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 4 6 3 ~ 3 4 7 8   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 9 2 1 6           3463       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ere. ia esco r e. co m   Pedag o g ica l enviro nments for  the  f o rma tion o resea rch  co mpetence  in  s tu dents wi thin  prac tice - o rien ted  che mis try  educa tion       K a na t   Sa dy k o v 1 Nesip k ha B ek t eno v 1 Nursu lu Z hu s s u p bek o v a 1 Aina s h B a id ull a y ev a 2   1 D e p a r t me n t   o f   C h e m i st r y ,   F a c u l t y   o f   N a t u r a l   S c i e n c e s   a n d   G e o g r a p h 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 ma t y ,   K a z a k h s t a n   2 D e p a r t me n t   o f   E n g i n e e r i n g   D i s c i p l i n e s a n d   G o o d   P r a c t i c e s ,   S c h o o l   o f   P h a r mac y ,   A sf e n d i y a r o v   K a z a k h   N a t i o n a l   M e d i c a l   U n i v e r s i t y A l mat y ,   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   Feb   24 2 0 2 6   R ev is ed   Ap r   22 2 0 2 6   Acc ep ted   J u n   19 2 0 2 6       De sp it e   th e   imp o rtan c e   o f   re se a rc h   c o m p e ten c e   in   m o d e rn   c h e m ica e d u c a ti o n ,   trad i ti o n a i n stru c ti o n a m e th o d s   o ften   fa il   t o   su fficie n tl y   p re p a re   stu d e n ts  fo in d e p e n d e n sc ien ti fi c   in q u ir y   a n d   p ro fe ss io n a g r o wt h ,   c re a ti n g   a   g a p   b e twe e n   th e o re ti c a k n o wle d g e   a n d   p ra c ti c a a p p li c a ti o n .   Th e   r e se a rc h   a im ed   to   e x p e rime n tally   v a li d a te  a   m u lt ifac e ted   sy ste m   o p e d a g o g ica l   e n v iro n m e n ts  (re se a rc h - fo c u se d ,   m e tac o g n it iv e - d ig it a l,   a n d   m o t iv a ti o n a l)   d e sig n e d   t o   f o ste re se a rc h   c o m p e ten c e   in   c h e m istry   st u d e n t th r o u g h   p ra c ti c e - o rien ted   lea rn in g .   Th e   r e se a rc h   d e sig n   o f   th e   re se a rc h   wa s     30 - we e k   lo n g it u d in a p e d a g o g ica e x p e rime n u t il izin g   a   q u a si - e x p e rime n tal   d e sig n   with   p re -   a n d   p o st - tes a ss e ss m e n ts.  Th e   s a m p le   c o m p r ise d   o f   3 2 5   th ird -   a n d   f o u rt h - y e a fu t u re   c h e m istry   tea c h e rs  ( e x p e rime n tal  g ro u p   ( EG ) = 1 6 5 c o n tro g ro u p   ( CG ) = 1 6 0 fro m   a   n a ti o n a u n i v e rsity   i n   Ka z a k h sta n .   S tatisti c a a n a l y sis  (P e a rso n   χ ²   tes t)  c o n firme d   sig n ifi c a n t   g ro wt h   in   th e   EG   a c ro ss   a ll   c o m p e ten c e   c rit e ria,  with   th e   p ro p o rti o n   o f   stu d e n ts  re a c h i n g   h i g h - lev e l”  re se a rc h   p ro ficie n c y   i n c re a sin g   fro m   1 0 . 9 %   to   3 8 . 8 % .   T he   k e y   imp li c a ti o n   is   in teg ra ti n g   stru c t u re d   p e d a g o g ica l   e n v iro n m e n ts  in t o   tea c h e r - train i n g   c u rricu la  e ffe c ti v e ly   b ri d g e s   th e   g a p   b e twe e n   th e o re ti c a k n o wle d g e   a n d   p ra c ti c a in q u iry ,   p r o v i d i n g   a   sc a lab le  fra m e wo rk   fo m o d e r n izin g   sc ien c e ,   tec h n o l o 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 )   e d u c a ti o n .   K ey w o r d s :   C h em is tr y   ed u ca tio n   Fu tu r teac h er s   Ped ag o g ical  en v ir o n m e n ts   Pra ctice - o r ien ted   ed u ca tio n   R esear ch   co m p eten ce   Un iv er s ity   s tu d en ts   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 :   Ain ash   B aid u llay ev a   Dep ar tm en t o f   E n g in ee r in g   Di s cip lin es a n d   Go o d   Pra ctice s ,   Sch o o l o f   Ph a r m ac y   Asfe n d iy ar o v   Kaz ak h   Natio n a l M ed ical  Un iv er s ity   Alm aty   0 5 0 0 1 0 ,   Kaz a k h s tan   E m ail: a x ay a4 9 6 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   th e   m o d e r n   e d u ca tio n al   s p ac e,   o n e   o f   th m ai n   tr en d s   i n   th d ev elo p m en o f   h ig h er   ch em ical  ed u ca tio n   is   th r e o r ien tatio n   o f   th ed u ca tio n al  p r o ce s s   to war d s   p r ep ar i n g   s tu d en ts   f o r   s cien tific   an d   r esear ch   ac tiv ities   th at  m ee th c h allen g es  o f   s cien tific   an d   tech n o lo g ical  p r o g r ess   an d   th e   d e m an d s   o f   th e   lab o r   m ar k et  [ 1 ] .   T h f o r m atio n   o f   r esear ch   co m p eten ce ,   wh ich   we  d ef in as  an   in teg r ativ p er s o n ality   ch ar ac ter is tic,   m an if ested   i n   th willin g n ess   an d   a b ilit y   to   in d ep en d en tly   in itiate,   p lan ,   im p lem e n an d   ev alu ate  th r esear ch   p r o ce s s   in   th f ield   o f   ch em is tr y   b ase d   o n   p r ac tice - o r ie n ted   ap p r o ac h ,   u s in g   m eth o d s   o f   s cien tific   co g n itio n ,   c r itical  th in k in g ,   ex p er im en tal  m o d elin g   an d   d i g ital  tech n o lo g i es,  is   o f   p ar ticu lar   im p o r tan ce   in   t h co n tex o f   p r ac tically   o r ien ted   tr ai n in g .   T h em p h asis   is   s h if ted   f r o m   th r ep r o d u ctio n   o f   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 4 6 3 - 3 4 7 8   3464   r ea d y - m a d k n o wled g t o   th ac q u is itio n   o f   ex p er ie n ce   in   ac tiv co g n itio n ,   e x p er im en tatio n ,   a n d   in ter p r etatio n   o f   r esu lts .   W co n d u cted   th is   s tu d y   b ec au s e,   d esp ite  th clea r   n e ce s s ity   o f   r esear ch - o r ien ted   ed u ca tio n ,   tr ad itio n al  ch em is tr y   in s tr u ct io n   o f ten   p r io r itizes  “c o o k b o o k ”  lab o r ato r y   m an u als  wh e r s tu d en ts   s im p ly   f o llo p r e - d ef i n ed   s tep s   to   r e ac h   k n o w n   r esu lt.   T h is   ap p r o ac h   f ails   to   f o s ter   tr u e   r ese ar ch   s k ills ,   s u ch   as  ex p er im en tal  m o d elin g ,   h y p o th esis   test in g ,   an d   th e   ab ilit y   to   in ter p r et  u n ex p ec ted   ch e m ical  p h en o m en a.     T h r elev a n ce   o f   th s tu d y   i s   d u to   th u r g en t   n ee d   to   t r an s f o r m   ch em is tr y   lab o r ato r i es  f r o m   s p ac es  o f   p ass iv im itatio n   in to   s p ec i al  ed u ca tio n al  e n v ir o n m en ts   th at  m ir r o r   ac tu al  s cien tifi in q u ir y .   C u r r en p ed ag o g ical  to o ls   in   ch em is tr y   f r eq u e n tly   r em ain   ab s tr ac t,  f o cu s in g   o n   th e o r etica ca lcu latio n s   wh ile  f ailin g   to   b r id g e   th g a p   b etwe en   clas s r o o m   in s tr u ctio n   an d   t h p r ac tical  d em an d s   o f   m o d er n   ch e m ical  lab o r ato r ies.   T h is s u o f   th f o r m atio n   o f   s tu d en ts   co m p eten ce s ,   in   p ar ticu lar   r esear ch   co m p ete n ce ,   in   th co n tex o f   ed u ca tio n al  ap p r o ac h es  b ased   o n   c o m p eten cies ,   ac tiv ities   an d   p r ac tice  is   ac tiv ely   d is cu s s ed   in   m o d er n   s cien tific   d is co u r s [ 2 ] [ 4 ] .   Ho wev er ,   th e   p e d ag o g ical  en v ir o n m en ts   th at   en ab le  th e   ef f ec tiv e   ap p licatio n   o f   th ese  ap p r o ac h es  with in   th r ig o r o u s   an d   r e s o u r ce - in ten s iv p r o ce s s   o f   s tu d y in g   ch em is tr y   r em ain   in s u f f icien tly   s p ec if ie d .   Ou r   r esear ch   is   r elev an to   th f ield   as  it  ad d r ess e s   th i s   s p ec if ic  ch em ical   ed u ca tio n   g a p   b y   p r o v i d in g   a   s tr u ctu r ed   f r am ew o r k   th at  m o v es  b ey o n d   b asic  lab o r ato r y   s k ills .   T o   s o lv th p r o b lem   o f   s tu d e n p ass iv ity   an d   lo e n g ag em e n in   r e s ea r ch ,   o u r   m o d el  i n tr o d u ce s   th r ee - p r o n g e d   in ter v en tio n i )   r esear ch - f o c u s ed   s ettin g s   th at  s im u late   au th en tic  lab o r ato r y   ch all en g es;  ii )   d ig ital - m etac o g n itiv to o ls   th at  allo s tu d en ts   to   s im u late  an d   r ef lect  o n   c o m p le x   ch em ical  r ea ctio n s an d     iii )   m o tiv atio n al  s u p p o r th at  co n n ec ts   ch em ical  th eo r y   to   r ea l - wo r ld   p r o f ess io n al  p r o b le m s .   Un lik ex is tin g   m o d els  th at  f o cu s   o n ly   o n   m a n u al  lab o r ato r y   tech n iq u es,  th is   s y s tem   in teg r ates  th co g n itiv an d   r ef lectiv co m p o n en ts   n ec ess ar y   f o r   ch em is t to   in d ep en d e n tly   p la n   an d   ev alu ate  an   o r ig in al   r esear ch   p r o ce s s .   