The effectiveness of the STEM project-based curriculum on the creativity of sixth grade students

Subject Areas : Methods and technics of creativity and innovation, creativity and innovation engineering.

Rana Aslani ¹ , Firooz Mahmoodi ² , Kyomerth Taghipur ³ , hossein Dehghanzadeh ⁴

1 - Doctoral student of Curriculum Planning, Department of Educational Sciences, Tabriz University, Iran
2 - دانشیار دانشگاه تبریز دانشکده علوم تربیتی و روانشناسی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
3 - education department, University of Tabriz, Tabriz, East Azarbayjan'v,i
4 - education department, University of Tabriz, Tabriz, East Azarbayjan

Received: 2023-07-20 Accepted : 2024-11-28 Published : 2025-02-24

Keywords: STEM project curriculum, creativity, primary school students.,

Abstract :

Abstract Discussion: Scientific creativity is a complex, acquired skill and is often neglected by teachers during educational activities. Cultivating creativity among students will lead to the production of skilled labor and human capital in the future. Purpose: The present research was conducted with the aim of determining the effectiveness of the STEM project-based curriculum and its role on the creativity of sixth grade students. Method: The current research is semi-experimental. The statistical population of the research includes all sixth grade students in the schools of Tabriz, 120 people were selected by random sampling method. The instrument used in this research was Torrance's creativity questionnaire. The subjects of the experimental group learned for 20 sessions through the STEM project-based curriculum. In this research, "Manova analysis of variance" was used to compare the components of the creativity parameter during the pre-test and post-test stages. Research findings: The results of the analysis of variance showed that the use of STEM project-based curriculum had a significant and positive effect on students' creativity and its components (fluidity, flexibility, innovation, development) P>0.05 . As a result, it can be seen that students who have been trained in the STEM project-based curriculum process are more creative than other students. In general, the observations show that the STEM project-based curriculum has been effective in improving students' creativity in the fluidity component, the impact factor size is 73.6%, the flexibility component is 66.9%, the innovation component is 75.8%, and the extension component is 66.8%.

References:

برادران عبداللهی، سحر و محمودی، فیروز. (1399). بررسی رابطه و مقایسه ابعاد میزان گرایش به علوم، فناوری، مهندسی و ریاضی با میزان مهارت‌های لازم برای قرن 21. فصلنامه آموزش مهندسی ایران، 22(86)، 85-98.
https://dorl.net/dor/20.1001.1.16072316.1399.22.86.5.2

بلادی ده بزرگ، سید احسان و کابلی، محمدهادی و حیدری، علی‌اکبر،1402، تأثیر آموزش خلاقیت بر مؤلفه‌های سیالی، ابتکار، انعطاف، بسط در کارگاه‌های آموزش طراحی معماری با دست آزاد. تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 23(70).
بنی اسد، شهین، حسین قلی زاده، رضوان و خندقی، مقصود امین. (1396). از اثربخشی تا تعالی: گسست نظریه، تحقیق و عمل در برنامه تعالی مدیریت مدرسه. پژوهش‌نامه مبانی تعلیم و تربیت، 7(2)، 124-148.
https://doi.org/10.22067/fedu.v7i2.67475

پاکیزه، علی و پاکیزه، علی. (1394). بررسی تأثیر شیوه‌ی آموزشی تلفیقی هنر بر خلاقیت و یادگیری دانش‌آموزان پسر سال اول دبستان. مجله توسعه آموزش جندی شاپور اهواز، 6(1)، 52-60.
ثمری صفا، جعفر؛ دشتی اصفهانی، مهال و پوردل، مژگان (1400). تدوین مدل سرزندگی تحصیلی بر اساس ارتباط با مدرسه، جو عاطفی خانواده، انگیزش، خودکارآمدی و درگیری تحصیلی دانش آموزان. پژوهش‌های مشاوره، 20 20(77) 225-256.
http://irancounseling.ir/journal/article-1-1376-fa.html

جامه بزرگ زهرا، جعفرخانی فاطمه، حیدریان محمدرضا. طراحی محیط یادگیری پروژه محور مبتنی بر وب و تأثیر آن بر خلاقیت دانش آموزان پایه پنجم ابتدایی درس علوم. رویش روان‌شناسی. ۱۴۰۲; ۱۲ (۶): ۱۳-۲۴.
http://dorl.net/dor/20.1001.1.2383353.1402.12.6.2.6

حسینی مهر، حجت، انتصار فومنی، غلامحسین، حجازی، مسعود و اسدزاده دهرایی، حسن. (1398). مقایسه اثربخشی آموزش مستقیم و غیرمستقیم بر خلاقیت فراگیران. پژوهش در آموزش علوم پزشکی، 11(1)، 50-61.
SID. https://sid.ir/paper/390793/fa

