peer discussion

This study examines the status of science identity of physics among middle school students, adopting a mixed-methods approach combining survey data and qualitative interviews, thereby addressing a gap in research on science identity in physics within the transitional context from integrated to discipline-specific curricula in early middle school. Quantitative analyses, including descriptive statistics, cluster analysis, correlation analysis, t-tests, and MANOVA, examined students’ science identity status, patterns, and gender differences. Qualitative interviews were analyzed using reflexive thematic analysis to explore underlying factors. The findings indicate that students’ science identity is moderately positive overall but characterized by an internal imbalance. While interest in science classes emerges as the strongest dimension, science role recognition remains notably weak, revealing an interest–recognition gap. A substantial proportion of students cluster within a neutral identity category, suggesting that the transition from integrated science to subject-based curricula represents a critical and malleable stage in identity development. Gender differences are significant across all dimensions of science identity and become more pronounced at higher grade levels, particularly in learning competence, practical performance, and career interest. Qualitative evidence suggests that these patterns may be associated with increasing academic demands following the transition to discipline-specific curricula, shifts in evaluation approaches, and internalized gender stereotypes. Additionally, limited peer discourse, low perceived proximity to the scientist role, and insufficient exposure to authentic scientific practices further constrain identity formation. Teacher recognition is a critical factor, with female students showing heightened sensitivity to it.

این پژوهش به بررسی وضعیت هویت علمی در فیزیک در میان دانش‌آموزان دوره متوسطه اول می‌پردازد و با اتخاذ رویکردی ترکیبی که داده‌های پیمایشی و مصاحبه‌های کیفی را تلفیق می‌کند، به خلأ پژوهشی در زمینه هویت علمی در فیزیک در بستر گذار از برنامه درسی تلفیقی به برنامه درسی مبتنی بر رشته‌های مجزا در اوایل دوره متوسطه پاسخ می‌دهد. تحلیل‌های کمی، شامل آمار توصیفی، تحلیل خوشه‌ای، تحلیل همبستگی، آزمون t و تحلیل واریانس چندمتغیره (MANOVA)، وضعیت، الگوها و تفاوت‌های جنسیتی هویت علمی دانش‌آموزان را بررسی کردند. مصاحبه‌های کیفی با استفاده از تحلیل تماتیک بازتابی برای شناسایی عوامل زمینه‌ای تحلیل شدند. یافته‌ها نشان می‌دهد که هویت علمی دانش‌آموزان به طور کلی در سطحی نسبتاً مثبت قرار دارد اما با عدم تعادل درونی همراه است. در حالی که علاقه به کلاس‌های علوم قوی‌ترین بُعد هویت است، شناسایی نقش علمی به طور قابل توجهی ضعیف باقی می‌ماند و شکاف علاقه ـ شناسایی را آشکار می‌سازد. بخش قابل توجهی از دانش‌آموزان در دسته هویت خنثی قرار می‌گیرند که نشان می‌دهد گذار از علوم تلفیقی به برنامه درسی مبتنی بر رشته، مرحله‌ای بحرانی و انعطاف‌پذیر در رشد هویت به شمار می‌رود. تفاوت‌های جنسیتی در همه ابعاد هویت علمی معنادار است و در پایه‌های بالاتر، به ویژه در شایستگی یادگیری، عملکرد عملی و علاقه شغلی، برجسته‌تر می‌شود. شواهد کیفی حاکی از آن است که این الگوها ممکن است با افزایش انتظارات تحصیلی پس از گذار به برنامه درسی مبتنی بر رشته، تغییر رویکردهای ارزشیابی و درونی‌سازی کلیشه‌های جنسیتی مرتبط باشد. همچنین، محدودیت در گفت‌وگوی همسالان، ادراک پایین از نزدیکی به نقش دانشمند و مواجهه ناکافی با تجارب اصیل علمی، شکل‌گیری هویت را بیشتر محدود می‌کند. شناسایی معلم به عنوان عاملی کلیدی مطرح است و دانش‌آموزان دختر حساسیت بیشتری نسبت به آن نشان می‌دهند.

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.

