Visualization

ABSTRACT This study examined differences in sixth-grade students’ conceptual understanding and critical thinking between Problem-Based Learning (PBL) supported by an Augmented Reality (AR)-Based Book and conventional instruction in Solar System learning. A quantitative quasi-experimental study employing a nonequivalent pretest–posttest control group design involved 35 students from two elementary schools in Blora, Indonesia, comprising 17 experimental and 18 control participants. The intervention was implemented across three instructional sessions. Data were collected using validated essay-based assessments and analyzed through analysis of covariance (ANCOVA) and multivariate analysis of covariance (MANCOVA), controlling for pretest performance. The experimental group achieved higher posttest means in conceptual understanding (86.71 vs. 72.67) and critical thinking (85.82 vs. 70.17). ANCOVA revealed significant adjusted between-group differences in conceptual understanding (mean difference = 13.87, 95% CI [11.45, 16.29], p < .001) and critical thinking (mean difference = 15.38, 95% CI [12.19, 18.57], p < .001). MANCOVA confirmed a significant multivariate difference (Pillai’s Trace = .862, F(2, 30) = 95.34, p < .001). These findings suggest that integrating AR-supported visualization within structured problem-based inquiry may support conceptual learning and evidence-based reasoning. Nevertheless, the small sample, nonrandom allocation, and school- and teacher-level confounding preclude definitive causal conclusions. Larger multisite and factorial studies are recommended.

The integration of technology into elementary education has enabled teachers to design more engaging and interactive learning media. This study developed Canva-assisted interactive animated video media for teaching the water cycle in elementary integrated science and evaluated its validity and practicality. A Research and Development (R&D) approach was employed, utilizing the ADDIE model, which consists of five stages: Analysis, Design, Development, Implementation, and Evaluation. Data collection involved expert validation questionnaires, student response questionnaires, and teacher response questionnaires. The media was assessed by two media experts and three subject-matter experts. Results showed that the interactive animated video media achieved validity scores of 95% from media experts and 94% from subject-matter experts, both categorized as very valid. During implementation, 30 fifth-grade students and one classroom teacher participated. Practicality evaluation indicated positive responses, with student and teacher response scores of 87% and 97%, respectively, both classified as very practical. These findings indicate that the developed media is user-friendly for both teachers and students, enhances students’ attention, enthusiasm, and active participation in classroom learning, and supports visualization of the abstract concept of the water cycle. Thus, Canva-assisted interactive animated video media constitutes a valid and practical learning resource for elementary integrated science instruction.

Stress is a major contributor to physical and mental health disorders, underscoring the need for reliable and interpretable detection systems. We present an interpretable multimodal deep learning framework that integrates electrocardiogram (ECG), electrodermal activity (EDA), and respiration signals using modality-specific neural architectures complemented by feature-based classical models. To ensure robustness and generalizability, the framework was evaluated under both subject-independent and subject-dependent protocols. Results show that multimodal fusion consistently outperformed single modalities, achieving 94.8% accuracy, 93.9% F1-score, and 0.97 AUC under subject-independent validation, compared with 86–91% accuracy for individual signals. In subject-dependent experiments, performance reached 97.2% accuracy and 96.8% F1-score. Comparative analysis with recent state-of-the-art methods demonstrated the competitiveness of our approach, while ablation studies confirmed the contribution of each modality and fusion strategy. Statistical significance testing with ( p < 0.05) further validated the reliability of these gains. Importantly, interpretability analyses using Grad-CAM and attention visualization provided physiological insights, revealing that the model emphasizes clinically meaningful regions such as ECG R-peaks and phasic EDA fluctuations. By uniting high performance, robustness, and interpretability, this work advances stress detection research and offers a physiologically grounded framework for continuous mental health monitoring.

Digital technology can make mathematics more visual, interactive, and exploratory, yet it does not necessarily lead to richer mathematical activity. This study explores how Indonesian mathematics teachers experience digital technology and make sense of its potential for deeper mathematical learning. Guided by Moustakas’s transcendental phenomenology, the study included 67 mathematics teachers, with 24 purposively selected for in-depth interviews and analysis of digital learning artefacts. The study analyzed data phenomenologically and compared sources, using NVivo 12 Pro to organize the data. The findings show that teachers valued technology for explaining concepts, visualizing abstract ideas, and engaging students, while facing challenges related to digital skills, student readiness, and classroom conditions. Teachers made sense of technology through five overlapping purposes: presentation, explanation, visualization, interaction, and exploration. However, analysis of 67 artefacts showed that presentation-oriented uses were more common than simulation-based activities. This tension defines the Digital Paradox: the possibilities teachers recognize do not always match the mathematical learning opportunities represented in their instructional designs. The findings highlight the importance of understanding not only how teachers experience and interpret technology, but also how its possibilities are reflected in the learning activities they design.

The growing use of digital technologies in mathematics education highlights the need to develop students’ digital literacy alongside their mathematical knowledge and problem-solving skills. In Presidential Schools in Uzbekistan, Cambridge International A Level Mathematics courses emphasize mathematical reasoning and the presentation of worked solutions, whereas digital examinations such as the Digital SAT require students to interact effectively with digital testing environments and technological tools. This difference creates an opportunity to integrate digital technologies more systematically into A Level mathematics teaching. This study aims to examine the potential of selected digital learning platforms, including College Board resources, Save My Exams, and Desmos, and to propose a STEAM-based framework for their integration into A Level Mathematics lessons. The comparative analysis focuses on curriculum alignment, opportunities for independent practice, mathematical visualization, feedback, and the development of digital problem-solving skills. The proposed framework seeks to connect conceptual mathematical understanding with purposeful technology use while preserving the emphasis on rigorous mathematical reasoning and worked solutions. The study offers practical recommendations for integrating digital resources into mathematics education and identifies directions for further empirical investigation of their contribution to students’ digital literacy.