حسینی، افضل السادات، بزرگی، آزاده (1397). خلاقیت آموزشی: مقایسه نظام¬های آموزشی استرالیا، ژاپن و ایران، تهران: نشر جهاد دانشگاهی.
رضایی، مریم، امام‌جمعه، محمدرضا، احمدی، غلامعلی، عصاره، علیرضا و نیکنام، زهرا. (1399). طراحی الگوی مفهومی برنامه‌ درسی تلفیقی استم (علوم، فناوری، مهندسی، ریاضی) در دوره ابتدایی کشور ایران. مطالعات برنامه درسی، 15(59)، 63-92.
https://dorl.net/dor/20.1001.1.17354986.1399.15.59.3.5

شیروانی شیری، علی و آزادی، نفیسه (1399). بررسی نظریه هوش¬های چندگانه و شاخص‌های خلاقیت و درگیری یادگیرنده در تصویر کتاب ریاضی. نشریه علمی ابتکار و خلاقیت در علوم انسانی، 10(2)، 151-170.
ضیاء نژاد شیرازی، آسیه، سهرابی شگفتی، نادره، کوروش نیا، مریم، بقولی، حسین و کاظمی، سلطانعلی. (1401). تدوین معادله افتراقی عوامل آموزشگاهی مؤثر بر عملکرد در آزمون تیمز 2019 پایه چهارم در دانش آموزان با عملکرد بالا و پایین. دوماهنامه علمی - پژوهشی رهیافتی نو در مدیریت آموزشی، 13(6)،143-154.
https://dorl.net/dor/20.1001.1.20086369.1401.13.6.10.3


عربی مکی آبادی، هدی و عباسیان، حسین. (1400). بررسی تأثیر الگوهای آموزش تلفیقی با روش آموزش سنتی بر خلاقیت دانش‌آموزان. فصلنامه مدیریت و چشم‌انداز آموزش، 3(3): 113-142.
https://doi.org/10.22034/jmep.2021.312487.1075


فؤادی، احمد، رحمانی، جهانبخش و کشتی¬آرای، نرگس. (1399). تبیین مفهوم برنامه درسی تحول‌آفرین با توجه به کاربرد آن در رشد خلاقیت دانش آموزان در نظام آموزشی ایران. مجله پژوهش در نظام‌های آموزشی، 14(49)،125-140.
https://dorl.net/dor/20.1001.1.23831324.1399.14.49.8.7

کسیانی، نازیلا و زارعی، حیدر علی. (1398). رابطه سواد خواندن با عملکرد ریاضی و علوم در دانش‌آموزان دختر در آزمون تیمز. مجله علوم روان‌شناختی؛ ۱۸ (۷۴): 257-264.
http://dorl.net/dor/20.1001.1.17357462.1398.18.74.9.6

