The Effectiveness of Flipped Learning Instruction on Critical Thinking and Academic Engagement of Students in Science Course

Document Type : Scientific Articles

Authors

1 Assistant Professor, Department of Psychology, Payame Noor University, Tehran, Iran.

2 M.A. of Educational Psychology, Department of Psychology, Payame Noor University, Tehran, Iran

Abstract

This study aimed to investigate the effectiveness of flipped Learning instruction on the critical thinking and academic engagement of fifth-grade students in science course. A quasi-experimental pre-test-post-test control group design was employed. The population of the study consisted of all fifth-grade elementary students in Ahvaz during the first semester of the 2023-2024 academic year. A sample of 30 male students was selected using a convenience sampling method and randomly assigned to experimental and control groups, each with 15 participants. The research instruments were the Ricketts Critical Thinking Skills Test (2003) and the Reeve Academic Engagement Questionnaire (2013). The experimental group received 8 ninety-minute sessions (two sessions per week) of flipped Learning instruction based on the protocol of Bergmann and Sams (2014), while the control group received no intervention. The collected data were analyzed using multivariate analysis of covariance. The results showed that flipped Learning instruction had a significant positive effect on students' academic engagement (F=947.47, p<0.05) and critical thinking (F=255.93, p<0.05). Flipped Learning instruction, as a novel teaching method, has the potential to improve the quality of education. By providing more opportunities for active and interactive learning, it helps students enhance their critical thinking and academic engagement skills.