افزایش استفاده از فناوری‌های دیجیتال در آموزش ریاضیات، ضرورت توسعه سواد دیجیتال دانش‌آموزان را در کنار دانش ریاضی و مهارت‌های حل مسئله آن‌ها برجسته می‌کند. در مدارس ریاست‌جمهوری ازبکستان، دوره‌های ریاضیات سطح A بین‌المللی کمبریج بر استدلال ریاضی و ارائه راه‌حل‌های حل‌شده تأکید دارند، در حالی که آزمون‌های دیجیتال مانند Digital SAT مستلزم تعامل مؤثر دانش‌آموزان با محیط‌های آزمون دیجیتال و ابزارهای فناورانه است. این تفاوت، فرصتی را برای ادغام نظام‌مندتر فناوری‌های دیجیتال در آموزش ریاضیات سطح A فراهم می‌کند. هدف این مطالعه بررسی ظرفیت پلتفرم‌های منتخب یادگیری دیجیتال، از جمله منابع College Board، Save My Exams و Desmos و ارائه یک چارچوب مبتنی بر STEAM برای ادغام آن‌ها در دروس ریاضیات سطح A است. تحلیل تطبیقی بر هم‌راستایی با برنامه درسی، فرصت‌های تمرین مستقل، تجسم ریاضی، بازخورد و توسعه مهارت‌های حل مسئله دیجیتال متمرکز است. چارچوب پیشنهادی در پی پیوند دادن درک مفهومی ریاضی با استفاده هدفمند از فناوری است، در حالی که تأکید بر استدلال ریاضی دقیق و راه‌حل‌های حل‌شده حفظ می‌شود. این مطالعه توصیه‌های عملی برای ادغام منابع دیجیتال در آموزش ریاضیات ارائه می‌دهد و مسیرهایی را برای تحقیقات تجربی بیشتر درباره نقش آن‌ها در ارتقای سواد دیجیتال دانش‌آموزان شناسایی می‌کند.

This descriptive qualitative study aims to analyze the integration of Problem-Based Learning (PBL) and mobile technology in enhancing critical thinking skills within chemistry education. Utilizing a Systematic Literature Review (SLR) method guided by the PRISMA protocol, a systematic search was conducted across the Scopus database, filtering 1,817 initial articles down to 14 studies that met the inclusion criteria. The review findings indicate that the use of mobile learning, such as 3D MAR applications and interactive Android e-modules, contributes positively to students' spatial visualization skills. Meanwhile, the implementation of PBL models, such as Socratic-PBL, is shown to cultivate scientific argumentation and in-depth problem-solving skills. However, the literature synthesis reveals a significant instructional gap; most studies apply mobile technology and PBL in isolation, with only 14.3% integrating both approaches. Spatial visualization technologies like Mobile Augmented Reality (MAR) have not been empirically integrated into structured PBL inquiry syntaxes. This study concludes with the vital importance of designing future mobile learning platforms that combine contextual PBL syntaxes with interactive 3D visualizations to comprehensively facilitate students' cognitive reasoning.

این مطالعه کیفی توصیفی با هدف تحلیل ادغام یادگیری مبتنی بر مسئله (PBL) و فناوری سیار در ارتقای مهارت‌های تفکر انتقادی در آموزش شیمی انجام شده است. با بهره‌گیری از روش مرور نظام‌مند متون (SLR) و با راهنمایی پروتکل PRISMA، جستجوی نظام‌مندی در پایگاه داده Scopus صورت گرفت که از میان ۱۸۱۷ مقاله اولیه، ۱۴ مطالعه واجد شرایط وارد تحلیل شدند. یافته‌های مرور نشان می‌دهد که استفاده از یادگیری سیار، مانند برنامه‌های ۳D MAR و ماژول‌های الکترونیکی تعاملی اندروید، تأثیر مثبتی بر مهارت‌های تجسم فضایی دانش‌آموزان دارد. در همین حال، اجرای مدل‌های PBL مانند Socratic-PBL باعث پرورش استدلال علمی و مهارت‌های حل مسئله عمیق می‌شود. با این حال، سنتز ادبیات پژوهش‌ها شکاف قابل توجهی را در آموزش نشان می‌دهد؛ اکثر مطالعات فناوری سیار و PBL را به صورت مجزا به کار برده‌اند و تنها ۱۴.۳٪ هر دو رویکرد را به طور همزمان ادغام کرده‌اند. فناوری‌های تجسم فضایی مانند Mobile Augmented Reality (MAR) به طور تجربی در ساختارهای جستجوی PBL ساختاریافته ادغام نشده‌اند. این مطالعه با تأکید بر اهمیت اساسی طراحی پلتفرم‌های آینده یادگیری سیار که نحوهای PBL زمینه‌مند را با تجسم‌های تعاملی سه‌بعدی ترکیب می‌کنند، به منظور تسهیل جامع استدلال شناختی دانش‌آموزان، به پایان می‌رسد.

