DOI: https://doi.org/10.31893/multiscience.2026475
تاريخ النشر: 2026-03-11
المؤلف: Ade Yulianto وآخرون
الموضوع الرئيسي: تعليم العلوم وطرق التدريس
نظرة عامة
تسلط ورقة البحث الضوء على الحالة المثيرة للقلق لتعليم العلوم بين الطلاب الإندونيسيين، كما يتضح من أدائهم المتراجع في برنامج التقييم الدولي للطلاب (PISA). في عام 2022، سجل الطلاب الإندونيسيون متوسط درجات قدره 383، بانخفاض من 396 في عام 2018، وهو أقل بكثير من متوسط منظمة التعاون والتنمية الاقتصادية (OECD) الذي يتراوح بين 483-488. حقق 34.16% فقط من الطلاب مستوى كفاءة لا يقل عن المستوى 2 في العلوم، مقارنة بمتوسط OECD البالغ 75.51%. يُعزى هذا التراجع إلى قضايا نظامية، بما في ذلك عدم جاهزية المعلمين وندرة الموارد التعليمية، مما يعيق قدرة الطلاب على التفكير النقدي وتطبيق المفاهيم العلمية بشكل فعال. بالإضافة إلى ذلك، أشار برنامج التقييم الوطني الإندونيسي (INAP) 2019 إلى أن الغالبية العظمى من طلاب الصف الرابع الابتدائي لم يصلوا إلى المعايير المتوقعة لكفاءة العلوم.
تكشف نتائج الدراسة أن معلمي المدارس الابتدائية يمتلكون فهمًا معتدلًا لطبيعة العلوم (NOS)، ونموذج التعلم RADEC، ومهارات عملية العلوم، مع تباين كبير في قدراتهم. بينما أظهر 21.8% من المعلمين فهمًا عاليًا ومتسقًا، أظهر الغالبية (66.2%) معرفة جزئية وغير متسقة، و12.0% أظهروا فهمًا منخفضًا يتسم بسوء الفهم. تؤكد الدراسة على ضرورة تطوير مهني مستهدف لتعزيز فهم المعلمين لـ NOS ونموذج RADEC، خاصة في تصميم مواد التعلم القائمة على الاستفسار. يعد تعزيز تنفيذ RADEC في الفصول الدراسية أمرًا حيويًا لتحسين مهارات عملية العلوم لدى الطلاب وتعزيز فهم أعمق للمعرفة العلمية.
الطرق
يستعرض قسم “الطرق” المواد والأساليب المستخدمة في البحث. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، أو أدوات، أو إعدادات تجريبية ضرورية لإجراء الدراسة. كما يصف القسم الإجراءات المتبعة، بما في ذلك أي تصميمات تجريبية، وتقنيات جمع البيانات، والأساليب التحليلية المطبقة لضمان صحة وموثوقية النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد تشمل الأساليب التحليلات الإحصائية المستخدمة لتفسير البيانات، فضلاً عن أي ضوابط أو متغيرات تم أخذها في الاعتبار أثناء التجارب. يضمن هذا النهج الشامل أن تكون النتائج قوية ويمكن تكرارها في الدراسات المستقبلية، مما يساهم في موثوقية نتائج البحث بشكل عام.
النتائج
تكشف نتائج تحليل نموذج راش عن رؤى مهمة حول فهم معلمي المدارس الابتدائية لطبيعة العلوم (NOS)، ونموذج التعلم RADEC، ومهاراتهم في عملية العلوم. أشار التحليل، الذي تم إجراؤه على 133 معلمًا مستجيبًا عبر 27 عنصرًا، إلى متوسط درجة قدرة قدرها 0.50 لوغاريتمات، مما يشير إلى أن فهم المعلمين كان أعلى قليلاً من متوسط صعوبة العناصر. تباينت درجات القدرة بشكل كبير، من -1.88 إلى +3.29 لوغاريتمات، مما يبرز الفروق الكبيرة في مستويات الفهم بين المعلمين. أظهر الأداة موثوقية كافية، مع قيم موثوقية الأشخاص تبلغ 0.76 (حقيقية) و0.78 (نموذج)، وألفا كرونباخ قدره 0.73، مما يؤكد فعاليتها في التمييز بين مستويات قدرة المعلمين المختلفة.
