STEAM education

Problem-solving skills are essential to develop in early childhood so that children can identify problems, consider alternatives, and determine solutions independently. However, teacher-centered learning may limit children's opportunities to explore and experiment with different problem-solving strategies. This study aims to describe the implementation of the Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics (STEAM) approach using loose parts materials and the development of early childhood problem-solving skills. A qualitative descriptive method was employed at RA Nurhayati, Medan Tembung, involving teachers and 30 children aged 5–6 years. Data were collected through observation, interviews, and documentation, with credibility supported by triangulation of techniques and sources. The findings indicate that constructing a bridge for toy cars provided opportunities for children to identify problems, select materials, design solutions, test alternatives, revise constructions, and evaluate outcomes. Children also engaged in experimentation, communication, collaboration, and creative material use. These findings suggest that the STEAM approach using loose parts can support the development of early childhood problem-solving skills through active, contextual, and child-centered learning experiences. ABSTRAK Keterampilan pemecahan masalah (problem solving) penting dikembangkan sejak usia dini agar anak mampu mengenali permasalahan, mempertimbangkan alternatif, dan menentukan solusi secara mandiri. Namun, pembelajaran yang masih berpusat pada guru dapat membatasi kesempatan anak untuk bereksplorasi dan mencoba berbagai strategi penyelesaian masalah. Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan penerapan pendekatan Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics (STEAM) berbasis media loose parts serta perkembangan keterampilan pemecahan masalah anak usia dini. Penelitian ini menggunakan pendekatan kualitatif dengan metode deskriptif di RA Nurhayati, Kecamatan Medan Tembung, dengan melibatkan guru dan 30 anak usia 5–6 tahun. Data dikumpulkan melalui observasi, wawancara, dan dokumentasi, serta diperiksa melalui triangulasi teknik dan sumber. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kegiatan merancang jembatan untuk mobil mainan memberikan kesempatan kepada anak untuk mengidentifikasi masalah, memilih bahan, merancang solusi, mencoba alternatif, memperbaiki konstruksi, dan mengevaluasi hasil. Anak juga menunjukkan keterlibatan dalam eksperimen, komunikasi, kolaborasi, dan penggunaan material secara kreatif. Dengan demikian, pendekatan STEAM berbasis media loose parts berpotensi mendukung perkembangan keterampilan pemecahan masalah melalui pengalaman belajar yang aktif, kontekstual, dan berpusat pada anak.

The purpose of this study is to determine pre-service early childhood teachers’ views and perceived competency levels regarding neurolinguistic-based science, technology, engineering, arts, and mathematics (STEAM) applications in phonemic skills instruction, and to examine whether these perceptions differ significantly according to demographic (gender, age, and grade level) and professional/experiential (having received phonemic awareness training, STEAM experience, and familiarity with the concept of neurolinguistic programming [NLP]) variables. Adopting a descriptive survey design, one of the quantitative research methods, the study group consisted of 179 pre-service teachers enrolled in an early childhood education undergraduate program at one university in Kazakhstan. The research data were collected through a demographic information form, a structured views questionnaire, and a data collection tool measuring pre-service teachers’ perceived competency. The findings show that participants’ overall perceived competency was high. However, 36.9% of participants regarded phonemic awareness as a naturally developing process and 31.3% viewed STEAM as unrelated to language skills, which may indicate conceptual gaps; and although 41.9% stated that the art component made phoneme discrimination more concrete, 53.6% considered art either unrelated to phonemic awareness or merely entertaining. Perceived competency did not differ significantly by gender or age, whereas third-year pre-service teachers reported lower perceived competency than first- and second-year students; a “reality shock” after practicum is a possible but untested explanation, as practicum was not measured. In addition, pre-service teachers who had previously received phonemic awareness training, who had STEAM experience, and who were familiar with the concept of NLP reported significantly higher perceived competency. The findings suggest that teacher educators may consider adding applied, STEAM-integrated phonemic awareness modules supported by microteaching, including a critical examination of the evidence on NLP and learning-styles claims. The findings are limited by self-report data and a single-university convenience sample.