Introduction This study explores how barriers to technology integration in mathematics education can be bridged within rural and resource-constrained school contexts. Although technology is increasingly recognised as a catalyst for improving access, equity, conceptual understanding, and learner engagement, meaningful ICT integration remains limited in many under-resourced schools due to persistent structural and pedagogical barriers. Guided by the Technological Pedagogical Content Knowledge (TPACK) framework, the study contributes to the literature by examining how teachers employ contextually responsive strategies to integrate digital technologies in mathematics classrooms. Methods This qualitative multiple-case study explored mathematics teachers’ experiences and perceptions of technology integration across three rural secondary schools in the Vhembe District, South Africa. Data were generated through semi-structured interviews with six mathematics teachers and three Departmental Heads. An interpretivist paradigm guided the study, and Framework Analysis was used to systematically analyse the data. Results The findings revealed four interrelated themes shaping technology integration: structural barriers related to infrastructure and connectivity; pedagogical barriers linked to teacher confidence and assessment challenges; opportunities for transformative instruction through dynamic visualisation and AI-supported learning; and the enabling role of professional development and instructional leadership. Technologies such as GeoGebra and graphing applications enhanced conceptual understanding by dynamically linking algebraic, graphical, and geometric representations. However, limited infrastructure and insufficient professional development in mathematics constrained transformative integration. Discussion The study contributes a Global South perspective by demonstrating how teachers in rural schools employ adaptive strategies such as offline preparation, blended learning, and collaborative device-sharing to sustain mathematics instruction despite resource constraints. The findings highlight the need for equitable ICT investment, mathematics-focused professional development, and leadership-driven support to promote transformative and inclusive mathematics education.

مقدمه: این پژوهش به بررسی چگونگی پل‌زدن بر موانع ادغام فناوری در آموزش ریاضیات در بستر مدارس روستایی و دارای منابع محدود می‌پردازد. اگرچه فناوری به طور فزاینده‌ای به عنوان محرکی برای بهبود دسترسی، عدالت، درک مفهومی و مشارکت یادگیرندگان شناخته می‌شود، اما ادغام معنادار فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) در بسیاری از مدارس کم‌منبع به دلیل موانع ساختاری و آموزشی پایدار، همچنان محدود باقی مانده است. این مطالعه با بهره‌گیری از چارچوب دانش محتوایی-آموزشی-فناورانه (TPACK)، به ادبیات موضوع با بررسی چگونگی به‌کارگیری راهبردهای پاسخگو به زمینه توسط معلمان برای ادغام فناوری‌های دیجیتال در کلاس‌های ریاضی، کمک می‌کند. روش‌ها: این مطالعه کیفی چندموردی به بررسی تجارب و ادراکات معلمان ریاضی درباره ادغام فناوری در سه مدرسه متوسطه روستایی در منطقه Vhembe، آفریقای جنوبی پرداخت. داده‌ها از طریق مصاحبه‌های نیمه‌ساختاریافته با شش معلم ریاضی و سه رئیس بخش گردآوری شد. پارادایم تفسیرگرایانه راهنمای پژوهش بود و تحلیل چارچوبی برای تحلیل نظام‌مند داده‌ها به کار رفت. یافته‌ها: نتایج چهار مضمون مرتبط را که شکل‌دهنده ادغام فناوری هستند، آشکار ساخت: موانع ساختاری مرتبط با زیرساخت و اتصال؛ موانع آموزشی مرتبط با اعتماد به نفس معلم و چالش‌های ارزشیابی؛ فرصت‌هایی برای آموزش تحول‌آفرین از طریق تجسم پویای مفاهیم و یادگیری پشتیبانی‌شده با هوش مصنوعی؛ و نقش تسهیل‌گر توسعه حرفه‌ای و رهبری آموزشی. فناوری‌هایی مانند GeoGebra و برنامه‌های رسم نمودار با پیوند پویای نمایش‌های جبری، نموداری و هندسی، درک مفهومی را ارتقا دادند. با این حال، محدودیت زیرساخت و ناکافی بودن توسعه حرفه‌ای در حوزه ریاضیات، ادغام تحول‌آفرین را محدود ساخت. بحث: این پژوهش با ارائه چشم‌اندازی از جنوب جهانی، نشان می‌دهد که معلمان مدارس روستایی با به‌کارگیری راهبردهای سازگارانه‌ای همچون آماده‌سازی آفلاین، یادگیری ترکیبی و اشتراک‌گذاری گروهی دستگاه‌ها، آموزش ریاضی را علی‌رغم محدودیت منابع تداوم می‌بخشند. یافته‌ها بر ضرورت سرمایه‌گذاری عادلانه در فناوری اطلاعات و ارتباطات، توسعه حرفه‌ای متمرکز بر ریاضیات و حمایت مبتنی بر رهبری برای ارتقای آموزش ریاضیات تحول‌آفرین و فراگیر تأکید می‌کند.

