I nte rna t io na l J o urna l o f   E v a lua t io n a nd   Resea rc h in E du ca t io n ( I J E RE )   Vo l.   15 ,   No .   4 A u g u s t   20 26 ,   p p .   3 5 4 2 ~ 3 5 5 6   I SS N:  2 2 5 2 - 8 8 2 2 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / ijer e . v 15 i 4 . 3 8 1 3 3           3542       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ere. ia esco r e. co m   Forma tion o pro fessio na l com pete ncies o fut u re bi o lo g y   teachers ba sed  o n STE M   tech no lo g ies       Sy m ba t   I ba du lla 1 ,   K a la m py Z hu m a g ulo v a 1 ,   G ulm ira   Z hu s s ipo v a 2 ,   M a k ha bb a t   Ama nb a y ev a 1   G a ni I s s a y ev 3 ,   Arda k   B o s t a no v a 3   1 D e p a r t me n t   o f   B i o l o g y ,   A b a i   K a z a k h   N a t i o n a l   P e d a g o g i c a l   U n i v e r si t y ,   A l mat y ,   K a z a k h st a n   2 D e p a r t me n t   o f   I n i t i a l   M i l i t a r y   Tr a i n i n g   a n d   P h y s i c a l   E d u c a t i o n ,   O z b e k a l i   Zh a n i b e k o v   S o u t h   K a z a k h s t a n   P e d a g o g i c a l   U n i v e r s i t y ,   S h y m k e n t ,   K a z a k h st a n   3 D e p a r t me n t   o f   B i o l o g y ,   K h o j a   A k h m e t   Y a ssaw i   I n t e r n a t i o n a l   K a z a k h - T u r k i sh   U n i v e r si t y ,   T u r k e st a n ,   K a z a k h s t a n       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   8 2 0 2 5   R ev is ed   May   18 2 0 2 6   Acc ep ted   J u n   26 2 0 2 6       Th is  stu d y   d e v e l o p e d   a n   i n teg ra t e d   p e d a g o g ica m o d e i n c o rp o ra ti n g   P y t h o n   p ro g ra m m in g ,   Ar d u i n o   b io se n so rs,  a n d   v ir tu a re a li t y   (VR)   a p p li c a ti o n s   a ime d   a b io lo g y   tea c h e train in g .   T h e   2 0 - we e k   stu d y   in v o lv e d   1 2 4   p a rti c ip a n ts  (6 2   in   t h e   e x p e rime n tal  g ro u p   (EG a n d   6 2   in   t h e   c o n tro g r o u p   (CG ) ),   with   b a se li n e   c o m p e ten c y   le v e ls  a ss e ss e d   a t h e   o u tse t.   Th r o u g h   c o ll a b o ra ti v e   p ro jec ts,  p a rti c ip a n ts  c re a ted   tec h n o lo g ica a p p li c a ti o n s   in teg ra ted   wit h   b i o lo g ica c o n ten t.   S u b jec k n o wle d g e   sc o re in   th e   EG   in c re a se d   b y   4 2 . 2 %   (fro m   2 2 . 3 ± 4 . 1   t o   3 1 . 7  ± 3 . 2 ),   c o m p a re d   t o   a   1 4 . 9 %   in c re a se   in   t h e   CG   (fro m   2 2 . 1  ±  3 . 9   to   2 5 . 4  ± 3 . 7 ( p  <  0 . 0 0 1 ,   d  =  1 . 8 9 ).   Th e   m o st  su b sta n ti a g a in s   we re   o b se rv e d   i n   m o lec u lar  b io lo g y   c o m p e ten c ies 5 7 . 7 %   in   t h e   EG   v e rsu 1 8 . 2 %   in   th e   CG S c ien c e ,   tec h n o lo g y ,   e n g in e e rin g ,   a n d   m a th e m a ti c s   ( S TE M )   in teg ra ti o n   i n d ica to rs  re a c h e d   8 . 7  ±  1 . 2   v e rsu s   3 . 2  ±  1 . 8   (p  < 0 . 0 0 1 ,   r =  0 . 8 4 ).   Tec h n o l o g ica sk il l   d istri b u ti o n   re v e a led   th a t   8 9 %   o t h e   EG   a c h iev e d   in term e d iate   o e x p e rt - le v e p ro f icie n c y   i n   P y t h o n ,   c o m p a re d   to   ju st  8 %   in   t h e   CG .   Tas k   p e rfo rm a n c e   d e m o n stra ted   c a teg o rica l   d iffere n c e s:  su c c e ss   in   d e o x y ri b o n u c leic   a c id   ( DNA )   se q u e n c e   a n a ly si s   re a c h e d   9 1 . 9 %   v e rsu 2 2 . 6 %   ²  <  0 . 0 0 1 ),   a n d   s u c c e ss fu b io se n s o r   p ro g ra m m in g   re a c h e d   8 5 . 5 %   v e r su 0 % .   S e lf - e ffica c y   sc o re r o se   b y   8 6 . 9 %   (fro m   2 2 . 1  ±  6 . 7   to   4 1 . 3  ± 5 . 1 c o m p a re d   to   a   1 5 . 4 %   in c re a se   in   t h e   CG .   K ey w o r d s :   C o m p u tatio n al  b io lo g y   Dig ital liter ac y   E d u ca tio n al  tr a n s f o r m atio n   I n ter d is cip lin ar y   e d u ca tio n   Ped ag o g ical  in n o v atio n   T ea ch er   tr ain in g   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Kala m p y r   Z h u m ag u lo v a   Dep ar tm en t o f   B io lo g y ,   Ab ai  Kaz ak h   Natio n al  Ped ag o g ical  Un iv er s ity   Alm aty ,   Kaz ak h s tan   E m ail: k alaz h u m ag u lo v a@ alib ag l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   Mo d er n   b io lo g ical  s cien ce s   a r u n d er g o i n g   s ig n if ica n tr an s f o r m atio n ,   with   g en o m ics,  p r o teo m ics,  an d   m etab o lo m ics  in cr ea s in g ly   s u p p lan tin g   tr a d itio n al  r ed u ctio n is ap p r o ac h es  [ 1 ] .   I n ter n atio n al  s tu d ies  p o in to   a   g lo b al   d ec lin e   in   s cien tific   liter ac y .   Fo r   in s tan ce ,   PISA   2 0 2 5   em p h asizes  in ter d is cip lin ar y   c o m p eten cies   th at  r em ain   lar g ely   ab s en f r o m   cu r r e n teac h er   ed u ca tio n   cu r r icu la  [ 2 ] .   T h em er g e n c o f   in d u s tr y   4 . 0 ch ar ac ter ized   b y   th in teg r at io n   o f   cy b er - p h y s ical  s y s tem s n ec ess ita tes  ed u ca to r s   wh o   ca n   ef f ec tiv el y   m er g tech n o lo g ical  to o ls   with   b io lo g ical  co n ce p ts   [ 3 ] .   H o wev er ,   u n iv e r s ities   co n tin u to   p r o d u ce   co n ten t - f o cu s ed   s p ec ialis ts   wh o   lack   p r o f icien c y   in   d ig ital  tech n o l o g ies  [ 4 ] .   E m p ir ical  s tu d ies  o n   th in teg r atio n   o f   co m p u tatio n al  to o ls   ( Py th o n ,   Ar d u in o ,   an d   v ir tu al  r ea lity   o r   VR )   in to   b io lo g y   teac h e r   ed u ca tio n   r em ai n   s ca r ce   in   th p o s t - So v iet  co n tex t.  E x is tin g   tech n o lo g ical  p e d ag o g ical  co n ten k n o wled g e   ( T PAC K)   m o d els   in s u f f icien tly   ac co u n f o r   th e   s u b ject - s p ec if ic  d em a n d s   o f   b io lo g y ,   an d   v alid ate d   p e d ag o g ical  f r a m ewo r k s   tailo r ed   to   C en tr al  Asi h av n o t y et  b ee n   d ev elo p ed   [ 5 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J   E v al  &   R es E d u c     I SS N:   2252 - 8 8 2 2         F o r ma tio n   o f p r o fess io n a l c o mp eten cies o f fu tu r b io lo g y   tea ch ers   b a s ed   o n   S TEM  …  ( S ymb a t I b a d u lla )   3543   I n s titu tio n s   s u ch   as  th Dep a r tm en o f   B io lo g y   at  th Ma s s ac h u s etts   I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y   an d   Stan f o r d s   B io - X   in itiativ e x em p lify   co m p u tatio n al  b io lo g y   in te g r atio n ,   y et   r ep licatio n   ef f o r ts   o f te n   f ail     d u to   th a b s en ce   o f   s y s tem atic  p ed ag o g ical  m o d els  [ 6 ] .   W h ile  Scien ce ,   tech n o lo g y ,   en g in ee r i n g ,   an d   m ath em atics  ( STE M)   ed u ca tio n   h o ld s   th p o ten tial  t o   en h a n ce   co n ce p tu al   u n d er s tan d in g   th r o u g h   in ter d is cip lin ar y   s y n th esis ,   its   im p lem en tatio n   r em ain s   s u p er f icial,   d o m in ated   b y   r o b o tics   an d   co d in g   ac tiv ities   th at  lack   m ea n in g f u b io lo g ical  co n tex [ 7 ] .   E d u c ato r s   f r eq u en tly   a v o id   tr an s d i s cip lin ar y   p r o jects,  r esu ltin g   in   th is o latio n   o f   b io lo g ical  co n te n f r o m   m ath em atica m o d elin g   an d   en g i n ee r in g   d esig n   [ 8 ] .   Alth o u g h   v ir tu al  lab o r ato r ies  ar av ailab le,   th eir   in teg r atio n   is   h in d er ed   b y   lim ited   tec h n o lo g ical  co m p eten ce   am o n g   in s tr u ct o r s   [ 9 ] .   B io tec h n o lo g y   liter ac y   r em ai n s   in s u f f icien wo r ld wid e,   with   ed u c ato r s   d em o n s tr atin g   co n s is ten g ap s   in   th eir   u n d er s tan d in g   o f   co r g en et ic  p r in cip les  th at  u n d er p i n   b io tech n o lo g ical    ap p licatio n s   [ 1 0 ] ,   [ 1 1 ] .   I n   C en tr al  Asi a,   e d u ca tio n al  s y s tem s   ex h ib it  f r ag m e n ted   tr ajec to r ies.  T ea c h er   p r o f ess io n al   d ev elo p m e n co n tin u es  to   f o cu s   p r ed o m in an tly   o n   co n t en k n o wled g e ,   wh ile  p r o ce d u r al  co m p eten cies   n ec ess ar y   f o r   in teg r atin g   d i g ital  to o ls   r ec eiv m in im al   at ten tio n .   T ea c h er   p r ep ar atio n   p r o g r a m s   g r a d u ate  b io lo g y   in s tr u cto r s   w h o   lack   co m p u tatio n al  liter ac y   [ 1 2 ] ,   [ 1 3 ] .   T r ad itio n al  tr ai n in g   e m p h asizes  co n ten t   tr an s m is s io n   o v er   s k ill  d ev el o p m en t,  r esu ltin g   in   g r ad u ate s   wh o   ar u n f am iliar   with   Py th o n   p r o g r a m m in g ,   Ar d u in o   b io s en s o r   o p e r atio n ,   an d   VR   im p le m en tatio n   [ 1 4 ] .   R esear ch   an d   p r o ject - b ase d   co m p eten cies  ar e   also   u n d er d e v elo p e d o n ly   1 0 o f   s u r v ey e d   s tu d en ts   r ep o r t ed   co n f i d en ce   in   lea d in g   p r o j ec ac tiv ities ,   wh ile   8 2 % we r u n awa r e   o f   e x is tin g   STE p r o g r am s   [ 1 5 ] .   Kaz ak h s tan u n iv er s ities   r ep r esen illu s tr ativ ex am p les  o f   g lo b al  m o d els  o f   e d u ca tio n al   tr an s f o r m atio n ,   wh er d ig ital   in n o v atio n   ef f o r ts   o f ten   e n c o u n ter   r esis tan ce   f r o m   en t r e n ch ed   p e d ag o g ical   tr ad itio n s .   T h e   in itiativ es  o f   th Dig ital  Kaz ak h s tan   p r o g r am   co n f lict  with   co n v en tio n al  in s tr u ctio n al   ap p r o ac h es,  cr ea tin g   s y s tem ic   ten s io n   with in   h ig h e r   ed u ca ti o n   in s titu tio n s   [ 1 6 ] .   