Експериментальна діяльність учнів початкової школи: структура та динаміка наукових досліджень (за матеріалами бази даних Scopus 1990-2025 рр.)
DOI:
https://doi.org/10.31652/3041-2439-2026-6-7Ключові слова:
експериментальна діяльність, початкова школа, STEM-освіта, дослідницьке навчання, бібліометричний аналіз, цифрові технології, VOSviewerАнотація
Актуальність дослідження зумовлена зростанням ролі експериментальної діяльності як важливого компоненту STEM-освіти та формування дослідницьких умінь учнів початкових класів. Метою статті є виявлення сучасних тенденцій, тематичної структури та перспектив розвитку досліджень експериментальної діяльності учнів у початковій школі. Для досягнення мети використано бібліометричний, кластерний та контент-аналіз. Емпіричну базу дослідження становлять 428 наукових публікацій (1990-2025 рр.), індексованих у базі Scopus. Наукова новизна статті полягає у комплексному бібліометричному та змістовому аналізі досліджень експериментальної діяльності учнів початкової школи, що дозволило отримати нові результати як теоретичного, так і прикладного характеру, а саме: уперше здійснено інтегрований аналіз наукового поля експериментальної діяльності молодших школярів на основі бази даних Scopus (n=428) із застосуванням інструментарію VOSviewer; виявлено та науково обґрунтовано трьохкомпонентну структуру досліджень, що включає: концептуальний, педагогічний, процесуальний; доведено різну функціональну роль ключових понять у науковій мережі: STEM-освіта – як концептуальне ядро; учень (primary school students) – як центр інтеграції; експериментування – як міжкластерний зв’язувальний механізм. Уточнено сучасні тенденції розвитку досліджень на основі overlay-аналізу, зокрема: перехід від теоретичних моделей до практико-орієнтованих підходів; зростання ролі цифрових технологій (сенсори, цифрові лабораторії, мобільні додатки); інтеграція inquiry-based learning у STEM-освіту. Практичне значення дослідження полягає в тому, що отримані результати можуть бути використані при розробленні освітніх програм, навчально-методичних матеріалів та системи підготовки вчителів початкової школи з метою впровадження експериментальної діяльності у контексті STEM-освіти. Отримані результати створюють методологічну основу для подальших досліджень та відкривають нові перспективні напрями наукового пошуку у сфері інтеграції цифрових технологій, інноваційних моделей розвитку та концепції сталого розвитку у сфері початкової освіти.Посилання
AlAli, R., Al-Barakat, A., Alrosaa, T., Alotaibi, S., Abdullatif, A., & Almughyirah, S. (2025). Science Education and Environmental Identity: An Integrative Approach to Fostering Sustainability Practices in Primary School Students. Sustainability (Switzerland), 17(19), 8883. Retrieved from: https://doi.org/10.3390/su17198883.
Appelgate, M.H., & Jurgenson, K. (2022). How Engagement with Mathematics in an Integrated STEM Lesson Evolved over Four Years. Investigations in Mathematics Learning, 14(1), 63-86. Retrieved from: https://doi.org/10.1080/19477503.2021.2023965.
Bird, H., Reeder, J., Day, J., Heidrich, E., & Theodosiou, P. (2025). Power from the playground: Power-FULL Biofilms – A hands-on classroom activity using microbial fuel cells and electroactive biofilms to generate electricity. Journal of Microbiology and Biology Education, 26(3), e00144-25. Retrieved from: https://doi.org/10.1128/jmbe.00144-25.
Cai, S., Jiao, X., Li, J., Jin, P., Zhou, H., & Wang, T. (2022). Conceptions of Learning Science among Elementary School Students in AR Learning Environment: A Case Study of «The Magic Sound». Sustainability (Switzerland), 14(11), 6783. Retrieved from: https://doi.org/10.3390/su14116783.
Castro, A., Díaz, B., Aguilera, C., & Delgado, C. (2025). Using an Engineering Design Approach to Implement Interdisciplinary Integration of Sustainability, Energy, and Material Science: The Experience of Rural, Multigrade Elementary Schools. Journal of Chemical Education, 102(12), 5059-5068. Retrieved from: https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.5c00715.