Giv en   th s cien tific   an d   th eo r etica s ig n if ican ce   o f   t h p r o b lem ,   as  well  as  th p r ac tical  n ee d   f o r   th e   f o r m atio n   o f   r esear ch   c o m p et en ce   in   c h em is tr y   s tu d en ts ,   it  is   im p o r tan to   co n d u ct  c o m p r eh en s iv s tu d y   o f   th p ed a g o g ical   en v ir o n m e n ts   th at  en s u r e   its   ef f ec tiv en es s .   T o   g u id e   th is   in v esti g atio n   an d   ad d r ess   th e   id en tifie d   g ap s   in   tr ad itio n al  in s tr u ctio n ,   th is   s tu d y   is   ce n ter ed   o n   th f o llo win g   m ain   r esear ch   q u esti o n w h at   s p ec if ic  p ed ag o g ical  e n v ir o n m en ts ,   wh en   in teg r ated   in to   a   p r ac tice - o r ien ted   ch em is tr y   c u r r icu lu m ,   ar e   m o s ef f ec tiv f o r   f o s ter in g   th m u lt id im en s io n al  s tr u ctu r al  co m p o n en ts   o f   s tu d en ts   r esear c h   co m p eten ce ?   So ,   th s cien tific   n o v elty   o f   th is   r esear ch   is   ex p licitly   m an if ested   in   th d e v elo p m en an d   ex p er im en tal  v alid atio n   o f   u n iq u e,   m u ltifa ce ted   s y s tem   o f   p ed ag o g ical  en v ir o n m en ts   s p ec if ically   d esig n ed   to   f o s ter   r esear ch   co m p eten c in   ch em is tr y   s tu d en ts   th r o u g h   p r ac tice - o r ien ted   lear n in g .   Un lik ex is tin g   ap p r o ac h es,  th is   s y s tem   i s   in n o v ativ in   its   s y n er g is tic  in t eg r atio n   o f   co g n itiv e,   d ig ital - m etac o g n itiv e,   an d   m o tiv atio n al  co m p o n e n ts   to   cr ea te  co n d itio n s   f o r   ac tiv s cien tific   in q u ir y   with in   p r o f ess io n al  tr ain in g .   Fu r th er m o r e ,   th is   s tu d y   c o n tr i b u tes  an   o r ig i n al,   s tr u ctu r ed   m o d el  f o r   em b e d d in g   r esear c h   ac tiv ities   d ir ec tly   in to   th e   h ig h e r   ed u ca tio n   ch e m is tr y   cu r r ic u lu m ,   p r o v id in g   n ew  em p ir ical  e v id en ce   o f   its   ef f ec tiv en ess   th at   h as n o t b ee n   p r e v io u s ly   d o cu m en ted   in   th is   s p ec if ic  co n tex t .   B ey o n d   its   p ed ag o g ical  u tili ty ,   th s ig n if ican ce   o f   th is   s tu d y   is   r o o ted   in   its   alig n m en with   g lo b al   ed u ca tio n al  g o als,  s p ec if ically   th Un ited   Natio n s   Su s tai n ab le  Dev elo p m en Go al  4   [ 5 ]   ( SDG  4 q u ality   ed u ca tio n ) .   B y   d ev elo p in g   r e s ea r ch   co m p eten cies,  th is   s tu d y   d ir ec tly   s u p p o r ts   tar g et  4 . 3   ( e q u al   ac ce s s   to   af f o r d a b le  q u ality   h i g h er   ed u c atio n )   an d   tar g et  4 . 4 ,   wh ich   ai m s   to   s u b s tan tially   in c r ea s th n u m b er   o f   y o u t h   with   r elev an tec h n ical  an d   v o ca tio n al  s k ills   f o r   e m p lo y m en an d   e n tr ep r e n eu r s h ip .   At  th e   n atio n al  le v el,   th is   r esear ch   co n t r ib u tes  to   t h “Co n ce p f o r   t h Dev elo p m en o f   Hig h er   E d u ca tio n   an d   Scien ce   in   th e   R ep u b lic   o f   Kaz ak h s tan   f o r   2 0 2 3 - 2 0 2 9 , ”  [ 6 ]   wh ich   p r io r itizes  th tr a n s itio n   to   a   r esear ch - i n ten s iv ed u ca tio n al  m o d el   an d   th e   m o d er n izatio n   o f   ed u ca tio n al  in f r astru ctu r e   to   f o s ter   k n o wled g e - b ased   ec o n o m y .   B y   p r o p o s in g     p r ac tice - o r ien ted   f r am ewo r k ,   th s tu d y   o f f er s   a   co n cr ete  m ec h an is m   f o r   c u r r icu lu m   r e f o r m ,   m o v in g   awa y   f r o m   tr a d itio n al  in s tr u ctio n   t o war d   co m p ete n cy - b ased   lear n i n g   as  m an d ate d   b y   t h 2 0 2 4   L aw  o n   Scien ce   an d   T ec h n o lo g y   Po licy .   Ultim atel y ,   th is   r esear ch   is   s ig n i f ican f o r   e n h an cin g   s tu d e n o u tco m e s ,   in clu d in g   cr itical   th in k in g ,   s cien tific   liter ac y ,   an d   p r o f ess io n al  a d ap tab ilit y ,   en s u r in g   th at   g r a d u ates  ar p r ep a r ed   f o r   th e   d em an d s   o f   th g l o b al  h ig h - te ch   lab o r   m ar k et.   T h s ig n if ican ce   o f   t h is   s tu d y   is   r o o ted   i n   its   ab ilit y   to   p r o v id p r ac tical  s o lu tio n   to   th p er s is ten t   g ap   b etwe en   ac ad e m ic  th eo r y   an d   lab o r ato r y   p r ac tice.   Fo r   s tu d en ts ,   th is   r esear ch   is   s ig n if ican as  it   tr an s f o r m s   th e   lear n i n g   ex p e r ien ce   f r o m   p ass iv p r o ce d u r al  im itatio n   t o   a u to n o m o u s   s cien tific   in q u ir y ,   d ir ec tly   en h a n cin g   th eir   p r o f e s s io n al  r ea d in ess   an d   ad ap tab i lity .   Fo r   ed u ca to r s   an d   u n iv er s ity   ad m in is tr ato r s ,   th s tu d y   o f f er s   v alid ated ,   s c alab le  f r am ewo r k   o f   th r ee   p e d ag o g ical  en v i r o n m e n ts   th at  ca n   b in teg r ate d   in to   ex is tin g   cu r r ic u la  to   m o d er n iz ch em is tr y   tr ain i n g   with o u r eq u ir in g   en tire ly   n ew  in f r astru ctu r e.   At  th e   p o licy   lev el,   ad o p tio n   o f   th is   m o d el   en co u r a g es  s h if f r o m   co n ten t - h ea v y   e v alu atio n   to war d   co m p eten cy - b ased   v alid atio n   o f   lear n in g .   B y   im p lem en tin g   th ese  r esear ch - d r i v en   en v ir o n m en ts ,   in s titu tio n s   ca n   m o v b ey o n d   tr ad itio n al  “c o o k b o o k ”  lab o r a to r y   in s tr u ctio n   t o war d   p r ac tice - o r ien ted   p a r ad ig m   th at  en s u r es  g r ad u ates  ar ca p ab le  o f   a d d r ess in g   c o m p le x ,   r ea l - wo r l d   s cien tific   ch allen g es in   th g lo b al  lab o r   m ar k et.   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       P ed a g o g ica l e n viro n me n ts   fo r   th fo r ma tio n   o f res ea r ch   co mp eten ce   in   s tu d en ts   … ( K a n a t S a d yk o v )   3465   I n   th co n tex o f   th tr an s f o r m atio n   o f   h ig h er   e d u ca ti o n ,   th p r o b lem   o f   f o r m i n g   r esear ch   co m p eten ce   o f   s tu d en ts ,   esp e cially   in   th p r o ce s s   o f   p r o f e s s io n al  tr ain in g   o f   f u tu r e x p er ts   in   th n atu r al   s cien ce s ,   is   b ec o m in g   in cr ea s in g ly   r elev an t.  So ,   th er ar n u m er o u s   s tu d ies  ex p lo r in g   d if f er en asp ec ts   o f   f o r m in g   r esear c h   co m p eten ce .   T h e   in v esti g atio n   b y   J ešk o v á  et  a l .   [ 7 ]   em p h asizes  th at  th f o r m atio n   o f   r esear ch   co m p eten ce   s h o u ld   b g r ad u al  an d   ac co m p a n ied   b y   p ed a g o g ical  s u p p o r f o r   th ac ad em ic     s elf - d ev elo p m e n o f   s tu d en ts .   T h r esear ch   d r aw  atten tio n   to   th im p o r tan ce   o f   m en to r in g   an d   r esear ch   s em in ar s   in   th e   d ev elo p m en t   o f   r esear ch   s k ills .   Ho wev e r ,   u n lik e   o u r   s tu d y ,   th e   wo r k   d o es  n o t   co n s id er   s p ec ialized   ap p r o ac h es  to   th e   f o r m atio n   o f   r esear ch   co m p et en ce ,   esp ec ially   in   ch em is tr y   ed u ca tio n ,   a n d   d o es  n o t h av e   p r ac tice - o r ien ted   te ac h in g   v ec t o r .   Po p o v a   [ 8 ]   an aly ze d   t h ef f ec tiv en ess   o f   in q u ir y - b ased   lear n in g   ( I B L )   f o r   d ev elo p in g   s tu d en ts   s cien tific   th in k in g   in   th e   n at u r al  s cien ce s .   T h ey   em p h asize  th im p o r ta n ce   o f   p r o b lem - b ased   teac h in g ,   h y p o th etica m o d elin g ,   an d   e m p ir ical  an aly s is   as  to o ls   f o r   d ev elo p in g   r esear ch   a u to n o m y .   C o n v er s ely ,   i n   o u r   in v esti g atio n ,   r esear c h er s   d o   n o p a y   s u f f icien atten tio n   to   th o p e r atio n al - ac tiv e   an d   r e f lectiv co m p o n e n ts ,   wh ich   ar k e y   elem en ts   o f   r esear ch   co m p eten ce   in   o u r   m o d el.   Gar cía - Ho l g ad o   a n d   Gar cía - Peñ alv o   [ 9 ]   em p h asizes  th ef f ec tiv en ess   o f   th s cien ce ,   tec h n o l o g y ,   en g in ee r in g ,   an d   m ath em atics  ( STE M)   ap p r o a ch   in   f o r m in g   r esear ch   co m p eten ce   th r o u g h   th e   in teg r atio n   o f   c h em is tr y   with   o th e r   d is cip lin es.  T h e   au th o r s   p aid   p ar ticu lar   atten tio n   to   team w o r k ,   d ig ital  tech n o lo g ies,  an d   r ea l - wo r ld   p r o jects.  I n   co n tr ast  to   o u r   wo r k ,   th e   em p h asis   s h if ts   to   th in ter d is cip lin ar y   n atu r o f   r esear ch ,   wh ile  o u r   atten tio n   is   f o cu s ed   o n   th in tr a - s u b ject  s tr u ctu r o f   c h em is tr y   r esear c h   ac tiv ity   an d   th m eth o d o lo g i ca l su p p o r t f o r   r esear c h   co m p eten ce   f o r m atio n .   