Twenty First Century Skills (21st CS) are considered to be a pathway of STEM/STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts and Mathematics) Education, yet there is limited evidence at a large scale of the implementation of STEM/STEAM pedagogy in secondary schools of Pakistan. The research sought to understand the self-reported classroom practices of secondary school teachers across nine domains of pedagogical and infrastructural practices associated with STEM/STEAM learning, and to examine the differences in practices by teachers from different localities and males and females. The design of the study was descriptive, cross-sectional survey. The respondents comprised 1,099 STEM/STEAM engaged secondary teachers from all seven administrative provinces/territories of Pakistan who filled an 8-item Yes/No Resource Availability index along with a structured 51 item questionnaire on a 5-point Likert scale, which measured 8 practice constructs: Project- and Problem-Based Learning, Hands-On and Model-Making Practices, Inquiry-Based Learning, Use of Digital Tools and Technology, Arts Integration, Collaborative Learning, Problem-Solving and Design Thinking, and STEM/STEAM Competitions and Achievement Exposure. The instrument was expert validated and showed great internal consistency (α overall was .905). Results: Teachers indicated that they were implementing Project/Problem Based Learning (PBL) at a high level (M = 3.57), Competitions and Achievement Exposure at a high level (M = 3.48), and Arts Integration at a moderate level (M = 3.42), while they were implementing Collaborative Learning at a moderate level (M = 3.39), Problem Solving and Design Thinking at a moderate level (M = 3.34), and Inquiry Based Learning at a moderate level (M = 3.32), and Hands On/Model Making at a comparatively low level (M = 3.05). In general, 49.5% of cases, material and infrastructural resources were available. There was no significant difference between the availability of resources available to teachers by gender, but there was a significant difference by urban and rural (χ² = 22.449, p < .001), with teachers from urban schools saying they had less available in their classroom than teachers from rural schools, possibly because of the overcrowding of urban schools, rather than the fact that rural school resources are superior. Conclusion: relatively high levels of engagement with teacher-directed/low material cost practices and practices depending on sustained student autonomy or on physical materials or infrastructure or on the digital are relatively limited, with the exception of practices that rely on physical materials and infrastructure. Implications: The results justify investing more in infrastructure and professional development in hands-on, inquiry, and technologically focused practice and in the reallocation of resources based on per-capita classroom load instead of on an urban/rural administrative classification.

Background--One way that digital learning materials in elementary schools can support students' creativity and problem-solving skills is by incorporating the STEAM approach into interactive e-books. As the primary user in the classroom, the teacher must determine the product's degree of practicality before testing it on students. Objectves--The purpose of this study is to describe the level of practicality of interactive e-books supported by Book Creator using the STEAM approach based on the evaluation of elementary school teachers and students. Method--This study R&D research was adapted ADDIE model. A Likert-scale response questionnaire is used to gather practicality data from 20 elementary school students and 15 active elementary school teachers who were chosen through purposive sampling. Results--The study's findings demonstrate that interactive e-books supported by Book Creator with the STEAM approach achieved an average practicality percentage of 87.81% according to teachers and 89.58% according to students, both of which fall into very practical category. This e-book was deemed user-friendly, engaging, and perceived by both educators and learners as having the potential to support students' creativity and problem-solving skills. Conclusion--Based on teacher and student assessments, interactive e-books supported by Book Creator with the STEAM approach were deemed very practical to use as learning media by the teachers and students involved in this limited-scale trial. Therefore, it is worthwhile to conduct additional testing to gauge its effectiveness on students' problem-solving skills and learning creativity.

