science identity

University-based outreach programs can provide high school students with opportunities to engage in scientific research beyond that typically available in schools. Despite their prevalence, few Australian outreach initiatives have been systematically designed, delivered and evaluated. Our study examines the design and immediate outcomes of a high school science outreach program delivered annually at a research-intensive university. The program was designed to be curriculum-linked, with access to academic researchers and specialised equipment. A mixed-methods evaluation was conducted using pre- and post-program surveys collected between 2021 and 2024. Matched participant responses (n = 205) were analysed through paired-sample t-tests of self-reported research skills experience and a single-item measure of science identity, alongside inductive thematic analysis of open-ended responses. Statistically significant gains (with large effect sizes) were observed for research skills, including data collection and understanding the research processes. A moderate positive shift was observed in participants’ science identity. Qualitative findings highlighted opportunities to do research and interact with researchers. The study contributes to the limited empirical evaluation of Australian university-based outreach by describing a scalable, curriculum-linked program. The findings highlight that informal, authentic science research experiences can complement formal school curricula to extend opportunities for scientific skill development and strengthen students’ science identity.

برنامه‌های ترویج علم مبتنی بر دانشگاه می‌توانند فرصت‌هایی را برای دانش‌آموزان دبیرستانی فراهم کنند تا در پژوهش علمی فراتر از آنچه معمولاً در مدارس در دسترس است، مشارکت نمایند. با وجود شیوع این برنامه‌ها، تعداد کمی از ابتکارات ترویجی استرالیایی به‌صورت نظام‌مند طراحی، اجرا و ارزیابی شده‌اند. مطالعه‌ی حاضر به بررسی طراحی و پیامدهای فوری یک برنامه‌ی ترویج علم دبیرستانی که به‌طور سالانه در یک دانشگاه پژوهش‌محور برگزار می‌شود، می‌پردازد. این برنامه به‌گونه‌ای طراحی شده بود که با برنامه‌ی درسی مرتبط باشد و دسترسی به پژوهشگران دانشگاهی و تجهیزات تخصصی را فراهم کند. ارزیابی به روش ترکیبی با استفاده از پرسشنامه‌های پیش و پس از برنامه که بین سال‌های ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۴ گردآوری شد، انجام گرفت. پاسخ‌های تطبیق‌یافته‌ی شرکت‌کنندگان (n = 205) از طریق آزمون t زوجی برای تجربه‌ی مهارت‌های پژوهشی خودگزارش‌شده و یک سنجه‌ی تک‌سؤالی از هویت علمی، همراه با تحلیل تماتیک استقرایی پاسخ‌های باز، مورد تحلیل قرار گرفت. افزایش معنادار آماری (با اندازه اثر بزرگ) در مهارت‌های پژوهشی، از جمله گردآوری داده‌ها و درک فرایندهای پژوهش مشاهده شد. همچنین تغییر مثبت متوسطی در هویت علمی شرکت‌کنندگان مشاهده گردید. یافته‌های کیفی بر فرصت‌های انجام پژوهش و تعامل با پژوهشگران تأکید داشتند. این مطالعه با توصیف یک برنامه‌ی مقیاس‌پذیر و مرتبط با برنامه‌ی درسی، به ارزیابی تجربی محدود ترویج علم مبتنی بر دانشگاه در استرالیا می‌افزاید. یافته‌ها نشان می‌دهند که تجارب پژوهش علمی غیررسمی و اصیل می‌توانند مکمل برنامه‌های درسی رسمی مدارس باشند و فرصت‌های توسعه‌ی مهارت‌های علمی و تقویت هویت علمی دانش‌آموزان را گسترش دهند.

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.

In science classrooms, educators often expose students to the success stories of role models through written assignments, videos, and guest speakers. These interventions are implemented in hopes that students will seek to emulate the role model and become motivated to pursue science careers. However, the evidence is mixed on whether these interventions are effective at increasing science engagement. Using a mixed-methods design involving a 2 × 2 between-groups experiment and thematic analysis, this study tests how different role model narratives (professional scientist vs student scientist; achievement narrative vs persistence-through-struggle narrative) shape college students’ science identity, growth mindset beliefs, and task persistence. Results show that the role model interventions had no significant effect across these outcomes, but STEM-major students and students with high-self efficacy beliefs maintained greater levels of science identity and growth mindset beliefs as compared to their peers. Qualitative findings revealed that role models can serve different functions depending on the narrative surrounding the role model’s path to success. These findings can be used by college, high school, and even elementary instructors to design effective role model interventions that improve student engagement in science.

در کلاس‌های علوم، آموزگاران اغلب دانش‌آموزان را از طریق تکالیف نوشتاری، ویدئوها و سخنرانان مهمان با داستان‌های موفقیت الگوهای نقش آشنا می‌کنند. این مداخلات با این امید اجرا می‌شوند که دانش‌آموزان به دنبال الگوبرداری از الگوهای نقش باشند و انگیزه‌ی پیگیری حرفه‌های علمی را پیدا کنند. با این حال، شواهد در مورد اثربخشی این مداخلات در افزایش مشارکت علمی دانش‌آموزان متناقض است. این پژوهش با استفاده از طرح روش‌های ترکیبی شامل یک آزمایش بین‌گروهی ۲ × ۲ و تحلیل تماتیک، بررسی می‌کند که چگونه روایت‌های مختلف الگوهای نقش (دانشمند حرفه‌ای در مقابل دانشمند دانشجو؛ روایت موفقیت در مقابل روایت پایداری از طریق مبارزه) هویت علمی، باورهای ذهنیت رشد و پایداری در انجام وظیفه را در دانشجویان شکل می‌دهد. نتایج نشان داد که مداخلات الگوهای نقش تأثیر معناداری بر این پیامدها نداشت، اما دانشجویان رشته‌های STEM و دانشجویانی که باور به خودکارآمدی بالایی داشتند، سطوح بالاتری از هویت علمی و باورهای ذهنیت رشد را نسبت به همتایان خود حفظ کردند. یافته‌های کیفی نشان داد که الگوهای نقش می‌توانند بسته به روایتی که پیرامون مسیر موفقیت آن‌ها وجود دارد، کارکردهای متفاوتی داشته باشند. این یافته‌ها می‌تواند توسط مدرسان دانشگاه، دبیرستان و حتی دبستان برای طراحی مداخلات مؤثر الگوهای نقش به منظور بهبود مشارکت دانش‌آموزان در علم مورد استفاده قرار گیرد.