R iv as  et  a l.   [ 1 0 ]   an aly ze   th r o le   o f   m etac o g n itiv s t r ateg ies  in   I B L .   T h ey   ar g u th at  th e   d ev elo p m e n o f   p la n n in g ,   s e lf - m o n ito r i n g ,   an d   s elf - ass es s m en s k ills   h as  d ir ec i m p ac o n   s tu d en ts   r esear ch .   Dis tin ct  f r o m   o u r   s tu d y ,   wh er th e   r ef lectiv e   co m p o n en o p er ates  in   co n ju n ctio n   with   th e   m o tiv atio n al - v al u an d   o p er atio n al - ac tiv co m p o n en ts ,   i n   th is   s tu d y ,   th co n s id er atio n   o f   r ef lectio n   is   is o lated ,   with o u s y s tem atic  i n teg r atio n   in to   th ed u ca tio n al  m o d el  o f   ch em ical  r esear c h .   Pre v io u s   s tu d ies   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ]   e m p h asize  th d ig it al  d eliv er y   o f   r esear ch   ac tiv it ies  in   ch em is tr y .   T h u s o f   v ir tu al  lab o r ato r ies,  o n lin s im u latio n s ,   an d   r em o t ex p er im en tatio n   p latf o r m s   s ig n if ican tly   ex p a n d   s tu d en ts   ac ce s s   to   r esear ch   ex p er ien ce s .   H o wev er ,   u n li k o u r   m o d el,   wh ich   is   b ased   o n   p ed ag o g ical  s y n th esis   o f   co n ten t,   m eth o d o l o g ical,   an d   m o tiv atio n al  s u p p o r t,  t h au th o r s   o f   t h ese  s tu d ies  f o cu s   p r im ar ily   o n   th e   in s tr u m en tal   asp ec ts   o f   im p lem en tin g   I B L .   OE C T AL I [ 1 3 ]   r ep o r ts   a n d   UNE SC an aly tical  r ev ie ws  [ 1 4 ]   s h o th at  a   p r ac tice - o r ien ted   p ed ag o g ical  ap p r o ac h ,   wh ich   p r o v id es  lin k   b etwe e n   ed u c atio n al  co n ten an d   t h r ea p r o f ess io n al  s ettin g s ,   is   d ec is iv f ac to r   in   th e   f o r m atio n   o f   r esear ch   c o m p eten ce .   I n   c o n tr ast  to   th g en er al   s tr ateg ic  v is io n   o f   in ter n atio n al  o r g an izatio n s ,   o u r   s tu d y   s p ec if ies  th e   im p lem e n tatio n   o f   p r ac tice - o r ie n ted   ap p r o ac h   with in   t h e   f r am ewo r k   o f   ch e m is tr y   s tu d y ,   tak in g   in to   ac co u n p ed ag o g i ca en v ir o n m en ts ,   m o tiv atio n a m ec h an is m s   an d   th s tr u ctu r al   o r g an izatio n   o f   co m p ete n cies.  I n   s u m m ar y ,   wh ile  th e   s cien tific   liter atu r p r esen ts   v a r io u s   m eth o d o l o g ical  g u id elin es,  it   lack s   a   h o lis tic,   in teg r ativ p ed ag o g ical  m o d el  s p ec if icall y   d esig n e d   f o r   th e   f o r m atio n   o f   r esear c h   co m p et en ce   with in   ch em is tr y   ed u ca t io n   b ased   o n   p r ac tically   o r ie n ted   lear n in g .   T h is   s tu d y   was  u n d e r tak en   s p ec if ically   to   o f f er   a   d ata - d r iv en   s o l u tio n   to   th e   ch allen g e   o f   lo r e s ea r ch   en g a g em en t   am o n g   u n d er g r ad u ates,  p r o v i d in g   co m p r eh e n s iv e,   o r ig in al  p ed ag o g ical  f r am ewo r k   th a is   cu r r en tly   ab s en t   f r o m   th e   ch em ical  ed u ca tio n   li ter atu r e.   So ,   th aim   o f   th ar ticle  i s   to   ex p er im en tally   v alid ate  m u ltifa ce ted   s y s tem   o f   p ed ag o g ical   en v ir o n m en ts   ( r esear ch - f o cu s ed ,   m etac o g n itiv e - d ig ital,  an d   m o tiv atio n al)   d esig n ed   to   f o s ter   r esear c h   co m p eten ce   in   ch em is tr y   s tu d en ts   th r o u g h   p r ac tice - o r ie n t ed   lear n in g .   T h r ea lizatio n   o f   th s et  p u r p o s in v o lv es  th d ev elo p m en an d   test in g   o f   s y s tem   o f   p ed a g o g ical  in f lu e n ce s   aim ed   at  ac tiv atin g   co g n itiv e   ac tiv ity ,   d ev elo p i n g   s cien tific   th in k in g   a n d   f o r m in g   s tab l m o tiv atio n   f o r   in d e p en d e n s cien tific   r esear ch .     I n   o r d er   to   ac h iev e   th is   p u r p o s e,   th f o llo win g   task s   wer id en tifie d   in   th s tu d y i )   t o   d e f in th e   ter m s   “p ed ag o g ical  en v ir o n m en ts ”  an d   “r esear ch   co m p eten ce ”;  ii )   to   f in d   o u ess en tial  s tr u ctu r al  elem en ts   o f   s tu d en ts   r esear ch   c o m p eten c in   p r ac tice - o r ien ted   s tu d y   o f   ch em is tr y   in   h ig h e r   ed u ca tio n   in s titu tio n s iii )   to   s u b s tan tiate  th p ed a g o g ical  e n v ir o n m en ts   f o r   th e   f o r m atio n   o f   r esear ch   c o m p eten ce   in   f u t u r ch e m is ts   in   th e   co n d itio n s   o f   p r ac tical - o r ie n ted   s tu d y   o f   ch em is tr y ;   iv )   to   v er if y   ex p er im en tally   th ef f ec tiv e n ess   o f   p ed ag o g ical  en v ir o n m en ts   f o r   th f o r m atio n   o f   r esear ch   co m p eten ce an d   v )   to   p r o p o s r ec o m m en d atio n s   f o r   th s u cc ess f u f o r m atio n   o f   r esear ch   co m p eten ce   o f   c h em is tr y   s tu d en ts   d u r in g   p r ac tica l - o r ien ted   s tu d y   o f   ch em is tr y .   So lv in g   th ese  task s   will  allo u s   to   id en tify   th im p ac o f   s cien tific ally   s u b s tan tiated   p ed ag o g ical   en v ir o n m en ts   th at  will  co n t r ib u te  to   t h m o d er n izatio n   o f   ch em is tr y   ed u ca tio n   b ased   o n   r esear ch   ac ti v ity ,     as we ll a s   to   im p r o v in g   t h q u ality   o f   p r o f ess io n al  tr ain in g   o f   f u tu r e   s p ec ialis ts .             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 4 6 3 - 3 4 7 8   3466   2.   M E T H O D   2 . 1 .     T heo re t ica l f r a m ew o rk   a nd   m a pp ing   o f   o utc o m es   T h e   c o n c ep tu al   f r am ew o r k   o f   th is   s t u d y   r e lies   o n   a   s y n t h esis   o f   f o u r   i n te r r el ate d   t h eo r e tic al   d i m e n s i o n s   th at   a li g n   w it h   p r o f ess i o n a l,   p e d a g o g ic al,   a n d   t ec h n ic al   e d u c ati o n   ( PP T E )   o u t c o m es   i n   c h e m is t r y .   T h ese   ap p r o ac h es   g u i d e   t h e   p ed ag o g i ca l   d es ig n   an d   i m p l e m e n ta ti o n   o f   p e d a g o g ic al   e n v i r o n m e n ts   co n d u ci v to   t h e   f o r m ati o n   o f   r es ea r c h   c o m p ete n ce   a n d   m a p   o n t o   s p ec i f ic  s tr u c tu r a o u tc o m es   as:     C o m p e te n c y - b ase d   a p p r o a c h :   t h is   d im en s io n   p r io r it iz es  th d e v e lo p m e n t   o f   s t u d e n ts   a b il it y   to   a p p l y   in t eg r ate d   k n o wle d g e ,   s k ills ,   an d   atti tu d es   t o   s o l v s cie n ti f ic  p r o b le m s .   I m a p s   o n to   th e   co g n it iv a n d   tec h n ic al   m aste r y   o u t co m es ,   e n s u r i n g   s t u d e n ts   p o s s ess   th e   f o u n d at io n al   k n o w - h o w ”  r e q u i r e d   f o r   p r o f ess i o n a ch em ic al  in q u i r y     Pra cti ce - o r i en te d   ap p r o ac h :   t h i s   ap p r o ac h   c o n n e cts  lea r n i n g   wit h   r ea l - w o r l d   a p p li ca ti o n s   a n d   p r o f ess i o n al   s etti n g s .   I t   m ap s   o n t o   o p e r at i o n al - a cti v it y   o u tc o m es,   w h er e   s t u d e n ts   d em o n s t r at e   a p p lie d   p r o f ici e n c y   i n   lab o r a to r y   t ec h n i q u es,   e x p e r i m e n ta m o d e lli n g ,   a n d   t h a b i lit y   t o   a d d r ess   in d u s t r ia o r   s o cial   c h al le n g es   th r o u g h   ch em is t r y ;     Me ta c o g n i ti o n t h is   d i m e n s i o n   f o c u s es  o n   t h i n te r n a liz ati o n   o f   s ci e n ti f i t h i n k i n g   a n d   t h s elf - r e g u la ti o n   o f   r es ea r c h   a cti v it ies .   I t   m a p s   o n t o   r e f l ec t iv e   a n d   p ed ag o g i c al  o u t co m es ,   f o s t e r i n g   t h s tu d e n t s   a b il it y   to   au t o n o m o u s l y   m o n it o r ,   e v al u at e,   a n d   a d j u s t h ei r   c o g n iti v s t r a te g i es  d u r i n g   c o m p le x   ch em ic a l   in v est ig ati o n s     Mo t iv ati o n :   t h is   p ill ar   a d d r e s s es  t h e   f o r m a ti o n   o f   i n t er n al  in te r est   an d   t h e   p e r s o n al  s ig n i f ic a n ce   o f   s cie n ti f i c   r ese ar ch .   I t   m ap s   o n t o   m o ti v a ti o n al - v al u e   o u tc o m es,   w h i c h   e n s u r e   s u s t ai n e d   p r o f ess i o n al   en g a g em en t,   e th ica l   aw ar en es s ,   a n d   co m m itt e d   r esea r c h   i d e n ti ty   in   t h e   f u t u r e   s p ec i alis t.   B y   i n t e g r ati n g   th es e   f o u r   d i m e n s i o n s ,   t h e   p r o p o s e d   p ed a g o g i ca l   en v i r o n m e n ts   a ct   as   d y n a m i c   s y s t e m s   th a t b r id g th e   g ap   b et we en   t h e o r et ic al  in s tr u c ti o n   a n d   t h m u lti f a ce t e d   d e m a n d s   o f   m o d e r n   ch em ica la b o r at o r i es.     2 . 