Strengthening Numerical Skills and Medication Calculation Abilities of Nursing Students through Peer Education: A Randomized Controlled Trial

Abstract

Background: Accurate dose calculation during medication administration is a critical responsibility in nursing. Aim: To evaluate the effectiveness of a peer-education program designed to improve nursing students’ numerical skills and medication-calculation abilities. Methods: We conducted a randomized controlled trial with pretest–posttest parallel groups among 55 first-year nursing students at a foundation university in Turkiye in 2024 (intervention group=27; control group=28). The intervention group received a three-week, five-session peer-assisted medication-calculation program delivered by trained mentor students. In each session, students solved numerical and medication-calculation problems in small groups. Data were collected using a Student Information Form, a Numerical Skills Assessment, and a Medication Calculation Ability Assessment. Mann–Whitney U and Wilcoxon signed-rank tests were used (α=0.05). Results: At baseline, groups did not differ by age, sex, grade point average, or other demographics (p>0.05), except for choosing the profession voluntarily (p=0.023). Posttest medication-calculation scores were significantly higher in the intervention group (67.0±24.9) than in controls (48.7±21.6) (p=0.002, r=0.41). Significant improvements favoring the intervention were also observed in subscales for solid/liquid/oral dose calculations (p=0.012, r=0.33), injection dose calculations (p=0.006, r=0.37), and percent solutions/ intravenous fluid calculations (p=0.014, r=0.33). Numerical-skill levels did not differ significantly between groups (p>0.05). Conclusions: Peer-education produced a significant, moderate improvement in nursing students’ medication-calculation skills. Peer-supported instruction appears to be an effective strategy to enhance relevant cognitive skills and clinical practice competencies. Integrating peer-education components into curricula is recommended to strengthen safe medication administration and help reduce calculation-related errors.

Keywords

• medication calculation
• numeracy
• nursing education
• peer education
• randomized controlled trial

Hemşirelik Öğrencilerinin Sayısal Becerileri ve İlaç Hesaplama Yeteneklerinin Akran Eğitimi ile Güçlendirilmesi: Randomize Kontrollü Çalışma

Öz

Giriş: Hemşirelerin en kritik sorumluluklarından biri, ilaç uygulamalarında doğru doz hesaplaması yapmaktır. Amaç: Bu araştırma, hemşirelik öğrencilerinin sayısal becerileri ve ilaç hesaplama yeteneklerini geliştirmeye yönelik olarak uygulanan akran eğitimi programının etkisini değerlendirmek amacıyla yapılmıştır. Yöntem: Araştırma, ön test–son test kontrol gruplu randomize kontrollü deneysel bir çalışmadır. Çalışma, 2024 yılında Türkiye’deki bir vakıf üniversitesinin Hemşirelik Bölümü’nde öğrenim gören 55 birinci sınıf öğrencisiyle (deney=27, kontrol=28) yürütülmüştür. Deney grubuna, üç hafta süren ve beş oturumdan oluşan akran destekli ilaç hesaplama eğitimi uygulanmıştır. Eğitim, mentör öğrenciler tarafından yürütülmüş; her oturumda öğrenciler sayısal ve ilaç hesaplama sorularını grup çalışmasıyla çözmüşlerdir. Veriler, “Öğrenci Tanıtıcı Bilgi Formu”, “Sayısal Beceri Değerlendirme Formu” ve “İlaç Hesaplama Yeteneği Değerlendirme Formu” ile toplanmıştır. Verilerin analizinde Mann–Whitney U ve Wilcoxon işaretli sıralar testleri kullanılmış, anlamlılık düzeyi p<0.05 olarak kabul edilmiştir. Bulgular: Grupların ön testte yaş, cinsiyet, genel not ortalaması ve diğer demografik özellikleri açısından fark göstermediği (p>0.05), yalnızca mesleği isteyerek seçme değişkeninde anlamlı fark bulunduğu belirlenmiştir (p=0.023). Deney grubunun ilaç hesaplama becerisi son-test ortalaması (67.0±24.9), kontrol grubundan (48.7±21.6) anlamlı düzeyde yüksektir (p=0.002, r=0.41). Benzer şekilde katı, sıvı ve oral ilaç hesaplama (p=0.012, r=0.33), enjeksiyonlar için ilaç hesaplama (p=0.006, r=0.37) ve yüzdelik çözeltiler/intravenöz sıvı hesaplama (p=0.014, r=0.33) alt boyutlarında da deney grubu lehine anlamlı gelişme saptanmıştır. Sayısal beceri düzeylerinde ise gruplar arasında anlamlı fark görülmemiştir (p>0.05). Sonuç: Akran eğitimi temelli yaklaşımın, hemşirelik öğrencilerinin ilaç hesaplama becerilerini anlamlı ve orta düzeyde bir etkiyle geliştirdiği saptanmıştır. Bu sonuç, akran destekli öğretim yöntemlerinin hem bilişsel becerilerin hem de klinik uygulama yeterliklerinin artırılmasında etkili bir strateji olduğunu göstermektedir. Eğitim programlarına akran eğitimi yöntemlerinin entegre edilmesi, öğrencilerin klinik hataları azaltma ve güvenli ilaç uygulama becerilerini güçlendirme açısından önerilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• akran eğitimi
• hemşirelik eğitimi
• ilaç hesaplama
• randomize kontrollü çalışma
• sayısal beceri

