Journal of Educational Innovations

Journal of Educational Innovations

Quantitative analysis of the number of key ideas and basic concepts of chemistry compared to other branches of science in Iranian elementary science textbooks (1971–2021) Using Shannon entropy

Document Type : Original Article

Authors
1 Department of Chemistry Education, Faculty of Basic Sciences, Farhangian University, Tehran, Iran
2 Ph. D in Education Management. Deputy of Education and Graduate studies. Farhangian university, Tehran, Iran
10.22034/jei.2026.563340.3383
Abstract
In Iran's centralized education system, the content of textbooks plays a pivotal role in achieving educational goals because it reflects key ideas,basic concepts, principles, and laws of each scientific discipline and has a direct impact on the learning process and academic achievement of students. The present study is an applied study in terms of purpose and a historical study in terms of method. Shannon entropy method was used to process data and validate findings. The research population consists of Iranian elementary science textbooks from 1350 to 1400.Given the relative stability of the content, books from 1354, 1378, and 1395 were selected as samples.In this study,key ideas and basic concepts of various branches of experimental sciences including chemistry, physics, biology, geology, and health were extracted from the selected books, counted, and their frequency percentages were calculated,and then comparative graphs were drawn. Subsequently, the information load and importance coefficient of each branch were determined using Shannon entropy.The findings showed that the chemistry branch,compared to other branches of experimental sciences, has the lowest frequency of key ideas and basic concepts in the time periods studied; however, the results of Shannon entropy indicate that chemistry is of the highest importance. Also, a direct and consistent relationship was observed between the concepts of chemistry and other branches of experimental sciences. Accordingly, it is suggested that in future revisions of the elementary science curriculum, while maintaining an integrated approach, more attention should be paid to strengthening and distributing chemistry concepts in proportion to their high importance.
Keywords
Subjects

ادیب منش، مرزبان. (1401). بررسی چالش‌های تحقق اجرای برنامه‌ریزی درسی مدرسه‌محور در نظام آموزشی ایران. مجلة علمی پژوهشی پژوهش‌های برنامة درسی، 12(1)،43-24.  https://doi.org/10.22099/jcr.2022.6763
آذر، عادل. (1380). بسط و توسعه روش آنتروپی شانون برای پردازش داده ها در تحلیل محتوا. فصلنامه علوم انسانی دانشگاه الزهرا، 11(37 و 38)، 18-1.  https://www.ensani.ir/fa/article/264496/
آقازاده، احمد. (1404). مسائل آموزش و پرورش ایران. رشد
امانی طهرانی، محمود، احمدی، آمنه، انصاری، مریم، و انصاری‌راد پرویز. (13۷۸).  کتاب‌های علوم تجربی دوره ابتدایی. اداره‌کل چاپ و توزیع کتاب‌های درسی.
بدریان، عابد و رستگار، طاهره. (1385، 16 - 17 اسفندماه). مطالعه تطبیقی استانداردهای آموزش علوم دوره آموزش عمومی ایران و کشورهای موفق در آزمون TIMSS [مقالۀ ارائه‌شده در کنفرانس]. ششمین همایش انجمن مطالعات برنامه درسی - نوآوری در برنامه درسی دوره ابتدایی، شیراز، ایران. https://civilica.com/doc/73218
بزرگ نیا، عطاالله، و پاکروان، محمد. (1354). کتاب های علوم تجربی دوره ابتدایی. اداره‌کل چاپ و توزیع کتاب‌های درسی.
بیرجندی، محمد. (1332). علم الاشیاء سال پنجم و ششم ابتدایی. مرکز اسناد سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی.
جعفری هرندی، رضا، میرشاه جعفری، سید ابراهیم، و لیاقت دار، محمدجواد. (1387). بررسی تطبیقی سیر تحول برنامه درسی آموزش علوم در جهان. پژوهش‌های آموزش و یادگیری، 6(2)، 66-41. https://tlr.shahed.ac.ir/article_2220.html
حسینی روح الامینی، جمیله السادات. (1385). سیر تحول برنامه‌های درسی ابتدایی و راهنمایی در ایران (1301 تا 1384 هجری شمسی). نشر نورالثقلین.
خوی نژاد، غلامرضا. (1393). روش‌های پژوهش در علوم تربیتی. سمت.
دلاور، علی. (1399). مبانی نظری و علمی پژوهش در علوم انسانی و اجتماعی. رشد.
سمیعی، دوست محمد، احمدی، آمنه، امانی طهرانی، محمود، و انصاری، مریم. (13۹5). کتاب‌های علوم تجربی دوره ابتدایی. اداره کل چاپ و توزیع کتاب‌هاى درسى.
شورای عالی آموزش و پرورش. (1391). برنامه درسی ملی جمهوری اسلامی ایران. وزارت آموزش و پرورش. https://www.oerp.ir/Portals/0/%D8%B1%D8%A7%D9%87%D9%86%D9%85%D8%A7%DB%8C%20%D8%A8%D8%B1%D9%86%D8%A7%D9%85%D9%87%20%D8%AF%D8%B1%D8%B3%DB%8C/%20%20.pdf?ver=sCXcrP_j7i3WFuan3zYAvQ%3d%3d
کریمی، سید بهاالدین، و عالی شیرمرد، عبداله. (1403). رویکرد اطلاعاتی آنتروپی شانون در تحلیل محتوی برنامه درسی علوم تجربی. فصلنامه پویش در آموزش علوم پایه،10(37)، 14-3. https://basicscience.cfu.ac.ir/article_4176.html
الماسی، علی محمد. (1396). آموزش و پرورش تطبیقی. رشد
معتمدی، اسفندیار. (1402). تاریخ علم در ایران. مهاجر
معتمدی، اسفندیار. (1391). بررسی تاریخ تحولات کتاب‌های درسی مدارس در ایران (1390- 1230ﻫ . ش). پژوهش و نگارش کتب دانشگاهی، 16(25)، 131-111. https://jut.samt.ac.ir/article_18937.html
موسی پور، نعمت اله. (1378). روند تحولات عنصر زمان در برنامه‌های درسی مقطع ابتدایی ایران(1288-1377 ه.ش). نشریه تعلیم و تربیت، 15(1)، 116-97.  https://sid.ir/paper/427701/fa
Cohen, J. (2013). Statistical power analysis for the behavioral sciences. routledge.
Field, A. (2018). Discovering statistics using IBM SPSS statistics (5th ed.). SAGE Publications.
Harlen, W. (1999). Research and development of science in the primary school. International journal of science education, 14 (5), 491–503. https://doi.org/10.1080/0950069920140502
Kampourakis, K. (2018). Science and Uncertainty. Science & Education, 27(9), 829–830. https://doi.org/10.1007/s11191-018-0019-3
Kayima, F. (2025). Preparing for Chemistry Teaching: Enhancing Didactic Knowledge & Skills. Springer Nature.
Labarca, M. (2011). The relation between Chemistry and Physics. Controversy Spaces.
Van Heuvelen, K. M., Daub, G. W., Hawkins, L. N., Johnson, A. R., Van Ryswyk, H., & Vosburg, D. A. (2020). How do i design a chemical reaction to do useful work? Reinvigorating general chemistry by connecting chemistry and society. Journal of Chemical Education, 97(4), 925– 933. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.9b00281

Articles in Press, Accepted Manuscript
Available Online from 22 June 2026

  • Receive Date 01 December 2025
  • Revise Date 31 January 2026
  • Accept Date 22 June 2026