This study examines the nature of peer discourse in an asynchronous introductory physics course that was intentionally redesigned from traditional discussion formats to process-based tasks requiring students to externalize their thinking through handwritten work, diagrams, concept maps, tables, and structured explanations. Drawing on qualitative content analysis, 64 peer responses generated by 18 students across four discussion modules in mechanics were analyzed. Rather than applying predefined instructional categories or assigning a single dominant code, responses were coded inductively to identify all discursive moves present within each contribution, allowing multiple overlapping forms of engagement to be captured within individual responses. The analysis revealed that peer discourse was strongly characterized by active engagement, including probing reasoning, interpreting representations, negotiating conceptual understanding, co-constructing explanations, and extending ideas. Conceptual negotiation and probing reasoning were particularly prominent, indicating sustained attention to underlying physics concepts and solution processes, while surface-level responses constituted a relatively small portion of the dataset. Qualitative examination of full student responses further demonstrated that individual contributions frequently integrated multiple discursive moves, highlighting the layered and dynamic nature of peer interaction. These findings suggest that process-based task design not only supports individual reasoning but also reshapes peer discourse by centering visible thinking and reasoning processes. In the context of increasing reliance on AI tools, this approach offers a pathway for promoting authentic student engagement and reducing dependence on answer-focused interactions. The study contributes to understanding how instructional design influences peer interaction and highlights the potential of structured, process-oriented discourse as a site of learning in asynchronous environments.

این مطالعه به بررسی ماهیت گفتمان همتایان در یک دوره مقدماتی فیزیک غیرهمزمان می‌پردازد که به طور هدفمند از قالب‌های سنتی بحث به وظایف مبتنی بر فرایند بازطراحی شده است؛ به گونه‌ای که دانشجویان ملزم به برون‌سازی تفکر خود از طریق کار دست‌نویس، نمودارها، نقشه‌های مفهومی، جداول و توضیحات ساختاریافته می‌شوند. با بهره‌گیری از تحلیل محتوای کیفی، ۶۴ پاسخ همتایانه تولیدشده توسط ۱۸ دانشجو در چهار ماژول بحث در حوزه مکانیک مورد تحلیل قرار گرفت. به جای به‌کارگیری دسته‌بندی‌های آموزشی از پیش تعیین‌شده یا اختصاص یک کد غالب به هر پاسخ، کدگذاری به صورت استقرایی انجام شد تا تمامی حرکات گفتمانی موجود در هر مشارکت شناسایی شود و امکان ثبت اشکال مختلف و همپوشان مشارکت در پاسخ‌های فردی فراهم گردد. تحلیل‌ها نشان داد که گفتمان همتایان به طور بارزی با مشارکت فعال مشخص می‌شود، از جمله کاوش استدلال، تفسیر بازنمایی‌ها، مذاکره مفهومی، هم‌ساخت توضیحات و گسترش ایده‌ها. مذاکره مفهومی و کاوش استدلال به ویژه برجسته بودند و نشان‌دهنده توجه پایدار به مفاهیم بنیادی فیزیک و فرایندهای حل مسئله بودند، در حالی که پاسخ‌های سطحی بخش نسبتاً کوچکی از داده‌ها را تشکیل می‌دادند. بررسی کیفی پاسخ‌های کامل دانشجویان همچنین نشان داد که مشارکت‌های فردی اغلب چندین حرکت گفتمانی را در خود ادغام می‌کنند و ماهیت لایه‌لایه و پویای تعامل همتایان را برجسته می‌سازند. این یافته‌ها حاکی از آن است که طراحی وظایف مبتنی بر فرایند نه تنها از استدلال فردی حمایت می‌کند، بلکه گفتمان همتایان را نیز با تمرکز بر فرایندهای تفکر و استدلال آشکار بازشکل می‌دهد. در زمینه افزایش اتکا به ابزارهای هوش مصنوعی، این رویکرد مسیری برای ارتقای مشارکت اصیل دانشجویان و کاهش وابستگی به تعاملات مبتنی بر پاسخ فراهم می‌کند. این مطالعه به درک چگونگی تأثیر طراحی آموزشی بر تعامل همتایان کمک می‌کند و ظرفیت بالقوه گفتمان ساختاریافته و فرایندمحور را به عنوان بستری برای یادگیری در محیط‌های غیرهمزمان برجسته می‌سازد.