2 .     Resea rc h desi g n a nd   g ener a l m et ho ds   T o   ac h iev th r esear ch   p u r p o s an d   task s ,   we  em p lo y ed   co m p r eh e n s iv ap p r o ac h   co m b in in g   th eo r etica an d   em p ir ical  m et h o d s .   First,   th e o r etica m eth o d s   in clu d ed   an al y s is ,   s y n th esis ,   an d   g en er aliza tio n   o f   s cien tific   liter atu r to   cla r if y   th d e f in itio n s   o f   k ey   ter m s   u s ed   in   th s tu d y ,   id e n tif y   an d   d escr ib th s tr u ctu r al  co m p o n en ts   ( m o ti v atio n al - v alu e,   co g n itiv e,   o p er atio n al - ac tiv ity ,   a n d   r ef lec tiv e)   o f   s tu d en ts   r esear ch   co m p eten ce .   T h is   p h ase  f u r th er   ju s tifie d   th s ele ctio n   an d   s tr u ctu r o f   p ed ag o g ical  en v ir o n m en ts   n ec ess ar y   f o r   th f o r m atio n   o f   r esear ch   co m p ete n ce   in   p r ac tice - o r ien ted   ch em is tr y   ed u ca tio n .   Seco n d ly ,   em p ir ical  m eth o d s   wer u s ed   to   test   th ef f ec tiv en ess   o f   t h p r o p o s ed   p ed ag o g ical  en v i r o n m en ts   th r o u g h   a   lo n g itu d in al   p ed a g o g ical  e x p er im en u tili zin g   a   q u asi - ex p er im en tal  d esig n .   T h is   in v o lv ed   th e   s y s tem atic  im p lem en tatio n   o f   th r ee   d esig n ed   p ed a g o g ical   en v ir o n m e n ts   ( r esear ch - f o cu s ed ,   m etac o g n itiv e - d ig ital,   an d   m o tiv atio n al)   to   f o s ter   r esear ch   co m p eten ce .   T h e   ap p r o ac h   i s   r o o ted   in   s y n th esis   o f   co m p eten cy - b ased   an d   p r ac tice - o r ien te d   m eth o d o lo g i es,  aim ed   at  m o v in g   s tu d en ts   f r o m   p ass iv lear n in g   to   ac tiv s cien tific   in q u ir y L astl y ,   s tati s tical  m eth o d s   wer em p lo y ed   to   an aly ze   th d ata  o b tain ed   f r o m   th ex p er im e n t.  Usi n g   Mic r o s o f t   E x ce l’ s   b u ilt - in   to o ls ,   we  ap p lied   th Pear s o n   χ²  test   to   d eter m in th s tatis tica l sig n if ican ce   o f   th d if f er en ce s   b etwe en   th e   co n tr o l   g r o u p   ( C G)   an d   ex p e r im en tal  g r o u p   ( E G)   r esear ch   co m p ete n ce   lev els  at  th b e g in n in g   an d   en d   o f   th s tu d y .   T h is   s tatis tical  v alid atio n   allo wed   u s   t o   r ig o r o u s ly   co n f ir m   o r   r ef u te   th n u ll  h y p o th esis   r eg ar d in g   th ef f ec tiv en ess   o f   th d ev elo p ed   p e d ag o g ical  en v ir o n m e n ts .     2 . 3 .     Study   pa rt icipa nts   T o   ad d r ess   th s tated   r esear ch   p u r p o s e,   lo n g itu d in al  p ed ag o g ical  ex p er i m en was  co n d u c ted   at  th e   Facu lty   o f   Natu r al  Scien ce s   an d   Geo g r a p h y   o f   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 ) .   T h e   co n te x o f   im p lem en tatio n   c o n tin u e d   d u r in g   th e   s tan d ar d   ac ad em ic  y ea r   ( 2 0 2 4 /2 5 )   o v er     p er io d   o f   two   ac ad em ic   s em ester s   ( 3 0   wee k s ) ,   wh er e   s tu d en ts   wer en r o lled   in   s p ec ialized   co u r s es  s u ch   as   ch em ical  s y n th esis   an d   p h y s ic al  m eth o d s   o f   ch em ical  r esear ch .   Par ticip an ts   in   th s tu d y   c o m p r is ed   3 2 5   th ir d -   an d   f o u r t h - y ea r   s tu d en ts ,   ag e d   1 9 - 2 1   y ea r s .   T h is   s p ec if ic   ag e   g r o u p   was  ch o s en   b ec a u s th ese  s tu d en ts   p o s s ess   th f o u n d atio n al  t h eo r etica l k n o wled g n ec ess ar y   to   tr an s itio n   in to   in d e p en d e n t r es ea r ch .   T h ese  p ar ticip an ts   wer allo c ated   in to   two   d is tin ct  g r o u p s :   an   EG   co n s is tin g   o f   1 6 5   s tu d en ts   an d     C with   1 6 0   s tu d en ts .   Par ticip an s elec tio n   u tili ze d   clu s ter   s am p lin g   m eth o d ,   wh e r en tire   ac ad em ic   co h o r ts ,   r ath er   th a n   in d iv id u al  s tu d en ts ,   s er v ed   as  th u n its   o f   r esear ch   to   m ain tain   th ec o lo g ical  v alid ity   o f   th class r o o m   en v ir o n m e n t.  T h d e m o g r a p h ics  o f   t h p ar ticip an ts   wer as:  t h g en d er   d is tr ib u tio n   with in   th e   EG   was  5 8 . 1 7 m ale  a n d   4 1 . 8 2 f e m ale.   T h CG ,   m at ch ed   f o r   ag e,   ex h ib ited   g e n d er   d is tr ib u tio n   o f   5 4 . 1 2 m ale  an d   4 5 . 8 7 f e m ale  p ar ticip an ts .   Fo r   th EG ,   s p ec if ically   d esig n e d   p e d ag o g ical  en v i r o n m e n ts   wer s y s tem atica lly   im p lem en ted   d u r in g   b o th   class r o o m   in s tr u ctio n   an d   p r ac tical  in ter n s h ip s .   I n s tr u ctio n   f o r   th CG   p r o ce ed ed   u s in g   t r ad i tio n al  lectu r e - an d - tu to r ial  f o r m ats  with o u th in ten tio n al  i n co r p o r atio n   o f   th 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       P ed a g o g ica l e n viro n me n ts   fo r   th fo r ma tio n   o f res ea r ch   co mp eten ce   in   s tu d en ts   … ( K a n a t S a d yk o v )   3467   af o r em en tio n ed   p e d ag o g ical  en v ir o n m en ts .   All  p ar ticip atin g   s tu d en ts   r ec eiv ed   co m p r e h en s iv in f o r m ati o n   r eg ar d in g   th s tu d y s   p ar am et er s   an d   p r o v id e d   th eir   in f o r m e d   co n s en t p r io r   to   en g a g em en t .     2 . 4 .     Resea rc h ins t rum ent s   a nd   s ca les   T o   en s u r tr an s p ar e n cy   an d   al lo f o r   r ep licatio n ,   we  u tili ze d   s p ec if ic  s et  o f   to o ls   m ap p ed   d ir ec tly   to   th f o u r   s tr u ctu r al  co m p o n en ts   o f   r esear ch   co m p eten ce .   T ab le  1   p r o v id es  co m p r e h en s iv m ap p in g   o f   ea ch   in s tr u m en t to   its   co r r esp o n d in g   c o m p eten ce   co m p o n en an d   th s p ec if ic  b eh av io r al  in d icato r s   m ea s u r ed .       T ab le  1 .   Ma p p in g   o f   r esear c h   in s tr u m en ts   to   co m p ete n ce   co m p o n e n ts   an d   in d icato r s   I n st r u me n t   C o m p e t e n c e   c o m p o n e n t   S p e c i f i c   i n d i c a t o r s m e a s u r e d   I n t e r e st   a n d   m o t i v a t i o n   q u e st i o n n a i r e   [ 1 5 ]     M o t i v a t i o n a l - v a l u e   S u st a i n e d   c o g n i t i v e   i n t e r e st   i n   c h e mi s t r y   r e s e a r c h ;   a w a r e n e ss  o f   p r o f e ss i o n a l   v a l u e ;   i n t e r n a l   mo t i v a t i o n ;   a c a d e mi c   a u t o n o my .   C o n c e p t   i n v e n t o r y   [ 1 6 ]     ( 2 5 - i t e m   M C Q )     C o g n i t i v e   M a s t e r y   o f   s c i e n t i f i c   r e se a r c h   me t h o d s ;   k n o w l e d g e   o f   f u n d a m e n t a l   c h e mi c a l   l a w s;   a b i l i t y   t o   c o n n e c t   t h e o r y   t o   p r a c t i c a l   p r o f e ssi o n a l   c a s e s.   P r a c t i c a l   l a b o r a t o r y   t a s k   ( st a n d a r d i z e d   0 1 0 0   r u b r i c)   O p e r a t i o n a l - a c t i v i t y   I n d e p e n d e n t   e x p e r i m e n t   p l a n n i n g ;   c o mp l i a n c e   w i t h   saf e t y / p r e c i si o n   p r o t o c o l s;   st a t i st i c a l   p r o c e ss i n g   o f   r e s u l t s;   p r e s e n t a t i o n   o f   f i n d i n g s .   M A R S I / M A I   t e st   [ 1 7 ]   ( 5 2   i t e ms)   a n d   a   r e se a r c h e r   p o r t f o l i o   R e f l e c t i v e   A b i l i t y   t o   e v a l u a t e   s e l f - a c t i v i t i e s ;   e r r o r   i d e n t i f i c a t i o n   a n d   c o r r e c t i o n ;   u se  o f   s e l f - a ss e ssm e n t   me t h o d s;   c o n si st e n c y   i n   r e se a r c h   j o u r n a l i n g .       T h u s ,   as  illu s tr ated   in   T ab le   1 ,   m o tiv atio n al - v alu e   c r iter i o n   was  m ea s u r e d   v ia  th e   in ter est  an d   m o tiv atio n ”  q u esti o n n air [ 1 5 ] .   s am p le  item   f r o m   t h is   s ca le  in clu d es:  T o   wh at   ex te n d o   y o u   f ee th at   co n d u ctin g   in d e p en d e n ch em ical  ex p er im en ts   is   ess en tial  f o r   y o u r   f u tu r ca r ee r ?”   ( r ate d   o n   5 - p o in L i k er s ca le  f r o m   n o at   all’   to   ex t r em ely ) c o g n itiv e   cr iter io n   w as  ass es s ed   th r o u g h   c o n ce p in v e n to r y   [ 1 6 ] .   T h is   in s tr u m en co n s is ts   o f   2 5   m u ltip le - ch o ice  q u esti o n s   f o cu s in g   o n   co r e   ch em ical  p r in cip les  an d   r esear ch   m eth o d o l o g y ,   with   C r o n b ac h s   α =0 . 