كشفت تصنيفات فهم المعلمين عن ثلاث فئات: عالية (21.8%)، متوسطة (66.2%)، ومنخفضة (12.0%). أظهر المعلمون ذوو المستوى العالي فهمًا قويًا للمفاهيم وتطبيقًا عمليًا لنموذج RADEC، بينما أظهر المعلمون ذوو المستوى المتوسط فهمًا أساسيًا لكنهم يفتقرون إلى الاتساق في المفاهيم الأعمق. واجه المعلمون ذوو المستوى المنخفض صعوبات كبيرة في الجوانب المفاهيمية والتطبيقية لتعليم العلوم. أشار تحليل صعوبة العناصر إلى نطاق واسع، حيث تم تصنيف العناصر على أنها سهلة ومتوسطة وصعبة، مما يعكس مستويات الفهم المتفاوتة بين المعلمين. تؤكد النتائج على الحاجة إلى برامج تطوير مهني متميزة مصممة لتلبية الاحتياجات المحددة لكل مجموعة من المعلمين، خاصة في تعزيز فهمهم لـ NOS وتنفيذ RADEC لتحسين تعليم العلوم في المدارس الابتدائية.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في الدراسة الضوء على أن معلمي المدارس الابتدائية في إندونيسيا يظهرون فهمًا معتدلًا لطبيعة العلوم (NOS)، ونموذج التعلم RADEC، ومهارات عملية العلوم، مع متوسط درجات يبلغ حوالي 51.5% لـ NOS و52.3% لـ RADEC. تتماشى هذه النتائج مع الأبحاث الدولية التي تشير إلى أن المعلمين غالبًا ما يواجهون صعوبات في المفاهيم الخاطئة حول NOS، مثل الطبيعة المؤقتة للمعرفة العلمية والتمييز بين الملاحظة والاستنتاج. تؤكد الدراسة على الحاجة إلى تدخلات تطوير مهني لتعزيز المعرفة الأساسية للمعلمين وممارساتهم التعليمية، خاصة في تنفيذ نماذج قائمة على الاستفسار مثل RADEC، التي أظهرت إمكانيات في تحسين الفهم المفاهيمي للطلاب ومهارات التفكير العليا.
على الرغم من أن المعلمين أظهروا فهمًا أعلى نسبيًا لمهارات عملية العلوم (67.6%)، إلا أن التحديات لا تزال قائمة في التطبيق العملي لهذه المهارات في الفصول الدراسية. أبلغ المعلمون عن صعوبات في اختيار المواد المناسبة وتسهيل التحقيقات العملية، والتي تعتبر ضرورية لتعليم العلوم الفعال. تقترح الدراسة أن معالجة هذه التحديات تتطلب نهجًا شاملاً، بما في ذلك التدريب المستهدف، وتحسين الوصول إلى الموارد المختبرية، ودمج NOS والتعلم القائم على الاستفسار في برامج تدريب المعلمين. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية الدعم الهيكلي والموارد لتعزيز إطار تعليم العلوم بشكل أكثر فعالية يتماشى مع مهارات القرن الحادي والعشرين ويعزز من معرفة الطلاب العلمية.
DOI: https://doi.org/10.31893/multiscience.2026475
Publication Date: 2026-03-11
Author(s): Ade Yulianto et al.
Primary Topic: Science Education and Pedagogy
Overview
The research paper highlights the concerning state of science education among Indonesian students, as evidenced by their declining performance in the Programme for International Student Assessment (PISA). In 2022, Indonesian students scored an average of 383, a decrease from 396 in 2018, significantly below the OECD average of 483-488. Only 34.16% of students achieved at least Level 2 proficiency in science, compared to the OECD average of 75.51%. This decline is attributed to systemic issues, including inadequate teacher readiness and insufficient learning resources, which hinder students’ ability to think critically and apply scientific concepts effectively. Additionally, the Indonesia National Assessment Program (INAP) 2019 indicated that a majority of Grade IV elementary students fell below the expected science competency standards.