Attem p ts   to   in teg r ate  d ig ital   lab o r ato r ies  f ac p er s is ten b ar r ier s ,   in clu d in g   lim ited   f am iliar ity   with   au g m en ted   r ea lity   ( AR )   p latf o r m s ,   in s u f f icien t e x p er ie n ce   with   b i o in f o r m atics to o ls ,   an d   lack   o f   p r ac tical  tr ain in g   in v o lv in g   m o d elin g   s o f twar e   [ 1 7 ] .   I n   p r e - u n iv er s ity   cu r r icu l a,   th eo r etica co n te n co n tin u e s   to   b p r io r itized   o v er   p r o ce d u r al  co m p ete n cies,   r esu ltin g   in   g r a d u ates  wh o   lac k   f o u n d atio n al  v alu es  cr itical  f o r   e f f ec tiv tec h n o lo g ical  in t eg r atio n .   Mo r eo v er ,   non - s p ec ialis teac h in g   p r ac tices  ex ac er b ate  th is s u e b io lo g y   e d u ca to r s   wh o   ar task ed   with   teac h in g   p h y s ics an d   ch e m is tr y   f r eq u en tly   lack   p r o f icien cy   in   in ter d is cip lin ar y   tech n o lo g ical  a p p lic atio n s   [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ] .   T h r atio n ale  f o r   th is   s tu d y   s tem s   f r o m   s ev er al  in ter r elate d   f ac to r s th r ap id   a d v an c em en ts   in   co m p u tatio n al  b i o lo g y   d em a n d   p ar allel  ev o lu tio n   in   p e d ag o g ical  p r ac tices.  Fu tu r e d u ca to r s   o f ten   lack   in ter d is cip lin ar y   ex p e r ien ce ,   l im itin g   th eir   ab ilit y   to   en g ag e   s tu d en ts   m ea n in g f u lly .   STE in teg r atio n   o f f e r s   th p r o m is o f   en h an ce d   c o n ce p tu al  u n d er s tan d in g   a n d   th cu ltiv atio n   o f   s k ills   ess en tial  f o r   m o d e r n   b io lo g ical  s cien ce   ed u ca tio n .   Kaz ak h s tan s   u n iq u b ilin g u al  co n tex t,  p o s t - So v iet  p ed ag o g ical  leg ac y ,   an d   in f r astru ctu r al  d is p ar ities   u n d er s co r th n ee d   f o r   em p ir ica r esear ch   tailo r ed   to   lo ca co n d itio n s ,   wh ich   ar e   cu r r en tly   u n d e r r ep r esen te d   in   th ac ad em ic  liter atu r e.   T h s tu d y ' s   s c ien tific   n o v elty   lies   in   it s   r eg io n al  s p ec if icity co m p ar ab le  r esear ch   o n   th e   in teg r atio n   o f   STE ap p r o ac h es  with in   Kaz ak h s tan s   b io lo g y   ed u ca tio n   s ec to r   is   v ir tu ally   n o n ex is ten t.  I ts   p r ac tical  s ig n if ican ce   is   r ef lecte d   in   th p o ten tial  f o r   cu r r icu lu m   m o d er n izatio n ,   in clu d in g   t h r estru ctu r in g   o f   d is cip lin es  an d   th e   d e v elo p m en o f   tar g eted   m o d u les  ( e. g . ,   d ig ital  lab o r ato r ies,  AR / VR   ap p licatio n s ,   a n d   b io in f o r m atics  p latf o r m s ) .   T h u s o f   s y s tem atic  m eth o d o lo g y   en a b les  th r eso lu tio n   o f   p ed ag o g ical,   cu r r icu lar ,   an d   s tr u ctu r al   ch a llen g es  ass o ciate d   with   th i m p lem en tatio n   o f   in ter d is cip lin ar y   ed u ca tio n al   m o d els [ 2 0 ] ,   [ 2 1 ] .   T h s tu d y   is   aim ed   at:  i )   th d ev elo p m en an d   em p ir ic al  v alid atio n   o f   an   in te g r ate d   Py th o n Ar d u in o VR   m o d el  f o r   b i o lo g y   ed u ca tio n ii )   th e   q u a n titativ ass ess m en o f   co m p eten c y   d ev elo p m e n u s in g   co m p o s ite  in d icato r s iii )   th id en tific atio n   o f   tr an s f o r m atio n al  s h if ts   in   th p r o f e s s io n al  id en tity   o f     p r e - s er v ice  teac h e r s an d   iv )   th ad ap tatio n   o f   in ter n atio n a STE p r ac tices  to   th ed u ca tio n al  co n tex o f   Kaz ak h s tan .   T h th eo r etica c o n tr ib u tio n   lies   in   ex ten d in g   th T PAC K   f r am ewo r k   to   b io lo g ical  d is cip lin es,  wh ile  th p r ac tical  co n tr i b u tio n   co n s is ts   o f   th d esig n   o f   r e p licab le  m o d el  f o r   c u r r icu lu m   m o d er n izatio n .   Statis t ical  an aly s is   r ev ea ls   th d if f er en tiated   im p ac o f   d ig ita en g ag em en o n   co r T PAC d o m ain s :   co n ten k n o wled g e   ( C K) p ed ag o g ical  k n o wled g ( PK) ,   an d   tech n o lo g ical  k n o wled g ( T K) .   Am o n g   th ese,   CK   ex er ts   th s tr o n g est  in f lu en ce   o n   tech n o lo g ical  in te g r atio n   ( β=0 . 6 2 1 ) ,   in d icatin g   th at  f o u n d atio n al  d is cip lin ar y   ex p er tis en h a n ce s   ed u ca to r s '   ca p ac ity   f o r   tech n o lo g ical  ad a p tatio n   [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ] .   Stru ctu r ed   p r o f ess io n al  d ev elo p m en in i tiativ es  y ield   m ea s u r ab le  o u tco m es;  f o r   in s tan ce ,   s cien ce   ed u ca to r s   r ep o r t   s ig n if ican tly   im p r o v ed   s elf - ef f icac y   ( p =. 0 0 1 ,   ef f ec s ize= 0 . 9 5 ) ,   wh ile  in s tr u cto r s   in   en g in ee r i n g   an d   tech n o lo g y   d is cip lin es d o   n o d em o n s tr ate  eq u iv alen t g ain s   [ 2 4 ] .   B io lo g ical  co m p eten cies  r eq u ir d is tin ct  co n f ig u r atio n s ,   as  g lo b al  d e f icits   in   b io tech n o lo g y   liter ac y   p er s is t.  R esear ch   in d icate s   th a t e v en   ed u ca t o r s   in   co u n tr ies with   ad v an ce d   e d u ca tio n   s y s tem s ,   s u ch   as Swed en   an d   Sp ain ,   o f te n   lack   f o u n d atio n al  g en etic  c o n ce p ts   u n d er ly in g   m o d er n   b io tech n o lo g y   [ 1 1 ] .   B io lo g ical   ed u ca tio n   is   in cr ea s in g ly   f r ag m en ted   in to   tech n o lo g ical  m o d alities v ir tu al  ex p er im en ts   ar r ep lacin g   h a n d s - Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 2 2   I n J   E v al  &   R es E d u c Vo l .   15 ,   No .   4 Au g u s t   20 26 :   3 5 4 2 - 3 5 5 6   3544   o n   m an ip u latio n s ,   b io in f o r m atics  d atab ases   ar e   s u p p lan tin g   tex tb o o k - b ased   s eq u en ce   lear n in g ,   an d   au g m en ted   v is u aliza tio n s   ar b ein g   u s ed   to   r e co n s tr u ct  m o lecu lar   s tr u ctu r es.  No tab ly ,   v ir tu al  lab o r ato r ies   d em o n s tr ate  p o s itiv tr an s f er   ef f ec ts   f r o m   s im u lated   en v ir o n m en ts   to   r ea l - wo r ld   ap p licatio n ex p er im en tal   g r o u p s   ( E G)   ex h ib it g r ea ter   ti m e - ef f icien cy   a n d   c o n ce p t u al  u n d er s tan d i n g   [ 2 5 ] .   B io lo g ical  STE co m p eten cies  r esis t   s tan d ar d   o p er atio n ali za tio n   with in   co n v e n tio n al  p r o f ess io n al  co m p eten cy   f r am ewo r k s .   Stu d ies  r ev ea th at  b io lo g y   ed u ca t o r s   o f ten   lack   well - d ev elo p ed   k n o wled g o f   h o w   to   o r g a n ize  s u b ject - s p ec if ic  i n s tr u ctio n   with in   in te r d is cip lin ar y   STE c o n tex ts .   I n teg r a tio n   m eth o d o lo g ies   r em ain   u n d er - t h eo r ized   an d   u n s u p p o r ted   b y   em p ir ical  ev id en ce co n s eq u en tly ,   e d u ca t o r s   ten d   to   r ely   o n   tr ad itio n al,   teac h e r - ce n ter e d   m eth o d s   d u t o   th e   ab s en ce   o f   v alid ated   alter n ativ es  [ 2 6 ] .   T h in te g r ated   s cien ce ,   tech n o lo g y ,   en g in ee r in g ,   an d   m ath em atics   ( iSTE M )   ap p r o ac h   h as  s h o w n   p r o m is in   en h an cin g   s tu d en en g ag em e n [ 2 7 ] ,   y et  to o ls   f o r   ass ess in g   S T E M - s p ec if ic  teac h in g   co m p eten cies  r em ain   u n d er d ev elo p e d .   E x is tin g   ev a lu atio n   in s tr u m en ts   p r im ar ily   ca p tu r g en er al  p e d ag o g ical  s k ills   an d   f ail  to   ac co u n t f o r   th i n ter d is cip lin a r y   s y n th esis   ess en tial to   b io lo g ical  ap p licatio n s   [ 2 8 ] .   T h eo r etica d e f icien cies  ar is f r o m   d is cip lin ar y   is o latio n .   E x is tin g   STE f r am ewo r k s   f r eq u e n tly   o v er lo o k   th d u al  n atu r o f   b io lo g y   as  b o th   an   o b s er v atio n al  an d   ex p er im e n tal  s ci en ce .   Ass es s m en in s tr u m en ts   ten d   to   m ea s u r g en er al  en g ag em e n r ath e r   th an   d is cip lin e - s p ec if ic  co m p et en cies.  Mo r eo v e r ,   teac h er   p r ep ar atio n   p r o g r am s   o f ten   lac k   co m p r eh en s iv e   co n ce p tu al  f o u n d atio n s   lin k in g   s u b ject - m atter   ex p er tis with   tech n o lo g ical  in teg r atio n c u r r e n r esear ch   ten d s   to   f r ag m e n th ese   co m p o n en ts   r ath er   th an   s y n th esize  th em .   C o m p eten cy   m o d els  tailo r ed   to   b io l o g y   r em ai n   ab s en t,  with   e x is tin g   f r am ewo r k s   p r ed o m i n an tly   o r ien ted   to war d   ch em is tr y .   T r ad itio n al  m o d els  o f   b io lo g y   teac h er   p r e p ar atio n   n o   lo n g er   m ee th d em an d s   o f   2 1 s t - ce n tu r y   ed u ca tio n .   T h r ap id   p r o g r es s   in   co m p u tatio n al  b io lo g y   n ec ess itate s   p ed ag o g ical  ev o lu tio n .   Pro s p ec tiv e   ed u ca to r s   o f ten   lac k   s u f f icien ex p er ien ce   with   in ter d is cip li n ar y   ap p r o ac h es,  lim itin g   th ei r   ab ilit y   to   en g ag e   s tu d en ts   f o r   wh o m   d ig ital  tec h n o lo g ies  co n s titu te  n atu r al  lear n in g   en v i r o n m e n t.  STE in teg r atio n   o f f er s   p r o m is in g   av en u f o r   en h a n c in g   co n ce p tu al   u n d er s tan d in g ,   f o s ter in g   p r ac tical  s k ills ,   a n d   d ev elo p i n g   th p r o f ess io n al  p o te n tial r eq u ir e d   f o r   co n tem p o r ar y   b io lo g y   ed u ca tio n .   T h o b jectiv e   o f   t h s tu d y   is   t o   d ev elo p   a n d   ev alu ate  an   in teg r ated   p ed a g o g ical  m o d el   aim ed   at  f o s ter in g   th p r o f ess io n al  co m p eten cies  o f   f u t u r b io l o g y   teac h er s   th r o u g h   th im p lem en tatio n   o f   STE M   tech n o lo g ies.  