Large-group lectures (150 students and upwards) remain a central component of healthcare professions education despite longstanding concerns about passivity, limited interaction, and difficulties in providing formative feedback at scale. These concerns have acquired renewed relevance as educators face digitally connected student cohorts, ubiquitous smartphones, and growing concerns about digital distraction. Student response systems (SRS), initially introduced through dedicated “clickers” and now commonly accessed through students’ own digital devices, offer one approach to transforming the large lecture from a predominantly transmission-oriented format into an interactive learning environment. Meta-analytic evidence indicates positive effects of SRS on cognitive and non-cognitive learning outcomes, while research across psychology, nursing, medicine, dentistry, and other higher education settings suggests that their educational value depends less on the technology itself than on the pedagogical processes it enables. In this Perspective , we argue for a shift from viewing SRS primarily as engagement technology towards understanding it as pedagogical infrastructure for retrieval, formative assessment, peer discussion, feedback, self-monitoring, and metacognitive calibration in large lectures. Drawing on nearly two decades of research and educational experience with response technology, we propose an evolution from SRS 1.0 , centred on response and participation, through SRS 2.0 , centred on formative feedback and dialogue, towards SRS 3.0 , where artificial intelligence may enable adaptive questioning, misconception detection, personalised feedback, and instructor decision support. This development creates new opportunities for healthcare professions education, but also requires renewed attention to pedagogy, digital competence, privacy, cognitive offloading, and the role of the educator.

سخنرانی‌های گروهی بزرگ (۱۵۰ دانشجو و بیشتر) همچنان بخش مرکزی آموزش حرفه‌های سلامت را تشکیل می‌دهند، با وجود نگرانی‌های دیرینه درباره انفعالی بودن، تعامل محدود و دشواری در ارائه بازخورد تکوینی در مقیاس وسیع. این نگرانی‌ها با مواجهه مربیان با نسل‌های دانشجویی متصل به فضای دیجیتال، تلفن‌های هوشمند فراگیر و نگرانی‌های فزاینده درباره حواس‌پرتی دیجیتال، اهمیت تازه‌ای یافته‌اند. سامانه‌های پاسخ‌دهی دانشجویی (SRS)، که ابتدا از طریق «کلیکر»های اختصاصی معرفی شدند و اکنون معمولاً از طریق دستگاه‌های دیجیتال شخصی دانشجویان قابل دسترسی هستند، رویکردی برای تبدیل سخنرانی‌های بزرگ از قالب عمدتاً انتقال‌محور به محیط یادگیری تعاملی ارائه می‌کنند. شواهد فراتحلیلی نشان‌دهنده تأثیرات مثبت SRS بر پیامدهای یادگیری شناختی و غیرشناختی است، در حالی که پژوهش‌ها در حوزه‌های روان‌شناسی، پرستاری، پزشکی، دندان‌پزشکی و سایر محیط‌های آموزش عالی حاکی از آن است که ارزش آموزشی این سامانه‌ها بیش از آنکه به خود فناوری وابسته باشد، به فرایندهای آموزشی که امکان‌پذیر می‌سازند بستگی دارد. در این مقاله دیدگاه، ما بر لزوم تغییر نگرش از SRS به‌عنوان فناوری تعامل به‌سوی درک آن به‌عنوان زیرساخت آموزشی برای بازیابی، ارزشیابی تکوینی، بحث همتایان، بازخورد، خودپایشگری و کالیبراسیون فراشناختی در سخنرانی‌های بزرگ تأکید می‌کنیم. با اتکا به نزدیک به دو دهه پژوهش و تجربه آموزشی با فناوری پاسخ‌دهی، سیر تحول از SRS 1.0 با محوریت پاسخ‌دهی و مشارکت، به SRS 2.0 با محوریت بازخورد تکوینی و گفت‌وگو، و نهایتاً به SRS 3.0 که در آن هوش مصنوعی می‌تواند امکان پرسش‌گری تطبیقی، شناسایی سوءبرداشت‌ها، بازخورد شخصی‌سازی‌شده و پشتیبانی تصمیم‌گیری برای مدرس را فراهم کند، پیشنهاد می‌کنیم. این تحول فرصت‌های جدیدی برای آموزش حرفه‌های سلامت ایجاد می‌کند، اما مستلزم توجه مجدد به آموزش، شایستگی دیجیتال، حریم خصوصی، برون‌سپاری شناختی و نقش مدرس نیز هست.