مختاری سولا، خسرو، افضل خانی، مریم، اسمعیل زاده، زهره، شفیعی، ناهید. (1392). آسیب‌شناسی برنامه درسی مغفول مانده و طراحی الگوی مناسب برای آن در دوره دوم دبیرستان تحصیل در تهران. مجله زندگی اسلامی، 6(4)، 773-787.
Abu Khurma، O. Ali، N. & Blaik، R. (2022). The effect of Web-Quest inquiry learning model in enhancing critical thinking and motivation for grade eight science students. In S. Keengwe (Ed.)، Handbook of Research on Facilitating Collaborative Learning Through Digital Content and Learning Technologies (pp. 238-260)، IGI Global. https://doi.org/10.4018/978-1-6684-5709-2.ch012
Akhmad، Y. Masrukhi، M. & Indiatmoko، B. (2020). The effectiveness of the integrated project-based learning model STEM to improve the critical thinking skills of elementary school students. Educational Management، 9(1)، 9-16. https://journal.unnes.ac.id/sju/eduman/article/view/35870
Almulla، M. A. (2020). The effectiveness of the project-based learning (PBL) approach as a way to engage students in learning. Sage Open، 10(3)، 2158244020938702. https://doi.org/10.1177/2158244020938702
Ansori، T. Wasis، & Nasrudin، H. (2019). Development of Physics Learning Instrument with Model Project Based Learning to Train Students’ Critical Thinking Skills. International Journal of Multicultural and Multireligious Understanding، 6(5)، 74–79. http://dx.doi.org/10.18415/ijmmu.v6i5.1046
Ashel، H. & Lestari، W. Y. (2023). Case Analysis of Learning Physics in Improving 21st-Century Skills. Jurnal Penelitian Pembelajaran Fisika (JPPF)، 9(1)، 32– 42. https://doi.org/10.24036/jppf.v9i1.120765
Azmi، N. & Festiyed. (2023). Development of Physics Learning Assessment Instrument in Project-Based Learning Model to Improve 4C Skills. Jurnal Penelitian Pendidikan IPA، 9(4)، 1798–1804. https://doi.org/10.29303/jppipa.v9i4.3174
Azmi، N. & Festiyed. (2023). Meta-Analysis: The Influence of Instrument Assessment on ProjectBased Learning Models to Improve 4C Skills. Jurnal Penelitian Pendidikan IPA، 9(4)، 2184–2190. https://doi.org/10.29303/jppipa.v9i4.2606
Bittinger، J. D. Wells، R. S. & Kimball، E. W. (2021). STEM career aspirations for high school students with individualized education programs. The Educational Forum (Vol. 85، No. 1، pp. 49-62). Routledge. https://doi.org/10.1080/00131725.2020.1772928
Campbell-Phillips، S. (2020). Education and curriculum reform: The impact they have on learning. Budapest International Research and Critics in Linguistics and Education (BirLE) Journal، 3(2)، 1074-1082. https://doi.org/10.33258/birle.v3i2.1036
Crock، P. A. Gilford، E. J. Henderson، J. K. Cummins، J. Calenti، A. J. Best، J. D. & Alford، F. P. (1989). Inferior petrosal sinus sampling in acromegaly. Australian and New Zealand journal of medicine، 19(3)، 244-247. https://doi.org/10.1111/j.1445-5994.1989.tb00254.x
Dare، E. A. Keratithamkul، K. Hiwatig، B. M. & Li، F. (2021). Beyond content: The role of STEM disciplines، real-world problems، 21st century skills، and STEM careers within science teachers’ conceptions of integrated STEM education. Education Sciences، 11(11)، 737. https://doi.org/10.3390/educsci11110737
Davidi، E. I. N. Sennen، E. & Supardi، K. (2021). Integrasi pendekatan STEM (science، technology، enggeenering and mathematic) untuk peningkatan keterampilan berpikir kritis siswa sekolah dasar. Scholaria: jurnal pendidikan dan kebudayaan، 11(1)، 11-22. https://doi.org/10.24246/j.js.2021.v11.i1.p11-22
Devanda، B. & Elizar، E. (2023). The effectiveness of the STEM project based learning approach in physics learning to improve scientific work skills of high school students. International Journal of Humanities Education and Social Sciences، 2(4). https://doi.org/10.55227/ijhess.v2i4.358
Di، C. Zhou، Q. Chen، J. Li، L. Zhou، R. & Lin، J. (2021). Innovation event model for STEM education: A constructivism perspective. STEM Education، 1(1)، 60-74. https://doi.org/10.3934/steme.2021005
Diawati، P. Ausat، A. & Augustin، J. (2023). Creativity: How to Develop an Entrepreneurial Attitude of Creativity. Journal on Education، 5(4)، 11116-11122. Retrieved from https://jonedu.org/index.php/joe/article/view/2036
English، L. D. (2016). STEM education K-12: Perspectives on integration. International Journal of STEM education، 3، 1-8. https://doi.org/10.1186/s40594-016-0036-1
English، L. D. & King، D. (2019). STEM integration in sixth grade: Desligning and constructing paper bridges. International Journal of Science and Mathematics Education، 17، 863-884. https://doi.org/10.1007/s10763-018-9912-0