زمینه و هدف—یکی از راه‌هایی که مواد آموزشی دیجیتال در مدارس ابتدایی می‌توانند از خلاقیت و مهارت‌های حل مسئله دانش‌آموزان حمایت کنند، ادغام رویکرد STEAM در کتاب‌های الکترونیکی تعاملی است. معلم به عنوان کاربر اصلی در کلاس باید پیش از آزمون آن بر روی دانش‌آموزان، میزان کاربردی بودن محصول را تعیین کند. هدف—هدف این پژوهش توصیف سطح کاربردی بودن کتاب‌های الکترونیکی تعاملی پشتیبانی‌شده توسط Book Creator با رویکرد STEAM بر اساس ارزیابی معلمان و دانش‌آموزان مدارس ابتدایی است. روش—این پژوهش از نوع تحقیق و توسعه (R&D) بوده و مدل ADDIE را اقتباس کرده است. برای گردآوری داده‌های کاربردی بودن، از پرسشنامه‌ای با مقیاس لیکرت استفاده شد که توسط ۲۰ دانش‌آموز ابتدایی و ۱۵ معلم فعال ابتدایی که به روش نمونه‌گیری هدفمند انتخاب شدند، تکمیل گردید. یافته‌ها—نتایج پژوهش نشان داد که کتاب‌های الکترونیکی تعاملی پشتیبانی‌شده توسط Book Creator با رویکرد STEAM، به طور میانگین از دید معلمان ۸۷/۸۱٪ و از دید دانش‌آموزان ۸۹/۵۸٪ کاربردی بودن را کسب کردند که هر دو در دسته بسیار کاربردی قرار می‌گیرند. این کتاب الکترونیکی از نظر کاربران، کاربرپسند، جذاب و دارای پتانسیل حمایت از خلاقیت و مهارت‌های حل مسئله دانش‌آموزان ارزیابی شد. نتیجه‌گیری—بر اساس ارزیابی معلمان و دانش‌آموزان، کتاب‌های الکترونیکی تعاملی پشتیبانی‌شده توسط Book Creator با رویکرد STEAM، از نظر معلمان و دانش‌آموزان شرکت‌کننده در این آزمون محدود، بسیار کاربردی برای استفاده به عنوان رسانه آموزشی تشخیص داده شد. بنابراین، انجام آزمون‌های بیشتر برای سنجش اثربخشی آن بر مهارت‌های حل مسئله و خلاقیت یادگیری دانش‌آموزان توصیه می‌شود.

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.

STEAM education in early childhood settings requires not only teaching and learning resources but also organizational conditions that support their use in educational practice. This study examined resource provision and the broader organizational context associated with STEAM implementation in Lithuanian early childhood education institutions using a sequential mixed-methods design. The quantitative component drew on national survey data from 831 institutions and examined teaching and learning resource provision. The subsequent qualitative component involved open-ended responses from 38 educational leaders from institutions included in the quantitative dataset and explored their perspectives on resources, professional learning, collaboration, leadership practices, and barriers associated with STEAM implementation. The quantitative findings revealed variation in resource provision levels across curriculum areas and resource types. Within “Exploring and Understanding the Environment,” several resources showed provision levels above 70%, whereas the provision level for specialized STEAM laboratory kits was 30.01%. Qualitative findings showed that material resources and digital technologies were the most frequently identified resource subcategory ( n = 27), followed by teachers’ STEAM competencies ( n = 23). Leaders also identified learning environments, professional learning, collaboration, leadership practices, partnerships, and organizational conditions. Material barriers were prominent, particularly limited specialized STEAM resources and digital technologies ( n = 17) and lack of dedicated STEAM learning spaces and laboratory equipment ( n = 15), alongside pedagogical, organizational, and financial barriers. Integration of the findings indicates that material provision is an important but not isolated dimension of STEAM implementation. The qualitative findings situate national patterns of resource provision within a broader organizational context involving professional capacities, leadership practices, collaboration, learning environments, and institutional conditions. A data-informed conceptual framework synthesizes these dimensions without implying causal or hierarchical relationships. The findings suggest that efforts to support STEAM implementation may benefit from addressing material provision and broader organizational conditions in combination.

