本科毕业设计（论文）
外文翻译
基于问题学习的物理学习模块对提高学生元认知能力的有效性
作者：Ismiyati, Festiyed and Hamdi
国籍：印度尼西亚
出处：[J]物理杂志：会议系列第1185卷，第1期.2019.
摘要：元认知包括对解决问题的认知过程进行主动控制的高级思维领域。提高元认知技能掌握的各种努力是必不可少的，一个是通过使用模块刺激学生的元认知技能。本研究开发的目标是基于动量和脉冲主题的基于问题学习的物理学习模块。模块开发采用了Plomp模型。要使用此模块，需要进行验证。模块由5位专家(巴东大学3次讲座和1 2X11 Enam lingkung高中2位物理教师)验证。数据收集采用问卷调查法。Aiken的V被用来分析有效性。验证结果表明,内容效度专家的为0.89和专业人员的效度为0.86,建构效度由专家的0.84和由专业人员的为0.87,语言有效性由专家的0.84和由专业人员的为0.83,可用于确定学生的元认知技能的提高。建议物理教师实施基于问题的学习模块，并在学习过程中强调元认知技能。
- 介绍
教育是人类为增加知识和技能而进行的有意识的努力。提高学生的学习质量需要多方面的支持，即知识、态度和技能方面的支持。课堂上的学习过程应该同时以技能、态度和知识的形式为学生提供经验。根据2013年课程要求，学生应通过学习课程主题来理解、实施和分析事实性、概念性、程序性和元认知知识。为了达到这些能力，学生需要学习独立、主动和科学的学习过程。
通过对2017年10月11日1 2X11 Enam Lingkung高中学习活动的观察，我们发现课堂上的学习过程并没有符合2013年课程的要求。学习方法、学习模型和学习资源的应用仍然不理想。事实上，在学校的物理教学中，教师往往是重点，因此在学习过程中学生的参与较少。通过这样的学习，学生缺乏参与构建他们的学习材料的知识，最终使学习过程变得不那么有效。这导致了学生的知识能力仍处于较低的范畴。
学生们似乎经常对以故事形式安排的解决问题的问题感到困惑。在解决问题时，学生通常直接应用一个已知的公式，而不确定解决问题需要什么。同时，为了能够解决这个问题，需要将一个概念与之前已经研究过的其他概念联系起来。
作为元认知技能的一种，思维活动的不活跃对学生的能力有很大的影响。正如Khun 和 Dean解释的那样，元认知是让学习了特定问题背景下特定策略的学生在类似但新的背景中拥有检索和部署该策略的能力。通过元认知，学生可以训练他们选择用于解决问题的信息、将概念与其他概念联系起来、或将概念理解与程序经验联系起来的技能。然而，学生在解决需要推理理解问题的上下文问题方面缺乏训练。此外，在学习过程中所给出的问题更多地集中在日常问题上，没有触及高层次的思维过程。因此，需要一种能够让学生在学习过程中积极参与的学习模式，即基于问题的学习。
基于问题的学习(PBL)是一种以学生为中心的学习模式，使学生能够进行研究，整合理论和实践，并应用知识和技能来开发适当的解决方案用于预定的问题。PBL是一种基于建设性学习理论的学习，通过向学生呈现真实的问题，让学生构建自己的知识，并自主学习解决问题。
研究结果表明，基于问题的学习可以显著提高学生的元认知技能。通过应用问题解决学习模式，可以构建学生的元认知技能。这种学习模式提供并训练解决问题的策略，使学生能够预测、监控、纠正和评估他们自己的问题解决策略。在解决问题的过程中，可以培养学生的元认知意识，因为它为学生问自己是否理解正在学习的东西提供了方向。其他研究结果也表明，使用PBL策略学习的学生在元认知技能上的平均得分高于使用传统合作策略学习的学生。此外，PBL策略的实施也得到了使用策略的学生的积极响应。
在应用基于问题的学习中，教师是学生的促进者和激励者。在学习过程中，教师应该提供学生可以使用的教材。能引导学生自主学习的教学材料之一是模块。通过在学习中使用模块，有望成为学生发展元认知技能的一种手段。基于这一问题，有必要开发基于物理学习问题的学习模块，以提高在动量和脉冲材料上的元认知能力。
- 研究方法
这个研究是研究和开发(Ramp;D)，是一种用来生产一个特定的产品，并测试了产品的影响方法。本研究以动力冲动为主题，制作了基于问题的高中学习模块。该开发模型采用了Plomp模型，该模型由三个阶段组成:初始阶段、开发或原型开发阶段、评估阶段。本研究一直进行到开发阶段，即模块的有效性。
2．1初步阶段
这一阶段的目的是获取有关教育领域问题的信息，其中一个问题说明了开发的产品规则并可用于学习的有关条件。在这个阶段，分析将在以下解释中进行描述。(1)课程分析，旨在看到在学校实施的学习过程与2013年课程预期的学习差距。通过对高中物理教师的问卷调查进行分析;(2)分析概念，就是识别学习中要讨论的材料。这通过多本与物理概念相关的书籍，以层次的形式进行识别和排列，详细阐述动量和脉冲的主要概念和支撑材料;(3)学生分析，旨在考察高中X年级学生的特点。这个分析是通过给学生一份调查问卷来完成的。
2．2开发或原型阶段
设计的产品为基于问题学习的高中生动量和脉冲模块学习材料。该模块按照问题学习的阶段进行设计，包括五个阶段:(1)学生对问题的定位，(2)组织学习者学习，(3)开展个人和小组调查，(4)发展和呈现结果，(5)分析和评价问题解决过程。准备模块的格式是根据教育部的模块编写指南手册修改的。在该模块中，使用基于问题的学习语法训练元认知技能指标。在这个阶段，原型被开发、评估，然后反复修改。这个阶段有一个微循环，它有助于开发和改进产品，以生产出有效和实用的最终产品。
原型阶段包括原型1、原型2和原型3，这是形成性评价的结果。在原型1中进行自我评估，检查学习模块中包含的组件的完整性，以避免错误，然后继续与专家评审。在原型2中进行一对一评估测试。此评估的目的是检查模块的实用性，以确定模块设计、模块显示、模块表示方面、模块中存在的问题和模块中使用的语言。此外，通过小团体评价对原型3进行测试，以测试学习模块在时间分配的适宜性和学生对学习模块的易用性方面的实用性。