Keywords


اسدی، فائزه(1399). نقش روش تدریس معکوس در توسعه تفکر انتقادی، سومین کنفرانس بین‌المللی مطالعات میان‌رشته‌ای روانشناسی، مشاوره و آموزش علوم تربیتی، تهران.
اسلامی، مطهره، مهدوی نسب، یوسف، خوش‌نشین لنگرودی، زهره، و مدرسی سریزدی، آسیه السادات(1402). تأثیر بازی وارسازی در آموزش معکوس بر تفکر انتقادی دانشجویان رشته مربی کودک دانشگاه فنی حرفه‌ای شهر یزد. مطالعات روانشناسی تربیتی، 20(51)، 18-1.
ایزدی فرد، راضیه، و سپاسی، میترا(1389). اثربخشی درمان شناختی - رفتاری با آموزش مهارت حل مسئله در کاهش علائم اضطراب امتحان، مجله علوم رفتاری، 4(1)27-23.
بردبار، مریم، و صمدیه، هادی(1399). نقش واسطه‌ای کنجکاوی معرفت‌شناختی در رابطۀ بین باورهای معرفت‌شناختی و درگیری عاملی دانشجویان. مجله مطالعات آموزش و یادگیری (1) 12، 102-82.
بهمنی، مصطفی، جوادی پور، محمد، حکیم زاده، رضوان، صالحی، کیوان، و علوی مقدم، سید بهنام(1396). بررسی میزان مشارکت و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان دبیرستانی با استفاده از روش آموزش کلاس معکوس. فصل‌نامه پژوهش‌های کاربردی روان‌شناختی، (2) 8، 49-35.
جلیلی شیشوان، علی(1403). اثربخشی تفکر انتقادی بر روی صفات سه‌گانه تاریک(ماکیاولیسم، جامعه‌ستیزی و خودشیفتگی) شخصیتی دانشجویان نخبه‌ی ورزشی. مطالعات روانشناسی تربیتی، 21(53)، 204-176.
دهاقین، وحیده، و حجازی، الهه(1398). بررسی فرآیند یادگیری و انگیزش در کلاس معکوس: مقاله مروری. رویش روان‌شناسی،  8 (11).
دهقان‌زاده، شادی، جعفر آقایی، فاطمه، و خردادی آستانه، حمید(۱۳۹۷). تأثیر به‌کارگیری روش آموزشی کلاس درس معکوس بر گرایش به تفکر انتقادی دانشجویان پرستاری. مجله ایرانی آموزش در علوم پزشکی، ۱۸، 48-39.
رمضانی، ملیحه، و خامسان، احمد(1396). شاخص‌های روان‌سنجی پرسشنامه درگیری تحصیلی ریو 2013: با معرفی درگیری عاملی. فصلنامه اندازه‌گیری تربیتی، 8(29)، 204-185.
روح‌پرور، احسان، ابراهیمی قوام، صغری، دلاور، علی، سعدی پور، اسماعیل، و درتاج، فریبرز(1401). اثربخشی بسته آموزشی تفکر انتقادی بر نحوه استفاده و نگرش نوجوانان به شبکه‌های اجتماعی مجازی. فصلنامه روانشناسی نظامی، 13 (50)، 104-83.
شیخ‌الاسلامی، علی، صدری دمیرچی، اسماعیل، و محمدی، فاطمه(1402). اثربخشی روش آموزش معکوس بر گرایش به تفکر انتقادی دانش‌آموزان. پژوهش در نظام‌های آموزشی، 17(61)، 32-22.
صاحب یار، حافظ، گل محمد نژاد، غلامرضا، و برقی، عیسی(1400). اثربخشی یادگیری معکوس بر درگیری تحصیلی دانش‌آموزان دوره دوم متوسطه در درس ریاضیات. فصلنامه روان‌شناسی تربیتی، (59) 17، 316-289.
طهماسبی پور، نجف، نصری، صادق، محمد، و آخوندی، محمد شهاب(1400). اثربخشی آموزش روش مطالعه مبتنی بر نقشه ذهنی بر انگیزش پیشرفت و درگیری تحصیلی دانش‌آموزان. دو فصلنامه راهبردهای شناختی در یادگیری (17) 9، 181-163.
فتحی، محمدرضا(1398). نظریه سازنده گرایی اجتماعی و دلالت‌های آن برای فرایند یادگیری و تدریس. پویش در آموزش علوم انسانی، 5(15)، 100-86.
فرهادی، علی، ساکی، کوروش، قدم پور، عزت‌الله، خلیلی گشنیگانی، زهرا، و چهری، پرستو(1395). پیش‌بینی ابعاد درگیری تحصیلی بر اساس مؤلفه‌های سرمایه روان‌شناختی دانشجویان. دوماهنامه علمی- پژوهشی راهبردهای آموزش در علوم پزشکی، ۹ (۲): ۱33-۱27.
قره‌خانی زاده علی، غفاری نیا ابوالفضل(۱۴۰۳). بررسی مهم‌ترین فواید آموزش علوم تجربی برای دانش آموزان و نقش روش تدریس مبتنی بر آزمایش در یادگیری مؤثر این درس. دومین کنفرانس بین‌المللی پژوهش‌های مدیریت، تعلیم و تربیت در آموزش‌وپرورش، تهران.
ملکی، بهرام(1401). مدل علّی مشارکت تحصیلی بر اساس حمایت تحصیلی و سرمایه روان‌شناختی دانشجویان دانشگاه. مطالعات روانشناسی تربیتی، 19(46)، 144-127.
الوند، بی بی مریم(1395). تأثیر آموزش معکوس بر عملکرد و انگیزه پیشرفت تحصیلی درس علوم (مطالعه موردی: دانش آموزان دختر پایه ششم ابتدایی ناحیه 6 مشهد). پایان‌نامه کارشناسی ارشد. موسسه آموزش عالی غیردولتی غیرانتفاعی سنباد گلبهار.
یکتای کوشالی، محمدحسین، رمضانی، ابوذر، پور نجفی، ساناز، و اسماعیل‌پور بندبنی، محمد(۱۳۹۶). بررسی رابطه سواد اطلاعاتی و تفکر انتقادی در دانشجویان: یک مطالعه مقطعی. آموزش پرستاری، ۶ (۵)، 8-1.
یوسفی، ناهید(1403). نقش درس علوم تجربی در زندگی دانش آموزان. اولین کنفرانس بین المللی انقلاب علوم انسانی اسلامی، ساری.
Alsaleh, N. J. (2020). Teaching Critical Thinking Skills: Literature Review. Turkish Online Journal of Educational Technology-TOJET, 19(1), 21-39.
Arthi, M. P., & Gandhimathi, S. N. S. (2025). Research trends and network approach of critical thinking skills in English Language Teaching–A bibliometric analysis implementing R studio. Heliyon. 11(2):e42080
Bergmann, J. & Sams, A. (2014). Flipped learning: Gateway to student engagement. International Society for Technology in Education.
Bezanilla, M. J., Nogueira, D. F., Poblete, M., & Domingues, H. G. (2019). Methodologies for teaching- learning critical thinking in higher education: the teachers view. Thinking Skills and Creativity, 33:1-10.
Bransford, J. D., Brown, A. L., & Cocking, R. R. (Eds.). (2000). How people learn: Brain, mind, experience, and school. National Academy Press.