R esear ch   task s i)   to   d esig n   in n o v ativ e d u c atio n al  r eso u r ce s   th at  m er g co m p u tatio n al   to o ls   ( Py th o n /Ar d u in o )   with   b io l o g i ca co n ten at  th u n iv er s ity   lev el ;   ii)   to   ass e s s   th p ed ag o g ic al  ef f ec tiv en ess   o f   u s in g   VR /AR   ap p licatio n s ,   in ter n et  o f   th in g s   ( I o T ) - b ased   s en s o r s ,   an d   b i o in f o r m atics  p latf o r m s   in   b io l o g y   teac h er   ed u ca tio n ;   iii)   to   q u a n titativ ely   ev alu ate  ch an g es  in   CK ,   m eth o d o lo g ical  s k ills ,   an d   tech n o lo g ical   liter ac y   f o llo win g   th im p lem en tatio n   o f   in teg r ated   STE tech n o lo g ies an d   iv )   to   d o cu m e n s h if ts   in     p r e - s er v ice  teac h e r s   attitu d es  to war d   tech n o lo g y   in te g r atio n   th r o u g h   in ter v iews,  s elf - ef f icac y   s u r v ey s ,   a n d   b eh av io r al  o b s er v atio n s .       2.   M E T H O D   2 . 1 .     M et ho do lo g ic a f ra m ew o rk   o f   t he  s t ud y   T h is   r esear ch   em p lo y ed   m i x ed - m eth o d s   d esig n ,   co m b i n in g   q u a n titativ ass ess m en o f   c o m p eten cy   d ev elo p m e n with   q u alitativ ex p lo r ati o n   o f   p ar ticip an ts '   tr an s f o r m ativ ex p er i en ce s .   Pre -   an d     p o s t - in ter v en tio n   test in g   was   co n d u cted   to   ev alu ate  g ain s   in   s u b ject - s p ec if ic  k n o wled g e.   Sem i - s tr u ctu r ed   in ter v iews  ca p tu r ed   s h if ts   in   p ar ticip an ts   p er ce p tio n s   o f   STE M - r elate d   teac h in g   a n d   lear n in g .   T h e m atic  an aly s is   was a p p lied   to   n ar r ati v d ata  to   id e n tify   r ec u r r in g   p atter n s   an d   in ter p r etiv th em e s .   T h alig n m en o f   in s tr u m e n ts   with   r esear ch   o b jectiv es ,   as  s h o wn   in   T ab le  1 ,   en s u r es  th m eth o d o l o g ical  tr ian g u latio n   o f   th s tu d y s   aim s .   Ob jectiv 1   r elies  o n   q u alitativ ex p er ev alu atio n   o f   r eso u r ce s s u ch   p r o ce d u r e   is   ap p r o p r iate   f o r   th e   an al y s is   o f   in s tr u ctio n al   m ater ials ,   as  n u m er ical  in d icato r s   alo n ca n n o ad e q u ately   ca p t u r p ed ag o g ical  co h e r en ce .   Ob jectiv es  2   an d   3   ar g r o u n d ed   in   q u an titativ m ea s u r es,  en ab lin g   s tatis tica co m p ar is o n   b etwe en   ex p e r im en tal  an d   c o n tr o co n d itio n s .   Ob jectiv 4   co m b in es  s tr u ctu r ed   s ca les  with   s em i - s tr u ctu r ed   in ter v iews;   th is   m ix ed - m eth o d s   ap p r o ac h   m ak es  it  p o s s ib le  to   d o c u m en m ea s u r ab le  c h an g es  in   s elf - ef f icac y   alo n g s id e   in ter p r etiv e   d im e n s io n s   o f   p r o f ess io n al  id en tity   tr an s f o r m atio n .       T ab le  1 .   Alig n m e n t b etwe en   r esear ch   o b jectiv es a n d   d ata  co llectio n   in s tr u m en ts   O b j e c t i v e   I n st r u me n t   D a t a   t y p e   O b j e c t i v e   1   ( e d u c a t i o n a l   r e s o u r c e s)   Ex p e r t   e v a l u a t i o n   o f   a r t e f a c t s   Q u a l i t a t i v e   O b j e c t i v e   2   ( p e d a g o g i c a l   e f f e c t i v e n e s s)   K n o w l e d g e   t e st s ,   l e ss o n   r u b r i c s   Q u a n t i t a t i v e   O b j e c t i v e   3   ( c h a n g e s   i n   c o m p e t e n c e )   Pre -   a n d   p o st - t e st s ,   o b s e r v a t i o n   Q u a n t i t a t i v e   O b j e c t i v e   4   ( c h a n g e s   i n   a t t i t u d e s)   I n t e r v i e w s,  s e l f - e f f i c a c y   sca l e s   M i x e d - me t h o d s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J   E v al  &   R es E d u c     I SS N:   2252 - 8 8 2 2         F o r ma tio n   o f p r o fess io n a l c o mp eten cies o f fu tu r b io lo g y   tea ch ers   b a s ed   o n   S TEM  …  ( S ymb a t I b a d u lla )   3545   Ob s er v atio n   p r o to c o ls   wer u s ed   to   d o cu m en b e h av io r al  tr a n s f o r m atio n s   d u r i n g   lab o r at o r y   s ess io n s   th r o u g h   s y s tem atic  r e co r d i n g .   T h e   s elec tio n   o f   s em i - s tr u ctu r ed   in te r v iews  was  d r i v en   b y   th n ee d   to   ca p t u r e   p ar ticip an ts   s u b jectiv tr an s f o r m atio n al  ex p e r ien ce s th is   ap p r o ac h   co r r esp o n d s   to   o b ject iv 4 .   Ob s er v atio n   p r o to co ls   e n ab led   o b jectiv e   v er if icatio n   o f   s elf - r ep o r ts r ec o r d ed   in s tan ce s   o f   ac tu al  b eh av io r   in   th e   ed u ca tio n al  e n v ir o n m en t   s er v ed   as  an   in d e p en d e n s o u r ce   o f   ev i d en ce .   s tr u ctu r ed   o b s er v atio n   ch ec k lis p r o v id e d   q u an titativ m ea s u r em en t o f   s tu d en t e n g ag em en t   ac r o s s   ten   d is tin ct  b eh av io r al  in d icato r s .     2 . 2 .     Study   des ig n   2 . 2 . 1 .   B a s eline  a s s es s m ent   ( wee k s   1 2)   T h s tu d y   was  co n d u cted   o v er   a   2 0 - wee k   p er io d ,   f r o m   Sep tem b er   2 0 2 4   to   J an u ar y   2 0 2 5 .   Par ticip an ts   wer r an d o m ly   a s s ig n ed   to   e x p er im en tal   ( n = 6 2 )   an d   c o n tr o l   ( n = 6 2 )   g r o u p s   d u r i n g   t h in itial  b aselin ass ess m en p h ase  ( week s   1 2 ) ,   f o llo win g   th e   co lle ctio n   o f   d em o g r ap h ic  d ata.   At   th is   s tag e,   b aselin in d icato r s   wer estab lis h ed   th r o u g h   s u b ject - s p ec if ic  k n o wled g test s ,   s elf - as s ess m en s u r v ey s ,   an d   ev alu atio n s   o f   tec h n o lo g ical  p r o f icien cy .     2 . 2 . 2 .   I nte rv ent io ph a s ( wee k s   3 1 4 )   Du r in g   th e   s ec o n d   p h ase  ( we e k s   3 1 4 ) ,   d i f f er en tiated   i n s tr u ctio n al  in ter v en tio n s   wer im p lem en ted .   T h EG   en g ag ed   in   in teg r ated   STE m o d u les  th at  in co r p o r ate d   Py th o n   p r o g r am m in g ,   Ar d u in o   m icr o co n tr o ller s ,   an d   VR /AR   ap p licatio n s .   Par ticip an ts   in   th EG   atten d ed   wee k ly   th r ee - h o u r   lab o r ato r y   s ess io n s .   I n   co n tr ast,  th co n tr o g r o u p   ( C G)   r ec eiv ed   tr ad i tio n al  lectu r e - b ased   in s tr u ctio n ,   wh ich   in clu d e d   d id ac tic  Po wer Po in lectu r es  ( 1 0 8   m in u tes/ 6 0 o f   class   tim e) ,   th e o r etica s em in ar s   f o c u s ed   o n   co n ce p tu al  d is cu s s io n   ( 4 5   m in u tes/ 2 5 %),   an d   la b o r ato r y   s ess io n s   u tili zin g   m icr o s co p y   an d   p r e - p r ep ar e d   s am p les     ( 2 7   m in u tes/ 1 5 %).   I n s tr u ctio n al  m eth o d s   in   th CG   p r e d o m in an tly   ad h er ed   to   ex p l an ato r y - illu s tr ativ e   ap p r o ac h es  ( 4 7 %),   r e p r o d u ctiv tech n iq u es  ( 3 1 %),   a n d   p ar tially   in q u ir y - b ased   m eth o d s   ( 2 2 %).   T ec h n o lo g ical  in teg r atio n   was  lim ited   to   th u s o f   p r o jecto r s ,   d ig ital  tex tb o o k s ,   an d   o th e r   d ig ital  to o ls ,   with   m in im al  d ir ec in ter ac ti o n   o r   h an d s - o n   m an i p u latio n .   Ass es s m en m ec h an is m s   p r im ar il y   co n s is ted   o f   wr itten   ex am in atio n s   ( 6 5 %)  an d   o r al  q u esti o n in g   ( 3 5 %),   with   n o   ev alu atio n   o f   d ig ital c o m p eten ci es.     2 . 2 . 3 .   P ro j ec t   wo r k   ( 1 5 1 6   w ee k s )   I n   th e   th ir d   p h ase  ( wee k s   1 5 1 6 ) ,   b o th   ex p er im en tal  a n d   CG   p ar ticip an ts   d e v elo p ed   in ter d is cip lin ar y   p r o jects  in teg r atin g   b io lo g ica co n ce p ts   with   tech n o lo g ical   ap p licatio n s .   T h ese  i n clu d ed   d eo x y r ib o n u clei c   ac id   ( DNA)   b ar co d in g   s y s tem s ,   ec o lo g ical  m o n ito r in g   n e two r k s ,   an d   p h y s io lo g ical  m o d elin g   p r o to ty p es.   Par ticip an ts   also   ex p lo r ed   in n o v ativ ed u ca tio n al  r eso u r c es  s u ch   as  in ter ac tiv A R   m o d els  o f   ce llu lar   s tr u ctu r es,  Py th o n - b ased   p h y l o g en etic  an aly s is   to o ls ,   an d   Ar d u in o - p o wer e d   ec o lo g ical  m o n ito r in g   s tatio n s .     2. 2 . 4 .   Ass ess m ent   a f t er   t he  inte rv ent io n ( 1 7 t h we e k )   T h f in al  p h ase  ( wee k   1 7 )   in v o lv e d   p o s t - in ter v en tio n   ass es s m en ts ,   id en tical  to   th in itial  m ea s u r em en ts .   T h r ee   tr ain ed   ex p er ts   in d e p en d e n tly   ev al u ated   s u b ject  k n o wled g test s ,   d em o n s tr atio n s   o f   tech n o lo g ical  s k ills ,   an d   p e d ag o g ical  d esig n   ar tifa cts.  I n t er - r ater   r eliab ilit y   was  h ig h   ( κ= 0 . 8 9 ) ,   in d icatin g   s tr o n g   co n s is ten cy   in   ex p er t e v alu atio n s .     2 . 2 . 5 .   Co llect io n o f   qu a lita t iv da t a   ( wee k s   1 8 19)   I n   th f if th   p h ase  (w ee k s   1 8 1 9 ) ,   in d iv id u al  in ter v iews  ( las tin g   4 5 6 0   m in u tes)  wer co n d u cted   to   ex am in ch an g es  in   p ar ticip a n ts   ex p er ien tial  p er s p ec tiv es ,   as  s h o wn   in   T ab le  2 .   T h s u b ject   k n o wled g ass es s m en ts   d ev elo p ed   b y   th r esear ch   team   co n s is ted   o f   4 0   item s ,   wh ich   h a d   p r e v io u s ly   b ee n   v alid ated   th r o u g h   p ilo t te s tin g   in v o lv in g   4 5   s tu d en ts   wh o   wer n o t p ar t   o f   th m ai n   s tu d y   s am p le.     2 . 