Introduction Teaching complex and abstract concepts in atomic physics remains challenging. Integrating STEM principles, applied-oriented learning, and immersive technologies such as virtual reality (VR) may support conceptual understanding and visualization. Methods This study combined bibliometric analysis, a quantitative meta-analysis of 15 eligible empirical studies, and a pilot VR-based assessment. The pilot involved 22 pre-service physics teachers who completed a VR-based lesson on Rutherford's experiment and evaluated the learning experience using a Likert-scale survey covering conceptual clarity, visualization and interactivity, motivation and interest, and STEM and applied orientation. Results The meta-analysis showed a strong positive effect of STEM- and applied-oriented instruction on learning outcomes, with a mean standardized difference (Cohen's d) of 1.28 (95% CI: 0.98–1.58). The pilot assessment also showed generally positive student evaluations across all four dimensions. Discussion The findings support the pedagogical potential of combining STEM-oriented, applied, and immersive approaches in atomic physics education and may inform the preparation of future physics teachers and the integration of digital technologies into secondary and higher education.

مقدمه آموزش مفاهیم پیچیده و انتزاعی در فیزیک اتمی همچنان چالش‌برانگیز است. ادغام اصول STEM، یادگیری مبتنی بر کاربرد و فناوری‌های فراگیر مانند واقعیت مجازی (VR) می‌تواند به درک مفهومی و تجسم کمک کند. روش‌ها این پژوهش با ترکیب تحلیل کتاب‌سنجی، فراتحلیل کمی ۱۵ مطالعه تجربی واجد شرایط و یک ارزیابی آزمایشی مبتنی بر VR انجام شد. در بخش آزمایشی، ۲۲ دانشجوی معلم فیزیک پیش‌خدمت در یک درس مبتنی بر VR درباره آزمایش رادرفورد شرکت کردند و تجربه یادگیری خود را با استفاده از پرسشنامه لیکرت در چهار بعد شفافیت مفهومی، تجسم و تعاملی بودن، انگیزش و علاقه‌مندی، و جهت‌گیری STEM و کاربردی ارزیابی کردند. یافته‌ها فراتحلیل نشان داد که آموزش مبتنی بر STEM و کاربردی تأثیر مثبت و قوی بر پیامدهای یادگیری دارد، با میانگین تفاوت استاندارد شده (d کوهن) برابر با ۱٫۲۸ (فاصله اطمینان ۹۵٪: ۰٫۹۸ تا ۱٫۵۸). ارزیابی آزمایشی نیز به طور کلی ارزیابی‌های مثبت دانشجویان را در هر چهار بعد نشان داد. بحث یافته‌ها از ظرفیت آموزشی ترکیب رویکردهای مبتنی بر STEM، کاربردی و فراگیر در آموزش فیزیک اتمی حمایت می‌کند و می‌تواند به آماده‌سازی معلمان آینده فیزیک و ادغام فناوری‌های دیجیتال در آموزش متوسطه و عالی کمک کند.

This descriptive qualitative study, supplemented by quantitative data, evaluated advanced mathematics instruction and assessment on conic sections for Grade XII (Phase F) students. The participants included one teacher and 12 students. Data were collected through semi-structured interviews, direct observations, and document analysis. Findings revealed uneven conceptual mastery (mean: 74.17), with hyperbolas identified as the most challenging topic. Students struggled to transform algebraic equations into graphical models, where only 50.00% accurately identified essential characteristic points. Furthermore, performance on contextual problem-solving (mean: 65.83) was significantly lower than on procedural tasks (mean: 80.00). The integration of dynamic digital visualization enhanced visual comprehension, achieving a higher mean score (82.08) compared to written assessments (73.75). Continuous and differentiated assessment demonstrated a positive learning progression, increasing mean scores from diagnostic (64.58) to final tests (79.17) with 83.33% mastery. Consequently, evaluating conic sections requires continuous, differentiated approaches combining technology-assisted visualization and contextual tasks to foster higher-order mathematical reasoning.

این پژوهش کیفی توصیفی که با داده‌های کمی تکمیل شده است، به ارزیابی آموزش و ارزشیابی ریاضیات پیشرفته در موضوع مقاطع مخروطی برای دانش‌آموزان پایه دوازدهم (مرحله F) پرداخت. شرکت‌کنندگان شامل یک معلم و ۱۲ دانش‌آموز بودند. داده‌ها از طریق مصاحبه‌های نیمه‌ساختاریافته، مشاهده مستقیم و تحلیل اسناد گردآوری شد. یافته‌ها نشان داد تسلط مفهومی دانش‌آموزان یکنواخت نبوده است (میانگین: ۷۴٫۱۷) و مبحث هذلولی‌ها به عنوان چالش‌برانگیزترین موضوع شناسایی شد. دانش‌آموزان در تبدیل معادلات جبری به مدل‌های گرافیکی دچار مشکل بودند، به‌طوری‌که تنها ۵۰٫۰۰٪ نقاط مشخصه اساسی را به‌درستی شناسایی کردند. همچنین عملکرد در حل مسائل زمینه‌محور (میانگین: ۶۵٫۸۳) به طور معناداری پایین‌تر از وظایف رویه‌ای (میانگین: ۸۰٫۰۰) بود. ادغام تجسم دیجیتال پویا موجب ارتقای درک بصری شد و میانگین نمره بالاتری (۸۲٫۰۸) نسبت به ارزشیابی‌های کتبی (۷۳٫۷۵) به دست آمد. ارزشیابی مستمر و تفکیکی، پیشرفت مثبت یادگیری را نشان داد و میانگین نمرات از آزمون تشخیصی (۶۴٫۵۸) تا آزمون نهایی (۷۹٫۱۷) با ۸۳٫۳۳٪ تسلط افزایش یافت. بنابراین، ارزشیابی مقاطع مخروطی نیازمند رویکردهای مستمر و تفکیکی است که ترکیبی از تجسم مبتنی بر فناوری و وظایف زمینه‌محور را برای پرورش استدلال ریاضی مرتبه بالاتر به کار می‌گیرد.