آموزش STEAM در محیط‌های آموزش دوران کودکی نه‌تنها به منابع آموزشی و یادگیری نیاز دارد، بلکه به شرایط سازمانی‌ای که از به‌کارگیری این منابع در عمل آموزشی حمایت می‌کند نیز وابسته است. این پژوهش، تأمین منابع و زمینه سازمانی گسترده‌تر مرتبط با اجرای STEAM را در مؤسسات آموزش دوران کودکی لیتوانی با استفاده از طرح پژوهش آمیخته‌روشی متوالی بررسی کرده است. بخش کمی پژوهش بر داده‌های پیمایش ملی از ۸۳۱ مؤسسه تکیه داشته و تأمین منابع آموزشی و یادگیری را مورد بررسی قرار داده است. بخش کیفی متعاقب آن شامل پاسخ‌های باز از ۳۸ رهبر آموزشی از مؤسسات حاضر در مجموعه داده کمی بوده و دیدگاه‌های آنان درباره منابع، یادگیری حرفه‌ای، همکاری، شیوه‌های رهبری و موانع مرتبط با اجرای STEAM را کاوش کرده است. یافته‌های کمی نشان‌دهنده تفاوت در سطح تأمین منابع در حوزه‌های برنامه درسی و انواع منابع بوده است. در حوزه «کاوش و درک محیط»، چندین منبع دارای سطح تأمین بالاتر از ۷۰٪ بوده‌اند، در حالی که سطح تأمین کیت‌های آزمایشگاهی تخصصی STEAM برابر با ۳۰٫۰۱٪ گزارش شده است. یافته‌های کیفی نشان داد که منابع مادی و فناوری‌های دیجیتال بیشترین زیرمجموعه منابع شناسایی‌شده (n = ۲۷) بوده‌اند و پس از آن شایستگی‌های معلمان در STEAM (n = ۲۳) قرار داشته است. رهبران همچنین محیط‌های یادگیری، یادگیری حرفه‌ای، همکاری، شیوه‌های رهبری، مشارکت‌ها و شرایط سازمانی را شناسایی کردند. موانع مادی برجسته بودند، به‌ویژه محدودیت منابع تخصصی STEAM و فناوری‌های دیجیتال (n = ۱۷) و فقدان فضاهای اختصاصی یادگیری STEAM و تجهیزات آزمایشگاهی (n = ۱۵)، در کنار موانع آموزشی، سازمانی و مالی. ادغام یافته‌ها نشان می‌دهد که تأمین منابع مادی بُعدی مهم اما مجزا از اجرای STEAM نیست. یافته‌های کیفی الگوهای ملی تأمین منابع را در زمینه‌ای سازمانی گسترده‌تر شامل ظرفیت‌های حرفه‌ای، شیوه‌های رهبری، همکاری، محیط‌های یادگیری و شرایط نهادی قرار می‌دهد. یک چارچوب مفهومی مبتنی بر داده این ابعاد را بدون القای روابط علّی یا سلسله‌مراتبی تلفیق می‌کند. یافته‌ها حاکی از آن است که تلاش‌ها برای حمایت از اجرای STEAM ممکن است از پرداختن همزمان به تأمین منابع مادی و شرایط سازمانی گسترده‌تر سود ببرند.

Purpose of the study: This study aims to examine the effect of STEAM-based learning (Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics) on elementary school students’ creativity in mathematics through an analysis of relevant scientific literature. Methodology: This study employed a literature review method. Data were obtained from various national and international journals, conference proceedings, and other scientific sources discussing STEAM-based learning and students’ creativity in mathematics education. The data were analyzed descriptively to identify the main findings related to the research topic. Main Findings: The review indicates that STEAM-based learning has a positive effect on the creativity of elementary school students. The integration of science, technology, engineering, arts, and mathematics enhances students’ creative thinking, problem-solving, collaboration, and ability to generate innovative ideas in solving mathematical problems. Project-based and contextual learning emerged as key factors supporting the development of students’ creativity. Novelty/Originality of this study: The novelty of this study lies in synthesizing findings from various studies on the implementation of STEAM-based learning in elementary school mathematics education. This synthesis provides a more comprehensive understanding of the contribution of the STEAM approach to the development of students’ creativity and its implications for mathematics teaching practices in elementary schools.