2 . 6 .   O bs er v a t io n sta g e   ( 2 0 t h we ek )   T h s ix th   p h ase  ( wee k   2 0 )   in v o lv ed   t h im p lem en tatio n   o f   s y s tem atic  class r o o m   o b s er v atio n   p r o to co ls .   E ig h tr ain ed   o b s er v er s   d o cu m e n ted   to tal  o f   2 4 8   d em o n s tr atio n   less o n s   ( f o u r   p er   p a r ticip an t) ,   em p lo y in g   s tr u ctu r e d   b eh a v io r al  ch ec k lis ts .   Ob s er v er   tr ain i n g   en s u r e d   h ig h   lev el   o f   in t er - co d er   ag r ee m e n t,   ac h iev in g   9 2 % c o n c o r d a n ce   a cr o s s   co d in g   ca teg o r ies p r io r   t o   d ata  co llectio n .     2 . 3 .     Sa m pli ng   Par ticip an ts   wer r ec r u ited   f r o m   u n d er g r ad u ate  s tu d e n ts   m ajo r in g   in   b io lo g y   at  th r ee   r eg io n al   u n iv er s ities   in   Kaz ak h s tan   d u r in g   th 2 0 2 4 2 0 2 5   ac ad em ic  y ea r Ab ai  Kaz ak h   N atio n al  Ped ag o g ical   Un iv er s ity ,   Pav lo d ar   Ped ag o g ical  Un iv er s ity ,   an d   So u th   Ka za k h s tan   State  Ped ag o g ical  U n iv er s ity .   to tal  o f   1 2 4   s tu d en ts   p a r ticip ated   in   t h s tu d y ,   d r awn   f r o m   s tr atif ied   r an d o m   s am p le  co m p r is in g   th ir d - y ea r   ( n = 6 8 )   an d   f o u r th - y ea r   ( n = 5 6 )   s tu d e n ts   en r o lled   in   teac h er   ed u ca t io n   p r o g r am s   at  th af o r e m en tio n ed   in s titu tio n s .   I n clu s io n   cr iter ia  r eq u ir e d   co m p letio n   o f   co r b i o lo g y   c o u r s es  ( m in im u m   9 0   E u r o p ea n   C r ed it  T r an s f er   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 2 2   I n J   E v al  &   R es E d u c Vo l .   15 ,   No .   4 Au g u s t   20 26 :   3 5 4 2 - 3 5 5 6   3546   Acc u m u latio n   Sy s tem   o r   E C T S   cr ed its ) ,   p a r ticip atio n   i n   teac h in g   p r ac ticu m ,   an d   n o   p r io r   ex p er ie n ce   in   p r o g r a m m in g .   E x cl u s io n   cr ite r ia  in clu d e d   p r ev io u s   p r o g r am m in g   ex p er ien ce   b ey o n d   an   in tr o d u cto r y   c o u r s e,   co n cu r r en en r o llm en in   c o m p u ter   s cien ce   p r o g r am s ,   d o cu m en ted   lear n in g   d if f icu lties   th at  co u ld   in te r f er e   with   tech n o lo g y   u s e,   an d   in c o m p lete  co r co u r s ewo r k   in   b io lo g y .   T h EG   ( n ₁= 6 2 3 9   f em ales,  2 3   m ales;   m ea n   ag e= 2 1 . 3 ± 1 . 4   y ea r s )   wa s   b alan ce d   in   ter m s   o f   g en d er   an d   y ea r   o f   s tu d y .   T h CG   ( n ₂= 6 2 4 1   f em ales,   2 1   m ales;  m ea n   a g e= 2 1 . 5 ± 1 . 3   y ea r s )   was  m atch ed   f o r   d e m o g r ap h ic  ch ar ac ter is tics .   T h s am p le  r e f lecte d   d iv er s s o cio - ec o n o m ic   b ac k g r o u n d   co n s is ten with   t h u n iv er s ity s   d em o g r a p h ic  p r o f iles 3 1 wer e   f ir s t - g en er atio n   u n iv er s ity   s tu d en t s ,   4 2 ca m f r o m   r u r al  ar ea s ,   an d   2 7 wer f r o m   u r b an   ce n ter s .   Aca d em ic   p er f o r m an ce   was  co m p a r ab le  ac r o s s   g r o u p s ,   with   an   av er ag GPA  o f   3 . 4 2 ± 0 . 3 8   in   t h EG   an d   3 . 3 9 ± 0 . 4 1   i n   th CG .   Par ticip an r ec r u itm en was  co n d u cte d   v ia  o f f icial  ac ad e m ic  em ail  s y s tem s   tar g etin g   th ir d -   an d   f o u r th - y ea r   s tu d en ts   e n r o lled   in   b io lo g y   teac h er   ed u ca tio n   p r o g r a m s .   Ou t   o f   1 8 7   in itial  r esp o n s es,  1 2 4   p ar ticip an ts   m et  th in clu s io n   cr iter ia.   Fo r   th in ter v iew  s u b s am p le,   m ax im u m   v ar iatio n   s am p lin g   s tr ateg y   was  ap p lied .   T wen ty - f o u r   p a r ticip an ts   ( 1 2   f r o m   ea ch   g r o u p )   wer e   s elec ted   to   r ep r ese n d if f er e n GPA   q u ar tiles ,   g en d e r   d is tr ib u tio n ,   an d   lev els o f   tec h n o lo g ical  r ea d in ess .       T ab le  2 .   E x am p les o f   s em i - s tr u ctu r ed   in te r v iew  q u esti o n s   A sp e c t   Q u e st i o n   Te c h n o l o g i c a l   se l f - e f f i c a c y   D e scri b e   y o u r   l e v e l   o f   c o n f i d e n c e   w h e n   p r o g r a mm i n g   b i o l o g i c a l   si m u l a t i o n i n   P y t h o n :   w h i c h   s p e c i f i c   f u n c t i o n p o se d   c h a l l e n g e d u r i n g   y o u r   i n i t i a l   a t t e m p t s?   P e d a g o g i c a l   t r a n sf o r ma t i o n   H o w   h a s   t h e   i n t e g r a t i o n   o f   A r d u i n o   b i o se n s o r a l t e r e d   y o u r   c o n c e p t u a l   a p p r o a c h   t o   t e a c h i n g   l a b o r a t o r y - b a s e d   su b j e c t i n   sec o n d a r y   e d u c a t i o n ?   Ev o l u t i o n   o f   CK   C o m p a r e   t h e   p o ssi b i l i t i e o f   mo l e c u l a r   v i su a l i z a t i o n   b e f o r e   a n d   a f t e r   t h e   i mp l e me n t a t i o n   o f   V R :   w h i c h   st r u c t u r a l   f e a t u r e b e c a me   mo r e   c o m p r e h e n si b l e ?   I n t e r d i s c i p l i n a r y   sy n t h e si s   Ex p l a i n   t h e   c o n n e c t i o n y o u   p e r c e i v e   b e t w e e n   c o m p u t a t i o n a l   a l g o r i t h ms  a n d   t h e   e c o l o g i c a l   d y n a m i c s   o f   p o p u l a t i o n s.   I mp l e me n t a t i o n   b a r r i e r s   I d e n t i f y   t h r e e   t e c h n o l o g i c a l   b a r r i e r e n c o u n t e r e d   w h i l e   c o mp l e t i n g   t h e   S TEM   mo d u l e ;   r a n k   t h e i n   t e r ms  o f   t h e i r   p e d a g o g i c a l   i m p a c t .   M o t i v a t i o n a l   s h i f t s   Tr a c e   t h e   e v o l u t i o n   o f   y o u r   e n t h u s i a sm  f o r   t e a c h i n g   b i o l o g y   w i t h   t e c h n o l o g y   o v e r   t h e   1 2 - w e e k   i n t e r v e n t i o n   p e r i o d .   A ssessme n t   o f   s k i l l   t r a n sf e r   D e mo n st r a t e   h o w   P y t h o n - b a se d   d a t a   a n a l y si m e t h o d c a n   b e   a p p l i e d   t o   g e n o me  se q u e n c e   a l i g n m e n t   t a s k s.   P l a n s fo r   f u t u r e   i n t e g r a t i o n   S p e c i f y   w h i c h   S T EM   t o o l y o u   p l a n   t o   u se  d u r i n g   y o u r   st u d e n t   t e a c h i n g   p r a c t i c u m.   C o l l a b o r a t i v e   l e a r n i n g   A n a l y z e   p a t t e r n o f   p e e r   i n t e r a c t i o n   d u r i n g   A r d u i n o   p r o g r a mm i n g   sessi o n s:   w h a t   f o r ms  o f   k n o w l e d g e   e x c h a n g e   o c c u r r e d ?   A ssessme n t   i n n o v a t i o n   D e si g n   a n   a u t h e n t i c   a ss e ssm e n t   t a sk   t h a t   i n t e g r a t e b i o i n f o r m a t i c s   w i t h   t r a d i t i o n a l   c o n t e n t   e v a l u a t i o n .   C o g n i t i v e   l o a d   man a g e me n t   I n   w h i c h   i n st a n c e d i d   t h e   s i mu l t a n e o u l e a r n i n g   o f   t e c h n o l o g i e a n d   b i o l o g i c a l   c o n t e n t   l e a d   t o   c o g n i t i v e   o v e r l o a d ?   P r o f e ssi o n a l   i d e n t i t y   H o w   h a t h e   d e v e l o p m e n t   o f   S T EM   c o m p e t e n c i e i n f l u e n c e d   y o u r   se l f - p e r c e p t i o n   a a   n o v i c e   b i o l o g y   e d u c a t o r ?   R e s o u r c e   e v a l u a t i o n   Ev a l u a t e   t h e   p e d a g o g i c a l   e f f e c t i v e n e s s o f   t h r e e   d i g i t a l   p l a t f o r ms  u se d   i n   t h e   i n st r u c t i o n a l   mo d u l e s .   Th e o r e t i c a l   a p p l i c a t i o n   A p p l y   p r i n c i p l e o f   c o n st r u c t i v i s t   l e a r n i n g   t o   y o u r   e x p e r i e n c e   o f   e x p l o r i n g   c e l l u l a r   s t r u c t u r e u si n g   V R .   S u st a i n a b i l i t y   q u e s t i o n s   W h i c h   i n st i t u t i o n a l   s u p p o r t   st r u c t u r e w o u l d   e n a b l e   c o n t i n u e d   S TE M   i n t e g r a t i o n   a f t e r   g r a d u a t i o n ?   S y n t h e si s   o f   r e f l e c t i o n s   A r t i c u l a t e   a   si g n i f i c a n t   c o n c e p t u a l   s h i f t   t h a t   o c c u r r e d   d u r i n g   t h e   c o u r se   o f   t h e   e x p e r i me n t .       2 . 4 .     Da t a   a na ly s is   Su b ject - m atter   k n o wled g e   wa s   ass es s ed   u s in g   a   4 0 - item   test   d ev elo p ed   b y   th r esear ch   tea m   th r o u g h   an   iter ativ d esig n   p r o ce s s .   Pi lo test in g   in v o lv in g   4 5   s tu d e n ts   n o p ar ticip atin g   in   t h m a in   s tu d y   co n f ir m ed   th in s tr u m en t’ s   r eliab ilit y ,   y i eld in g   C r o n b ac h s   alp h o f   0 . 8 7 .   R esp o n s es  wer in d ep e n d en tly   ev alu ated   b y   th r ee   ex p e r ts   u s in g   s tan d ar d iz ed   r u b r ics.  Dis cr ep an cies  am o n g   ev alu at o r s   wer r eso lv e d   t h r o u g h   co n s en s u s - b ased   d is cu s s io n ,   r esu ltin g   in   f in al  ag r ee m en r ate  o f   9 4 %.  T h ass es s m en co m p r is ed   th r ee   s u b s ca les.     T h Mo lecu lar   b io lo g y   s u b s ca le  ( 1 5   item s )   ev alu ated   s tu d en ts   u n d e r s tan d in g   o f   g en eti an d   b io ch em ical   co n ce p ts .   T h ec o lo g y   s u b s ca le  ( 1 2   item s )   ass es s ed   s y s te m s   th in k in g   co m p ete n cies,  wh ile  th p h y s i o lo g y   s u b s ca le  ( 1 3   item s )   m ea s u r ed   co m p r eh e n s io n   o f   o r g an is m al  f u n ctio n s .   