D’Alessio, A. F., Avolio, B. E., & Charles, V. (2019). Studying the impact of critical thinking on the academic performance of executive MBA student’s. Thinking Skills & Creativity, 31:275-283. http://doi. org/10. 1016/j. tsc. 2019. 02. 002
Deci, E. L., & Ryan, R. M. (2000). Self-determination theory and the facilitation of intrinsic motivation, social development, and well-being. American Psychologist, 55(1), 68-88.
Gaughan, J. E. (2014). The flipped classroom in world history. History Teacher, 47 (2), 221-244.
Hughes, J. N., & Cao, Q. (2018). Trajectories of teacher-student warmth and conflict at the transition to middle school: Effects on academic engagement and achievement. Journal of school psychology, 67, 148-162.
Jarvis, W., Halvorson, W., Sadeque, S., & Johnston, S. (2014). A large class engagement (LCE) model based on service-dominant logic (SDL) and flipped classrooms. Education Research and Perspectives, 41 (1), 1-24.
Johnson, D. W., & Johnson, R. T. (2009). An educational psychology success story: Social interdependence theory and cooperative learning. Educational researcher, 38(5), 365-379.
 Karaca, C., & Ocak, M. (2017). Effect of flipped learning on cognitive load: A Higher education research. Journal of Learning and Teaching in Digital Age, 2 (1), 20-27.
Lage, M. J., Platt, G. J., & Treglia, M. (2000). Inverting the classroom: A gateway to creating an inclusive learning environment. The Journal of Economic Education, 31(1), 30-43.
Lam SF, Jimerson S, Shin H & et al. (2016). Cultural universality and specificity of student engagement in school: The results of an international study from 12 countries. Journal of Educational Psychology, 86, 137–153.
Lee, G., & Wallace, A. (2018). Flipped learning in the English as a foreign language classroom: Outcomes and perceptions. Tesol Quarterly, 52 (1), 62-84.
Leibovitch, Y. M., Beencke, A., Ellerton, P. J., McBrien, C., Robinson-Taylor, C. L., & Brown, D. J. (2025). Teachers’(evolving) beliefs about critical thinking education during professional learning: A multi-case study. Thinking Skills and Creativity, 56, 101725.
Liu, X., Wang, X., Xu, K., & Hu, X. (2023). Effect of reverse engineering pedagogy on primary school students’ computational thinking skills in stem learning activities. Journal of Intelligence, 11(2), 36.
Roediger III, H. L., & Karpicke, J. D. (2006). Test-enhanced learning: Taking memory tests improves long-term retention. Psychological science, 17(3), 249-255.
Roehl, A., Reddy, S. L., & Shannon, G. J. (2013). The flipped classroom: An opportunity to engage millennial students through active learning strategies. Journal of Family & Consumer Sciences, 105(2), 44-49
Ryan, R. M., & Deci, E. L. (2000). Intrinsic and extrinsic motivations: Classic definitions and new directions. Contemporary Educational Psychology, 25(1), 54-67
Sinval, J., Oliveira, P., Novais, F., Almeida, C. M., & Telles-Correia, D. (2025). Exploring the impact of depression, anxiety, stress, academic engagement, and dropout intention on medical students' academic performance: A prospective study. Journal of Affective Disorders.368, 665-673.
Subramaniam, R. S & Muniandy, B. (2019). The Effect of Flipped Classroom on Students’ Engagement, Technology, Knowledge and Learning, 24. 355-327. https://doi. org/10. 1007/s10758-017-9343-y.
Sweller, J., Ayres, P., & Kalyuga, S. (2011). Cognitive load theory. Springer Science & Business Media
Torres-Cano, V., Vallbona-González, A. M., & Mondejar-Pont, M. (2025). Nursing students’ outcomes in the flipped classroom approach: An integrative review. Teaching and Learning in Nursing. In Press
Tucker, B. (2012). Flipping 2.0: Practical strategies for flipping your class. Social Science Education Review, 11(1), 50-53.
Wut, T. M., Xu, J., Lee, S. W., & Lee, D. (2022). University student readiness and its effect on intention to participate in the flipped classroom setting of hybrid learning. Education Sciences12 (7), 442.
Young, T. P., Bailey, C. J., Guptill, M., Thorp, A. W., & Thomas, T. L. (2014). The flipped classroom: a modality for mixed asynchronous and synchronous learning in a residency program. Western Journal of Emergency Medicine, 15 (7), 938.
Zhao, X. (2023) “Flipped Classroom” Teaching Model Research: A Case Study of “Innovation and Entrepreneurship Education and Practice (Theory)”. Open Journal of Applied Sciences, 13, 2007-2013. doi: 10.4236/ojapps.2023.1311157.
Zou, D., Luo, S., Xie, H., & Hwang, G. J. (2022). A systematic review of research on flipped language classrooms: theoretical foundations, learning activities, tools, research topics and findings. Computer Assisted Language Learning35 (8), 1811-1837. ‏ ‏