Emotion recognition offers a route to quantifying interaction quality in early childhood education, yet existing methods suffer from unimodal input, poor real-time performance and weak generalization. This study proposes a speech-text multimodal model built on a Mamba encoder with a GatedxLSTM fusion mechanism, in which frame pooling and temporal masking resolve the temporal misalignment between modalities and a learnable gate adjusts modality contribution. Experiments on IEMOCAP and FAU-AIBO, together with an in-house KTC-Pilot corpus of authentic kindergarten interactions used for ecological validation, show that the approach outperforms mainstream baselines in F1, WA and UA. Three child-speech-aware adaptations, namely pitch and formant augmentation, silence-aware frame pooling and disfluency-tolerant text encoding, close the domain gap with authentic kindergarten dialogue, and modality-dropout training, cross-modal reconstruction of missing text and gating regularisation maintain robustness under incomplete inputs. A contamination audit against the CLAP pretraining corpora confirms that the gains do not arise from data leakage. A downstream evaluation using an Interaction Quality Index calibrated against expert observer ratings achieves a Pearson correlation of 0.692 with expert scores. An on-device deployment study on two embedded platforms further shows that the quantised framework sustains an end-to-end latency of 377 ms per utterance at a real-time factor of 0.075 and a board power of 9.6 W while retaining an F1 score of 0.706 on authentic kindergarten audio, and a stage-wise data-handling design keeps raw audio, spectral features and transcripts inside the classroom node so that only a scalar interaction quality value is written to persistent storage. Ablation and visualization analyses confirm the contribution of each structural component to recognition performance and interpretability.

شناسایی هیجان، روشی برای کمی‌سازی کیفیت تعامل در آموزش دوران کودکی ارائه می‌دهد، اما روش‌های موجود با ورودی تک‌وجهی، عملکرد ضعیف در زمان واقعی و تعمیم‌پذیری محدود مواجه هستند. این پژوهش، یک مدل چندوجهی گفتار-متن مبتنی بر رمزگذار Mamba با سازوکار ادغام GatedxLSTM پیشنهاد می‌کند که در آن، تجمیع قاب و پوشش زمانی، عدم‌هم‌زمانی زمانی بین وجه‌ها را رفع می‌کند و یک دروازه قابل یادگیری، سهم هر وجه را تنظیم می‌نماید. آزمایش‌ها بر روی مجموعه‌های IEMOCAP و FAU-AIBO، به همراه پیکره داخلی KTC-Pilot از تعاملات اصیل مهدکودک که برای اعتبارسنجی بوم‌شناختی استفاده شده است، نشان می‌دهد که رویکرد پیشنهادی در معیارهای F1، WA و UA از مبناهای رایج پیشی می‌گیرد. سه سازگاری آگاه از گفتار کودک، شامل افزایش زیر و بمی و فورمانت، تجمیع قاب حساس به سکوت و رمزگذاری متن مقاوم به ناروانی، فاصله حوزه‌ای با گفت‌وگوی اصیل مهدکودک را کاهش می‌دهد و آموزش با حذف وجه، بازسازی متقابل متن مفقود و منظم‌سازی دروازه‌ای، پایداری مدل را در ورودی‌های ناقص حفظ می‌کند. ممیزی آلودگی نسبت به پیکره‌های پیش‌آموزش CLAP تأیید می‌کند که بهبودها ناشی از نشت داده نیست. ارزیابی پایین‌دستی با استفاده از شاخص کیفیت تعامل که بر اساس امتیازدهی ناظران خبره کالیبره شده است، همبستگی پیرسون 0.692 با امتیازهای خبره به دست می‌آورد. مطالعه استقرار بر روی دستگاه در دو پلتفرم تعبیه‌شده نشان می‌دهد که چارچوب کمیت‌یافته، تأخیر انتها به انتهای 377 میلی‌ثانیه به ازای هر بیان را با ضریب زمان واقعی 0.075 و توان برد 9.6 وات حفظ می‌کند، در حالی که امتیاز F1 برابر با 0.706 بر روی صوت اصیل مهدکودک باقی می‌ماند و طراحی مرحله‌ای مدیریت داده‌ها موجب می‌شود صوت خام، ویژگی‌های طیفی و رونوشت‌ها در گره کلاسی باقی بماند و تنها یک مقدار عددی کیفیت تعامل در حافظه دائمی ثبت شود. تحلیل حذف مؤلفه و تجسم، سهم هر جزء ساختاری در عملکرد شناسایی و تفسیرپذیری را تأیید می‌کند.