هدف مطالعه: هدف این پژوهش بررسی تأثیر یادگیری مبتنی بر STEAM (علوم، فناوری، مهندسی، هنر و ریاضیات) بر خلاقیت دانش‌آموزان دبستانی در ریاضیات از طریق تحلیل ادبیات علمی مرتبط است. روش‌شناسی: این پژوهش از روش مرور ادبیات استفاده کرده است. داده‌ها از منابع مختلفی شامل مجلات ملی و بین‌المللی، مجموعه مقالات همایش‌ها و سایر منابع علمی که به یادگیری مبتنی بر STEAM و خلاقیت دانش‌آموزان در آموزش ریاضیات پرداخته‌اند، گردآوری شده‌اند. داده‌ها به صورت توصیفی تحلیل شدند تا یافته‌های اصلی مرتبط با موضوع پژوهش شناسایی شوند. یافته‌های اصلی: مرور انجام‌شده نشان می‌دهد که یادگیری مبتنی بر STEAM تأثیر مثبتی بر خلاقیت دانش‌آموزان دبستانی دارد. ادغام علوم، فناوری، مهندسی، هنر و ریاضیات موجب ارتقای تفکر خلاق، حل مسئله، همکاری و توانایی تولید ایده‌های نوآورانه در حل مسائل ریاضی توسط دانش‌آموزان می‌شود. یادگیری مبتنی بر پروژه و یادگیری زمینه‌محور به عنوان عوامل کلیدی در حمایت از رشد خلاقیت دانش‌آموزان شناسایی شدند. نوآوری/اصالت پژوهش: نوآوری این پژوهش در تلفیق یافته‌های مطالعات مختلف درباره اجرای یادگیری مبتنی بر STEAM در آموزش ریاضیات دبستانی است. این تلفیق، درک جامع‌تری از نقش رویکرد STEAM در توسعه خلاقیت دانش‌آموزان و پیامدهای آن برای شیوه‌های تدریس ریاضیات در مدارس ابتدایی ارائه می‌دهد.

Purpose of the study: This study aims to examine patterns of STEAM integration in the Pancasila Student Profile Strengthening Project (P5) and to identify its benefits, challenges, and implications for project-based learning design within the Merdeka Curriculum. Methodology: A Systematic Literature Review was conducted on relevant articles published between 2020 and 2025. Searches were performed through Google Scholar, Garuda, andSinta using keywords related to P5, STEAM, and the Merdeka Curriculum. Based on the inclusion and exclusion criteria, 12 articles were selected, categorized, and analyzed descriptively and comparatively Main Findings: The review shows that contextual P5 activities support mutual cooperation, independence, creativity, communication, and responsibility, while STEAM supports creativity, critical thinking, problem solving, scientific curiosity, and 4C skills. The clearest direct evidence of integration was found in entrepreneurship and local-wisdom themes, with teacher readiness and balanced representation of STEAM elements emerging as the main challenges Novelty/Originality of this study: This review integrates findings from P5 and STEAM studies to map their points of convergence more systematically. Its novelty lies in identifying theme-based integration patterns, implementation success factors, and limitations in direct empirical evidence, thereby providing a basis for future STEAM-based P5 design and research

هدف مطالعه: این مطالعه با هدف بررسی الگوهای ادغام STEAM در پروژه تقویت پروفایل دانش‌آموز پاندسیلا (P5) و شناسایی مزایا، چالش‌ها و پیامدهای آن برای طراحی یادگیری مبتنی بر پروژه در چارچوب برنامه درسی مردکا انجام شده است. روش‌شناسی: مرور نظام‌مند ادبیات پژوهش بر روی مقالات مرتبط منتشرشده بین سال‌های 2020 تا 2025 صورت گرفت. جستجوها از طریق Google Scholar، Garuda و Sinta با استفاده از کلیدواژه‌های مرتبط با P5، STEAM و برنامه درسی مردکا انجام شد. بر اساس معیارهای ورود و خروج، 12 مقاله انتخاب، دسته‌بندی و به صورت توصیفی و مقایسه‌ای تحلیل شدند. یافته‌های اصلی: مرور انجام‌شده نشان می‌دهد که فعالیت‌های زمینه‌ای P5 از همکاری متقابل، استقلال، خلاقیت، ارتباط و مسئولیت‌پذیری حمایت می‌کنند، در حالی که STEAM از خلاقیت، تفکر انتقادی، حل مسئله، کنجکاوی علمی و مهارت‌های 4C پشتیبانی می‌کند. شواهد مستقیم و روشن ادغام عمدتاً در موضوعات کارآفرینی و حکمت بومی مشاهده شد و آمادگی معلمان و نمایندگی متوازن عناصر STEAM به عنوان چالش‌های اصلی مطرح گردید. نوآوری/اصالت مطالعه: این مرور یافته‌های مطالعات P5 و STEAM را برای ترسیم نقاط همگرایی آن‌ها به صورت نظام‌مند ادغام می‌کند. نوآوری آن در شناسایی الگوهای ادغام مبتنی بر موضوع، عوامل موفقیت اجرا و محدودیت‌های شواهد تجربی مستقیم است و بدین ترتیب مبنایی برای طراحی و پژوهش‌های آتی مبتنی بر P5 و STEAM فراهم می‌آورد.