References

1. 1. Ardahan Akgul, E., Ozguven Oztornacı, B., Dogan, Z., & Yıldırım Sarı, H. (2019). Determination of senior nursing students’ mathematical perception skills and pediatric medication calculation performance. FNJN Florence Nightingale Journal of Nursing. 27(2), 166-172. https://doi.org/10.26650/FNJN382707
2. 2. Alhur, A.A., Khlaif, Z.N., Hamamra, B., Hussein, E. (2025). Paradox of AI in higher education: Qualitative inquiry into AI dependency among educators in Palestine. JMIR Med Educ. 11, 74947. https://doi.org/10.2196/74947
3. 3. Bagnasco, A., Galaverna, L., Aleo, G., Grugnetti, A.M., Rosa, F., & Sasso, L. (2016). Mathematical calculation skills required for drug administration in undergraduate nursing students to ensure patient safety: A descriptive study: Drug calculation skills in nursing students. Nurse Education in Practice. 16, 33-39. https://doi.org/10.1016/j.nepr.2015.06.006
4. 4. Bayram Bıyık, S. (2024). The Effect of Padlet on nursing students’ drug dose calculation skills. Mediterr Nurs Midwifery. 4(2), 112-119 https://doi.org/10.4274/MNM.2023.23168
5. 5. Cohen, D., & Weeks, K. (2014). Meeting the mathematical demands of the safety-critical workplace: Medication dosage calculation problem-solving for nursing. Educ Stud Math. 86, 253–270. https://doi.org/10.1007/s10649-014-9537-3
6. 6. Hijji, B.M. (2025). An indispensable requirement for medical dosage calculation: Basic mathematical skills of baccalaureate nursing students. Nurs. Rep. 15, 150. https://doi.org/10.3390/nursrep15050150 7. Howland, M., Gershengoren, L., Strong, M.A. Kher, H., Smith, A.K., McWeeny, M., & Beizai, K. (2024). Developing an advanced practice provider skills course in consultation-liaison psychiatry. Acad Psychiatry. 48, 618–622. https://doi.org/10.1007/s40596-024-02089-0
7. 8. Jarvis, D.H., McCullough, K.D., & McParland, T.R. (2021). Nurse education and mathematical competency: Implementation of an online, self-directed, prerequisite model. International Journal of Environmental Research and Public Health. 18, 13106. https://doi.org/10.3390/ijerph182413106
8. 9. McMullan, M., Jones, R., & Lea, S. (2010). Patient safety: numerical skills and drug calculation abilities of nursing students and Registered Nurses. Journal of Advanced Nursing. 66(4), 891–899. https://doi.org/10.1111/j.1365-2648.2010.05258.x

9. 10. Mekonen, E.G., Gebrie, M.H., & Jemberie, S.M. (2020) Magnitude and associated factors of medication administration error among nurses working in Amhara Region Referral Hospitals, Northwest Ethiopia. Journal of Drug Assessment. 9(1), 151-158. https://doi.org/10.1080/21556660.2020.1841495
10. 11. Newton, S.E., Harris, M., Pittilgio, L.,& Moore, G. (2009). Nursing student math aptitude and success on a medication calculation assessment. Nurse Educator. 34(2), 80-83. https://doi.org/10.1097/NNE.0b013e3181990814
11. 12. Sayadi, L., Nasrabadi, A.N., & Hosseini, A. (2021). The effect of drug dosage calculation training program on math anxiety and nursing students' skills: A non-randomized trial study. Nursing Practice Today. 8(3), X-X. https://doi.org/10.18502/npt.v8i3.5934
12. 13. Simonsen, B.O., Daehlin, G.K., Johansson, I., Farup, Per G. (2014). Improvement of drug dose calculations by classroom teaching or e-learning: A randomised controlled trial in nurses. BMJ Open. 4:e006025. http://dx.doi.org/10.1136/bmjopen-2014-006025
13. 14. Schulz, K.F., Altman, D.G., Moher, D., & for the CONSORT Group. (2010). CONSORT 2010 Statement: Updated guidelines for reporting parallel group randomised trials. PLoS Med. 7(3), e1000251. https://doi.org/10.1371/journal.pmed.1000251
14. 15. Wright, K. (2007). Student nurses need more than maths to improve their drug calculating skills. Nurse Education Today. 27(4), 278-285. https://doi.org/10.1016/j.nedt.2006.05.007
15. 16. Yapucu Gunes, U., Baran, L., & Yilmaz, D. (2016). Mathematical and drug calculation skills of nursing students in Turkey. International Journal of Caring Sciences. 9(1), 220.