8 2   i n   th e   cu r r e n s tu d y ,   in d icatin g   h ig h   i n t er n al  co n s is ten cy o p er atio n al - ac tiv ity   cr iter i o n   was  ev alu ated   th r o u g h   p r a ctica lab o r ato r y   task   with   s tr u ctu r ed   s tan d ar d ized   r u b r ic  ( 0 1 0 0   p o in ts ) .   s am p le  task   r eq u ir ed   s tu d e n ts   to   d ev elo p   an d   ex ec u te  a   titra tio n   p lan   to   d ete r m in th co n ce n tr atio n   o f   an   u n k n o wn   ac tiv s u b s tan ce , ”  with   th r u b r ic  s co r in g   s tu d e n ts   o n   t ec h n ical  p r ec is io n ,   s af ety   p r o t o co ls ,   an d   d ata   r ec o r d in g ;   r ef lectiv e   cr iter io n m ea s u r ed   u s in g   th “M AR SI/M AI   test ”  [ 1 7 ]   an d     r esear ch er   p o r tf o lio .   T h m etac o g n itiv awa r en ess   in v en to r y   ( MA I )   i n clu d es  5 2   ite m s ,   s u ch   as:  I   ask   m y s elf   if   I   h a v co n s id er ed   all   o p tio n s   wh en   s o lv in g   r esear ch   p r o b lem .”     2 . 5 .     O rg a niza t io o f   t he  s t u dy   Du r in g   t h in v esti g atio n ,   it  w as  h y p o t h esized   th at  th e   ef f ici en cy   o f   f o r m in g   r esear c h   co m p eten ce   in   ch em is tr y   s tu d en ts   d u r in g   p r ac tical - o r ien ted   s tu d y   o f   c h e m is tr y   wo u ld   in c r ea s if   ed u ca to r s   cu ltiv ate  th is   co m p eten ce   p u r p o s ef u lly   ap p ly in g   s p ec ially   d esig n ed   p ed ag o g ical  en v ir o n m en ts ,   wh ic h   we  u n d er s tan d   as   f ac to r s   o f   t h ed u ca tio n al  p r o ce s s   th at  ar p u r p o s ef u lly   c r ea ted   an d   in s titu tio n ally   s u b s tan tiated   an d   th at  co n tr ib u te   to   th s y s tem atic  f o r m atio n   o f   r esear ch   co m p ete n ce   o f   c h em is tr y   s tu d e n ts   in   p r ac tice - o r ien ted   ed u ca tio n .   Hav i n g   an aly ze d   m o d er n   r esear ch   an d   p er s o n a ed u ca tio n al  ex p e r ien ce ,   we  d ec id ed   to   ex a m in e   th p ed ag o g ical   en v ir o n m e n ts   th at  f o r m   a   h o lis tic  s y s tem   th a allo f o r   t h f o r m atio n   o f   r e s ea r ch   co m p eten ce   n o o n ly   as  s et  o f   s k ills ,   b u as  s u s tain ab le  p er s o n al  an d   p r o f ess io n al  ed u ca tio n   o f   th s tu d en t.  T h ese   p ed ag o g ical  en v ir o n m en ts   ar e   th f o llo win g i )   o r g an izatio n   o f   lear n in g   s ettin g   f o cu s ed   o n   s tu d en r esear ch   ac tiv ity ii )   u s in g   m etac o g n i tiv an d   d i g ital  to o ls   f o r   r e f lectio n   an d   s elf - r eg u latio n   o f   s tu d en r esear ch   ac tiv ity an d   iii )   m o tiv atio n a s u p p o r f o r   s tu d en r esear c h   ac tiv ity   th r o u g h   p e r s o n all y   m ea n in g f u an d   p r ac tice - o r ien te d   task s .   T o   en s u r a   r ig o r o u s   ass ess m en o f   th is   h y p o t h esis ,   we  f ir s id en tifie d   th e   f o u r   s tr u ctu r al   co m p o n en ts   o f   r esear c h   co m p eten ce   th at  s er v ed   as  o u r   ev al u atio n   cr iter ia:  i )   m o tiv atio n al - v alu co m p o n e n r ev ea ls   s tab le  in ter est  in   r esear ch   ac tiv ities th d esire   to   h av th o r o u g h   k n o wled g o f   ch em is tr y ,   wh ich   is     p r er eq u is ite  f o r   th s u cc ess f u co m p letio n   o f   e x p er im e n tal  task s ,   th f o r m atio n   o f   p er s o n s   wo r ld v iew  an d   m o tiv atio n   f o r   s elf - d e v elo p m en an d   s elf - im p r o v em en [ 1 8 ] ii )   co g n itiv co m p o n e n in clu d es  g en er al   s cien tific   k n o wled g ( m aster y   o f   g e n er al  s cien tific   r esear ch   m eth o d s ) ,   g en e r al  n at u r al  k n o wled g ( k n o wled g o f   n atu r al  s cien ce s   a n d   m et h o d s   o f   t h eir   r esear ch )   an d   ch em ical  k n o wled g ( k n o wled g o f   c h em ical   elem en ts ,   s u b s tan ce s ,   tr an s f o r m atio n s   o f   s u b s tan ce s ,   m eth o d s   o f   r esear ch   in   ch em is tr y ) ,   wh ich   ar f o r m ed   i n   th p r o ce s s   o f   m aster in g   ed u ca tio n al  m ater ial  co m p r eh en s iv ely   an d   s y s tem atica lly   in   t h co n d itio n s   o f   a n   ed u ca tio n al   p r o ce s s   f o cu s ed   o n   th e   in teg r atio n   o f   th eo r etica an d   p r ac tical   co m p o n en ts   [ 1 9 ] iii )   o p er atio n al - ac tiv ity   co m p o n en in v o lv es  th ab ilit y   o f   s tu d en ts   to   u s e   th ac q u ir ed   s k ills   an d   a b ilit ies  with   m ax im u m   b en ef it.   I n   th p r o ce s s   o f   ed u ca tio n al  r esear ch ,   s tu d en ts   m aster   th m eth o d s   o f   p lan n in g   an d   co n d u ctin g   s cien tific   ex p er im en ts ,   cr itical  an aly s is   o f   r esu lts ,   an d   th e   p r esen tatio n   o f   r esear ch   r es u lts   in   th f o r m   o f   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 4 6 3 - 3 4 7 8   3468   co u r s an d   q u alif icatio n   p ap er s ,   wh ich   co n tr i b u tes  to   th e   d ev elo p m en o f   s k ills   o f   in d ep en d e n s cien tific   co g n itio n .   T h e   k n o wled g e   o b tain ed   in   th e   p r o ce s s   o f   s tu d y in g   ch em is tr y   s er v es  as  a   n ec ess ar y   to o f o r   g ain in g   s u b jectiv r esear ch   ex p er ien ce   [ 2 0 ] an d   iv )   r ef lecti v co m p o n en o f   r esear ch   co m p eten ce   is   aim ed   at  an aly zin g   th r esu lts   o f   s tu d en t’ s   o wn   ac tiv ities ,   r ec o g n izin g   p o s s ib le  co n s eq u en ce s ,   an d   tak in g   co r r ec tiv e   ac tio n s   b ased   o n   th ex p er ie n ce   g ain ed   [ 2 1 ] .   T h ese  cr iter ia  an d   th eir   s p ec if ic  in d icato r s   ar illu s tr ated   in   Fig u r 1 .           Fig u r 1 .   Stru ctu r al  elem en ts   o f   s tu d en ts   r esear ch   co m p ete n ce       T o   j u d g e   t h e   r e s e a r c h   h y p o t h e s i s ,   a   p e d a g o g i c al   e x p e r i m e n t   co m p r i s i n g   t h r e e   s t a g es   w as   c o n d u c t e d   a s :   a.   Statem en s tag ( wee k s   1 - 2 ) s tu d en ts   in   b o th   g r o u p s   wer ass es s ed   u s in g   th e   in s tr u m e n t s   d escr ib ed   in   Sectio n   2 . 2   to   estab lis h   th eir   f o u n d atio n al  b aselin e.   I n itial  d iag n o s tic  ass ess m en ts   in d icate d   n o tab le   lack   o f   f o r m ed   r esear ch   co m p eten ce   am o n g   s ig n if ica n p r o p o r tio n   o f   s tu d en ts   in   b o t h   g r o u p s .   Data   wer an o n y m ized   an d   co d ed   f o r   s tatis tical  tr ac k in g .   b.   Fo r m ativ s tag ( wee k s   3 - 2 8 ) to   en s u r i n ter n al  v ali d ity ,   b o th   g r o u p s   wer e   tau g h t   b y   th e   s am f ac u lty   m em b er s   an d   u tili ze d   id en tica lab o r ato r y   eq u ip m en a n d   r e ag en ts .   T h in ter v en tio n   was  ap p lied   to   t h e   EG   th r o u g h   th r ee   s p ec if ic  p ed ag o g ical  en v ir o n m e n ts :   E n v ir o n m en 1 o r g a n izatio n   o f   lear n in g   s ettin g   f o cu s ed   o n   r esear ch   ac tiv ity ”  is   o n o f   th k e y   p ed ag o g ical  en v ir o n m en ts   f o r   th f o r m atio n   o f   r esear ch   co m p eten ce   i n   p r ac tice - o r ien te d   s tu d y   o f   ch em is tr y .   Su ch   an   en v ir o n m en in v o lv e s   cr ea tin g   an   atm o s p h er o f   a ca d em ic  f r ee d o m ,   s cien tific   r esear ch ,   in ter ac tio n   an d   p er s o n al  r esp o n s ib ilit y   o f   th s tu d en f o r   th e   r esu lts   o f   h is   k n o wled g e.   T h f o r m a tiv s tag in v o lv ed   s p ec if ic  ac tiv ities   with in   ea ch   en v ir o n m e n t.  T o   im p lem en th is   en v ir o n m e n t,  p r o b lem - b ased   lear n in g   m eth o d s ,   r esear ch   task s ,   ed u ca tio n al  p r o jects,  as  well  as  ca s an aly s is   m eth o d s   wer u s ed .   R esear ch   lab o r ato r y   p r ac tical  class es  wer in tr o d u ce d   in   th class es,  wh er s tu d en ts   n o o n l y   r ep ea ted   s tan d a r d   ex p er im en ts ,   b u also   m o d if i ed   th em ,   f o r m u lated   th ei r   o wn   h y p o t h eses   an d   test ed   th em   o n   th b asis   o f   ex p er im en tal  d ata.   T h is   ap p r o ac h   d ev elo p ed   cr itical  th in k i n g   an d   s cien tific   an aly s is   s k ills .   I n   ad d itio n ,   m icr o - r esear ch   was  o r g a n ized   in   th e   f o r m at   o f   m in i - p r o jects.  k e y   ac tiv ity   was  th wate r   q u al ity   p r o ject , ”  w h er e   s tu d en ts   h ad   to   f o r m u late  h y p o th esis   r eg a r d in g   lo ca wat er   h ar d n ess   an d   m o d if y   s tan d ar d   E DT titra tio n   m eth o d s   to   ac co u n f o r   s p e cif ic  lo ca m in e r al  v ar iatio n s .   