21st-century Islamic education demands mastery of non-cognitive spiritual competencies, such as optimism (Husnuzan and Raja’), to mitigate adolescent mental health crises and academic anxiety (qalaq). Teologically anchored in QS. Az-Zumar: 53, QS. Al-Baqarah: 286, and QS. Al-Insyirah verses 5–6, optimism represents a mandatory spiritual-cognitive stance. However, school counseling and Islamic moral nurturing (Tarbiyah Akhlak) remain dominated by conventional, passive-verbalistic methods that trigger student boredom. This study aims to develop a block-based board game called Optimism Bridge to foster an optimistic attitude in Junior High School (SMP) students through an Islamic-integrated cognitive restructuring process.Using the Research and Development (R&D) method with the 4D model limited to the Develop stage, this study involved 20 grade IX-C students at SMP Negeri 42 Medan, two expert validators, and a field practitioner. Data collected via Likert and Guttman questionnaires were analyzed descriptively quantitatively. The results indicate that the media is highly feasible based on validation by media experts (84.00%) and material experts (94.70%), and is highly practical based on responses from counselors (97.50%) and students (84.00%).Philosophically, optimism in Islamic counseling is a cognitive-spiritual skill (Amal Qalbi) intervened through experiential activities. The findings confirm that integrating Seligman’s ABCDE Model and Islamic theological values (Raja’-Ikhtiar-Tawakal) into game mechanics effectively facilitates students’ disputation abilities (Mujahadah an-Nafs) against negative emotions and desperate thoughts (Waswas). Implications for a global audience, this study expands Islamic game-based learning by demonstrating that concrete visualization shifts the school counseling paradigm from passive-doctrinal to an emancipatory internalization of positive divine awareness.

آموزش اسلامی در قرن بیست‌ویکم مستلزم تسلط بر شایستگی‌های معنوی غیرشناختی، همچون خوش‌بینی (حسن‌ظن و رجاء)، به منظور کاهش بحران‌های سلامت روان نوجوانان و اضطراب تحصیلی (قلق) است. خوش‌بینی که ریشه در QS. Az-Zumar: 53، QS. Al-Baqarah: 286 و QS. Al-Insyirah آیات ۵ و ۶ دارد، یک رویکرد معنوی-شناختی الزامی محسوب می‌شود. با این حال، مشاوره مدرسه و پرورش اخلاق اسلامی (تربیت اخلاق) همچنان تحت سلطه روش‌های سنتی و منفعل-کلامی قرار دارد که موجب کسالت دانش‌آموزان می‌شود. هدف این پژوهش، توسعه یک بازی رومیزی مبتنی بر بلوک با عنوان «پل خوش‌بینی» برای تقویت نگرش خوش‌بینانه در دانش‌آموزان متوسطه اول (SMP) از طریق فرایند بازسازی شناختی تلفیق‌شده با آموزه‌های اسلامی است. این مطالعه با استفاده از روش تحقیق و توسعه (R&D) و مدل 4D محدود به مرحله توسعه، با مشارکت ۲۰ دانش‌آموز پایه نهم-C در SMP Negeri 42 Medan، دو ارزیاب خبره و یک کارشناس میدانی انجام شد. داده‌ها از طریق پرسشنامه‌های لیکرت و گاتمن جمع‌آوری و به صورت توصیفی-کمی تحلیل گردید. نتایج نشان داد که این رسانه بر اساس اعتبارسنجی توسط متخصصان رسانه (۸۴٫۰۰٪) و متخصصان محتوا (۹۴٫۷۰٪) بسیار مطلوب است و از نظر عملی بودن نیز بر اساس پاسخ‌های مشاوران (۹۷٫۵۰٪) و دانش‌آموزان (۸۴٫۰۰٪) در سطح بالایی قرار دارد. از منظر فلسفی، خوش‌بینی در مشاوره اسلامی یک مهارت شناختی-معنوی (عمل قلبی) است که از طریق فعالیت‌های تجربی مداخله می‌شود. یافته‌ها تأیید می‌کند که ادغام مدل ABCDE سلیگمن و ارزش‌های الهی اسلامی (رجاء-اختیار-توکل) در مکانیک بازی، به طور مؤثری توانایی مناظره دانش‌آموزان (مجاهدۀ نفس) در برابر هیجانات منفی و افکار یأس‌آور (وسواس) را تسهیل می‌کند. پیامدهای این پژوهش برای مخاطبان جهانی، گسترش یادگیری مبتنی بر بازی اسلامی را نشان می‌دهد و اثبات می‌کند که تجسم عینی، پارادایم مشاوره مدرسه را از حالت منفعل-آموزشی به درونی‌سازی رهایی‌بخش آگاهی الهی مثبت تغییر می‌دهد.

Computer science students are required to master data structures and algorithms, yet learning these topics often presents significant cognitive challenges. This study investigates whether a bundled package of adaptive personalization is associated with learning outcomes, perceived workload, and usability, using an existing educational visualization tool called VZOU (Visualization Zone of Understanding). The enhanced adaptive version of VZOU incorporates personalized learning paths structured around a visible learning progression map, enabling learners to monitor their progress, identify gaps, and take ownership of their learning path. Basic gamification features, Bloom-aligned progressive sequencing, and topic-specific formative quizzes are designed to support self-regulated learning through immediate feedback and motivational reinforcement. In a between-subjects study (N = 55), we compared control, non-adaptive, and adaptive groups. The adaptive group scored significantly higher on the post-test than the non-adaptive and control groups (mean 89.3 vs. 73.3 and 71.0 out of 100, respectively), and showed numerically but not statistically higher usability scores (SUS). Perceived mental workload showed a mixed pattern: the overall six-subscale NASA-TLX composite did not differ significantly by condition, though Mental Demand specifically was significantly higher in the adaptive group than in the control group, and a workload composite excluding self-rated success also differed significantly across conditions. The bundled adaptive VZOU package, combining a diagnostic-driven graph, gated progression, formative quizzes, and gamification, was associated with higher post-test performance, while raising certain aspects of perceived workload. As these components were not manipulated independently, the estimate reflects the package as a whole, not any single element.