L ess o n   ev alu atio n   r u b r ics  f o cu s ed   o n   f o u r   p r im ar y   asp ec ts in teg r atio n   o f   STE M,   wh ic h   r ef lecte d   in ter d is cip lin ar y   co n n ec tio n s   an d   tech n o l o g y   u s e;  in ter ac tiv ity ,   wh ich   ca p tu r ed   s tu d en en g ag em en s tr ateg ies  an d   co llab o r ativ s tr u ctu r es;  d if f er en tiatio n ,   w h ich   ad d r ess ed   r esp o n s iv en ess   to   d iv er s lear n in g   s ty les  an d   th in clu s io n   o f   s u p p o r t   m ec h an is m s an d   ass ess m en in n o v atio n ,   wh ich   em p h asized   t h u s o f   au th en tic   task s   an d   f o r m ativ e   f ee d b ac k .   Dig ital  liter ac y   m atr ices  wer u s ed   t o   class if y   p a r ticip an ts   co m p eten cies  ac r o s s   f iv p r o f icien c y   lev els  f o r   ea c h   o f   t h em p lo y ed   tech n o lo g ies.  T h in n o v ativ e n ess   o f   in ter d is cip lin ar y   p r o jects  was  ev alu ated   b y   th ex p er p an el  b ased   o n   s y n th esis   o f   o r ig i n ality ,   tech n ic al  co m p lex ity ,   an d   p ed ag o g ical  ap p licab ilit y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J   E v al  &   R es E d u c     I SS N:   2252 - 8 8 2 2         F o r ma tio n   o f p r o fess io n a l c o mp eten cies o f fu tu r b io lo g y   tea ch ers   b a s ed   o n   S TEM  …  ( S ymb a t I b a d u lla )   3547   E x p lo r ato r y   f ac to r   an aly s is   id en tifie d   f o u r   laten co n s tr u cts  th at  ex p lain ed   6 7 . 3 o f   th to tal   v ar ian ce tr an s f o r m atio n al  o r i en tatio n   ( 2 4 . 1 %),   tech n ical  s e lf - ef f icac y   ( 1 9 . 7 %),   i n ter d is cip lin ar y   co m p eten ce   ( 1 4 . 2 %),   a n d   r ea d in ess   f o r   im p lem en tatio n   ( 9 . 3 %).   R esp o n s m o d elin g   en ab le d   th e   d if f er en tiatio n   o f   p ar ticip an ts   u s in g   d is cr im in a n f u n ctio n   an aly s is ,   y ield in g   s tatis t ically   s ig n if ican r esu lt  ( W ilk s   λ =0 . 3 1 ,   p <0 . 0 0 1 ) .   CG   r esp o n s es  clu s ter ed   ar o u n d   in d icato r s   o f   t r a d itio n al  p ed a g o g y ,   wh ile  EG   r esp o n s es  r ef lecte d   in cr ea s ed   tech n o l o g ical  in teg r atio n   an d   i n ter d is cip lin ar y   aw ar en ess .     2 . 5 .     St a t is t ica da t a   a na ly s is   Par am etr ic  an aly s es  wer co n d u cted   u n d e r   th ass u m p ti o n   o f   n o r m al  d is tr ib u tio n ,   wh ich   was   co n f ir m e d   u s in g   Sh ap i r o W ilk   test s   ( p >0 . 0 5 ) .   I n d e p en d en t - test s   wer em p l o y ed   to   c o m p ar e     p o s t - in ter v en tio n   o u tco m es  b e twee n   g r o u p s ,   wh ile  p air e d   t - t ests   as s ess ed   with in - g r o u p   c h an g es.  E f f ec s izes  ( C o h en s   d )   wer ca lcu lated   to   q u an tify   p r ac tical  s ig n if ica n ce .   No n - p ar am etr ic  alter n ati v es,  in clu d in g   th e   Ma n n W h itn ey   test   an d   th W ilco x o n   s ig n ed - r an k   test ,   wer ap p lied   t o   o r d in al  d ata  d er iv ed   f r o m   s ca led   ass es s m en ts .   C h i - s q u ar test s   wer u s ed   to   e x am in ca teg o r ical  d if f er e n ce s   in   task   p e r f o r m an ce   i n d icato r s .   Pear s o n   co r r elatio n s   wer e   c o m p u ted   to   ex p l o r r elatio n s h ip s   am o n g   c o m p eten c y   d o m ain s .   M u ltip le  r eg r ess io n   m o d els  wer ap p lie d   to   p r ed ict  p r o ject  in n o v ativ e n ess   s co r es  b ased   o n   v ar io u s   co m p eten cy - r elate d   p r ed icto r s .   Qu alitativ d ata  wer s u b jecte d   to   in d u ctiv co d in g ,   with   in ter - r ater   r eliab ilit y   ( C o h en s   κ= 0 . 8 3 )   co n f ir m in g   th em atic  c o n s is ten cy .   Statis tical  an aly s es  wer p er f o r m e d   u s in g   SP SS   ( v . 2 8 )   a n d   R   ( v . 4 . 3 ) ,   with   a   s ig n if ican ce   th r esh o ld   s et  at  α =0 . 0 5   f o r   all  in f er en tial c o n clu s io n s .     2 . 6 .     E t hica is s ues   Prio r   to   d ata  co llectio n ,   ap p r o v al  was  o b tain e d   f r o m   t h in s t itu tio n al  eth ics  r ev iew  b o ar d .   As  p ar o f   th in f o r m ed   c o n s en p r o ce d u r e,   p ar ticip an ts   wer p r o v id ed   with   d etailed   ex p lan atio n   o f   th s tu d y s   o b jectiv es,  th v o lu n tar y   n atu r o f   p ar ticip atio n ,   th e   r ig h t o   with d r aw   at  an y   s tag e,   a n d   th co n f id e n tiality   m ea s u r es  in   p lace .   I d e n tify in g   in f o r m atio n   was  r ep lace d   w ith   an o n y m ized   p ar ticip a n co d es,  an d   all  d ig ital   r ec o r d s   wer en c r y p ted   t o   en s u r d ata  s ec u r ity .   R is k   m itig atio n   was  ac h iev ed   th r o u g h   t h g r a d u al   d ev elo p m e n o f   s k ills   an d   t h e   estab lis h m en o f   p ee r   s u p p o r s tr u ctu r es.  Pu b licatio n   ag r ee m en ts   s p ec if ied   th p r esen tatio n   o f   ag g r eg ated   f i n d in g s ,   with   all  in d iv id u al  o u tc o m es a n o n y m ized .     2 . 7 .     M et ho do lo g ic a lim it a t io ns   T h ex p er im e n tal  d esig n   d id   n o allo f o r   f u ll  r an d o m izat io n ,   an d   t h p o ten tial  f o r   s elf - s elec tio n   b ias  m ay   h a v in f l u en ce d   th o u tco m es.  T h s am p le’ s   h o m o g en eity r estricte d   to   a   s in g l g eo g r ap h ic  r eg io n   an d   c o m p ar a b le  in s titu tio n al  s ettin g s lim it s   th g en er aliz ab ilit y   o f   f in d i n g s .   T h 1 2 - w ee k   d u r atio n   o f   th e   in ter v en tio n   m ay   b i n s u f f ici en f o r   ass ess in g   th lo n g - te r m   r eten tio n   o f   co m p eten cies.  Ob s er v er   p r esen ce   d u r in g   d em o n s tr atio n   s ess io n s   m ay   h av e   co n tr ib u ted   to   in f la ted   p er f o r m a n ce   m et r ics.  Self - r ep o r ted   m ea s u r es  o f   s elf - ef f icac y   in tr o d u ce   t h p o s s ib ilit y   o f   s o cial  d esira b ilit y   b ias.  Un eq u al  ac ce s s   to   tech n o lo g y   o u ts id o f   lab o r ato r y   en v ir o n m e n ts   cr ea ted   d is p ar ities   in   o p p o r tu n ities   f o r   in d ep en d en t p r ac tice.   A l t h o u g h   t h e   a s s es s m e n i n s t r u m e n t s   u n d e r w e n v a li d a t i o n   p r o c e d u r e s ,   t h e y   m a y   n o t   f u l l y   c a p t u r e   t h b r ea d th   o f   r ele v an t c o m p eten c ies.  Desp ite   in ter - r ater   r eliab ilit y   ch ec k s ,   q u alitativ an aly s is   r em ain s   s u b ject  to   in ter p r etiv e   b ias.  Ad d itio n ally ,   th e   in ten s ity   o f   r eso u r ce   u tili za tio n in clu d in g   eq u ip m en t   co s ts   an d   in s tr u ct o r   tr ain in g p r esen ts   ch allen g es  to   s ca lab ilit y .   T h ese  lim i tati o n s   p r o v id im p o r tan co n tex tu al  b o u n d a r ies  f o r   in ter p r etin g   t h r esu lts ,   with o u t u n d er m i n in g   th e   o v e r all  v alid ity   o f   th e   p ed a g o g ical  co n clu s io n s .       3.   RE SU L T S   B aselin as s es s m en ts   r ev ea led   u n if o r m ly   lo lev els  o f   tec h n o lo g ical  p r ep ar e d n ess   ac r o s s   b o th   th ex p er im en tal  a n d   CG ,   as  s h o wn   in   T a b le   3 Sp ec if ically ,   1 0 0 o f   p ar ticip an ts   r ep o r te d   n o   p r io r   e x p er ie n ce   with   Py th o n   p r o g r am m in g ,   9 7 lack ed   an y   f am iliar ity   with   Ar d u in o   m icr o co n tr o ller s ,   an d   9 2 %   h ad   n o   ex p er ien ce   u s in g   VR /AR   ap p licatio n s .   T h d is tr ib u tio n   o f   te ch n o lo g ical  p r o f icien cy   ch alle n g es  co n v e n tio n al   co n ce p tio n s   o f   c o m p eten ce .   Pre - in ter v en tio n   s k ill  ass es s m en ts   co n f ir m ed   th at  p a r ticip an ts   wer tech n o lo g ical   n o v ices:  1 0 0 r e p o r ted   n o   p r o f icien cy   in   Py th o n ,   9 7 h ad   n o   e x p er ien ce   with   Ar d u in o   ( with   3 at  t h b asic   lev el) ,   an d   9 2 lack e d   ex p er i en ce   with   VR /AR   tech n o lo g ies  ( 8 at  th b asic  lev el) .   T h e s in itial  in d icato r s   p r o v id e d   f o u n d atio n   f o r   tr ac k in g   th d ev elo p m en t o f   co m p eten cies th r o u g h o u t th e   in ter v en tio n .   Pro f icien cy   in   Py th o n in itially   co n ce p t u alize d   as  b in a r y   d is tin ctio n   ( s k illed   v s .   u n s k illed ) ev o lv ed   i n to   f i v e - lev el  co n tin u u m ,   with   8 9 o f   EG   p ar ticip an ts   r ea ch in g   in ter m ed iat to   ex p e r lev els,  co m p ar ed   to   o n ly   8 in   th e   CG .   C o m p eten ce   with   Ar d u i n o   ch allen g ed   th e   h ar d wa r e/so f twar d ich o to m y ,   as   7 8 o f   s tu d en ts   in   th EG   d em o n s tr ated   ad v an ce d   to   ex p er t - lev el  s k ills ,   wi th   s en s o r   c alib r atio n   ac cu r ac y   r ea ch in g   9 4 . 3 ( ± 2 . 1 m a r g in   o f   er r o r )   r elativ t o   m an u f ac tu r e r   s p ec if icatio n s .   V R /A R   ca p ab ilit ies  tr an s ce n d ed   th e   p ar a d ig m   o f   p ass iv co n s u m p tio n 6 1 o f   s tu d en ts   in   t h EG   ac h ie v ed   in ter m e d iate  to   ad v an ce d   p r o f icien c y ,   p r o d u cin g   an   av er ag o f   3 . 7   u n iq u m o lecu lar   v is u aliza tio n s   p er   p ar ticip an t.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 2 2   I n J   E v al  &   R es E d u c Vo l .   15 ,   No .   4 Au g u s t   20 26 :   3 5 4 2 - 3 5 5 6   3548   I n   co n tr ast,  s tu d e n ts   in   th CG   lar g ely   r etain ed   t h eir   in itial  lack   o f   s k ills ,   with   6 8 r em ain in g   u n s k illed   i n   Py th o n ,   8 9 in   Ar d u in o ,   an d   9 5 in   VR /AR   tech n o lo g ies.  