使用的有效性工具是使用李克特量表编制的验证表。验证表寄给巴东内格里物理大学的2名讲师，印尼内格里巴东大学的1名讲师，以及1 2X11 Enam Lingkung高中的2名物理教师。基于问题的学习模块的验证包括内容效度、结构效度和语言效度。有效性数据采用Aiken的V公式(公式1)进行分析:
（1）
信息：
Vi=项目效度指标
S= r- l0
r=验证者给出的每一个项目的分数
l0=最低分数（在本例中）
n=验证者数量
c=最大分数（在这里c=4）
学习模块的效度解释由表 1所示的标准决定:
表 1基于Aiken的V的有效性判定准则
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间隔 |
类别 |
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Vlt;0.667 |
无效的 |
|
0.667le;V |
有效的 |
- 结果与讨论
基于研究开发的目的，采用一个Plomp模型进行开发，得到了各个开发阶段的研究结果。在每个已完成的阶段中获得的结果是初步阶段和开发或原型阶段。
3.1初步阶段
在这个初步阶段，我们发现了三个数据，分别是课程分析、学生分析和概念分析。结果如下所述。
3.1.1课程分析结果。
通过对1 2X11 Enam Lingkung高中2名高中物理教师的问卷调查分析，发现教师在教学中仍沿用传统的教学方法(教师中心，而2013年课程要求学习过程为学生中心)。教师已经准备了RPP作为学习过程的指导，但在它的实施中仍然不是最大的。通过对毕业生胜任力标准的分析，数据显示，与态度胜任力(78.33%)和技能胜任力(75%)相比，知识胜任力(54.16%)的比例仍然偏低。学校使用的学习材料是口头呈现的，概念是直接提供的，虽然有图片，但并不能完全根据2013年课程的要求帮助学生独立发现概念。这是根据Fanny(2017)所述，学校的大多数老师不理解科学论文的写作。此外，对写作缺乏兴趣导致教师很少写作，包括开发学习的教材。基于以上问题，应开发出一种能使学生活跃、有创造力和创新的学习材料，这是2013年课程的要求。本研究开发了一种学习材料，即基于问题学习的动量和脉冲模块，期望通过该学习材料引导学生进行概念发明，提高学生在学习过程中的活跃性，提高学生对所学习材料的理解。
3.1.2学生成绩分析
通过问卷调查分析X IPA班学生的特点，进行学生分析。所做的事情是去看学习的趋势，学生的思维特点，学生的学习技能和学习者使用该模块的兴趣。根据对学生思维能力的分析结果得出，学生的创造性思维能力仍然较低。这可以从学习物理的低成绩中看出。创造性思维能力的特点是能够流畅地思考。流利思考的能力的特点是容易解决问题和能够建立概念之间的相互关系。因此，学生需要提高他们的创造性思维能力。此外，通过对学生填写的问卷进行分析，得到的数据显示，学生对物理学习的兴趣仍然较低，为46.74%，这是由于学习过程倾向于固定在一种学习来源上，即课本。此外，通过对学生学习风格的分析，发现学生更喜欢视觉学习风格，呈现率为64.43%。因此，有必要开发出能增加学生学习兴趣和学习动机，能使学生自主学习的教材，其中模块就是一个。此外，基于学习者对使用该模块的兴趣分析，该模块呈现与主题相关的上下文问题和自然现象，具有有趣的颜色混合，也具有图像和文字之间的平衡。这一分析的结果也是开发和准备模块化材料的考虑之一。所开发的模块有彩色显示，希望能提高学生的学习兴趣，增加学生的活动，激发学生的学习积极性。
3.1.3概念分析结果。
在概念分析中，对动量和冲量的提交进行识别和系统组织，然后根据事实、原则、概念和程序进行分组。通过对动量和冲量的主要概念的分析，得出动量、冲量以及它们之间的相互关系、动量守恒定律、碰撞的类型以及动量守恒定律在日常生活中的应用。
3.2开发或原型阶段
这一阶段是基于问题学习生成动量和冲量材料学习模块的设计，以提高X班高中生元认知技能的阶段。模块部分是通过修改教育部编写模块手册中的模块组件而设计的。在本研究中，模块是由结构开发的:1)开头部分:包括封面，介绍，目录，概念图，模块内容的描述，先决条件，模块使用说明和能力实现;2)核心部分:由学生进行的学习活动组成，包括学习目标、材料描述、工作表、形成性评价、任务和总结;3)结语部分，包括总结性评价、评价指导、词汇表、参考书目和答案。学习模块是基于基于问题的学习模型。基于问题的学习模型的语法体现在学习模块中。
3.2.1模块有效性
基于问题学习的模块的数据效度见表 2。表 2显示所开发的模块对评估的所有组件都是有效的，包括内容、结构和语言方面的可行性。
表 2 由5个验证者验证模块有效性的结果
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组件 |
验证者评价 |
平均值（%） |
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专家 |
从业者 |
专家 |
类别 |
从业者 |
类别 |
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US |
RL |
AB |
P1 |
P2 |
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内容有效性 |
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