socioscientific issues

Riverbank sanitation is a socioscientific issue that students in Indonesian river cities encounter first-hand, yet validated instruments for assessing how students perceive it are scarce. This study examined a 22-item instrument and how two dimensions, perceived sanitation conditions (KS; 8 items) and perceived government policy (KP; 14 items), constitute students' overall perception (PM) of sanitation on the Kuin River, Banjarmasin. Seven experts reviewed the items before administration. After screening 300 returned questionnaires and removing 49 duplicated records, 251 responses from students at three universities adjoining the Kuin riverbank were analysed. PM was specified as a reflective–formative higher-order construct and estimated with PLS-SEM (5,000 bootstrap resamples). Internal consistency was acceptable (Cronbach's α = 0.715 for KS, 0.831 for KP and 0.866 for PM; composite reliability = 0.800 and 0.865) and discriminant validity was supported (HTMT = 0.791), but average variance extracted was below 0.50 (0.33 and 0.32). Both dimensions contributed significantly to overall perception: perceived policy (β = 0.725, 95% CI [0.677, 0.774], p < .001) and perceived sanitation conditions (β = 0.374, 95% CI [0.327, 0.420], p < .001). When the two dimensions were given equal numbers of items, however, their weights converged (0.59 vs. 0.54), indicating that much of the apparent dominance of policy reflects its larger item set. Students' overall appraisal of riverbank sanitation therefore draws on both institutional and physical appraisals, with a modest edge for perceived policy. The instrument offers a starting point for diagnosing such perceptions in place-based science education, pending further validation.

Attitudes towards socioscientific issues (SSIs) represent crucial learning dispositions, as they can influence the students’ willingness to engage with SSIs. Animal experimentation is a particularly contentious SSI, with attitudes ranging from rejection to acceptance. They are influenced by external factors (e.g., research context, test animal) and internal factors (e.g., knowledge, ethical aspects). Understanding these attitudes is essential for fostering reflective engagement with SSIs in higher education. This study ( N = 503) examines self-reported attitudes of pre-service teacher biology students and non-pre-service teacher biology students towards three contexts: animal experimentation with nonhuman primates, animal experimentation with other test animals, and behavioural research with nonhuman primates. It also explores the internal factors underlying these attitudes. Students’ attitudes differed across contexts: animal experimentation with nonhuman primates was viewed most critically, while behavioural research was perceived most favourably. Pre-service teacher students expressed more ambivalent and negative attitudes than non-pre-service teacher students. Regarding internal factors, a clear explanatory pattern emerged: “pro” attitudes were mainly explained by knowledge, “ambivalent” attitudes by conditions (e.g., the necessity of the research), and “contra” attitudes by ethical aspects. Pre-service teacher students consistently explained their attitudes with more references to knowledge than non-pre-service teacher students. These findings highlight the need for evidence-based integration of learning dispositions into science (teacher) higher education that explicitly addresses the SSI animal experimentation.

نگرش‌ها نسبت به مسائل اجتماعی-علمی (SSIها) به‌عنوان گرایش‌های یادگیری حیاتی تلقی می‌شوند، چرا که می‌توانند بر تمایل دانشجویان برای درگیر شدن با SSIها تأثیر بگذارند. آزمایش بر روی حیوانات یک SSI به‌ویژه بحث‌برانگیز است که نگرش‌ها نسبت به آن از رد تا پذیرش متغیر است. این نگرش‌ها تحت تأثیر عوامل بیرونی (مانند زمینه پژوهش، حیوان مورد آزمایش) و عوامل درونی (مانند دانش، جنبه‌های اخلاقی) قرار دارند. درک این نگرش‌ها برای تقویت مشارکت تأملی با SSIها در آموزش عالی ضروری است. این مطالعه (N = 503) نگرش‌های خودگزارش‌شده دانشجویان زیست‌شناسی معلم‌آموز و غیرمعلم‌آموز را نسبت به سه زمینه بررسی می‌کند: آزمایش بر روی حیوانات با نخستی‌های غیرانسانی، آزمایش بر روی حیوانات با سایر حیوانات آزمایشی، و پژوهش رفتاری با نخستی‌های غیرانسانی. همچنین عوامل درونی زیربنایی این نگرش‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهد. نگرش دانشجویان در زمینه‌های مختلف متفاوت بود: آزمایش بر روی حیوانات با نخستی‌های غیرانسانی بیشترین انتقاد را برانگیخت، در حالی که پژوهش رفتاری مطلوب‌ترین تلقی شد. دانشجویان معلم‌آموز نگرش‌های مبهم‌تر و منفی‌تری نسبت به دانشجویان غیرمعلم‌آموز ابراز کردند. در خصوص عوامل درونی، الگوی تبیینی روشنی مشاهده شد: نگرش‌های «موافق» عمدتاً با دانش توضیح داده شد، نگرش‌های «مبهم» با شرایط (مانند ضرورت پژوهش)، و نگرش‌های «مخالف» با جنبه‌های اخلاقی تبیین شدند. دانشجویان معلم‌آموز به طور مداوم نگرش‌های خود را با ارجاع بیشتری به دانش نسبت به دانشجویان غیرمعلم‌آموز توضیح دادند. این یافته‌ها بر ضرورت ادغام مبتنی بر شواهد گرایش‌های یادگیری در آموزش عالی علوم (و تربیت معلم علوم) که به طور صریح به SSI آزمایش بر روی حیوانات می‌پردازد، تأکید می‌کند.

