasilkan memenuhi kriteria sangat berhasil dengan kelengkapan belajar sebesar 96,67%, praktis dengan penerapan pembelajaran 100%, dan sangat valid dengan skor 99,62%. Tingkat reaksi positif siswa adalah 97,28%, dan skor N-gain 0,75 berada dalam kategori tinggi. Oleh karena itu, LKPD berbasis PBL pada konten ekosistem ini dianggap dapat dilakukan dan layak digunakan sebagai bahan ajar untuk mengembangkan literasi sains siswa. Kata Kunci: Pengembangan LKPD, Validitas LKPD, Kepraktisan LKPD dan Keefektifan LKPD, Literasi Sains. Young generations must possess strong scientific literacy in order to engage in active and responsible community life, given the speed at which science and technology are developing. The purpose of this project is to create a Student Worksheet (LKPD) on ecosystems that is based on Problem Based Learning (PBL) and is reliable, useful, and efficient for teaching scientific literacy to high school students in the tenth grade. The 4-D development model (define, design, develop, disseminate) is the research methodology employed. Three factors are used to gauge the product's viability: validity, which is evaluated by professionals using a validation sheet; practicality, which is observed during implementation; and efficacy, which is determined by the results of the pretest and posttest as well as student response surveys. Twenty pupils from class X-5 of SMA Negeri 1 Sidayu, Gresik, participated in limited trials. Based on science literacy indicators relating to KKTP, the results demonstrated that the produced LKPD satisfies the following criteria: it is extremely successful with a learning completeness of 96.67%, practical with 100% application of learning, and very valid with a score of 99.62%. The pupils' positive reaction rate is 97.28%, and the N-gain score of 0.75 is in the high category. As a result, this PBL-based LKPD on the ecosystem content is considered doable and suitable for use as instructional material to develop students' scientific literacy. Keywords: LKPD Development, LKPD Validity, LKPD Practicality and LKPD Effectiveness, Science Literacy.

نسل جوان باید دارای سواد علمی قوی باشد تا بتواند در زندگی اجتماعی فعال و مسئولانه مشارکت کند، با توجه به سرعت پیشرفت علم و فناوری. هدف این پژوهش، تهیهٔ «برگهٔ کار دانش‌آموز» (LKPD) دربارهٔ اکوسیستم مبتنی بر یادگیری مبتنی بر مسئله (PBL) است که قابل اعتماد، مفید و کارآمد برای آموزش سواد علمی به دانش‌آموزان پایه دهم دبیرستان باشد. مدل توسعهٔ ۴-دی (تعریف، طراحی، توسعه، اشاعه) به عنوان روش‌شناسی پژوهش به کار رفته است. سه عامل برای سنجش قابلیت محصول استفاده شده است: روایی که توسط متخصصان با استفاده از برگهٔ ارزیابی روایی سنجیده می‌شود؛ عملی بودن که در حین اجرا مشاهده می‌شود؛ و اثربخشی که بر اساس نتایج پیش‌آزمون و پس‌آزمون و همچنین نظرسنجی پاسخ دانش‌آموزان تعیین می‌شود. بیست دانش‌آموز از کلاس X-5 دبیرستان دولتی شماره ۱ سیدایو، گرسیک، در آزمون محدود شرکت کردند. بر اساس شاخص‌های سواد علمی مرتبط با KKTP، نتایج نشان داد که LKPD تولیدشده معیارهای زیر را داراست: بسیار موفق با میزان تکمیل یادگیری ۹۶٫۶۷٪، عملی با اجرای ۱۰۰٪ یادگیری، و بسیار معتبر با امتیاز ۹۹٫۶۲٪. نرخ واکنش مثبت دانش‌آموزان ۹۷٫۲۸٪ و امتیاز N-gain برابر با ۰٫۷۵ در دستهٔ بالا قرار دارد. بنابراین، این LKPD مبتنی بر PBL در مبحث اکوسیستم قابل اجرا و شایستهٔ استفاده به عنوان محتوای آموزشی برای توسعهٔ سواد علمی دانش‌آموزان ارزیابی می‌شود.