T h ese  task s   co n tr ib u ted   t o   th f o r m atio n   o f   in ter d is cip lin ar y   co n n ec tio n s   an d   u n d er s tan d in g   o f   th a p p lied   v alu o f   ch e m ical  k n o wl ed g e.   I n   a d d itio n ,   ex er cises   o n   h y p o th esis   f o r m a tio n ,   in ter p r etatio n   o f   s cien tific   tex ts ,   f o r m u latio n   o f   r esear c h   q u esti o n s ,   as we ll   as  r ef lectiv s ess io n s   af ter   co m p letin g   ea c h   b lo c k   o f   task s   wer ac tiv ely   u s ed .   At  th en d   o f   th class es,  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       P ed a g o g ica l e n viro n me n ts   fo r   th fo r ma tio n   o f res ea r ch   co mp eten ce   in   s tu d en ts   … ( K a n a t S a d yk o v )   3469   d is cu s s io n s   o f   th r esu lts   wer o r g an ized   in   s m all  g r o u p s ,   wh ich   s tim u lated   th d ev elo p m en o f   ar g u m en tatio n ,   a n aly s is   an d   m u tu al  lear n in g .   T h e   lear n in g   en v ir o n m e n o r g an ized   in   th i s   way   was  d esig n e d   n o o n ly   t o   s tim u late  r esear ch   in ter est,  b u also   to   lay   th e   f o u n d atio n s   f o r   i n d ep e n d en t   s cien tific   ac tiv ity ,   wh ich   is   th b asis   o f   th p r o f e s s io n al  co m p eten ce   o f   th f u tu r s p ec ialis t.   E n v ir o n m en 2 u s in g   m etac o g n itiv a n d   d ig ital  to o ls   f o r   r ef lectio n   an d   s elf - r e g u latio n   o f   s tu d en t   r esear ch   ac tiv ity ”  is   aim ed   at  d ev elo p i n g   s tu d e n ts   ab ilit y   to   m ea n i n g f u lly   co n tr o t h eir   o wn   c o g n itiv e   p r o ce s s ,   s et  r esear ch   g o als,   ev alu ate  r esu lts ,   an d   ad ju s ac ti o n s   d u r i n g   s cien tific   r esear ch .   T h is   allo ws  f o r   th f o r m atio n   o f   r ef lectiv a n d   s elf - r eg u lato r y   co m p o n e n o f   r esear ch   co m p eten ce ,   w h ich   is   cr itically   im p o r tan t   in   th c o n tex o f   p r ac tice - o r ien ted   ch em is tr y   ed u ca tio n .   I n   t h class r o o m ,   t h is   en v ir o n m e n was  im p lem en ted   th r o u g h   teac h i n g   m eth o d s   t h at  s tim u late  m etac o g n itio n :   s elf - o b s er v atio n ,   s elf - ass ess m en t,  an d   ask in g   q u esti o n s   ab o u s tu d e n t’ s   o wn   ac tio n s .   Fo r   ex am p le,   we   im p lem en ted   d ig ital  r e f lectiv b lo g g in g .   Usi n g   T r ello   o r   No tio n ,   s tu d en ts   co m p leted   th “I   am   r esear ch er ”  ex er cise,  r eq u ir in g   th em   to   lo g   n o ju s d ata,   b u f ailu r an aly s es ”,   i.e . ,   d is cu s s io n s   o f   wh y   an   e x p er im e n t   f ailed ,   wh at  co r r ec tiv ac tio n s   wer tak en ,   a n d   wh at  co n clu s io n s   wer m ad e.   I n   ad d itio n ,   s tu d en ts   p lan n e d   r esear ch   s tag es,  r ec o r d ed   ta s k s ,   d ea d lin es,  an d   ass es s ed   p r o g r ess .   Ap p ly in g   Go o g le  Fo r m s ,   Pad let,   an d   J am b o ar d ,   s tu d en ts   an s wer ed   q u esti o n s   lik w h at  d id   I   lear n ?” ,   w h at  r em ain ed   u n clea r ?” ,   w h at   n ee d s   t o   b e   ch an g ed   i n   m y   r esear c h   s tr ateg y ?” .   Self - ass es s m en m eth o d s   wer also   u s ed ,   s u ch   as  th r ef lectiv m ap ”  ex er cise  an d   an   in te r ac tiv q u esti o n n air to   ass es s   s tu d en t’ s   o wn   r esear ch   ac tiv ity .   T h u s ,   th c o m b in ati o n   o f   m etac o g n itiv s tr ateg ie s   an d   d ig ital  to o ls   g av s tu d e n ts   to o ls   f o r   a   d e ep er   awa r e n ess   o f   th ei r   o w n   ac tiv ities ,   co n tr ib u ted   to   th d ev elo p m en t   o f   r esp o n s ib ilit y   f o r   r esear ch   r es u lts ,   an d   in cr ea s ed   th e   ef f ec tiv en ess   o f   th f o r m atio n   o f   r ese ar ch   co m p eten ce .   E n v ir o n m en 3 m o tiv atio n al   s u p p o r f o r   s tu d e n r esear ch   ac tiv ity   th r o u g h   p er s o n ally   m ea n in g f u l   an d   p r ac tice - o r ien ted   task s ”  is   aim ed   at  f o r m in g   s tu d en ts   in ter n al  in ter est  in   r esear ch   co g n itio n ,   w h ich   is     k ey   f ac to r   in   t h d ev elo p m e n o f   r esear ch   co m p eten ce .   T h p er s o n al  s ig n if ican ce   a n d   p r ac tical  o r ien tatio n   o f   th task s   o f f er ed   to   s tu d en ts   cr ea te  co n d itio n s   wh en   s tu d en ts   p er ce iv r esear ch   ac tiv i ties   n o as  f o r m al  r eq u ir em e n t,  b u t a s   u s ef u l ,   in t er esti n g   an d   v al u ab le  th in g s   f o r   th eir   o wn   p r o f ess io n al  g r o wt h .   I n   o u r   c h em is tr y   class es,  we  u s ed   co n tex tu alize d   p r o f ess io n al  ca s es.  Fo r   e x am p le,   th e   g r ee n   co s m etic s ”  p r o ject  r eq u ir ed   s tu d en ts   to   r esear ch   th s h elf - life   o f   n atu r al  p r eser v ativ es,  m ak in g   th task   p er s o n a lly   m ea n in g f u b y   co n n ec tin g   ch em is tr y   to   c o n s u m er   h ea lth .   “Res ea r ch   o n   th ef f ec tiv en ess   o f   ec o lo g ical  d et er g en ts ”,   a n aly s is   o f   n itra te   co n ten in   p r o d u cts”   p r o jects  allo we d   s tu d en ts   t o   wo r k   o n   r ea l,  p r ac tice - o r ie n te d   to p ics  a n d   ar o u s ed   in ter est,  s in ce   th ey   ar r elate d   to   th eir   e v er y d ay   life .   T h e   p r o b lem - b ased   lear n in g   m et h o d     a n o th er   o n e,   wh ich   was  also   o f ten   u s ed ,   p r o v id ed   m o ti v atio n   th r o u g h   th f o r m u latio n   o f   p r ac tical  d ile m m task s   s u ch   as:   w h at  ch em ical   r ea g en t   is   b est  u s ed   f o r   wate r   p u r if ica tio n   in   r eg io n   with   h ar d   wate r ?” .   Stu d en ts   in d ep en d en tly   s ea r ch ed   f o r   s o lu tio n s ,   an aly ze d   s o u r ce s ,   an d   p lan n ed   ex p er im en ts .   T h is   ac tiv ated   th eir   co g n itiv a n d   r esear c h   ac tiv it ies.  R o le - p lay in g   g a m es  ( f o r   ex am p le,   “I   am   a   ch em ical  s af ety   co n s u ltan t”) ,   ch em ical - p r ac tical  ca s es  f r o m   r ea p r o d u ctio n   s itu atio n s ,   an d   co n tex tu al  task s   r el ated   to   th e   f u tu r e   p r o f ess io n al  ac tiv ities   o f   s tu d en ts   wer also   wid ely   u s ed .   T o   m ain tain   s u s tain ab le  m o tiv atio n ,   in d i v id u al   r esear ch   d e v elo p m e n tr ajec to r ies  wer in tr o d u ce d ,   s tu d e n ts   wer g iv e n   th e   o p p o r tu n ity   to   ch o o s th e   to p ic   o r   f o r m   o f   task   c o m p letio n .   Mo r eo v er ,   i n ter ac tiv p latf o r m s   ( Me n tim eter ,   Kah o o t )   wer als o   u s ed   to   g am if y   th e   ed u ca tio n al   p r o ce s s .   T h u s ,   th u s o f   p er s o n ally   s ig n if ica n t,  life - r elate d   an d   p r o f ess io n ally   r elev a n task s   ac tiv ated   s tu d en ts   in ter est,  in cr ea s ed   th s ig n if ican ce   o f   r esear ch   ac tiv ities ,   an d   co n t r ib u t ed   to   th f o r m atio n   o f   th eir   r esear c h   co m p eten ce .   c.   C o n tr o s tag ( wee k s   2 9 - 3 0 ) p o s t - test   ass es s m en ts   wer co n d u cted   u s in g   th e   s am in s tr u m en ts   as  th s tatem en t stag to   m ea s u r p r o g r ess   an d   p e r f o r m   s tatis tical  v alid atio n .     2 . 6 .     Schema t ic  o f   t he  peda g o g ica l sy s t em   T o   clar if y   th in ter ac tio n   b etwe en   th p ed ag o g ical  in ter v en tio n s   an d   t h ex p ec ted   o u tco m es,     Fig u r 2   p r esen ts   co n ce p tu al  s ch em atic  o f   th e   r esear ch   f r am ewo r k .   T h is   m o d el   illu s tr ates  h o t h th r ee   p ed ag o g ical  en v ir o n m e n ts   s er v as  in p u ts   th at  d ir e ctly   s tim u late  an d   r ef in e   th f o u r   s tr u ct u r al  co m p o n e n ts   o f   r esear ch   co m p eten ce .   As  ill u s tr ated   in   th s ch em atic,   th en v ir o n m en ts   ar d esig n ed   to   b m u tu ally   r ein f o r cin g .   T h m o tiv atio n al  en v ir o n m en estab lis h es  th p er s o n al  s ig n if ican ce   o f   th e   wo r k ,   wh ich   s u s tain s   th s tu d en t   th r o u g h   th e   r ig o r o u s   co g n itiv a n d   o p er atio n al   d em an d s   o f   th e   r esear ch - f o c u s ed   en v i r o n m e n t.  Simu ltan eo u s ly ,   th m etac o g n itiv e - d ig ital  en v ir o n m en p r o v id es  th r ef lectiv to o ls   n ec es s ar y   f o r   s tu d e n ts   to   m o n ito r   t h eir   p r o g r ess   ac r o s s   all  s tag es.  T h is   s y n er g y   en s u r es  h o lis tic  tr an s itio n   f r o m   p ass iv k n o wled g e   ac q u is itio n   to   ac tiv r esear ch   co m p eten ce .       