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.

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.

Purpose of the study: This study explores the impact of incorporating the interdisciplinary STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics) framework into innovative pedagogical models on primary students' academic achievements in science and their practical Science Process Skills (SPS). Methodology: This study used a quantitative approach with a 2x2 quasi-experimental factorial design. Two intact classes were selected via cluster random sampling as the experimental group (STEAM-oriented) and control group (conventional). Main Findings: The STEAM approach significantly improved students' cognitive outcomes and 21st-century skills compared to traditional methods. Reflective students scored higher due to deep analytical traits, but the STEAM model also drove substantial gains for impulsive students. Novelty/Originality of this study: This study bridges the gap between multidisciplinary STEAM frameworks and psychological profiles. Its primary novelty lies in demonstrating how a konstruktivistik STEAM design can accommodate and mitigate the limitations of diverse internal cognitive styles (reflective vs. impulsive) in elementary science education

هدف مطالعه: این پژوهش به بررسی تأثیر به‌کارگیری چارچوب میان‌رشته‌ای STEAM (علوم، فناوری، مهندسی، هنر و ریاضیات) در مدل‌های نوآورانه آموزشی بر دستاوردهای تحصیلی دانش‌آموزان ابتدایی در درس علوم و مهارت‌های عملی فرایند علوم (SPS) می‌پردازد. روش‌شناسی: این پژوهش با رویکرد کمی و طرح شبه‌آزمایشی عاملی ۲×۲ انجام شده است. دو کلاس به‌صورت خوشه‌ای و تصادفی به‌عنوان گروه آزمایش (مبتنی بر STEAM) و گروه کنترل (سنتی) انتخاب شدند. یافته‌های اصلی: رویکرد STEAM به‌طور معناداری نتایج شناختی و مهارت‌های قرن بیست‌ویکمی دانش‌آموزان را نسبت به روش‌های سنتی بهبود داد. دانش‌آموزان تأملی به‌دلیل ویژگی‌های تحلیلی عمیق، نمرات بالاتری کسب کردند، اما مدل STEAM همچنین باعث پیشرفت قابل‌توجهی در دانش‌آموزان تکانشی شد. نوآوری/اصالت این پژوهش: این مطالعه شکاف میان چارچوب‌های چندرشته‌ای STEAM و پروفایل‌های روان‌شناختی را پر می‌کند. نوآوری اصلی آن در نشان دادن این است که طراحی سازنده‌گرایانه STEAM چگونه می‌تواند محدودیت‌های سبک‌های شناختی درونی متنوع (تأملی در برابر تکانشی) را در آموزش علوم ابتدایی پوشش داده و کاهش دهد.