دانشجویان علوم کامپیوتر ملزم به تسلط بر ساختمان داده‌ها و الگوریتم‌ها هستند، اما یادگیری این مباحث اغلب با چالش‌های شناختی قابل توجهی همراه است. این پژوهش بررسی می‌کند که آیا یک بسته جامع شخصی‌سازی تطبیقی با پیامدهای یادگیری، بار ادراک‌شده و قابلیت استفاده ارتباط دارد یا خیر، و از یک ابزار تجسم آموزشی موجود به نام VZOU (منطقه تجسم فهم) استفاده می‌کند. نسخه تطبیقی پیشرفته VZOU مسیرهای یادگیری شخصی‌سازی‌شده‌ای را در قالب یک نقشه پیشرفت یادگیری قابل مشاهده ارائه می‌دهد که به یادگیرندگان امکان می‌دهد پیشرفت خود را پایش کنند، شکاف‌ها را شناسایی نمایند و مالکیت مسیر یادگیری خود را بر عهده گیرند. ویژگی‌های ابتدایی بازی‌وارسازی، توالی تدریجی منطبق با بلوم و آزمون‌های تکوینی موضوع‌محور به منظور حمایت از یادگیری خودتنظیمی از طریق بازخورد فوری و تقویت انگیزشی طراحی شده‌اند. در یک مطالعه بین‌گروهی (N = ۵۵)، گروه کنترل، غیرتطبیقی و تطبیقی با یکدیگر مقایسه شدند. گروه تطبیقی در آزمون پس از مداخله به طور معناداری نمره بالاتری نسبت به گروه‌های غیرتطبیقی و کنترل کسب کرد (میانگین ۸۹٫۳ در مقابل ۷۳٫۳ و ۷۱٫۰ از ۱۰۰، به ترتیب) و همچنین از نظر نمرات قابلیت استفاده (SUS) به صورت عددی اما نه معنادار آماری بالاتر بود. بار ذهنی ادراک‌شده الگوی ترکیبی نشان داد: ترکیب شش‌زیرمقیاس NASA-TLX به طور معناداری بر اساس شرایط تفاوت نداشت، اگرچه تقاضای ذهنی به طور خاص در گروه تطبیقی نسبت به گروه کنترل به طور معناداری بالاتر بود و ترکیب بار کاری بدون موفقیت خودارزیابی‌شده نیز به طور معناداری بین شرایط تفاوت داشت. بسته تطبیقی VZOU که ترکیبی از نمودار مبتنی بر تشخیص، پیشرفت مرحله‌ای، آزمون‌های تکوینی و بازی‌وارسازی است، با عملکرد بالاتر در آزمون پس از مداخله همراه بود، در حالی که برخی جنبه‌های بار ادراک‌شده را افزایش داد. از آنجا که این مؤلفه‌ها به طور مستقل دستکاری نشدند، این برآورد منعکس‌کننده بسته به طور کلی است، نه هیچ عنصر منفردی.

This study examined pre-tertiary students’ geometric problem-solving performance, the distribution of their errors across Van Hiele levels of geometric reasoning, and the nature of these errors using Newman's Error Hierarchical Model. A descriptive quantitative research design, complemented by qualitative content analysis of students’ written responses, was adopted. The sample comprised 300 final-year students selected through stratified random sampling. Data were collected using a researcher-designed Geometry Problem-Solving Test consisting of twelve open-ended items aligned with the senior high school geometry curriculum. Students’ responses were analysed using frequency and percentage distributions, while error patterns were classified using Newman's framework and mapped onto Van Hiele levels. The findings showed generally low performance in geometry problem solving, with most students scoring within the lower performance range. Error analysis indicated that students at lower Van Hiele levels, particularly visualisation and analysis, exhibited higher frequencies of comprehension and transformation errors. In contrast, students at higher reasoning levels showed fewer conceptual and representational difficulties but continued to experience process skills and encoding errors. The findings indicate different patterns of problem-solving errors observed among students demonstrating different levels of geometric reasoning. The results demonstrate the value of interpreting students’ geometric problem-solving through both the Van Hiele and Newman frameworks, providing complementary perspectives on students’ reasoning and the errors evident in their solution processes.