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

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

Introduction Promoting scientific argumentation in the context of socio-scientific issues remains a major challenge in science education. Artificial intelligence offers new opportunities to provide adaptive feedback on students’ written arguments; however, little is known about learners’ perceptions of hybrid learning environments that combine AI-supported feedback with peer feedback under authentic classroom conditions. This study presents the development and pilot evaluation of SMOKEChem, a web-based learning environment designed to foster scientific argumentation through AI-supported and collaborative feedback processes. Methods An exploratory mixed-methods design was employed to investigate learners’ perceptions of SMOKEChem during regular chemistry lessons. A total of 130 secondary school students (mean age = 15 years) participated in the study. Quantitative data were collected using questionnaires assessing technology acceptance, cognitive load, and chatbot usability, while qualitative responses explored students’ perceptions of peer feedback. Results The findings indicate that SMOKEChem was perceived as useful, user-friendly, and cognitively balanced, with low levels of extraneous cognitive load and high levels of germane cognitive load. Furthermore, students perceived AI-supported and peer feedback as fulfilling complementary functions: acceptance and usability data indicate that AI provided immediate, structured guidance for revising arguments, while qualitative data on peer feedback point to dialogic reflection, perspective-taking, and collaborative knowledge construction. Discussion The findings provide initial empirical evidence that hybrid feedback designs combining AI-supported and peer feedback can effectively support scientific argumentation in socio-scientific contexts. The complementary strengths of both feedback sources highlight the potential of integrating AI into collaborative learning environments rather than replacing peer interaction. These results provide practical implications for the design of AI-supported argumentation environments and inform future research on hybrid feedback approaches in science education.

مقدمه: ارتقای استدلال علمی در زمینه مسائل اجتماعی-علمی همچنان یکی از چالش‌های عمده در آموزش علوم به‌شمار می‌رود. هوش مصنوعی فرصت‌های جدیدی را برای ارائه بازخورد تطبیقی بر استدلال‌های نوشتاری دانش‌آموزان فراهم می‌کند؛ با این حال، اطلاعات اندکی درباره ادراک یادگیرندگان از محیط‌های یادگیری ترکیبی که بازخورد مبتنی بر هوش مصنوعی را با بازخورد همتایان در شرایط واقعی کلاس درس تلفیق می‌کنند، وجود دارد. این مطالعه به معرفی توسعه و ارزیابی اولیه SMOKEChem، یک محیط یادگیری مبتنی بر وب که با هدف تقویت استدلال علمی از طریق فرآیندهای بازخورد مبتنی بر هوش مصنوعی و همکاری طراحی شده است، می‌پردازد. روش‌ها: یک طرح اکتشافی آمیخته برای بررسی ادراک یادگیرندگان از SMOKEChem در جریان کلاس‌های معمول شیمی به‌کار گرفته شد. در مجموع ۱۳۰ دانش‌آموز دبیرستانی (میانگین سنی = ۱۵ سال) در این پژوهش شرکت کردند. داده‌های کمی از طریق پرسشنامه‌هایی درباره پذیرش فناوری، بار شناختی و قابلیت استفاده چت‌بات گردآوری شد و پاسخ‌های کیفی به بررسی ادراک دانش‌آموزان از بازخورد همتایان پرداخت. یافته‌ها: نتایج نشان داد که SMOKEChem به‌عنوان ابزاری مفید، کاربرپسند و دارای تعادل شناختی ادراک شد و سطوح بار شناختی بیرونی پایین و بار شناختی سازنده بالایی را نشان داد. افزون بر این، دانش‌آموزان بازخورد مبتنی بر هوش مصنوعی و بازخورد همتایان را دارای کارکردهای مکمل تلقی کردند: داده‌های پذیرش و قابلیت استفاده نشان داد که هوش مصنوعی راهنمایی فوری و ساختاریافته‌ای برای بازنگری استدلال‌ها ارائه می‌دهد، در حالی که داده‌های کیفی درباره بازخورد همتایان به بازتاب گفت‌وگویی، دیدگاه‌پذیری و ساخت دانش مشارکتی اشاره داشت. بحث: یافته‌ها شواهد تجربی اولیه‌ای ارائه می‌دهند که طراحی بازخورد ترکیبی با ادغام بازخورد مبتنی بر هوش مصنوعی و بازخورد همتایان می‌تواند به‌طور مؤثری از استدلال علمی در زمینه‌های اجتماعی-علمی حمایت کند. نقاط قوت مکمل هر دو منبع بازخورد، پتانسیل ادغام هوش مصنوعی در محیط‌های یادگیری مشارکتی به‌جای جایگزینی تعامل همتایان را برجسته می‌کند. این نتایج پیامدهای عملی برای طراحی محیط‌های استدلال مبتنی بر هوش مصنوعی داشته و پژوهش‌های آتی درباره رویکردهای بازخورد ترکیبی در آموزش علوم را هدایت می‌کند.