初中生在STEM项目式学习中的科学表现能力分析
原文作者：A Suryana*, P Sinaga, I R Suwarma
单位：Physics Education Department, Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung, Indonesia
摘要：21世纪的挑战需要高度的竞争力。思维能力、判断工作能力和选择工具的方式是21世纪需要的部分技能。这种能力可以通过涉及学生表现技能的学习来支持。根据在万隆一所初中的初步研究发现，涉及表演技能的学习很低。这一点得到了受访者的支持，他们获得了设计学习草图的机会，特别是基于实践或项目，结果是75%的学生说很少，18.75%的学生说从来没有。此外，我们还看到学生在课堂上进行基于项目的学习活动，结果显示68.75%的学生说很少，6.25%的学生说从来没有。因此，我们做了一个结果，揭示了初中生在设计过程中的表现，以及通过使用STEM项目学习，在光学方面的表现过程。从这个结果来看。从研究中得到的设计过程中的活动的平均得分是2.49或差异成为62.41％是在良好的类别和性能的活动过程中的平均得分类是3.13或78.28％是在良好的类别。
1.绪论
伴随着21世纪科学技术的快速发展，全球竞争日趋激烈。面对挑战的时代，能否形成有诚信的年轻一代。Binkley等人[1]揭示了21世纪所需的十种技能，这些技能被确定为四组，即思维方式、工作方式、工作工具和生活方式。在2020-2035年，印度尼西亚可能有70%的人口拥有生产机会，这给印度尼西亚带来了挑战，即培养具有竞争力的一代人，特别是应对21世纪的挑战。
这项研究从一项初步研究开始，以了解万隆市一所初中的学生的学习情况。检索到的数据显示，75%的受访者（学生）表示很少，18.75%的受访者回答从来没有机会在特定的学习实践/项目中进行设计绘图/草图。68.75%的受访者表示很少，其他6.25%的受访者回答从来没有机会进行基于项目的学习。这表明，涉及学生表现的学习过程仍然很低。本研究的目的是了解初中学生通过基于项目的学习在STEM方面的表现情况。绩效分为两个阶段，即活动设计过程和绩效过程，然后将这一概况的获得情况提交为信息或概述，供教育工作者或教育单位确定替代学习科学（物理）。在国家课程中强调的能力之一是心理运动能力。这些能力可以通过涉及学生表现能力的学习活动过程来引导。
绩效是某些工作的成就，最终可以从所产生的产出直接反映出来。所产生的产出以实物的形式出现。绩效是指完成任务的质量和数量，无论是个人、团体还是机构/组织的承诺。
STEM的毕业生将拥有在现实世界中寻找解决问题的技能，任何STEM的毕业生都有全球竞争力和一个国家的经济活力。因此，这种基于STEM的学习可以成为应对21世纪挑战的备选方案之一。
通过基于项目的学习，有望培养学生的技能，特别是良好表现的能力[2][3]。
威利安．D写道，STEM是将科学、技术、工程和数学纳入所有学校的跨学科科目[4]。STEM（科学、技术、工程STEM）是一种学习方法，培养学生不仅在理论上可靠，而且如何应用理论来解决问题。通过学习提供的方法是，STEM的学习方法注重在学校学习任何材料的精细和技巧，这些材料将由学习者拥有。STEM的毕业生将有能力在现实世界中找到解决问题的方法，任何STEM的毕业生都有全球竞争力和一个国家的经济活力。此外，Bybee定义了STEM的方法是统一科学和工程的一种方式，也是策略的组合，以及概念的形成和科学学习理念的应用的实施[5]。
2. 方法
本研究使用的方法是预实验设计，以便在没有控制变量的情况下了解一个变量对另一个变量的影响。至于本研究中使用的设计，即一次性案例研究设计。这种设计在一个小组中给予优惠待遇，随后进行观察。这项研究是在万隆市的一所初中学生中进行的。
3. 结果和讨论
在本章中，将展示作为STEM中基于项目的学习结果的学生能力表现的概况。过程表现是由两个阶段的过程活动组成的，即设计过程和表现过程。在实施过程中，学生被分为八个工作组。
3.1. 设计过程的活动
设计过程的活动是为了找到问题的解决方案而披露想法的过程，也是为了实现设计/图像的智能化而创造的过程。设计过程的活动包括七个方面的评估。
图1.设计过程结果的活动实例
根据上图可以看出，在这个阶段，学生们把自己的想法和媒体的学生工作表倾注在一起。在学生的工作表上有一个问题。要解决这个问题，学生必须与他们之前已经掌握的知识相联系。一旦学生发现故障，学生就会确定适合使用什么工具/技术。然后，学生创造设计工具，补充规模、工具和材料，以及步骤/过程工作，使技术简单。
设计已经完成，然后通过打分过程进行评估，打分是指在1到4的范围内的部分。至于活动设计过程中获得的结果，如表1所示。
表1.敏感性设计过程
|
评分设计过程 观点 1 2 3 4 5 6 7 |
|||||||
|
合计 |
106 |
121 |
87 |
75 |
79 |
65 |
66 |
|
平均值 |
3.03 |
3.46 |
2.48 |
2.14 |
2.26 |
1.86 |
1.88 |
|
百分比 (%) |
75.75 |
86.5 |
62 |
53.5 |
56.5 |
46.5 |
47 |
|
类别 |
好 |