Chen, Y.-W., Wang, Y., & So, W.W.M. (2025). The effects of specialist co-teaching STEM intervention on primary students’ attitudes, perceptions, behaviors, and career aspiration: A mixed-methods study in China. Research and Practice in Technology Enhanced Learning, 20, 038. Retrieved from: https://doi.org/10.58459/rptel.2025.20038.
Costa, M. C., & Domingos, A. (2023). Teachers’ Professional Knowledge to Develop STEM Integrated Tasks. Pedagogika, 149(1), 82-104. Retrieved from: https://doi.org/10.15823/p.2023.149.4.
Elsevier. Scopus [Database]. Retrieved from: https://www.scopus.com.
Ferreira, S., & Saraiva, L. (2021). Complexity of practical work in portuguese primary science textbooks. Investigacoes Em Ensino de Ciencias, 26(3), 281-297. Retrieved from: https://doi.org/10.22600/1518-8795.ienci2021v26n3p281.
Fukui, M., Kuroda, M., Amemiya, K., Maeda, M., Kumar, R., & Yadav, U. (2024). A study on the relationship between Japanese school teacher attitudes toward inquiry-based learning and their creativity. In R. Kumar, E. Ong, S. Anggoro, T. Toh, & M. Fukui (Eds.), Transdisciplinary Teaching and Technological Integration for Improved Learning: Case Studies and Practical Approaches (pp. 22-41). IGI Global Scientific Publishing, 2024. Retrieved from: https://doi.org/10.4018/979-8-3693-8217-2.ch002.
Geist, E. (2025). STEM in kindergarten and 1st grade. Reinventing STEM in Early Childho8od Education: A Constructivist Approach, 166-201. Publisher Taylor and Francis. Retrieved from: https://doi.org/10.4324/9781003488873-7.
Gerhátová, Z., Perichta, P., Drienovský, M., & Palcut, M. (2021). Temperature measurement – Inquiry-based learning activities for third graders. Education Sciences, 11(9). 506. Retrieved from: https://doi.org/10.3390/educsci11090506.
Huang, L., & Pei, X. (2024). Exploring the impact of web-based inquiry on elementary school students' science identity development in a STEM learning unit. Humanities and Social Sciences Communications, 11(1), 885. Retrieved from: https://doi.org/10.1057/s41599-024-03299-5.
Ismail, A., Isrokatun, I., Bahkti, D. D., Gumilar, S., Saprudin, S., & Hayat, M. S. (2025). AR-Enhanced Inquiry Learning in Elementary Science: Developing Students' 4C Skills. International Journal of Learning, Teaching and Educational Research, 24(11), 826-851. Retrieved from: https://doi.org/10.26803/ijlter.24.11.39.
Larkin, K., & Lowrie, T. (2023). Teaching Approaches for STEM Integration in Pre- and Primary School: A Systematic Qualitative Literature Review. International Journal of Science and Mathematics Education, 21, 11-39. Retrieved from: https://doi.org/10.1007/s10763-023-10362-1.
Li, Y., Myers, P., Geary, D.C., Robertson, T., & Popov, V. (2023). Fostering Visuospatial Skills in Children Through Inquiry-Based Learning with Origami: The Case Study of VisMO Lessons. In: Spector, J.M., Lockee, B.B., Childress, M.D. (eds) Learning, Design, and Technology: An International Compendium of Theory, Research, Practice, and Policy. Springer, Cham, 2273-2304. Retrieved from: https://doi.org/10.1007/978-3-319-17461-7_173.
Liao, Y.-C., Kim, J., Ottenbreit-Leftwich, A.T., Karlin, M., & Guo, M. (2024). Voices of Elementary Computer Science Teachers: Computer Science Integration Rationales and Practices. ACM Transactions on Computing Education, 24(4), 43, 1-26. Retrieved from: https://doi.org/10.1145/3688854.