Literasi sains merupakan salah satu keterampilan berpikir tingkat tinggi yang perlu dikembangkan dalam bidang pendidikan abad ke-21. Kompleksitas dan cakupan materi yang luas menjadi faktor rendahnya kemampuan literasi sains siswa, salah satunya materi Ekosistem. Flashcard menjadi salah satu media pembelajaran visual yang memiliki potensi untuk dikembangkan guna meningkatkan literasi sains siswa. Penelitian ini bertujuan pada pengembangan media flashcard berbasis discovery learning berfokus pada materi Ekosistem guna meningkatkan literasi sains khususnya siswa kelas X yang valid, praktis dan efektif. Model 4D dipilih dalam pengembangan flashcard dan dievaluasi berdasarkan validitas, kepraktisan, serta keefektifan. Validitas diperoleh dari penilaian ahli, kepraktisan dari observasi keterlaksanaan pembelajaran dan respon siswa, serta keefektifan dari hasil tes dan ketercapaian indikator literasi sains. Analisis data dilakukan secara deskriptif kuantitatif. Flashcard dinyatakan sangat layak berdasarkan hasil (skor validitas 88%), sangat praktis (observasi keterlaksanaan pembelajaran 100% dan respon positif siswa 98%), serta sangat efektif (nilai N- Gain yakni 0,83 tergolong kategori tinggi dan ketercapaian indikator literasi sains meningkat dari 52% pada pre-test menjadi 92% pada post-test). Dengan demikian, media flashcard berbasis discovery learning pada materi Ekosistem dinyatakan layak digunakan dalam proses pembelajaran serta efektif dalam meningkatkan literasi sains siswa. Kata Kunci: Literasi Sains, Flashcard, Ekosistem, Discovery Learning. Scientific literacy is one of the higher-order thinking skills that needs to be developed in 21st-century scientific literacy skills, including in the Ecosystem topic. Flashcards are a type of visual learning media develop discovery learning-based flashcards focusing on the Ecosystem topic to enhance scientific literacy, particularly for tenth-grade students, by ensuring that the product is valid, practical, and effective. The 4D model was selected for the flashcard development and the product was evaluated in terms of validity, practicality, and effectiveness. Validity was obtained through expert judgment, practicality was measured through classroom implementation observations and student responses, while effectiveness was determined based on test results and the achievement of scientific literacy indicators. Data were analyzed using descriptive quantitative methods. The developed flashcards were considered highly feasible (validity score of 88%), very practical (100% implementation observation and 98% positive student responses), and highly effective (N-Gain score of 0.83 categorized as high, and scientific literacy indicator achievement increased from 52% in the pre-test to 92% in the post-test). Thus, the discovery learning-based flashcard media on Ecosystem material is declared suitable for use in the learning process and effective in improving students' scientific literacy. Keywords: Scientific Literacy, Flashcards, Ecosystem, Discovery Learning.

سواد علمی یکی از مهارت‌های تفکر سطح بالاست که لازم است در حوزه آموزش قرن بیست‌ویکم توسعه یابد. پیچیدگی و گستردگی مطالب، از جمله مبحث اکوسیستم، از عوامل پایین بودن توانایی سواد علمی دانش‌آموزان است. فلش‌کارت به عنوان یکی از رسانه‌های یادگیری بصری، پتانسیل توسعه برای ارتقای سواد علمی دانش‌آموزان را دارد. هدف این پژوهش، توسعه رسانه فلش‌کارت مبتنی بر یادگیری اکتشافی با تمرکز بر مبحث اکوسیستم به منظور ارتقای سواد علمی به ویژه برای دانش‌آموزان پایه دهم است، به گونه‌ای که محصول از نظر روایی، کاربردپذیری و اثربخشی معتبر باشد. مدل 4D برای توسعه فلش‌کارت انتخاب شد و محصول بر اساس روایی، کاربردپذیری و اثربخشی ارزیابی گردید. روایی از طریق ارزیابی خبرگان، کاربردپذیری از طریق مشاهده اجرای کلاس و پاسخ‌های دانش‌آموزان، و اثربخشی بر اساس نتایج آزمون و تحقق شاخص‌های سواد علمی به دست آمد. تحلیل داده‌ها به صورت توصیفی-کمی انجام شد. فلش‌کارت‌های توسعه‌یافته بر اساس نتایج (امتیاز روایی ۸۸٪)، بسیار کاربردی (مشاهده اجرای کلاس ۱۰۰٪ و پاسخ مثبت دانش‌آموزان ۹۸٪) و بسیار اثربخش (امتیاز N-Gain معادل ۰٫۸۳ که در دسته بالا قرار می‌گیرد و تحقق شاخص‌های سواد علمی از ۵۲٪ در پیش‌آزمون به ۹۲٪ در پس‌آزمون افزایش یافته است) ارزیابی شدند. بنابراین، رسانه فلش‌کارت مبتنی بر یادگیری اکتشافی در مبحث اکوسیستم برای استفاده در فرایند یادگیری مناسب و در ارتقای سواد علمی دانش‌آموزان اثربخش ارزیابی می‌شود.

