high school physics

Understanding dynamic electricity is important because students often experience difficulties in understanding the relationships among electric current, voltage, and resistance in series and parallel circuits. This study aimed to analyze changes in students’ conceptual understanding before and after learning with the Physics Education Technology (PhET) virtual laboratory supported by student worksheets (LKPD), test the statistical significance of these changes, and determine the magnitude of improvement. The study employed a quantitative approach using a one-group pretest-posttest design without a comparison group. The participants were 20 eighth-grade students at MTs Alkhairaat Biromaru. Data were collected through conceptual understanding tests administered before and after instruction and an observation checklist assessing implementation. The data were analyzed using descriptive statistics, a paired-samples t-test, and N-Gain. The results showed that the mean score increased from 43.75 to 53.75, with a statistically significant difference (t(19) = −5.210; p < 0.001). Cohen’s dz was 1.17, indicating a large effect size, whereas the N-Gain of 0.18 was categorized as low. All instructional stages were implemented as planned. Thus, students’ scores increased following the intervention; however, the effectiveness of PhET supported by LKPD cannot be conclusively established without a comparison group. Future research should include a comparison group and a longer instructional period. ABSTRAK Pemahaman konsep listrik dinamis penting dikembangkan karena peserta didik sering mengalami kesulitan memahami hubungan antara arus, tegangan, dan hambatan dalam rangkaian seri maupun paralel. Penelitian ini bertujuan menganalisis perubahan pemahaman konsep peserta didik sebelum dan sesudah pembelajaran menggunakan laboratorium virtual Physics Education Technology (PhET) berbantuan Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD), menguji signifikansi perubahannya, serta menentukan besarnya peningkatan. Penelitian menggunakan pendekatan kuantitatif dengan desain one-group pretest-posttest tanpa kelas pembanding. Subjek penelitian terdiri atas 20 peserta didik kelas VIII MTs Alkhairaat Biromaru. Data dikumpulkan melalui tes pemahaman konsep sebelum dan sesudah pembelajaran serta lembar observasi keterlaksanaan kegiatan. Data dianalisis menggunakan statistik deskriptif, uji-t berpasangan, dan N-Gain. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rata-rata skor meningkat dari 43,75 menjadi 53,75, dengan perbedaan yang signifikan secara statistik (t19 = −5,210; p < 0,001). Ukuran efek Cohen’s dz sebesar 1,17 termasuk kategori besar, sedangkan N-Gain sebesar 0,18 termasuk kategori rendah. Seluruh tahapan pembelajaran terlaksana sesuai rencana. Dengan demikian, terdapat peningkatan skor setelah pembelajaran, tetapi efektivitas PhET berbantuan LKPD belum dapat dipastikan tanpa kelas pembanding. Penelitian selanjutnya disarankan melibatkan kelas pembanding dan durasi pembelajaran yang lebih panjang.

Background: Physics is a challenging subject for most students due to the abstract and complex nature of its concepts. This condition often causes students to experience difficulties in understanding the relationship between theoretical concepts and their applications in everyday life.Aims: As an effort to address this issue, this community service activity was conducted at MA ALKARIM Bengkulu Tengah by implementing Science Process Skills in physics learning.Method: The implementation was carried out through training activities for teachers and classroom learning practices using a simple pendulum experiment to determine the gravitational acceleration constant. This activity was designed to provide an active, contextual, and student-centered learning experience.Results: Based on the results of the implementation, students demonstrated better engagement in observing, measuring, and discussing the experimental results. In addition, teachers gained new insights into the application of process skills–based learning within the context of limited school facilities.Conclusions: This article outlines the strategies and stages of implementing Science Process Skills used to create a more effective, enjoyable, and relevant physics learning process for students at the secondary school level.

This quasi-experimental study investigates the pedagogical effectiveness of Polya’s structured problem-solving framework in enhancing analytical thinking and academic achievement in high school physics. The research focused on tenth-grade students studying linear motion and free fall and used a one-group pretest-posttest design to evaluate cognitive and affective outcomes. The empirical results reveal a highly significant improvement in post-instruction physics learning achievement (p < .001) with a substantial effect size (Cohen's d = 1.59), successfully exceeding the rigorous 60% curriculum mastery criterion (p < .05). Concurrently, the students' analytical thinking abilities demonstrated marked, statistically significant growth (p < .001). Beyond cognitive gains, the structured intervention fostered highly positive attitudes toward the physics curriculum, with students reporting increased interest, determination, and academic responsibility. These findings strongly affirm that systematically integrating Polya’s four-step heuristic effectively supports metacognitive regulation, mitigates traditional problem-solving deficits, and consistently drives superior academic performance in complex scientific disciplines, providing a robust pedagogical model for contemporary physics education.