This paper presents an innovative interdisciplinary teaching model based on the integration of acoustic phonetics into STEAM education (Science, Technology, Engineering, Arts, Mathematics). This study is based on the premise that the interdisciplinary nature of acoustic phonetics, connecting language with physics, mathematics, and digital technologies, provides a suitable basis for designing STEAM-oriented educational activities that engage students in scientific inquiry, acoustic measurement, data analysis and programming. The paper presents a pilot classroom implementation in English language instruction in which students used Praat-based acoustic analysis together with a Python-based supervised machine-learning classifier to investigate whether speakers could be differentiated on the basis of measurable acoustic characteristics. The computational component employed a Random Forest classifier based on selected acoustic features, while supplementary manual analysis of the F3–F2 distance was used to examine/r/ realizations in cases of acoustic overlap. The classroom implementation involved 30 seventh-grade students, while the acoustic speaker dataset consisted of recordings from six students selected for the speaker-differentiation component of the project. A special section of the paper is devoted to the development of educational projects combining phonetic analysis, physical models of the vocal tract, and artificial intelligence algorithms, with the aim of bringing the scientific method closer to students and enabling active learning through research. The paper demonstrates that phonetic research can serve not only as a component of language teaching but also as a powerful instrument of interdisciplinary education. The conclusion emphasizes that phonetics represents an authentic STEAM discipline in miniature and that its systematic implementation in teaching contributes to the development of functional knowledge, an investigative mindset, and students' digital competencies.

این مقاله الگویی نوآورانه برای آموزش میان‌رشته‌ای مبتنی بر ادغام آواشناسی آکوستیکی در آموزش STEAM (علوم، فناوری، مهندسی، هنر، ریاضیات) ارائه می‌دهد. این مطالعه بر این فرض استوار است که ماهیت میان‌رشته‌ای آواشناسی آکوستیکی که زبان را با فیزیک، ریاضیات و فناوری‌های دیجیتال پیوند می‌دهد، بستر مناسبی برای طراحی فعالیت‌های آموزشی مبتنی بر STEAM فراهم می‌کند که دانش‌آموزان را درگیر پژوهش علمی، اندازه‌گیری آکوستیکی، تحلیل داده‌ها و برنامه‌نویسی می‌سازد. مقاله حاضر اجرای آزمایشی این مدل را در کلاس زبان انگلیسی ارائه می‌کند که در آن دانش‌آموزان با استفاده از تحلیل آکوستیکی مبتنی بر Praat و یک طبقه‌بند یادگیری ماشین نظارت‌شده مبتنی بر Python بررسی کردند که آیا می‌توان گویندگان را بر اساس ویژگی‌های آکوستیکی قابل اندازه‌گیری از یکدیگر تمییز داد یا خیر. بخش محاسباتی از طبقه‌بند Random Forest مبتنی بر ویژگی‌های آکوستیکی منتخب بهره برد، در حالی که تحلیل دستی مکمل فاصله F3–F2 برای بررسی تحقق /r/ در موارد همپوشانی آکوستیکی به کار رفت. اجرای کلاسی با حضور ۳۰ دانش‌آموز پایه هفتم انجام شد و مجموعه داده‌های آکوستیکی گویندگان شامل ضبط‌های شش دانش‌آموز منتخب برای مؤلفه تمییز گوینده پروژه بود. بخشی ویژه از مقاله به توسعه پروژه‌های آموزشی ترکیبی از تحلیل آوایی، مدل‌های فیزیکی مجرای صوتی و الگوریتم‌های هوش مصنوعی اختصاص یافته است تا روش علمی را به دانش‌آموزان نزدیک‌تر کند و یادگیری فعال از طریق پژوهش را ممکن سازد. مقاله نشان می‌دهد که پژوهش آوایی نه‌تنها می‌تواند به‌عنوان بخشی از آموزش زبان بلکه به‌عنوان ابزاری قدرتمند برای آموزش میان‌رشته‌ای عمل کند. نتیجه‌گیری تأکید می‌کند که آواشناسی به‌مثابه یک رشته اصیل STEAM در مقیاس کوچک است و اجرای نظام‌مند آن در آموزش به توسعه دانش کاربردی، ذهنیت پژوهشگرانه و شایستگی‌های دیجیتال دانش‌آموزان کمک می‌کند.