Contemporary science education emphasizes the role of content knowledge (CK) in students’ informal reasoning (IR) within socio-scientific issues (SSI). However, students may not automatically apply scientific knowledge when reasoning about complex and open-ended SSI. Drawing on literature on modeling competence (MC), this study examined whether MC, operationalized through students’ modeling practices, statistically mediated the association between foundational scientific CK and science-based IR in a climate-related SSI task. 443 tenth-grade students participated in an online inquiry activity on climate change and methane emissions. Data were collected through a standardized CK assessment, a stock-and-flow MC task, and a written policy decision-making IR task. Results showed that students performed relatively well on foundational scientific CK and basic modeling practices involving source–sink identification and net-flow calculation, but showed weaker performance in model prediction and science-based IR. Path analysis indicated significant positive associations among CK, MC, and IR. The indirect association from CK to IR through MC was statistically significant and accounted for approximately 45.8% of the total CK–IR association. These findings suggest that students’ MC-related modeling practices may represent a meaningful statistical pathway linking foundational scientific CK and science-based IR. The study highlights the potential value of integrating content instruction with modeling practices in SSI learning and supporting IR that more explicitly incorporates scientific evidence and causal explanation.

آموزش علوم معاصر بر نقش دانش محتوا (CK) در استدلال غیررسمی (IR) دانش‌آموزان در مسائل اجتماعی-علمی (SSI) تأکید دارد. با این حال، دانش‌آموزان ممکن است به طور خودکار دانش علمی را هنگام استدلال درباره مسائل پیچیده و باز SSI به کار نگیرند. با بهره‌گیری از ادبیات مربوط به شایستگی مدل‌سازی (MC)، این مطالعه بررسی کرد که آیا MC، که از طریق فعالیت‌های مدل‌سازی دانش‌آموزان عملیاتی شده است، به طور آماری میانجی‌گر ارتباط بین دانش پایه علمی CK و IR مبتنی بر علم در یک تکلیف SSI مرتبط با اقلیم می‌باشد یا خیر. ۴۴۳ دانش‌آموز پایه دهم در یک فعالیت پژوهشی آنلاین درباره تغییرات اقلیمی و انتشار متان شرکت کردند. داده‌ها از طریق ارزیابی استاندارد CK، یک تکلیف MC مبتنی بر مدل ذخیره-جریان و یک تکلیف IR نوشتاری تصمیم‌گیری سیاستی گردآوری شد. نتایج نشان داد که دانش‌آموزان در CK علمی پایه و فعالیت‌های مدل‌سازی ابتدایی شامل شناسایی منبع-مخزن و محاسبه جریان خالص نسبتاً عملکرد خوبی داشتند، اما در پیش‌بینی مدل و IR مبتنی بر علم عملکرد ضعیف‌تری نشان دادند. تحلیل مسیر ارتباطات مثبت معناداری میان CK، MC و IR را نشان داد. ارتباط غیرمستقیم از CK به IR از طریق MC از نظر آماری معنادار بود و تقریباً ۴۵.۸٪ از کل ارتباط CK–IR را تشکیل می‌داد. این یافته‌ها نشان می‌دهد که فعالیت‌های مدل‌سازی مرتبط با MC دانش‌آموزان ممکن است مسیر آماری معناداری را میان CK علمی پایه و IR مبتنی بر علم فراهم کند. این مطالعه بر ارزش بالقوه ادغام آموزش محتوا با فعالیت‌های مدل‌سازی در یادگیری SSI و حمایت از IR که به طور صریح‌تر شواهد علمی و تبیین علّی را دربرمی‌گیرد، تأکید می‌کند.