این مطالعه‌ی شبه‌آزمایشی به بررسی اثربخشی آموزشی چارچوب ساختاریافته‌ی حل مسئله‌ی Polya در ارتقای تفکر تحلیلی و پیشرفت تحصیلی در درس فیزیک دبیرستان می‌پردازد. پژوهش بر دانش‌آموزان پایه‌ی دهم که مباحث حرکت خطی و سقوط آزاد را مطالعه می‌کردند، متمرکز بوده و از طرح پیش‌آزمون-پس‌آزمون با یک گروه برای ارزیابی پیامدهای شناختی و عاطفی استفاده کرده است. نتایج تجربی نشان‌دهنده‌ی بهبود بسیار معنادار در پیشرفت یادگیری فیزیک پس از آموزش (p < .001) با اندازه‌ی اثر قابل توجه (Cohen's d = 1.59) است که به طور موفقیت‌آمیزی از معیار سختگیرانه‌ی تسلط بر برنامه‌ی درسی ۶۰٪ فراتر رفته است (p < .05). همزمان، توانایی‌های تفکر تحلیلی دانش‌آموزان نیز رشد چشمگیر و معنادار آماری را نشان داد (p < .001). فراتر از دستاوردهای شناختی، مداخله‌ی ساختاریافته نگرش‌های بسیار مثبتی نسبت به برنامه‌ی درسی فیزیک ایجاد کرد و دانش‌آموزان افزایش علاقه، پشتکار و مسئولیت‌پذیری تحصیلی را گزارش کردند. این یافته‌ها به طور قوی تأیید می‌کنند که ادغام نظام‌مند راهبرد چهارمرحله‌ای Polya به طور مؤثری از تنظیم فراشناختی حمایت می‌کند، کاستی‌های سنتی حل مسئله را کاهش می‌دهد و به طور پیوسته عملکرد تحصیلی برتر را در رشته‌های علمی پیچیده رقم می‌زند و مدل آموزشی نیرومندی برای آموزش معاصر فیزیک فراهم می‌آورد.

This research is motivated by the low problem-solving ability of students in physics classes, which is still dominated by teacher-centered teaching. The purpose of this study is to determine the influence of collaborative learning models on students' problem-solving skills. This study uses a quantitative approach using a quasi-experimental design (Nonequivalent Control Group Design) involving two classes: an experimental class that implements a collaborative learning model and a control class that implements a hands-on instruction model. The research sample consisted of 22 students in the experimental class and 22 students in the control class. The research instrument consisted of a test of problem-solving ability given as a pretest and posttest. The results showed that the average pretest and posttest scores in the experimental class increased from 14.00 to 90.68, while in the control class it increased from 12.91 to 46.91. The results of the hypothesis test using the Independent Sample t-test showed a significance value of 0.000 < 0.05, indicating a significant difference between the two classes. Furthermore, the average N-Gain score in the experimental class was 89.20% (high category), while in the control class it was 39.04% (medium category). Thus, it can be concluded that the collaborative learning model has a significant influence on students' problem-solving abilities in physics learning.

این پژوهش با انگیزهٔ پایین بودن توانایی حل مسئله دانش‌آموزان در کلاس‌های فیزیک که همچنان تحت سلطهٔ آموزش معلم‌محور است، انجام شده‌است. هدف این مطالعه تعیین تأثیر الگوهای یادگیری مشارکتی بر مهارت‌های حل مسئله دانش‌آموزان است. این پژوهش با رویکرد کمی و با استفاده از طرح شبه‌آزمایشی (Nonequivalent Control Group Design) انجام شده و شامل دو کلاس است: یک کلاس آزمایش که مدل یادگیری مشارکتی را اجرا می‌کند و یک کلاس کنترل که مدل hands-on instruction را به کار می‌گیرد. نمونه پژوهش شامل ۲۲ دانش‌آموز در کلاس آزمایش و ۲۲ دانش‌آموز در کلاس کنترل بود. ابزار پژوهش شامل آزمون توانایی حل مسئله بود که به‌صورت پیش‌آزمون و پس‌آزمون ارائه شد. نتایج نشان داد که میانگین نمرات پیش‌آزمون و پس‌آزمون در کلاس آزمایش از ۱۴٫۰۰ به ۹۰٫۶۸ افزایش یافت، در حالی که در کلاس کنترل این افزایش از ۱۲٫۹۱ به ۴۶٫۹۱ بود. نتایج آزمون فرضیه با استفاده از Independent Sample t-test نشان داد مقدار معناداری ۰٫۰۰۰ < ۰٫۰۵ است که بیانگر تفاوت معنادار بین دو کلاس می‌باشد. همچنین، میانگین امتیاز N-Gain در کلاس آزمایش ۸۹٫۲۰٪ (دسته‌بندی بالا) و در کلاس کنترل ۳۹٫۰۴٪ (دسته‌بندی متوسط) بود. بنابراین، می‌توان نتیجه گرفت که مدل یادگیری مشارکتی تأثیر معناداری بر توانایی حل مسئله دانش‌آموزان در یادگیری فیزیک دارد.