The United Nations Sustainable Development Goal 4 (SDG 4) position creativity as a critical competency in 21st -century STEAM education, highlighting the urgency of cultivating students’ capacity to navigate complex transdisciplinary challenges. Although problem-based learning (PBL) has become a prevalent instructional approach, empirical evidence regarding its specific efficacy for fostering creative thinking remains inconclusive. This systematic review and meta-analysis investigated whether PBL is associated with improved creativity outcomes among undergraduate STEAM students, with particular relevance to international education contexts. Following PRISMA guidelines, fifteen peer-reviewed articles (2015–2025) were included, with six providing sufficient data for meta-analysis (k = 6). The pooled effect size (Hedges’ g = 1.64, 95% CI: 0.96–2.32) suggests a positive association between PBL and creativity outcomes compared to traditional instruction. However, given the small study count and substantial heterogeneity (I² = 88.5%), these results should be interpreted as preliminary and exploratory. Assessment priorities diverge across disciplinary contexts, with arts and humanities foregrounding aesthetic originality and self-expression, while science and engineering fields emphasise solution feasibility and collaborative problem-solving. Pure PBL and its variants demonstrate relevance for creative skill development, though subgroup comparisons remain descriptive due to limited study numbers. Notably, the included studies employed diverse, non-standardized creativity instruments across different disciplines, which significantly limits comparability and generalizability. These findings offer preliminary empirical insights for educators, and curriculum designers, yet the high heterogeneity and measurement variability underscore the need for future research with validated standardized assessments.

هدف چهارم توسعه‌ی پایدار سازمان ملل متحد (SDG 4) خلاقیت را به‌عنوان یکی از شایستگی‌های حیاتی در آموزش STEAM قرن بیست‌ویکم مطرح می‌کند و بر ضرورت پرورش توانایی دانشجویان برای مواجهه با چالش‌های پیچیده‌ی میان‌رشته‌ای تأکید دارد. اگرچه یادگیری مبتنی بر مسئله (PBL) به رویکردی رایج در آموزش تبدیل شده است، شواهد تجربی درباره‌ی اثربخشی خاص آن در پرورش تفکر خلاق همچنان نامشخص باقی مانده است. این مرور نظام‌مند و فراتحلیل بررسی می‌کند که آیا PBL با بهبود پیامدهای خلاقیت در میان دانشجویان مقطع کارشناسی STEAM مرتبط است یا خیر، با تأکید ویژه بر زمینه‌های آموزش بین‌المللی. مطابق با دستورالعمل‌های PRISMA، پانزده مقاله‌ی داوری‌شده (۲۰۱۵–۲۰۲۵) وارد مطالعه شدند که شش مورد از آن‌ها داده‌های کافی برای فراتحلیل فراهم کردند (k = 6). اندازه‌ی اثر تجمیعی (Hedges’ g = 1.64، فاصله‌ی اطمینان ۹۵٪: 0.96–2.32) نشان‌دهنده‌ی ارتباط مثبت بین PBL و پیامدهای خلاقیت در مقایسه با آموزش سنتی است. با این حال، با توجه به تعداد اندک مطالعات و ناهمگنی قابل توجه (I² = 88.5%)، این نتایج باید مقدماتی و اکتشافی تلقی شوند. اولویت‌های ارزیابی در زمینه‌های مختلف رشته‌ای متفاوت است؛ به‌طوری که هنر و علوم انسانی بر اصالت زیباشناختی و خودابرازی تأکید دارند، در حالی که حوزه‌های علوم و مهندسی بر امکان‌پذیری راه‌حل و حل مسئله‌ی مشارکتی تمرکز می‌کنند. PBL خالص و گونه‌های آن برای توسعه‌ی مهارت‌های خلاقانه اهمیت دارند، هرچند مقایسه‌های زیرگروهی به دلیل محدودیت تعداد مطالعات، صرفاً توصیفی باقی می‌ماند. شایان ذکر است که مطالعات واردشده از ابزارهای متنوع و غیر استاندارد سنجش خلاقیت در رشته‌های مختلف استفاده کرده‌اند که این امر مقایسه‌پذیری و تعمیم‌پذیری را به طور قابل توجهی محدود می‌کند. این یافته‌ها بینش‌های تجربی مقدماتی برای مدرسان و طراحان برنامه‌ی درسی فراهم می‌آورد، اما ناهمگنی بالا و تنوع ابزارهای سنجش بر ضرورت پژوهش‌های آتی با ارزیابی‌های استاندارد و معتبر تأکید می‌کند.