Lin, J.-W., & Chen, Y.-M. (2023). Unpacking Students' Modeling Practices During a Modeling-Based STEM Curriculum on Highway Route Selection: Comparing Between High- and Low-Spatial Ability Students. International Journal of Science and Mathematics Education, 21, 67-86 Retrieved from: https://doi.org/10.1007/s10763-023-10384-9.
Photo, P. (2025). Teaching Experiences Connected To The Implementation Of Inquiry-Based Practical Work In Primary Science Classrooms. Research in Science Education, 55(6), 1493-1516. Retrieved from: https://doi.org/10.1007/s11165-025-10235-3.
Rogosic, R., Heidt, B., Passariello-Jansen, J., Bjornor, S., Bonni, S., Dimech, D., Arreguin-Campos, R., Lowdon, J., Jimenez Monroy, K.L., Caldara, M., Eersels, K., Van Grinsven, B., Cleij, T.J., & Dilien, H. (2021). Modular Science Kit as a support platform for STEM learning in primary and secondary school. Journal of Chemical Education, 98(2), 439-444. Retrieved from: https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.0c01115.
Silva, M.J. (2023). Children's practices with electronic sensors to understand and mitigate sound pollution in primary school. Research in Science and Technological Education, 41(1), 107-122. Retrieved from: https://doi.org/10.1080/02635143.2020.1841150.
Tho, S.W., Chu, W.W., & Fong, T.K. (2023). The innovative use of smartphones for STEM practical activities: A pilot implementation for a Malaysian primary school. Cross-Disciplinary STEM Learning for Asian Primary Students: Design, Practices, and Outcomes, 164-177. Retrieved from: https://doi.org/10.4324/9781003262237-10.
Van Eck, N.J., & Waltman, L. (2023). Manual for VOSviewer version 1.6.20. Universiteit Leiden. 54 p. Retrieved from: https://www.vosviewer.com/documentation/Manual_VOSviewer_1.6.20.pdf.
Van Eijck, T., Bredeweg, B., Holt, J., Pijls, M., Bouwer, A., Hotze, A., Louman, E., Ouchchahd, A., & Sprinkhuizen, M. (2025). Combining hands-on and minds-on learning with interactive diagrams in primary science education. International Journal of Science Education, 47(18), 2413-2433. Retrieved from: https://doi.org/10.1080/09500693.2024.2387225.
Van Uum, M.S.J., Peeters, M., & Verhoeff, R.P. (2021). Professionalising Primary School Teachers in Guiding Inquiry-Based Learning. Research in Science Education, 51, 81-108. Retrieved from: https://doi.org/10.1007/s11165-019-9818-z.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ви маєте право:
- Поширювати — копіювати та розповсюджувати матеріал у будь-якому середовищі або форматі з будь-якою метою, навіть комерційною.
- Адаптувати — реміксувати, трансформувати та створювати похідні матеріали з будь-якою метою, навіть комерційною.
Ліцензіар не може відкликати ці дозволи, поки ви дотримуєтесь умов ліцензії.
На таких умовах:
- Зазначення авторства (Атрибуція) — Ви повинні вказати авторство, надати посилання на ліцензію і вказати, чи були внесені зміни. Ви можете зробити це будь-яким розумним способом, але так, щоб не створювати враження, ніби ліцензіар підтримує вас чи ваше використання твору.
- Без додаткових обмежень — Ви не можете застосовувати юридичні умови або технологічні засоби, які юридично обмежують інших у здійсненні будь-яких дій, дозволених цією ліцензією.
Повідомлення:
- Ви не зобов'язані дотримуватися умов ліцензії щодо тих елементів матеріалу, які перебувають у суспільному надбанні, або якщо ваше використання дозволяється застосовним винятком чи обмеженням авторських прав.
- Гарантії не надаються. Ліцензія може не надавати вам усіх дозволів, необхідних для вашого передбачуваного використання. Наприклад, інші права, такі як право на публічність, право на недоторканність приватного життя або немайнові права, можуть обмежувати те, як ви використовуєте матеріал.