The study’s findings reveal that elementary school teachers possess a moderate understanding of the nature of science (NOS), the RADEC learning model, and science process skills, with significant variability in their abilities. While 21.8% of teachers demonstrated a high and consistent understanding, the majority (66.2%) exhibited partial and inconsistent knowledge, and 12.0% showed low understanding characterized by misconceptions. The research underscores the necessity for targeted professional development to enhance teachers’ comprehension of NOS and the RADEC model, particularly in designing inquiry-based learning materials. Strengthening the implementation of RADEC in classroom settings is crucial for improving students’ science process skills and fostering a deeper understanding of scientific knowledge.
Methods
The “Methods” section outlines the materials and methodologies employed in the research. It details the specific materials used, including any reagents, instruments, or experimental setups necessary for conducting the study. The section also describes the procedures followed, including any experimental designs, data collection techniques, and analytical methods applied to ensure the validity and reliability of the results.
Additionally, the methodologies may include statistical analyses used to interpret the data, as well as any controls or variables that were accounted for during the experiments. This comprehensive approach ensures that the findings are robust and can be replicated in future studies, thereby contributing to the overall reliability of the research outcomes.
Results
The results of the Rasch modeling analysis reveal significant insights into elementary school teachers’ understanding of the nature of science (NOS), the RADEC learning model, and their science process skills. The analysis, conducted on 133 teacher respondents across 27 items, indicated a mean ability score of 0.50 logits, suggesting that teachers’ understanding was slightly above average item difficulty. The ability scores varied widely, from -1.88 to +3.29 logits, highlighting substantial differences in understanding levels among teachers. The instrument demonstrated adequate reliability, with person reliability values of 0.76 (real) and 0.78 (model), and a Cronbach’s alpha of 0.73, confirming its effectiveness in distinguishing between different levels of teacher ability.
The classification of teachers’ understanding revealed three categories: high (21.8%), medium (66.2%), and low (12.0%). High-level teachers exhibited strong conceptual understanding and practical application of the RADEC model, while medium-level teachers showed basic comprehension but lacked consistency in deeper concepts. Low-level teachers struggled significantly with both conceptual and applied aspects of science education. The analysis of item difficulty further indicated a broad range, with items classified as easy, medium, and difficult, reflecting the varying levels of teachers’ understanding. The findings underscore the need for differentiated professional development programs tailored to the specific needs of each teacher group, particularly in enhancing their understanding of NOS and RADEC implementation to improve science education in elementary schools.
Discussion
The discussion section of the study highlights that elementary school teachers in Indonesia exhibit a moderate understanding of the nature of science (NOS), the RADEC learning model, and science process skills, with average scores of approximately 51.5% for NOS and 52.3% for RADEC. These findings align with international research indicating that teachers often struggle with misconceptions about NOS, such as the tentative nature of scientific knowledge and the distinction between observation and inference. The study emphasizes the need for professional development interventions to enhance teachers’ foundational knowledge and instructional practices, particularly in implementing inquiry-based models like RADEC, which have shown potential in improving students’ conceptual understanding and higher-order thinking skills.
Despite teachers demonstrating a relatively higher understanding of science process skills (67.6%), challenges persist in the practical application of these skills in classroom settings. Teachers reported difficulties in selecting appropriate materials and facilitating hands-on investigations, which are crucial for effective science education. The study suggests that addressing these challenges requires a comprehensive approach, including targeted training, improved access to laboratory resources, and the integration of NOS and inquiry-based learning into teacher training programs. Overall, the findings underscore the importance of structured support and resources to foster a more effective science education framework that aligns with 21st-century skills and enhances students’ scientific literacy.