Fakhretdinova، G. N. Osipov، P. & Dulalaeva، L. P. (2021). Extracurricular activities as an important tool in developing soft skills. In Educating Engineers for Future Industrial Revolutions: Proceedings of the 23rd International Conference on Interactive Collaborative Learning (ICL2020)، Volume 2 23 (pp. 480-487). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-68201-9_47
Firda، S. U. & Sunarti، T. (2022). The Learning Implementation of Project Based Learning (PjBL) to Analyze Students’ 4C Skills Ability. Prisma Sains: Jurnal Pengkajian Ilmu Dan Pembelajaran Matematika Dan IPA IKIP Mataram، 10(3)، 567–576. https://doi.org/10.33394/j-ps.v10i3.5380
Gallagher، S. E. & Savage، T. (2023). Challenge-based learning in higher education: an exploratory literature review. Teaching in Higher Education، 28(6)، 1135-1157. https://doi.org/10.1080/13562517.2020.1863354
Green، A. E. Beaty، R. E. Kenett، Y. N. & Kaufman، J. C. (2023). The process definition of creativity. Creativity Research Journal، 1-29. https://doi.org/10.1080/10400419.2023.2254573
Gülen، S. & Yaman، S. (2019). The effect of integration of STEM disciplines into Toulmin's argumentation model on students’ academic achievement، reflective thinking، and psychomotor skills. Journal of Turkish Science Education، 16(2)، 216-230. https://www.tused.org/index.php/tused/article/view/181
Guo، P. Saab، N. Ren، D. & Admiraal، W. (2022). The Community of Inquiry Perspective on Teachers' Role and Students' Evaluations of Online Project-Based Learning. Online Learning، 26(4)، 259-280.
Haim، K. & Aschauer، W. (2024). Innovative FOCUS: A Program to Foster Creativity and Innovation in the Context of Education for Sustainability. Sustainability، 16(6)، 2257. https://doi.org/10.3390/su16062257
Hanif، S. Wijaya، A. F. C. & Winarno، N. (2019). Enhancing Students' Creativity through STEM Project -Based Learning. Journal of Science Learning، 2(2)، 50. https://doi.org/10.17509/jsl.v2i2.13271 Henderson، C. (2005). Strategies for the Development of Student Problem Solving Skills in the High School Physics Classroom. Am. J. Physics، 59(10)، 891 -897. https://doi.org/10.17509/jsl.v2i2.13271
Hebebci، M. T. & Usta، E. (2022). The effects of integrated STEM education practices on problem solving skills، scientific creativity، and critical thinking dispositions. Participatory Educational Research، 9(6)، 358-379. https://doi.org/10.17275/per.22.143.9.6
Hiğde، E. & Aktamış، H. (2022). The effects of STEM activities on students’ STEM career interests، motivation، science process skills، science achievement and views. Thinking Skills and Creativity، 43، 101000. https://doi.org/10.1016/j.tsc.2022.101000
Huang، N. T. Chang، Y. S. & Chou، C. H. (2020). Effects of creative thinking، psychomotor skills، and creative self-efficacy on engineering design creativity. Thinking skills and creativity، 37، 100695. https://doi.org/10.1016/j.tsc.2020.100695
Ibrahim، Y. A. (2023). Moving from the Subject-Based Curriculum to the Skills-Based Curriculum in Abu Dhabi Schools: Does It Lead to Reform? A Theoretical Analysis & Case Study Paper in One of Abu Dhabi Private Schools. BUiD Doctoral Research Conference 2022: Multidisciplinary Studies، https://doi.org/10.1007/978-3-031-27462-6_9
Jawad، L. F. Majeed، B. H. & ALRikabi، H. T. S. (2021). The Impact of Teaching by Using STEM Approach in The Development of Creative Thinking and Mathematical Achievement Among the Students of The Fourth Scientific Class. International Journal of Interactive Mobile Technologies، 15(13). http://dx.doi.org/10.3991/ijim.v15i13.24185
Latip، A. D. A. & Supriatna، A. (2023). Strategy of Project Based Learning (PJBL) Based on Science، Technology، Engineering and Mathematics (STEM) in Growing Active and Creative Students. Jurnal Iqra': Kajian Ilmu Pendidikan، 8(2)، 198-221.
Lestari، S. (2021). Pengembangan Orientasi Keterampilan Abad 21 pada Pembelajaran Fisika melalui Pembelajaran PjBL-STEAM Berbantuan Spectra-Plus. Ideguru: Jurnal Karya Ilmiah Guru، 6(3)، 272–279. https://doi.org/10.51169/ideguru.v6i3.243
Lu، K. Yang، H. H. Shi، Y. & Wang، X. (2021). Examining the key influencing factors on college students’ higher-order thinking skills in the smart classroom environment. International Journal of Educational Technology in Higher Education، 18، 1-13. https://doi.org/10.1186/s41239-020-00238-7
Martawijaya، M. A. Rahmadhanningsih، S. Swandi، A. Hasyim، M. & Sujiono، E. H. (2023). The Effect of Applying The Ethno-STEM-Project-BasedLearning Model on Students’ Higher-Order Thinking Skill and Misconception of Physics Topics Related to Lake Tempe، Indonesia. Jurnal Pendidikan IPA Indonesia، 12(1)، 1–13. https://doi.org/10.15294/jpii.v12i1.38703