این مطالعه به بررسی عملکرد حل مسئله هندسی دانش‌آموزان پیش‌دانشگاهی، توزیع خطاهای آنان در سطوح استدلال هندسی ون هیله و ماهیت این خطاها با استفاده از مدل سلسله‌مراتبی خطای نیومن پرداخت. طرح پژوهش کمی توصیفی، همراه با تحلیل محتوای کیفی پاسخ‌های کتبی دانش‌آموزان، اتخاذ شد. نمونه شامل ۳۰۰ دانش‌آموز سال آخر بود که به روش نمونه‌گیری تصادفی طبقه‌ای انتخاب شدند. داده‌ها با استفاده از آزمون حل مسئله هندسه طراحی‌شده توسط پژوهشگر، متشکل از دوازده سؤال بازپاسخ منطبق با برنامه درسی هندسه دبیرستان، گردآوری شد. پاسخ‌های دانش‌آموزان با استفاده از توزیع فراوانی و درصد تحلیل گردید و الگوهای خطا با چارچوب نیومن طبقه‌بندی و بر سطوح ون هیله نگاشته شد. یافته‌ها نشان داد که به طور کلی عملکرد حل مسئله هندسی پایین بوده و اکثر دانش‌آموزان در دامنه عملکرد پایین قرار گرفتند. تحلیل خطاها نشان داد که دانش‌آموزان در سطوح پایین‌تر ون هیله، به ویژه تجسم و تحلیل، فراوانی بیشتری از خطاهای درک مطلب و تبدیل را نشان دادند. در مقابل، دانش‌آموزان در سطوح بالاتر استدلال، دشواری‌های مفهومی و بازنمایی کمتری داشتند اما همچنان با خطاهای مهارت فرایندی و رمزگذاری مواجه بودند. یافته‌ها نشان‌دهنده الگوهای متفاوت خطاهای حل مسئله در میان دانش‌آموزانی است که سطوح مختلفی از استدلال هندسی را نشان می‌دهند. نتایج ارزش تفسیر حل مسئله هندسی دانش‌آموزان از طریق چارچوب‌های ون هیله و نیومن را نشان می‌دهد که دیدگاه‌های مکملی درباره استدلال دانش‌آموزان و خطاهای آشکار در فرایند حل آنان فراهم می‌کند.

Introduction Workplace mathematics is often embedded in occupational processes, tools, materials, and artifacts rather than expressed through formal mathematical procedures, creating challenges for identifying and representing mathematics in Technical and Vocational Education and Training (TVET). This study examined mathematical affordances identifiable in welding and fabrication practices in Ghana and organized them into an analytical framework of vocational mathematical affordances. Methods An interpretive and exploratory qualitative design was employed. Sixty-one welding and fabrication activities were purposively documented across 11 commercial workshops using photographic records, structured observations, and descriptive activity records. Qualitative content analysis involved identifying mathematical affordances, open coding, category development, and framework construction. Four researchers independently coded the activities following calibration, yielding Krippendorff's α = 0.87. Results The analysis identified five interconnected domains: measurement and quantification, geometric reasoning, spatial reasoning and visualization, design and pattern formation, and structural and applied mathematics. Measurement and geometric reasoning were coded across the widest range of activities, whereas the other domains were coded within more specific subsets of the purposively selected corpus. Discussion The resulting Analytical Framework of Vocational Mathematical Affordances represents researcher-identified mathematical relationships in documented workplace processes and artifacts rather than demonstrated individual worker competence. The framework provides a workplacegrounded basis for further research on how vocational mathematical affordances might be recontextualized within TVET curriculum, teaching, and assessment.

مقدمه: ریاضیات محیط کار اغلب در فرایندها، ابزارها، مواد و مصنوعات شغلی نهفته است و به‌جای آنکه از طریق رویه‌های رسمی ریاضیاتی بیان شود، همین امر شناسایی و بازنمایی ریاضیات را در آموزش و پرورش فنی و حرفه‌ای (TVET) با چالش مواجه می‌کند. این مطالعه قابلیت‌های ریاضیاتی قابل شناسایی در فعالیت‌های جوشکاری و ساخت در غنا را بررسی و آن‌ها را در قالب چارچوب تحلیلی قابلیت‌های ریاضیاتی حرفه‌ای سازمان‌دهی کرده است. روش‌ها: از طرح کیفی تفسیری و اکتشافی استفاده شد. شصت‌ویک فعالیت جوشکاری و ساخت به‌صورت هدفمند در یازده کارگاه تجاری با استفاده از ثبت‌های عکاسی، مشاهدات ساختاریافته و ثبت‌های توصیفی فعالیت مستندسازی شد. تحلیل محتوای کیفی شامل شناسایی قابلیت‌های ریاضیاتی، کدگذاری باز، توسعه مقوله‌ها و ساخت چارچوب بود. چهار پژوهشگر پس از کالیبراسیون به‌طور مستقل فعالیت‌ها را کدگذاری کردند که ضریب آلفای کریپندورف برابر با 0.87 به‌دست آمد. یافته‌ها: تحلیل انجام‌شده پنج حوزه به‌هم‌پیوسته را شناسایی کرد: اندازه‌گیری و کمّی‌سازی، استدلال هندسی، استدلال فضایی و تجسم، طراحی و شکل‌دهی الگو، و ریاضیات ساختاری و کاربردی. اندازه‌گیری و استدلال هندسی در گسترده‌ترین دامنه فعالیت‌ها کدگذاری شد، در حالی که سایر حوزه‌ها در زیرمجموعه‌های خاص‌تری از مجموعه هدفمند انتخاب‌شده کدگذاری شدند. بحث: چارچوب تحلیلی قابلیت‌های ریاضیاتی حرفه‌ای حاصل، روابط ریاضیاتی شناسایی‌شده توسط پژوهشگران را در فرایندها و مصنوعات مستندسازی‌شده محیط کار بازنمایی می‌کند و نه شایستگی فردی کارگران. این چارچوب مبنایی مبتنی بر محیط کار برای پژوهش‌های بیشتر درباره نحوه بازمتن‌سازی قابلیت‌های ریاضیاتی حرفه‌ای در برنامه درسی، آموزش و ارزشیابی TVET فراهم می‌کند.