Per f o r m an ce   o n   DNA  s eq u en ce   an aly s is   f u r th er   d em o n s tr ated   th e   d ev elo p m en o f   alg o r ith m ic  th in k in g ,   wit h   s u cc ess   r ate  o f   9 1 . 9 in   t h EG   co m p ar ed   to   2 2 . 6 % in   th e   C G,   as sh o wn   in   T ab le  4 .       T ab le   3 .   L e v els o f   p r o f icien cy   in   d ig ital to o ls   To o l   N o   p r o f i c i e n c y   ( %)   B a si c   ( %)   I n t e r med i a t e   ( %)   A d v a n c e d   ( %)   Ex p e r t   ( %)   P y t h o n   ( p o st - EG )   0   11   48   35   6   P y t h o n   ( p o st - C G )   68   24   8   0   0   A r d u i n o   ( p o s t - EG )   3   19   52   23   3   A r d u i n o   ( p o s t - C G )   89   11   0   0   0   V R / A R   ( p o st - EG )   8   31   44   15   2   V R / A R   ( p o st - C G )   95   5   0   0   0   N o t e :   p o st   r e f e r s t o   p o st - t e st   r e s u l t s ;   d i f f e r e n c e s a c r o ss   a l l   i n st r u me n t s   r e a c h e d   st a t i st i c a l   s i g n i f i c a n c e   ( χ ²< 0 . 0 0 1 ) .       T ab le  4 .   R esu lts   o f   tech n o l o g y   task   p er f o r m an ce   Ta sk   EG   su c c e s s (%)   C G   su c c e ss (%)   χ ²  te st   C r a mer’ s V   DNA  seq u e n c e   a n a l y si s   9 1 . 9   2 2 . 6   p < 0 . 0 0 1   0 . 7 1   B i o se n s o r   p r o g r a mm i n g   8 5 . 5   0   p < 0 . 0 0 1   0 . 9 3   A R   c e l l   m o d e l   d e v e l o p me n t   7 7 . 4   0   p < 0 . 0 0 1   0 . 8 8   S t a t i st i c a l   a n a l y s i s i n   R   8 3 . 9   3 8 . 7   p < 0 . 0 0 1   0 . 4 7       C r am er s   co ef f icien ts   p r o v id q u an titativ esti m ate  o f   t h s tr en g th   o f   ass o ciatio n   b et wee n   g r o u p   m em b er s h ip   a n d   task   p e r f o r m an ce .   T h b io s en s o r   p r o g r am m in g   task   d em o n s tr ated   th e   s tr o n g est  ass o ciatio n   ( V= 0 . 9 3 ) ,   in d icatin g   n ea r - p er f ec ca teg o r ical  s ep ar atio n th EG   s u cc ess f u lly   co m p leted   th task ,   wh er ea s   th e   CG   u n if o r m l y   f ailed .   DNA   s eq u en ce   an aly s is   y ield e d   lar g e   ef f ec t   ( V= 0 . 7 1 ) ,   r e f lectin g   s u b s tan tial  d if f er en tiatio n   in   th ac q u is itio n   o f   alg o r ith m ic  c o m p et en cies.  AR   ce ll   m o d el  d ev elo p m en s h o wed     co m p ar a b ly   s tr o n g   ass o ciatio n   ( V= 0 . 8 8 ) .   Statis tical  an aly s is   in   R   p r o d u ce d   m o d er a te  ef f ec ( V= 0 . 4 7 ) ;     th lo wer   m ag n itu d r ef lects  p ar tial  co m p eten cy   d e v elo p m en with in   th CG   b ased   o n   t r ad itio n al   s tatis tic s   in s tr u ctio n .   T h o b s er v ed   ef f e ct  s izes  ex ce ed   co n v en tio n al  t h r esh o ld s   f o r   lar g ass o ciatio n s   ( V> 0 . 5 0   f o r   th r ee   o f   th e   f o u r   task s ) th u s ,   th e   g r o u p   d if f er e n ce s   r ef lect  g en u in p ed ag o g ical  im p ac t   r ath er   th an   r an d o m   s am p lin g   v ar iatio n .   Stu d en ts   in   th EG   p r o ce s s ed   an   av er ag e   o f   8 4 7   b ase  p air s   in   1 2 . 3   m in u tes,  wh e r ea s   s tu d en ts   in   th e   CG   r eq u ir ed   4 1 . 7   m in u tes  to   an aly ze   ju s 2 0 0   b ase  p air s .   T h is   m ar k ed   im p r o v em e n in   p r o ce s s in g   ef f icien cy   in d icate s   th d ev elo p m en o f   alg o r ith m ic  th in k i n g .   Ach iev e m en ts   in   b io s en s o r   p r o g r am m in g   ( 8 5 . 5 v s .   0 %)  r ef lect  th s u cc ess f u in teg r ati o n   o f   h ar d war an d   s o f twar e.   Par ticip an ts   in   th EG   ca lib r at ed   p s en s o r s   with   p r ec is io n   o f   u p   to   0 . 0 2   u n its ,   wh ile  tem p er atu r s en s o r s   m ain tain ed   an   ac cu r ac y   o f   ± 0 . 1 °C   o v er   a   co n tin u o u s   7 2 - h o u r   m o n ito r in g   p er io d .   T h cr ea tio n   o f   AR   ce ll  m o d els  ( 7 7 . 4 v s .   0 %)  r eq u i r ed   s p atial - co m p u tatio n al  s y n th esis .   On   av er ag e,   s tu d e n t - g e n er ated   m o d els  in clu d ed   1 4 . 2   ce llu lar   co m p o n en ts   with   8 7 a n ato m ical  ac cu r ac y ,   an d   an im atio n   s eq u en ce s   illu s tr ated   9 . 3   d is tin ct  b io lo g ical  p r o ce s s es.  Pro f icien cy   in   s tatis tical  an aly s is   ( 8 3 . 9 v s .   3 8 . 7 %)  was  ev i d en in   s tu d e n ts '   ab ilit y   to   m an ip u late  lar g e - s ca le  d atasets EG   s tu d en ts   an aly ze d   d atasets   co n tain in g   o v er   1 0 , 0 0 0   o b s er v atio n s   an d   co n s tr u cted   r eg r es s io n   m o d els  with   m ea n   R ²  v alu o f   0 . 7 8 .   T h ese  ad v an ce m e n ts   in   s u b ject - s p ec if ic  co m p eten cies  illu s tr ate  th in ter d is cip lin ar y   in teg r atio n   o f   b io lo g ical  an d   TK ,   as  s h o wn   in   T ab le  5 .   Sco r es  in   th EG   in cr ea s ed   b y   4 2 . 2 ( f r o m   2 2 . 3   to   3 1 . 7 ) ,   wh ile  th CG   s h o wed   a   1 4 . 9 % im p r o v em e n t ( f r o m   2 2 . 1   to   2 5 . 4 ) .       T ab le  5 .   C o m p a r ativ r esu lts   o f   s u b ject  k n o wled g test in g   I n d i c a t o r   EG   p r e   EG   p o st   C G   pr e   C G   p o s t   p - v a l u e   C o h e n d   To t a l   sc o r e   (0 4 0 )   2 2 . 3 ± 4 . 1   3 1 . 7 ± 3 . 2   2 2 . 1 ± 3 . 9   2 5 . 4 ± 3 . 7   < 0 . 0 0 1   1 . 8 9   M o l e c u l a r   B i o l o g y   7 . 8 ± 2 . 1   1 2 . 3 ± 1 . 6   7 . 7 ± 2 . 0   9 . 1 ± 1 . 9   < 0 . 0 0 1   1 . 7 6   Ec o l o g y   5 . 9 ± 1 . 8   8 . 6 ± 1 . 4   5 . 8 ± 1 . 7   6 . 9 ± 1 . 6   < 0 . 0 0 1   1 . 5 2   P h y s i o l o g y   8 . 6 ± 2 . 2   1 0 . 8 ± 1 . 7   8 . 6 ± 2 . 1   9 . 4 ± 2 . 0   0 . 0 0 3   0 . 7 8       C o m p eten cy   d ev elo p m en in   m o lecu lar   b io lo g y   ex h ib ited   th m o s s u b s tan tial  im p r o v e m en t.  EG   p ar ticip an ts   ad v an ce d   f r o m   7 . 8 ± 2 . 1   to   1 2 . 3 ± 1 . 6   p o in ts ,   r ef lectin g   5 7 . 7 in cr ea s e,   s ig n i f ican tly   s u r p ass in g   th CG s   p r o g r ess   f r o m   7 . 7 ± 2 . 0   to   9 . 1 ± 1 . 9   p o in ts   ( 1 8 . 2 in cr ea s e) .   T h e   ef f ec t   s ize,   as  m ea s u r e d   b y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J   E v al  &   R es E d u c     I SS N:   2252 - 8 8 2 2         F o r ma tio n   o f p r o fess io n a l c o mp eten cies o f fu tu r b io lo g y   tea ch ers   b a s ed   o n   S TEM  …  ( S ymb a t I b a d u lla )   3549   C o h en s   d =1 . 7 6 ,   in d icate s   a   lar g p ed a g o g ical  im p ac t.  T h in tr o d u ctio n   o f   b io i n f o r m atics  m o d u le   co n tr ib u ted   to   n o ta b le  k n o w led g ac q u is itio n f o llo win g   th in te r v en tio n ,   s tu d e n ts   i n   th e   EG   co r r ec tly   an aly ze d   8 9 o f   DNA  s eq u e n ce   alig n m e n ts ,   co m p ar ed   to   3 1 p r e - in ter v en ti o n .   Pr o tein   s tr u ctu r a n aly s is   ac cu r ac y   im p r o v e d   f r o m   2 4 % to   7 8 %.   E c o l o g i c a l   c o m p e t e n c i es   i m p r o v e d   m a r k e d l y   f o l l o w i n g   t h e   i n t e g r a ti o n   o f   g e o g r a p h i c   in f o r m a t i o n   s y s te m   ( G I S )   t o o l s .   Sc o r e s   i n   th e   E G   r o s e   f r o m   5 . 9 ± 1 . 8   t o   8 . 6 ± 1 . 4   ( a   4 5 . 8 %   i n c r e a s e ) ,   w h i l e   t h e   C G   i m p r o v e d   f r o m   5 . 8 ± 1 . 7   t o   6 . 9 ± 1 . 6   ( a   1 9 . 0 in cr ea s e) .   Sp atial  an a ly s is   ca p ab ilit ies  em er g ed 8 2 o f   E s tu d en ts   s u cc ess f u lly   cr ea ted   b i o d iv er s ity   h o ts p o t   m ap s   u s in g   q u an t u m   g e o g r a p h ic  in f o r m atio n   s y s tem   ( QGI S) ,   an d   s p ec ies  d is tr ib u tio n   m o d elin g   r ea ch ed   7 1 ac cu r ac y ,   c o m p ar ed   t o   a   b aselin o f   1 2 %.   Un d er s tan d i n g   o f   p h y s io lo g y   s h o wed   m o d er ate  im p r o v em e n t.  E s co r es  in cr ea s ed   f r o m   8 . 6 ± 2 . 2   to   1 0 . 8 ± 1 . 7   ( 2 5 . 6 %),   wh ile   th C im p r o v ed   f r o m   8 . 6 ± 2 . 1   to   9 . 4 ± 2 . 0   ( 9 . 3 %),   with   m ed iu m   ef f ec t size  ( C o h en s   d =0 . 7 8 ) .   Factu al  r ec all  g a v way   to   s y s tem ic  u n d er s tan d in g .   Gen e   r e g u latio n   e x p lan atio n s   in   th e   EG   in clu d ed   r ef er en ce s   to   tr a n s cr ip tio n   f ac to r s   an d   ep ig e n etic  m o d i f icatio n s   in   9 4 o f   r esp o n s es,  co m p ar ed   to   is o lated   d escr ip tio n s   o f   en zy m es  in   7 8 o f   th CG   r esp o n s es.  Kn o wled g tr an s f er   was  d e m o n s tr ated   th r o u g h   in ter d is cip lin ar y   p r o b lem - s o l v in g 6 7 o f   EG   s tu d en ts   ap p lied   co m p u tatio n al  alg o r i th m s   to   ec o lo g ical   d atasets ,   an d   7 3 i n teg r ated   m o lecu lar   m ec h an is m s   in to   ec o s y s tem   m o d elin g   task s .   T h r esu lts   ac h iev ed   s tatis t ical  s ig n if ican ce   ( p <0 . 0 0 1   f o r   m o lecu lar   b io lo g y   an d   ec o lo g y p =0 . 0 0 3   f o r   p h y s io lo g y ) ,   c o n f ir m in g   t h ef f ec tiv en ess   o f   th STE M - b a s ed   m eth o d o lo g y .   E f f ec s izes  r an g in g   f r o m   0 . 7 8   t o   1 . 8 9   f u r th er   em p h asize  th s u p er io r ity   o f   th is   ap p r o ac h   o v er   tr a d itio n al  in s tr u ctio n .   S T E in teg r atio n   s co r es  ( 8 . 7 ± 1 . 2   in   th e   EG   v s .   3 . 2 ± 1 . 8   in   th CG )   in d icate   co n ce p t u al  s h if in   less o n   d esig n ,   as  s h o wn   i n   T ab le   6 .   Dis co u r s an aly s is   r ev ea led   s tr u ctu r al  d if f e r en ce s   in   p ed ag o g ical  f r am in g less o n s   f r o m   th EG   in co r p o r ated   an   av er ag o f   4 . 3 ± 0 . 8   d is cip lin ar y   p er s p ec ti v es p er   to p ic,   co m p a r ed   to   1 . 