很好 |
好 |
足够 |
足够 |
足够 |
足够 |
请注意。
方面1：问题的解决方案的选择
方面2：影子放大的图像形成
方面3：整体设计显微镜
方面4：部件设计显微镜（镜头支架的顶部和底部，部件移位和/或锁定部分）
方面5：材料选择
方面6：工具和加工工艺的选择
方面7：设计显微镜的刻度部分
3.2. 活动绩效过程
活动表现过程是在项目的准备阶段、项目的实施和产品的能力。这项活动从实现设计表上的想法开始，然后倒入这些产品的图案中使用。项目完成后图案制作过程，然后将图案在材料上组装成完整的产品，然后进行试验。绩效过程的活动是使用核对表的方法来衡量的，参考了评分标准。过程绩效分为三个阶段的活动，它们是准备阶段和制造阶段，在第三阶段的实施过程中进行评估，并对成品创建后的产品进行打分。至于在这个阶段的打分过程中，针对唐氏评估的11个方面进行了整理。分布式的第十一方面成为准备阶段的两个方面，实施阶段的五个方面和打分产品的四个方面。
图2.产品实例（设计实现）
评估过程中给出了在活动绩效过程阶段进行的11个方面，分为三个子活动。在这个阶段的概况如下。
表2.绩效打分过程
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平均绩效流程得分 计划 制造 产品 合计 班级成绩 |
|||||
|
总数 |
107 |
111,8 |
108,25 |
109,64 |
|
|
平均的 |
3.06 |
3.19 |
3.09 |
3.13 |
|
|
百分比 |
（%） |
76.50 |
79.75 |
77.25 |
78.25 |
|
种类 |
好的 |
好的 |
好的 |
好的 |
|
3.3. 分数和分数设计过程性能的比较
前面已经描述过的设计过程的活动和过程表现的数值是一个班级中的小组的累积值，然后取其平均值。至于根据各组的设计过程和过程绩效的活动所得到的分数的比较，可以在图3中看到。
图3.分数和分数设计过程性能的比较
从图中可以看出，每组的平均得分都高于在设计过程的活动中获得的平均得分。
3.4. 其他发现
其他相关的研究结果是对设计过程中的表现进行比较，是对已经实现的产品的结果进行设计的比例常数。基于所产生的产出，产品的设计之间存在着联系，被分为两种类型。至于通过图片和以下曝光显示的结果。
图2是图中的类型1。类型1是指按照之前设计好的设计制作的产品类型。在图片上可以看到，产品是按照以前绘制的设计图制作的，或与之相似。此外，该机构喜欢实际显微镜的形状。
图4.产品类型2的例子
图4是一个类型2的产品，它显示了通过增加部件和修改，将设计实现为产品。设计一个简单的显微镜，原来只形成了梁修改成简单的显微镜技术形式，类似于汽车的身体，即存在使用两对轮子是机械功能的滑块，以杠杆房子物镜和目镜。手工显微镜的机体产品没有形成像显微镜的形状，其实只是一个原理，它的作用只是挪用。
4. 总结
根据已经完成的关于八年级学生在STEM项目式学习中的表现概况的研究结果，学生的整体表现概况由活动的平均得分表示。(1）在设计过程的活动中，获得了2.49分的平均分，或者说是62.41%的百分比，进入类别。平均分是对学生在七个方面的能力的解释，包括在设计过程的活动中所涉及的每个方面的产品能力与类别。学生们根据问题的背景和根本原因提供的产品解决方案的各个方面。图像伴随着阴影线的形成，但没有伴随着物体的图像和图像/眼睛的位置。显微镜主体的设计是整体绘制的，包括显微镜内部的外观。所做的设计显示了显微镜下的顶部镜头架和镜头架，但没有显示身份和尺寸。不太合适的材料选择（要做成不太强大的部件，形成显微镜的主体），但要论证材料选择的理由。选用的仪器当然要提到。根据被加工的材料选择的工具。未指定的加工过程。学生做设计的部分伸展的显微镜与一个网络，进行准确的规模的任命，但已包括拍摄的褶皱，包括显微镜的护套的大小，显示两个镜头之间的距离，这使得两个镜头是最佳的工作。(2）在活动表现过程中，平均成绩为3.13分或78.28%，其中也包括一个类别的良好。平均分是对学生在11个方面的能力的解释，其中包括产品能力与过程表现活动中涉及的每个方面的类别。产品的方面是指学生完成的计划阶段（设计、注意工作以及工具和材料）和开始制作前存在的讨论。学生贡献/帮助准备适当的工具和材料，但不知道应该持有/使用哪种工具来完成工作。学生绘制草图，指的是已经完成的设计，比例随设计调整，但没有使用正确的工具。学生使用适当的工具（剪刀/剪子、尺子等）切割双联（其他材料），作品符合草图的线条（存在即兴创作的情况除外），工作但没有在/帮助同事。学生能够将草图的碎片折成与已经制作好的碎片的线条相对应（存在即兴创作的情况除外）。合作做折痕，但不使用折痕中的工具（尺子或其他）。使其适合拼接的部分。学生能够做出可以夹住镜片的镜头支架。摇篮右侧镜片的放置（不倾斜/偏移），但有一点弹性的镜片挡住了眼睛对物体的视线方向。学生能够对使用的工具和材料进行安排，不在自己的工具上打转而危及安全，工作场所干净，工作结构化。学生能够制作显微镜的主体。显微镜的主体部分提供了空间，可以将镜头支架放在显微镜的主体中，并允许安装镜头
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