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 4 6 3 - 3 4 7 8   3470       Fig u r 2 .   T h s tr u ctu r al - f u n cti o n al  m o d el  o f   p ed ag o g ical  en v ir o n m e n ts   f o r   th e   d ev elo p m e n t o f   s tu d en ts   r esear ch   co m p ete n ce       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   3 . 1 .     Resul t s   T h r eliab ilit y   o f   th e   ex p e r im en tal  d ata  o b tain e d   r eg a r d i n g   th in f l u en ce   o f   th im p lem en ted   p ed ag o g ical  en v ir o n m en ts   th at  en s u r th f o r m atio n   o f   r e s ea r ch   co m p eten ce   in   s tu d en t s   in   th p r o ce s s   o f   p r ac tice - o r ien te d   s tu d y   o f   c h em is tr y   in   h ig h er   e d u ca tio n   in s titu tio n s   was  ch ec k ed   u s in g   m ath em atica l   s tatis t ics  m eth o d s .   T h p r im ar y   em p ir ical  r esu lt  is   th at  t h EG   ac h iev ed   s tatis ticall y   s u p er io r   lev el  o f   r esear ch   co m p eten ce   c o m p ar e d   to   th e   CG   f o llo win g   th i n ter v en tio n .   T o   ca r r y   o u ca lcu l atio n s ,   f ir s o f   all,   th r esu lts   o f   th ex p er im en at  th s tatem en an d   co n tr o s tag es  wer s u m m ar ized ,   ca lcu latin g   th av er ag e   v alu o f   th in d icato r s   at  ea ch   lev el  o f   th f o r m atio n   o f   r ese ar ch   co m p eten ce   in   s tu d en ts .   T h ca lcu latio n   was   p er f o r m ed   ac co r d in g   to   [ 2 2 ] :      = ( 1 + 2 + + 8   . 100%       wh er e :   S tot   is   th e   to tal  n u m b e r   o f   ch em is tr y   s tu d e n ts   wh o   ar at  th a p p r o p r iate  le v el  o f   th f o r m atio n   o f   r esear ch   co m p eten ce n 1 ,   n 2 ,   . . .   n 8   is   th e   n u m b er   o f   c h e m is tr y   s tu d en ts   wh o   m ee ce r tain   lev el  o f   th e   s tu d ied   q u ality   with in   th co r r esp o n d i n g   in d icato r N   is   t h to tal  n u m b er   o f   in d icato r s   ac co r d in g   to   all   cr iter ia.   T h g e n er alize d   r esu lt s   o f   th ex p er im en tal  wo r k   ar e   p r esen ted   in   T a b le  2 .       T ab le  2 .   Dis tr ib u tio n   b y   lev els   o f   r esear ch   co m p ete n ce   f o r m atio n   in   ch em is tr y   s tu d e n ts   f r o m   ex p er im e n tal  an d   C Gs   at  th s tatem en t a n d   co n tr o l stag es o f   t h ex p e r im e n t ( %)   L e v e l s   o f   r e sea r c h   c o m p e t e n c e   f o r ma t i o n   L ow   M id   H i g h   G r o u p s   B e f o r e   A f t e r   B e f o r e   A f t e r   B e f o r e   A f t e r   Ex p e r i m e n t a l   4 1 . 8 1   1 6 . 3 5   4 7 . 2 7   4 4 . 8 5   1 0 . 9 1   3 8 . 7 9   C o n t r o l   4 2 . 5 0   2 7 . 4 8   4 7 . 4 9   5 5 . 6 3   1 0 . 0 0   1 6 . 8 8       T h k ey   f in d in g   th at  d ir e ctly   an s wer s   o u r   s cien tific   q u esti o n ,   n am ely ,   wh at  p ed ag o g ical   en v ir o n m en ts   ar e   ef f ec tiv e,   is   th s ig n if ica n s h if in   th e   E G’ s   h ig h - lev el   co m p eten ce   ca teg o r y ,   wh ich   r o s e   f r o m   1 0 . 9 1 to   3 8 . 7 9 af ter   im p lem en tatio n   o f   s p ec if ically   d esig n ed   p e d ag o g ical  en v ir o n m e n ts .     T o   d eter m in th e   m ag n itu d o f   th is   ef f ec t,   we  ca lcu lated   th e   ef f ec s ize  ( C r am e r s   V) .   Fo r   th co n tr o l   s tag e,   th ca lcu lated   C r am er s   wa s   0 . 2 5 ,   in d icatin g   m ed iu m - to - lar g e d u ca tio n al  ef f ec t   [ 2 2 ]   r esu ltin g   f r o m   th e   im p lem en ted   p e d ag o g ical  en v i r o n m en ts .   T h s tatic  s ig n if ican ce   o f   th i s   d if f er en ce   was  co n f ir m ed   u s in g   th χ²  test .   T h ap p licati o n   o f   th is   cr iter io n   r eq u ir e d   co m p lian ce   with   th f o llo win g   r eq u ir em e n ts b o th   s am p les  ar r an d o m   an d   in d ep e n d en o f   ea ch   o t h er m ea s u r em en t   is   ca r r ied   o u o n   an   o r d in al  s ca le  with   s ev er al  s elec ted   ca te g o r i es  ( C ) .   Acc o r d in g   to   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       P ed a g o g ica l e n viro n me n ts   fo r   th fo r ma tio n   o f res ea r ch   co mp eten ce   in   s tu d en ts   … ( K a n a t S a d yk o v )   3471   th co n d itio n s   o f   u s o f   t h χ ²  test ,   th n u ll  h y p o t h esis   H₀   was  f o r m u lated   as  p   p 1j =p 2j ,   an d   th alter n ativ e   h y p o th esis   H₁   was  as  p 1j     p 2j ,   wh er p 1j   is   th p r o b ab ilit y   th at  an   o b ject  r a n d o m l y   s elec ted   f r o m   th f ir s g r o u p   o f   p ar ticip an ts   will  f all  in to   ca teg o r y   j   ( j=1 ,   2 ,   3   . . .   C ) ,   an d   p 2j   is   th p r o b ab ilit y   o f   s im ilar   ev en f o r   th p ar ticip an ts   o f   t h s ec o n d   g r o u p .   T h n u m b er   o f   o b j ec ts   in   two   s am p les  f r o m   two   p o p u latio n s   was   d en o ted   as  n 1   an d   n 2 .   T o   test   th n u ll  h y p o th esis   H₀ ,   th v alu o f   th T   s tati s tic   f o r   th χ²  cr iter io n   was   ca lcu lated   b y   th e   f o r m u la  [ 2 3 ] :     = 1 1 . 2 ( 1 2 2 1 ) 2 1 + 2 3 = 1       wh er e:  n 1   is   th s ize  o f   th f ir s s am p le  ( EG ) n 2   is   th s ize  o f   th s ec o n d   s am p le  ( CG ) Q 1j   is   th n u m b er   o f   o b jects  f r o m   th f ir s s am p le  b elo n g in g   to   ca teg o r y   j Q 2j   is   th n u m b er   o f   o b jects  f r o m   th s ec o n d   s am p le  ass ig n ed   to   ca teg o r y   j j   is   th d esig n atio n   o f   th e   ca teg o r y   r ep r esen tin g   a   ce r tain   lev el  o f   th e   s tu d ied   ch ar ac ter is tic.   I n   o r d e r   to   s u b s tan tiate  th s tatis tical  d ec i s io n   to   test   th n u ll  h y p o th esis   H₀ ,   co m p ar is o n   was  m ad e   o f   th em p i r ical  v alu o f   th s tatis t ic  T ,   ca lcu lated   ac co r d in g   to   th f o r m u la,   with   th ta b u lar   cr itical  v alu e   Tₖ rit =5 . 9 9 1 .   T h cr itical  v alu was  d eter m in ed   b ased   o n   th χ²  d is tr ib u tio n   tab le,   tak in g   in to   ac co u n th e   ad o p ted   s ig n if ica n ce   lev el  α =0 . 0 5   an d   th c o r r esp o n d in g   n u m b er   o f   d eg r ee s   o f   f r e ed o m ,   wh ich   was  ca lcu lated   ac co r d in g   to   th f o r m u la  ν=C 1 =3 1 =2 ,   wh er e   C   is   th n u m b er   o f   co m p ar e d   ca teg o r ies.   T h e   f ac t   th at  th ca lcu lated   e m p ir ical  v alu o f   th T   s tatis tic  ex ce ed ed   th c r itical  v alu o f   Tₖ rit   was  co n s id er ed   as     s tatis tically   ju s tifie d   b asis   f o r   r ejec tin g   th e   n u ll  h y p o th esis   H₀   at  th s elec ted   s ig n if ican ce   lev el  α   an d   co n f ir m in g   th alter n ativ h y p o th esis   H₁ .   T h is   r esu lt  in d icate d   th p r esen ce   o f   s tatis tically   s ig n if ican t   d if f er en ce   in   th s tr u ct u r o f   th e   d is tr ib u tio n   o f   o b jects  b y   C   ca teg o r ies,  wh ic h   r e f lecte d   th e   lev els  o f   m an if estatio n   o f   th e   s tu d ied   q u ality   with in   two   in d ep en d en t   s am p les.  I f   th e   v alu e   o f   th e   T   s tatis tic  was  les s   th an   o r   eq u al  to   th c r itical  th r esh o ld   v al u o f   Tₖ rit ,   th en   th e r was  n o   s u f f icien t   r ea s o n   to   ass er th p r esen ce   o f   s ig n if ican t d i f f er en ce s   in   t h s tate  o f   th s tu d ied   q u ality   in   th two   p o p u latio n s .   T o   g u ar an tee   th o b jectiv ity   o f   th e   co n clu s io n s ,   it  was  f ir s n ec ess ar y   to   ch ec k   wh eth e r   th er wer e   s tatis t ically   s ig n if ican d if f e r en ce s   in   th e   lev els  o f   f o r m a tio n   o f   r esear c h   co m p eten ce   in   s tu d e n ts   in   th e   p r o ce s s   o f   p r ac tice - o r ien ted   s tu d y   o f   c h em is tr y   in   th e x p er im en tal  an d   C Gs   at  th s tatem en s tag o f   th e   ex p er im en t.   Acc o r d i n g   t o   th r eq u ir e m en ts   o f   th χ²   cr i ter io n ,   it  is   n ec ess ar y   to   f o r m u late  u n d ir ec ted   s tatis t ical  h y p o th eses .   T h n u ll  h y p o th esis   H₀   co n s is ted   in   th ass u m p tio n   o f   e q u ality   o f   th e   f r eq u en cy   ch ar ac ter is tics   o f   ca teg o r y   j   in   two   in d ep en d e n s am p les  ( р 1j 2j )   m ea n s   th at  n o   s tatis tically   s ig n if ican t   d if f er en ce s   wer f o u n d   in   th lev els  o f   f o r m atio n   o f   r es ea r ch   co m p eten ce   in   c h em is tr y   s tu d en ts   in   th e   ex p er im en tal  a n d   C Gs .   