7 ± 0 . 5   in   th CG .       T ab le  6 .   C r iter io n - b ased   ev alu atio n   o f   d esig n ed   less o n s   C r i t e r i o n   EG   ( n = 6 2 )   C G   ( n = 6 2 )   M a n n - W h i t n e y   U - t e st   r   S TEM   I n t e g r a t i o n   ( 0 1 0 )   8 . 7 ± 1 . 2   3 . 2 ± 1 . 8   p < 0 . 0 0 1   0 . 8 4   I n t e r a c t i v i t y   ( 0 1 0 )   9 . 1 ± 0 . 9   5 . 8 ± 1 . 6   p < 0 . 0 0 1   0 . 7 2   D i f f e r e n t i a t i o n   ( 0 1 0 )   7 . 9 ± 1 . 4   6 . 2 ± 1 . 5   p = 0 . 0 1 2   0 . 3 1   A ssessme n t   ( 0 1 0 )   8 . 3 ± 1 . 1   6 . 7 ± 1 . 3   p = 0 . 0 0 8   0 . 3 6       T h im p lem en tatio n   o f   f lip p ed   class r o o m   m o d el  in co r p o r atin g   VR   co n ten ( ad o p te d   b y   8 7 o f   p ar ticip an ts )   r ed e f in ed   t h te m p o r al  a n d   s p atial  b o u n d ar ie s   o f   lear n in g .   Prio r   to   in - clas s   s ess io n s ,   s tu d en ts   en g ag ed   in   VR   ex p lo r atio n s   a v er ag in g   4 7   m in u tes  p er   lear n er .   As  r esu lt,  tim allo ca ted   to   p r o b lem - s o lv in g   d u r in g   class   in cr ea s ed   b y   3 1 2 %,  in d icatin g   h eig h ten ed   ac tiv en g ag em e n t in   th lea r n in g   p r o ce s s .   Me taco g n itiv r ef lectio n   was   ev id en th r o u g h   th s elf - d ir ec ted   lear n in g   a n aly tics   p r o d u ce d   b y   s tu d en ts 9 1 tr ac k ed   th eir   i n d iv id u al  p r o g r ess   u s in g   d ig i tal  d ash b o ar d s ,   an d   7 8 r ep o r ted   ad a p tin g   th eir   lear n in g   s tr ateg ies  b ased   o n   p er f o r m a n ce   d ata.   I n te r ac tiv ity   in d icato r s   ( 9 . 1 ± 0 . 9   v s .   5 . 8 ± 1 . 6 )   h ig h lig h ted   a   s h if in   p e d ag o g ical  p a r ad ig m .   C lick er - b ased   in s tr u ctio n   en g ag ed   9 1 o f   EG   p a r ticip an ts ,   an d   r ea l - tim f o r m ativ e   ass ess m en o cc u r r e d   ev er y   8 . 4   m in u tes,   co m p a r ed   to   2 3 . 7   m i n u tes  in   th CG .   Gam if ied   b io lo g y   task s ,   co m p leted   at   r ate   o f   7 6 %,   r esu lted   in   1 5 6 i n cr ea s in   v o lu n ta r y   task   co m p letio n .   Stu d en t - g en er ated   n ar r ativ es  lin k e d   a n   av e r ag e   o f   3 . 7   b io lo g ical   co n ce p ts   p e r   ass ig n m en t.   Pro ject - b ased   lear n in g   r ea ch ed   f u ll p ar ticip atio n   in   th EG ,   with   p r o jects sco r in g   an   av er ag d if f icu lty   r ati n g   o f   8 . 2 /1 0 ,   in co r p o r ati n g   an   av er ag o f   5 . 1   STE co m p o n e n ts .   I n   co n t r ast,  CG   p r o jects  r ec eiv ed   an   a v er ag s co r o f   4 . 3 /1 0   an d   in teg r ated   o n ly   2 . 2   co m p o n e n t s .   Dif f er en tiatio n   o p p o r tu n ities   ( 7 . 9 ± 1 . 4   v s .   6 . 2 ± 1 . 5 )   wer e   en ab led   th r o u g h   ad ap tiv in s tr u ctio n al  p ath way s 7 3 o f   EG   less o n s   o f f er ed   th r ee   le v els  o f   task   d if f icu lty ,   a n d   p er s o n alize d   f ee d b ac k   al g o r ith m s   p r o v id e d   a n   a v er ag e   o f   4 . 2   in ter v e n tio n s   p er   s tu d en p er   less o n .   As s ess m en in n o v atio n   ( 8 . 3 ± 1 . 1   v s .   6 . 7 ± 1 . 3 )   e x ten d ed   b ey o n d   co n v en tio n al   test in g   m eth o d s .   A u th en tic  p e r f o r m an ce - b ased   ta s k s   r ep lace d   6 8 o f   s tan d a r d ized   ass ess m en ts ,   an d   p o r tf o lio   e v alu atio n s   ca p tu r ed   co m p ete n cy   d ev elo p m en ac r o s s   an   av er a g e   o f   7 . 3   d im e n s io n s .   I n teg r atio n   m etr ics  r ev ea led   s tatis tica ll y   s ig n if ican d if f er en ce s   b etw ee n   g r o u p s STE in teg r atio n   ( U= 4 1 2 ,   p <0 . 0 0 1 ,   r =0 . 8 4 ) ,   in ter ac tiv ity   ( U= 5 7 3 ,   p < 0 . 0 0 1 ,   r =0 . 7 2 ) ,   d if f er e n tiatio n   ( U= 1 , 2 4 7 ,   p =0 . 0 1 2 ,   r =0 . 3 1 ) ,   an d   ass ess m en in n o v atio n   ( U= 1 , 0 8 9 ,   p =0 . 0 0 8 ,   r =0 . 3 6 ) .   T h ese  f in d i n g s   u n d er s co r th e   tr an s f o r m ativ im p ac t o f   tec h n o lo g ically   e n r ich ed ,   s tu d en t - ce n ter ed   p e d ag o g ical  m o d els.   T h d is tr ib u tio n   o f   p r o jects  b y   ca teg o r y   r e v ea ls   g r a d ien o f   in n o v ativ en ess ,   as  s h o wn   in   Fig u r e   1 .   Pro ject  class if icatio n   cr iter ia:  th h i g h ly   in n o v ativ e ”  ca t eg o r y   p r esu p p o s es  th i n teg r atio n   o f   5   STE M   d is cip lin es,  an   o r ig i n al  tech n ic al  s o lu tio n ,   an d   ap p licab ilit y   b ey o n d   th in s tr u ctio n al  co n tex t;  th in n o v ativ e ”  ca teg o r y   en co m p ass es  th in teg r atio n   o f   f o u r   d is cip lin e s   an d   th e   m o d if icatio n   o f   ex is tin g   s o lu tio n s ;     th s tan d ar d ”  ca te g o r y   r ef e r s   to   th in teg r atio n   o f   3   d is cip lin es  an d   th r e p r o d u c tio n   o f   estab lis h ed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 2 2   I n J   E v al  &   R es E d u c Vo l .   15 ,   No .   4 Au g u s t   20 26 :   3 5 4 2 - 3 5 5 6   3550   ap p r o ac h es.  Am o n g   th e   EG ,   3 0 . 6 o f   p r o jects  wer class if ied   as  h ig h l y   in n o v ativ e,   4 5 . 2 as  in n o v ativ e,   an d   2 4 . 2 as   s tan d ar d .   I n   co n tr a s t,  th CG   p r o d u ce d   0 h ig h ly   in n o v ativ e   p r o jects,  1 1 . 3 in n o v ativ e ,   an d   8 8 . 7 s tan d ar d   p r o jects.  I n n o v atio n   s co r es  wer p o s itiv ely   co r r elate d   with   th d ep th   o f   in ter d is cip lin ar y   in teg r atio n .   Hig h ly   in n o v ativ p r o jects  in co r p o r ate d   an   av er ag o f   5 . 7 ± 0 . 8   STE d is cip lin es,  in n o v ativ e   p r o jects in teg r ated   4 . 2 ± 0 . 6   d i s cip lin es,  wh ile  s tan d ar d   p r o je cts in clu d ed   o n l y   2 . 9 ± 0 . 5   d is cip lin es.           Fig u r 1 .   Pro ject  ca te g o r ies an d   in ter d is cip lin ar y   i n teg r atio n       Sh if ts   in   p ar ticip an ts   attitu d e s   wer clo s ely   lin k ed   to   in cr ea s ed   s elf - ef f icac y ,   as  s h o wn   in   T ab le  7 An   8 6 . 9 im p r o v em e n in   s elf - ef f icac y   s co r es  ( f r o m   2 2 . 1   to   4 1 . 3   p o in ts )   r ef lecte d   r estru ctu r in g   o f   co n f id en ce ,   as  p ar ticip an ts   o v er ca m p er ce iv e d   tech n o lo g ic al  lim itatio n s .   Attitu d es  to war d   STE in cr ea s ed   b y   4 6 . 9 ( f r o m   2 4 . 3   to   3 5 . 7   p o in ts ) ,   a   ch an g p o s itiv ely   co r r elate d   with   th e   co m p letio n   r ates  o f   p r ac tical   p r o jects  ( r = 0 . 7 4 ,   p <  0 . 0 0 1 ) .   B eh av io r al  in ten tio n s   im p r o v e d   b y   5 4 . 5 ( f r o m   2 8 . 6   t o   4 4 . 2   p o in ts ) ,   in d icatin g   s tr en g th en ed   f u tu r en g ag em e n with   STE M.   No tab ly ,   7 8 o f   p a r ticip an ts   r ep o r ted   c o n cr ete  im p lem en tatio n   p lan s ,   co m p ar ed   to   ju s 1 2 p r io r   to   th in ter v en tio n .   I n   co n tr ast,  g ain s   in   th CG   ( +2 . 1 /+3 . 4 /+2 . 8 )   wer e   m ar g in al,   s u g g esti n g   th at  tr ad i tio n al  in s tr u ctio n   f ailed   to   p r o d u ce   m o tiv atio n al  s h if ts .       T ab le  7 .   I n ter v iew  f in d in g s   o n   STE r ea d in ess   S c a l e   EG   p r e   EG   p o st   Δ   C G   Δ   p   A t t i t u d e   t o w a r d   S TE M   ( 0 4 0 )   2 4 . 3 ± 5 . 2   3 5 . 7 ± 3 . 8   + 1 1 . 4   + 2 . 1   < 0 . 0 0 1   S e l f - e f f i c a c y   ( 0 5 0 )   2 2 . 1 ± 6 . 7   4 1 . 3 ± 5 . 1   + 1 9 . 2   + 3 . 4   < 0 . 0 0 1   I n t e n t i o n s   ( 0 5 0 )   2 8 . 6 ± 5 . 9   4 4 . 2 ± 4 . 3   + 1 5 . 6   + 2 . 8   < 0 . 0 0 1       T h em atic  an aly s is   o f   1 8 6   p ar ticip an s tatem en ts   r ev ea led   p atter n s   o f   co g n itiv r ec o n s tr u ctio n   ce n ter ed   a r o u n d   t h r ee   c o n c ep tu al  co r es.   T h e   f ir s t,  tr a n s f o r m atio n al   th in k in g   ( 4 3 %),   was  ev id en t   in   ep is tem o lo g ical  s h if ts   f r o m   f ac m em o r izatio n   to   s y s tem s   th in k in g .   Par ticip an ts   in cr ea s in g ly   d escr ib ed   b io lo g ical  p h en o m en as  in ter co n n ec ted   n etwo r k s   r ath e r   th an   is o lated   co m p o n en ts .   C r ea tio n - o r ien ted   p er s p ec tiv es  em er g ed ,   with   6 7 o f   r esp o n d e n ts   d escr ib in g   tr an s itio n   f r o m   k n o wled g co n s u m er s   to   k n o wled g e   p r o d u ce r s .   Sp ec if i tr an s f o r m atio n s   in clu d e d   m o d elin g   ec o s y s tem s   in s tead   o f   lis tin g   s p ec ies  ( 8 2   m en tio n s ) ,   d escr ib i n g   g e n r eg u lato r y   n etwo r k s   in s tead   o f   m em o r izin g   e n zy m es  ( 7 4   m en tio n s ) ,   an d   em p lo y in g   co m p u tatio n al  m et h o d s   alo n g s id tex tb o o k   lear n i n g   ( 9 1   m en tio n s ) .   T h s ec o n d   th em e,   tech n o lo g ical  co n f id en ce   ( 3 8 p r e v alen ce ) ,   r ef lecte d   s h if ts   in   p er ce iv e d   ca p ab ilit y .   An x iety   r elate d   to   p r o g r a m m in g   m a r k ed ly   d ec lin ed av er ag s elf - r e p o r ted   f e ar   r atin g s   d r o p p e d   f r o m   7 . 8 /1 0   b ef o r th in ter v en tio n   to   2 . 3 / 1 0   af ter war d .   Me asu r es  o f   tech n o lo g ical  s elf - ef f icac y   s h o wed   s u b s tan tial  g ain s   lin k ed   to   s p ec if ic  task s co n f id en ce   in   Py th o n   c o d in g   in cr ea s ed   b y   4 1 2 %,  Ar d u in o   p r o g r a m m in g   b y   5 2 3 %,   an d   s tatis t ical  an aly s is   b y   2 8 7 %.   