Mellander، C. & Florida، R. (2021). The rise of skills: Human capital، the creative class، and regional development. Handbook of regional science، 707-719. https://doi.org/10.1007/978-3-662-60723-7_18
Othman، O. Iksan، Z. H. & Yasin، R. M. (2022). Creative Teaching STEM Module: High School Students' Perception. European Journal of Educational Research، 11(4)، 2127-2137. https://doi.org/10.12973/eu-jer.11.4.2127
Oyelana، O. O. Olson، J. & Caine، V. (2022). An evolutionary concept analysis of learner-centered teaching. Nurse education today، 108، 105187. https://doi.org/10.1016/j.nedt.2021.105187
Özkul، H. & Özden، M. (2020). Investigation of the Effects of Engineering-Oriented STEM Integration Activities on Scientific Process Skills and STEM Career Interests: A Mixed Methods Study. Education & Science/Egitim ve Bilim، 45(204). https://doi.org/10.15390/EB.2020.8870
Petkova، Y. (2023). STEM TRAINING IN SUPPORT OF CHILD DEVELOPMENT IN THE FIRST GROUP OF KINDERGARTEN. Education and Technologies Journal. https://doi.org/10.26883/2010.232.5485.
Santoso، G. Hatapayo، A. A. Hadi، M. S. Suradika، A. & Susanto، A. (2023). Budaya Dalam Kreativitas Melalui Penerapan Berkebinekaan Global Di Kelas VII. Jurnal Pendidikan Transformatif، 2(4)، 381-388. https://doi.org/10.9000/jpt.v2i4.632
Sirajudin، N. & Suratno، J. (2021). Developing creativity through STEM education. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 1806، No. 1، p. 012211). IOP Publishing. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1806/1/012211
Siregar، N. C. Gumilar، A. & Rosli، R. (2023). STEM for the 21st Century: Building a Stronger Workforce for the Digital Age. Mosharafa: Jurnal Pendidikan Matematika، 12(4)، 879-894. https://doi.org/10.31980/mosharafa.v12i4.1199
Sithole، A. Chiyaka، E. T. McCarthy، P. Mupinga، D. M. Bucklein، B. K. & Kibirige، J. (2017). Student attraction، persistence and retention in STEM programs: Successes and continuing challenges. Higher Education Studies، 7(1)، 46-59. http://dx.doi.org/10.5539/hes.v7n1p46
Stehle، S. M. & Peters-Burton، E. E. (2019). Developing student 21 st Century skills in selected exemplary inclusive STEM high schools. International Journal of STEM education، 6، 1-15. https://doi.org/10.1186/s40594-019-0192-1
Suradika، A. Dewi، H. I. & Nasution، M. I. (2023). Project-based learning and problem-based learning models in critical and creative students. Jurnal Pendidikan IPA Indonesia، 12(1)، 153-167. http://journal.unnes.ac.id/index.php/jpii
Tank، K. M. Rynearson، A. M. & Moore، T. J. (2018). Examining Student and Teacher Talk within Engineering Design in Kindergarten. European Journal of STEM Education، 3(3)، 10. https://doi.org/10.1007/s10763-018-9912-0
TIMSS، I. (2019). About TIMSS 2019. Boston Collage، 1-5.
THANA، P. M. ADIATMA، T. & RAMLI، R. B. (2022). Developing Students' 21st-Century Skills Through A Multidisciplinary Approach. Journal Of Digital Learning And Distance Education، 1(7)، 277-283. https://doi.org/10.56778/jdlde.v1i7.64
Thornhill-Miller، B. Camarda، A. Mercier، M. Burkhardt، J. M. Morisseau، T. Bourgeois-Bougrine، S. & Lubart، T. (2023). Creativity، critical thinking، communication، and collaboration: assessment، certification، and promotion of 21st century skills for the future of work and education. Journal of Intelligence، 11(3)، 54. https://doi.org/10.1177/2042753017752583
Torrance، E. P. (1992). The beyonders in a thirty year longitudinal study of creative achievement. Roeper Review، 15، 131–134. https://doi.org/10.1080/02783199309553486
Wiratman، A. (2023). Transformasi keterampilan proses sains melalui kooperatif numbered head together. Didaktika: Jurnal Kependidikan، 12(4)، 1041-1050.
Yang، X. (2023). A historical review of collaborative learning and cooperative learning. TechTrends، 67(4)، 718-728. https://doi.org/10.1007/s11528-022-00823-9
Zakeri، N. Hidayat، R. Sabri، N. Yaakub، N. Balachandran، K. & Azizan، N. (2023). Creative methods in STEM for secondary school students: Systematic literature review. Contemporary Mathematics and Science Education. https://doi.org/10.30935/conmaths/12601.
Zulkifli، Z. Satria، E. Supriyadi، A. & Santosa، T. A. (2022). Meta-analysis: The effectiveness of the integrated STEM technology pedagogical content knowledge learning model on the 21st century skills of high school students in the science department. Psychology، Evaluation، and Technology in Educational Research، 5(1)، 32-42.