Lectures as a primary method for knowledge transmission often fail to foster deep conceptual understanding among students. To investigate whether enabling peer discussion enhances learning outcomes, 88 undergraduate students from a Saudi medical school were randomly assigned to four experimental conditions: a lecture-only group, a peer-learning-only group, a peer-learning-followed-by-lecture group, and a lecture-followed-by-peer-learning group. A comprehensive concept retrieval test was administered before and after the intervention to isolate and evaluate the specific instructional effects of each approach separately. Pre-test scores showed no significant differences among the four groups, confirming successful randomization and equivalent baseline knowledge. Post-intervention test results revealed substantial variations in performance across the groups. Mean test scores (with standard deviations) were: lecture-only = 23.09 (2.84), peer-learning-only = 31.05 (3.94), lecture-then-peer-learning = 47.30 (5.75), and peer-learning-then-lecture = 49.55 (7.06). Statistical analysis demonstrated that combining lectures with peer learning significantly outperformed single-method instructional approaches ( p < 0.001 for both comparative evaluations), regardless of the order in which the two methods were implemented. Furthermore, peer learning in isolation produced significantly higher test scores compared to the traditional lecture-only strategy ( p = 0.05). These findings demonstrate that integrating peer learning with traditional lectures yields superior academic achievement compared to relying on lectures alone. Furthermore, the strong performance observed in the peer-learning-only condition highlights its promise as a highly effective standalone pedagogical strategy for medical education.

سخنرانی‌ها به عنوان روش اصلی انتقال دانش، اغلب در پرورش درک عمیق مفهومی در میان دانشجویان ناکام می‌مانند. به منظور بررسی اینکه آیا امکان‌پذیر ساختن بحث همتایان می‌تواند پیامدهای یادگیری را بهبود بخشد، ۸۸ دانشجوی کارشناسی از یک دانشکده پزشکی در عربستان سعودی به طور تصادفی به چهار وضعیت آزمایشی تقسیم شدند: گروه فقط سخنرانی، گروه فقط یادگیری همتایان، گروه یادگیری همتایان به دنبال سخنرانی، و گروه سخنرانی به دنبال یادگیری همتایان. یک آزمون جامع بازیابی مفاهیم پیش از مداخله و پس از آن اجرا شد تا اثرات آموزشی خاص هر رویکرد به طور جداگانه ایزوله و ارزیابی شود. نمرات پیش‌آزمون تفاوت معناداری میان چهار گروه نشان نداد و این امر تصادفی‌سازی موفق و برابری دانش پایه را تأیید کرد. نتایج آزمون پس از مداخله تفاوت‌های قابل توجهی در عملکرد گروه‌ها نشان داد. میانگین نمرات آزمون (با انحراف معیار) به شرح زیر بود: فقط سخنرانی = ۲۳٫۰۹ (۲٫۸۴)، فقط یادگیری همتایان = ۳۱٫۰۵ (۳٫۹۴)، سخنرانی سپس یادگیری همتایان = ۴۷٫۳۰ (۵٫۷۵)، و یادگیری همتایان سپس سخنرانی = ۴۹٫۵۵ (۷٫۰۶). تحلیل آماری نشان داد که ترکیب سخنرانی با یادگیری همتایان به طور معناداری از رویکردهای آموزشی تک‌روشی بهتر عمل می‌کند (p < ۰٫۰۰۱ برای هر دو مقایسه)، صرف‌نظر از ترتیب اجرای این دو روش. افزون بر این، یادگیری همتایان به تنهایی نمرات آزمون به طور معناداری بالاتری نسبت به راهبرد سنتی فقط سخنرانی ایجاد کرد (p = ۰٫۰۵). این یافته‌ها نشان می‌دهد که ادغام یادگیری همتایان با سخنرانی‌های سنتی، موفقیت تحصیلی برتری نسبت به اتکای صرف بر سخنرانی‌ها به همراه دارد. همچنین، عملکرد قوی مشاهده‌شده در وضعیت فقط یادگیری همتایان، نویدبخش بودن آن را به عنوان یک راهبرد آموزشی مستقل و بسیار مؤثر برای آموزش پزشکی برجسته می‌کند.