Par ticip an ts '   p er ce p tio n s   o f   r elev an ce   c h an g e d   d r am atica lly : 8 9 % r ec o g n ized   tech n o lo g y   as a   v ital p ed a g o g i ca l to o l,  co m p ar ed   to   o n ly   3 1 % a t b aselin e.   T h th em e   o f   m o tiv atio n   f o r   i n n o v atio n   ( 3 1 p r ev alen c e)   e n co m p ass ed   f u tu r e - o r ien ted   a s p ir atio n s .   Sev er al  p ar ticip an ts   r ep o r ted   p lan s   to   estab lis h   b io   h ac k s p ac es   ( n =1 9 ) ,   an d   in ter est  in   g r ad u ate  p r o g r am s   s h if ted   n o tab ly   to war d   c o m p u t atio n al  b io lo g y ,   with   4 7 % e x p r ess in g   in ter est co m p ar ed   to   o n ly   8 % p r io r   to   th e   0 20 40 60 80 100 Hig h ly   In n o v a ti v e In n o v a ti v e S tan d a rd Per c e n ta g e   o Pro je c ts Ca te g o r y D i st ri buti on  of   Projec t   Innovat i venes s E G( %) C ( %) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J   E v al  &   R es E d u c     I SS N:   2252 - 8 8 2 2         F o r ma tio n   o f p r o fess io n a l c o mp eten cies o f fu tu r b io lo g y   tea ch ers   b a s ed   o n   S TEM  …  ( S ymb a t I b a d u lla )   3551   in ter v en tio n .   E n tr ep r e n eu r ial  t h in k in g   also   em er g ed ,   as 2 3 %   o f   s tu d en ts   co n ce p tu alize d   b io tech n o lo g y   s tar tu p   id ea s .   I n d icato r s   o f   in n o v atio n   wer q u an tifie d   th r o u g h   cr ea t iv o u tp u ts p ar ticip an ts   g en e r ated   an   av er ag o f   4 . 7   n ew  in s tr u ctio n al   id ea s   p o s t - in ter v en tio n ,   c o m p ar e d   to   1 . 2   p r io r ,   an d   p r o p o s ed   an   av er a g o f   6 . 3   s u g g esti o n s   f o r   tech n o lo g ical  in teg r atio n   p er   p a r ticip an t.   Facu lty   o b s er v atio n s   ( n =8 )   co r r o b o r ated   s tu d en t - r ep o r ted   o u tco m es.  I n cr ea s ed   en g ag em en was   r ef lecte d   in   ea r lier   ar r i v al  t im es o n   av er ag e,   s tu d en ts   ar r iv ed   5 2   m i n u tes  b ef o r t h s tar o f   class .   I n ter d is cip lin ar y   co n n ec tio n s   wer ev id en ce d   b y   cr o s s - r ef e r en cin g   ass ig n m en ts b io lo g i ca co n ce p ts   wer id en tifie d   in   7 3 o f   m ath e m atics  h o m ewo r k   s u b m is s io n s .   Ho wev er ,   th s h if in   p e d ag o g ical  p a r ad ig m   in tr o d u ce d   in s tr u ctio n al  ch all en g es.  I n s tr u ct o r s   r eq u ir ed ,   o n   av e r ag e,   3 4 . 7   h o u r s   t o   p r ep ar f o r   s tu d en t - ce n ter ed   ap p r o ac h es,  in   co n tr ast  to   8 . 2   h o u r s   f o r   p r e p ar in g   tr ad itio n al  lectu r es,  h ig h lig h tin g   th ad d itio n al   tim d em an d s   ass o ciate d   with   in n o v ativ i n s tr u ctio n al  p r ac tices.       4.   DIS CU SS I O N   T h m o tiv atio n al  ef f ec ts   o f   S T E M - b ased   p ed a g o g y   o b s er v ed   in   th is   s tu d y   alig n   with   in ter n atio n al  f in d in g s .   T h e   8 6 . 9 in cr ea s in   s elf - e f f icac y   co r r esp o n d s   with   o u tco m es  r e p o r ted   in   Vietn am ,   wh er e     STE M - o r ien ted   s u b jects  h av e   b ee n   s h o wn   to   en h an ce   s tu d en ts   p r o b lem - s o lv in g   an d   cr e ativ co m p eten cies  [ 2 9 ] .   T h r o le  o f   p r io r   p r ep a r atio n   ap p ea r s   to   b co n tex t - d ep en d en t.  I n ter n atio n al  liter at u r em p h asizes  th at   teac h er   r ea d in ess en co m p as s in g   k n o wled g e ,   s k ills ,   an d   attitu d es is   p r er eq u is ite  f o r   ef f ec tiv STE im p lem en tatio n   [ 3 0 ] .   Ho wev e r ,   th c u r r e n s tu d y   d em o n s tr a tes  th ef f ec tiv en ess   o f   STE M - b ased   in s tr u ctio n   ev en   am o n g   p ar ticip an ts   with   n o   p r io r   tech n o lo g ical  e x p er i en ce   ( in itial  Py th o n   p r o f icien cy 0 %).   T h ef f ec t   s ize  ( d =1 . 8 9 )   e x ce ed ed   th o s r ep o r ted   in   c o m p ar a b le  lo n g it u d in al  s tu d ies.  1 6 - wee k   in t er v en tio n   in v o lv in g   1 4 8   p r e - s er v ice  STE tea ch er s   r ev ea led   s u b s tan tial  co m p eten cy   g ain s   th r o u g h   d ig itally   s u p p o r te d   in cr em en tal  s ca f f o ld in g   [ 3 1 ] .   m eta - an aly tic  s y n th esis   o f   STE p r o f ess io n al  d ev elo p m en p r o g r a m s   d o cu m e n ts   ag g r eg ate  e f f ec ts   o n   teac h er   s elf - e f f icac y ,   p r o v id in g   a   b e n ch m ar k   f o r   in d i v id u al  s tu d ies  [ 3 2 ] .   “Res ea r ch   E x p er ien ce s   f o r   T e ac h er s ”  p r o g r am s   p r o d u ce d   an   ef f ec t   o f   0 . 3 3 0   s tan d ar d   d e v ia tio n s   at  th e   s tu d en t   lev el  in   STE ca r ee r   awa r en ess   [ 3 3 ] .   T h e   m ag n itu d o f   th ef f ec o b s er v ed   i n   th p r ese n s tu d y   m a y   r ef lect   th in ten s iv f o r m at   o f   th e   in ter v en tio n   ( 2 0   wee k s   c o m p a r ed   to   th m o r e   ty p ical   8 1 2   wee k s ) .   Sp an is h   s tu d y   ex am i n in g   ex p ec tan c y ,   v alu e,   a n d   c o s f ac to r s   i d en tif ied   m o d er atin g   in f lu en ce   o f   p er ce iv e d   b a r r ier s   o n   STE in teg r atio n   o u tco m es  [ 3 4 ] .   s y s tem atic  s y n th esis   o f   5 1 0   p u b licatio n s   ac r o s s   2 7   r e v iews     ( 2 0 1 0 2 0 2 4 )   in d icate s   th at  ef f ec s ize  i s   co n tin g en u p o n   in ter v en tio n   d esig n   f ea tu r es,  in clu d in g   d u r atio n ,   f ee d b ac k   c y cles,  an d   t h in teg r atio n   o f   co n ten t a n d   p ed ag o g y   [ 5 ] .   T h ex p an s io n   o f   th T PAC f r am ewo r k   f o r   b io lo g ical   STE ed u ca tio n   n ec ess itat es  m o v in g   b ey o n d   tr ad itio n al  d o m ain   in ter s ec tio n s .   T h p r esen f in d in g s   h ig h lig h th in teg r atio n   o f   s o cio cu ltu r al   k n o wled g th at  e x ten d s   b ey o n d   th co r in ter s ec tio n   o f   te ch n o lo g y ,   p e d ag o g y ,   an d   co n ten [ 3 5 ] .   B io lo g y ,     as  d is cip lin ar y   c o n tex t,   r eq u ir es  u n iq u co n f ig u r atio n s   o f   tech n o lo g ical  p e d ag o g ical  CK .   T o o ls   s u ch   as   Ar d u in o   b io s en s o r s ,   b io in f o r m atics  p latf o r m s ,   an d   VR - b a s ed   m o lecu lar   v is u aliza tio n s   d em an d   d is cip lin e - s p ec if ic  co m p eten cies th at  ar in ad eq u ately   a d d r ess ed   b y   g en er alize d   STE M - T PAC m o d els [ 3 6 ] .     T h ese  r esu lts   s u p p o r t   th a d o p tio n   o f   th d ig ital  p ed a g o g ical  an d   co n te n k n o wled g e   ( DPAC K )   f r am ewo r k ,   in   wh ich   d ig ital  cu ltu r al  tr an s f o r m atio n s   co m p lem en th ex is tin g   co m p o n en ts   o f   T PAC K.   B io lo g y   ed u ca to r s   m u s n o o n ly   m aster   s u b ject  co n ten t b u t   also   n av ig ate  th b r o ad er   d ig i talizatio n   o f   s o ciety   [ 3 5 ] .   C o llab o r ativ d is co u r s e   an aly s is   r ev ea ls   d y n am ic  p r o ce s s   o f   m u tu al  k n o wled g e   ex ch an g b etwe en   in d iv id u al  teac h er s   T PAC an d   th e   s h ar ed   k n o wled g e   g en er ated   th r o u g h   co llab o r atio n .   Pro ject - b ased   m eth o d o l o g ies ad o p ted   b y   1 0 0 o f   p a r ticip an ts ex em p lify   th is   co llectiv co n s tr u ct io n   o f   p r o f ess io n al  ex p er tis [ 3 7 ] .   T h em er g en ce   o f   AI - T PAC f u r th er   co m p licates  th k n o wled g ar ch itectu r e.   Var io u s   k n o wled g e   d o m ain s   ex h ib it  d if f er in g   le v els  o f   ex p lan ato r y   p o we r ,   with   tech n o lo g y - r elate d   co m p o n en ts   ex er tin g   a   p ar ticu lar ly   s tr o n g   i n f lu en ce .   B io lo g ical  STE co m p eten ci es,  as  ev id en ce d   in   t h is   s tu d y ,   m an if est  th r o u g h   th in teg r ated   ap p licatio n   o f   k n o wled g r ath er   th a n   th ad d it iv ac cu m u latio n   o f   d is cr ete  s k ills .   No tab ly ,   8 9 o f   p ar ticip an ts   ac h ie v ed   in te r m ed iate  to   ex p er t - lev el   p r o f icien cy   in   Py th o n   as  a   r esu l o f   ap p ly i n g   th lan g u ag t o   au th e n tic  b io lo g ic al  p r o b lem s .   T h ab s en ce   o f   f u ll  r an d o m iz atio n   lim its   th ab ilit y   to   esta b lis h   ca u s al  r elatio n s h ip   b e twee n   th in ter v en tio n   an d   th o b s er v ed   ch an g es.  Self - s elec tio n   b ias  m ay   h av r esu lted   in   th in clu s io n   o f   m o r h ig h ly   m o tiv ated   p a r ticip an ts   in   th e   EG co n s eq u e n tly ,   esti m ates  o f   in te r v en tio n   ef f ec tiv en ess   m ay   b in f lated .     T h h o m o g en eity   o f   th s am p le  ( th r ee   u n i v er s ities   f r o m   s in g le  r eg io n )   co n s tr ain s   th g e n er aliza b ilit y   o f   th e   f in d in g s   to   o th er   C en tr al  Asi an   co u n t r ies  with   d if f er in g   ed u ca tio n al  tr ad itio n s   an d   in f r astr u ctu r es.  R ep licatio n   s tu d ies  in   Uzb ek is tan ,   Ky r g y zstan ,   an d   T ajik is tan   ar r eq u ir ed   to   co n f ir m   th e   cr o s s - cu lt u r al  ap p licab ilit y   o f   th p r o p o s ed   m o d el.   T h e   1 2 - wee k   d u r atio n   o f   th in te r v en t io n   m a y   b e   in s u f f icie n to   ass ess   th d u r a b ilit y   o f   th co m p eten cies  f o r m ed ,   an d   with o u d elay e d   p o s t - test   ( 6 1 2   m o n th s ) ,   lo n g - ter m   s k ill  r eten tio n   ca n n o b e   ev alu ated .   T h Haw th o r n ef f ec ( th in f lu en ce   o f   o b s er v e r   p r esen ce )   m ay   h a v led   to   in f lated   en g ag em e n t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.