T h e   a lter n ativ h y p o th esis   H₁   h ad   t h f o r m   р 1j ≠р 2j   th at   m ea n s   th er ar s ig n if ica n ( s tatis tica lly   s ig n if ican t)   d if f e r en ce s   in   th lev els  o f   f o r m ati o n   o f   r esear ch   co m p ete n ce   in   ch em is tr y   s tu d en ts   in   th ex p e r im en tal  an d   C Gs .   B ased   o n   o u r   d ata,   th e   em p i r ical  v alu o f   th e   s tatis tic  T   was  ca lcu lated ,   wh ich   is   0 . 0 7 4 0 1 4 7 9 6 2 .   Sin ce   th em p ir ical  v alu e   o f   T   d o es  n o e x ce ed   th c r itical  v alu ( 0 . 0 7 4 0 1 4 7 9 6 2 <5 . 9 9 1 ) ,   t h er is   n o   r ea s o n   to   co n f ir m   th e   alter n ativ h y p o t h esis   H₁ .   T h e   n u ll  h y p o th esis   H₀   is   ac ce p ted .   T h u s ,   o u r   c o n clu s io n   is   th at  t h er ar n o   s ig n if ican t   ( s tatis ticall y   s ig n if ican t)   d if f e r en ce s   in   t h lev els  o f   f o r m atio n   o f   r ese ar ch   co m p eten ce   in   ch em is tr y   s tu d en ts   in   th e x p e r im en tal  an d   C Gs .     3 . 2 .     St a t is t ica l sig nifica nce  a t   t he  co ntr o l st a g   T o   co n d u ct  s tatis tical  p r o ce s s in g   o f   em p ir ical  d ata  at  th co n tr o s tag e   o f   th ex p er im en t,     p r o ce d u r s im ilar   to   th e   s tatis tical  p r o ce s s in g   o f   em p ir ical  d ata  at  th s tatem en s tag o f   t h ex p er im e n was  ap p lied .   T h ca lcu lated   v alu o f   th T   s tatis tic  is   2 0 . 4 2 2 6 5 7 4 .   Giv en   t h at  th ca lcu lated   e m p ir ical  v alu o f   th e   χ²  Pear s o n   c r iter io n   ( T =2 0 . 4 2 2 6 5 7 4 )   ex ce ed s   t h cr itical  v a lu ( Tₖ rit =5 . 9 9 1 )   at   α =0 . 0 5 ,   b a s ed   o n   th e   d ec is io n   r u le,   th n u ll  h y p o th esis   H₀   i s   r ejec ted .   T h p - v alu was  f o u n d   to   b p <0 . 0 0 1 ,   co n f ir m in g   th at  th o b s er v e d   im p r o v em e n ts   in   th EG   ar e   h ig h ly   s ig n if ican t a n d   u n lik ely   t o   h av o cc u r r ed   b y   ch a n ce .   T h u s ,   at  t h s tatem en s tag e ,   th ca lc u lated   T   v alu e   wa s   0 . 0 7 4 ( <5 . 9 9 1 ) ,   in d icatin g   n o   in itial  d if f er en ce .   At  th c o n tr o s tag e,   th T   s tatis tic  r ea ch ed   2 0 . 4 2 2   ( T > 5 . 9 9 1 ) ,   allo win g   u s   to   r ejec th n u ll   h y p o th esis   an d   co n f ir m   th ef f ec tiv en ess   o f   th im p lem en ted   p ed ag o g ical  en v ir o n m en ts   f o r   f o r m i n g   r esear ch   co m p eten ce   i n   s tu d en ts   in   t h p r o ce s s   o f   p r ac tice - o r ie n ted   s tu d y   o f   ch em is tr y   in   h ig h er   ed u ca tio n   in s titu tio n s .   W h ile  b o th   g r o u p s   d em o n s tr ated   an   en h an ce m en in   r es ea r ch   co m p eten ce ,   th o b s er v ed   d is p ar ities   ar e   ev id en t in   Fig u r 3 .   As  illu s tr ated   in   Fig u r 2 ,   th p r o p o r tio n   o f   s tu d e n ts   in   th E ac h iev in g   a   h ig h   lev el  o f   co m p eten ce   ( 3 8 . 7 9 %)  is   m o r th an   d o u b le  th at  o f   th C ( 1 6 . 8 8 %)  b y   th en d   o f   th s tu d y .   Fu r th er m o r e,     th E s aw  d r am atic  2 5 . 4 6 r ed u ctio n   in   l o w”  lev el  co m p eten ce ,   wh er ea s   th C o n ly   s aw  1 5 . 0 2 %   r ed u ctio n .   T h is   v is u al  ev id en ce   s u p p o r ts   th co n clu s io n   t h at  th in teg r ated   p ed ag o g ica en v ir o n m e n ts   ar s ig n if ican tly   m o r e f f ec tiv th an   tr ad itio n al  in s tr u ctio n .   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 4 6 3 - 3 4 7 8   3472   T o   d ee p e n   th e   an aly s is   o f   p ed ag o g ical  en v ir o n m en ts ,   we  ex am in e d   wh ich   asp ec ts   o f   th e   en v ir o n m en ts   wer m o s ef f ec tiv an d   wh y .   So ,   c o n s id er in g   th f ir s en v ir o n m en t   “o r g an izatio n   o f     lear n in g   s ettin g   f o c u s ed   o n   s tu d en r esear ch   ac tiv ity ”,   we   ca n   co n clu d t h at  th p r ac tic e - o r ien ted   r esear c h   s ettin g   was  h ig h ly   ef f ec tiv e   b ec au s it  s h if ted   th e   s tu d en t’ s   r o le  f r o m   p ass iv o b s e r v er   t o   an   ac tiv e   in v esti g ato r .   B y   m o d if y i n g   s tan d ar d   ex p er im e n ts   ( e. g . ,   wate r   h ar d n ess   test in g ) ,   s tu d en ts   d ev elo p ed   o p er atio n al - ac tiv ity   s k ills   th at  tr ad itio n al  in s tr u ctio n   f ails   to   f o s ter .   T h “a ca d em ic  f r ee d o m ”  p r o v id e d   allo wed   f o r   t h in ter n aliza tio n   o f   th s cien tific   m eth o d   r at h e r   th an   m e r r o te  m e m o r izatio n .   An aly zin g   th s ec o n d   en v ir o n m en t   u s in g   m etac o g n iti v an d   d ig ital  to o ls   f o r   r ef l ec tio n   an d     s elf - r eg u latio n   o f   s tu d en r esear ch   ac tiv ity ”,   we  r ev ea led   th at  th u tili za tio n   o f   d ig ita r ef lectiv d iar ies   ( No tio n /Pad let)   was  th m o s ef f ec tiv to o f o r   d ev elo p in g   t h r ef lectiv co m p o n e n t.  Un lik tr ad itio n al  p ap e r   lo g s ,   th d ig ital  f o r m at  f ac ilit ated   r ea l - tim s elf - r eg u latio n   an d   p ee r   in ter ac tio n .   Stu d en ts   r ep o r te d   th at  th e   f ailu r a n aly s is ”  ex er cise h el p ed   r ed u ce   th f ea r   o f   er r o r ,   wh ich   is   co m m o n   b a r r ier   in   ch em ical  r esear ch .   E x am in atio n   o f   th th ir d   en v i r o n m en t   “m o tiv atio n al  s u p p o r f o r   s tu d en r esear ch   ac tiv i ty   th r o u g h   p er s o n ally   m ea n in g f u an d   p r ac tice - o r ien ted   task s ”  allo wed   u s   to   estab lis h   th at  th in teg r atio n   o f   p er s o n ally   m ea n in g f u task s   ( e. g . ,   an aly zin g   h o u s eh o ld   d eter g e n ts )   p r o v ed   ess en tial  f o r   s u s tai n in g   en g a g em en t .     T h r ea s o n   f o r   its   s u cc ess   l ie s   in   th co n n ec tio n   b etwe en   ab s tr ac ch em ical  th eo r y   an d   th s tu d en ts   f u tu r e   p r o f ess io n al  id e n tity .   W h en   s t u d en ts   p er ce i v ed   th e   r esear ch   as  “u s ef u f o r   th eir   ca r ee r ”  r at h er   th an   “f o r m al  r eq u ir em e n t,”   th eir   m o tiv atio n al - v alu s co r es  s aw  th h ig h est  r elativ g r o wth .   T h u s ,   th r esu lts   in d icate   th at   th “sy n th esis ”  o f   th ese  th r ee   en v ir o n m en ts ,   r ath er   th a n   an y   s in g le  o n i n   is o latio n ,   is   wh at  led   to   th   h ig h - lev el  co m p eten ce   g r o wt h .   W h ile  th C s a n atu r al  in cr ea s in   “m id d le - lev el”  p r o f icien c y   d u to   s tan d ar d   in s tr u ctio n ,   o n l y   th E d em o n s tr ated   th e   q u alitati v leap   to   in d ep en d en t scien tif ic  in q u ir y .           Fig u r 3 .   C o m p a r ativ p r o g r es s   in   r esear ch   co m p eten ce   lev el s   f o r   ex p e r im en tal  an d   CG s ,   p r e -   an d   p o s t - ex p er im en t       3 . 3 .     T heo re t ica l int er pret a t i o n o f   peda g o g ica l e f f ica c y   T h s ig n if ican im p r o v em e n in   r esear ch   co m p eten ce   with in   th EG   ca n   b attr ib u te d   to   th tar g eted   th eo r etica m ec h a n is m s   u n d er ly in g   th e   th r ee   p ed ag o g ical  e n v ir o n m e n ts .   Firstl y ,   m etac o g n itiv f r am ewo r k   o f   ex p er im en tal  d esig n t h m et ac o g n itiv e - d i g ital  en v ir o n m en ac ted   as  co g n itiv s ca f f o l d   th at  tr an s f o r m ed   h o s tu d en ts   ap p r o ac h ed   e x p er im en tal  d esig n .   B y   u tili zin g   d ig ital  r ef lectio n   lo g s   an d   s elf - r e g u latio n   p r o m p ts ,   s tu d en ts   wer r eq u i r ed   to   co n v ey   t h eir   in te r n al  th o u g h t   p r o ce s s es.  T h is   s h if f r o m   in tu itiv e   “tr ial - an d - er r o r ”  to   d elib er ate  p la n n in g   en ab led   s tu d en ts   to   s y s tem atica lly   m o n ito r   th eir   v ar iab les  an d   ad ju s th eir   h y p o th eses   b ef o r an d   d u r in g   lab   wo r k ,   ef f ec tiv ely   b r id g in g   th g ap   b etwe en   th eo r etica k n o wled g an d   o p er atio n al  ex ec u tio n .   Seco n d ly ,   m o tiv atio n al  p er s is ten ce   in   r esear ch th m o tiv atio n al  e n v ir o n m en s er v ed   as  p s y ch o lo g ical  en g in f o r   s u s tain in g   en g a g em en d u r in g   h ig h - d if f icu lty   task s .   B y   f r am in g   r esear ch   p r o b lem s   with in   p er s o n ally   m ea n in g f u co n tex ts   ( s u ch   as   th an aly s is   o f   lo ca en v ir o n m en tal  s am p les)  th e   p ed ag o g ical  d esig n   tap p ed   in t o   th s tu d en ts   in tr in s ic  m o tiv atio n .   Acc o r d i n g   to   s elf - d eter m in atio n   th eo r y ,   th is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.