STEM项目合作学习观察研究

王勇 顾凌云 周勇

[摘 要] 合作学习作为STEM项目课堂最主要的教学组织形式，引起了教育界的广泛关注。分析了STEM合作学习的关键特征，据此制订了STEM项目合作学习行为编码体系与课堂观察记录表格，对STEM项目合作学习行为实施了系统观察，并根据课堂观察结果对STEM项目合作学习参与度、角色任务分工情况、协调配合状况进行分析。最后，提出了进一步提升STEM合作学习质量的策略建议，包括STEM教师要加强指导，充分调动学生的积极性;优化分组合作，提升学生合作学习效率;引导学生发展合作技能，组建高质量的合作团队;增强学生的合作意识，构建真正有效的学习共同体。

[关键词] STEM;合作学习;课堂观察

[基金项目] 2019年度浙江省教育科学规划研究课题“中学与大学联手的STEM课程开发与实施研究”（2019SC169）

[作者简介] 王 勇（1975—），男，浙江宁波人，硕士，浙江省特级教师，宁波市鄞州区蓝青学校校长，宁波大学教师教育学院硕士生导师，主要从事STEM课程开发、实施与评价研究;周 勇（1967—），男，山东单县人，博士，宁波大学教师教育学院教授（通信作者），主要从事科学教育、STEM课程开发、实施与评价研究。

[中图分类号] G642.0     [文献标识码] A     [文章编号] 1674-9324（2021）26-0033-04     [收稿日期] 2021-03-13

一、STEM课堂教学中合作学习的特征

一个STEM项目通常要经历多个环节，从探究、设计、制作再到反思、修正、交流的过程都伴随着合作关系，合作是常态。此外，STEM课堂致力于改变传统课堂沉闷、压抑的氛围，力求构建创造、协作、分享的环境。因此，合作学习成为STEM课堂最主要的教学组织形式，它为学生探究、设计、实践活动提供了交流协作的平台，也让课堂更加接近真实的生活体验。在合作开放的空間中，学生的心灵是自由的，思维是跳跃的，敢于主动支配自己的学习，充分激发自身的创造性，这样的STEM学习才是真正有效果、有意义的。

STEM项目注重运用知识解决真实的问题，其合作学习的过程、规则也类似于现实世界的团队模式，因而STEM合作学习具有其自身的特征。首先，小组内成员积极参与到合作过程中，保证参与度是团队成功的前提。其次，小组内成员有明确的分工。一个STEM项目包含多种角色，如领导者负责团队的组织协调，汇报者负责向大家展示团队的成果，记录者负责搜集项目所需的材料用具并负责撰写、制作图表等工作，检查者负责保持工作区域的干净整洁以及监督成员们的工作状态。学生根据自身特点在项目中承担不同的角色，感受每一个角色背后的工作与思维方式，获得最直接的合作体验，培养高阶思维[1]。无论在小组中扮演什么角色，每一位成员都应该要对STEM项目的所有阶段负责任，即在角色分工的基础上保障任务分工，大家能够明确责任、各司其职地完成任务。最后，小组内成员能够协调配合，尊重彼此的想法，不贬低他人，参与讨论并做出贡献，以认同的方式表达不同的观点，及时帮助他人[2]。每一位团队成员在分工的同时不忘协作，齐心协力朝着共同的目标努力。

二、STEM课堂合作学习观察量表的设计

（一）观察对象的选取

在本研究中，笔者主要观察了宁波市LQ学校的STEM课堂教学，并随机选取了两个合作小组作为观察对象。LQ学校是宁波市STEM教育种子学校之一，并与宁波大学合作成立了STEM课程研发中心。笔者观察期间，该校正在实施“净水器的设计与制作”项目，为配合该项目的顺利实施，量身打造了STEM专用教室，缩短了学生间的时空距离，为学生的合作学习与小组活动提供了适合的物理环境。可以说，该观察对象能够反映当前STEM课堂教学的合作学习情况。

（二）观察量表的设计

设计观察量表前，首先要确定本研究的观察指标，并将其具体化为可观察的行为。根据STEM课堂教学中合作学习的特征，笔者将参与度、分工性和协作性作为观察指标。“参与度”指标主要考查学生的有效合作时长;“分工性”指标主要考查学生在小组内的角色分工和任务分工情况;“协作性”指标主要考查学生的协调配合时长。

由于采用编码体系能够非常客观地呈现事实，易于统计学生各种合作行为的时间配比，可以较为清晰地反映STEM合作学习的各种情况，因此，本文将学生在STEM课堂中的合作行为分成以下行为类目，编码体系如表1所示。

由于STEM合作活动开展时间较长，所以笔者采用每隔1分钟的方式在上述观察表中记录下最能描述每位小组成员合作行为的对应编码。分析过程中，将编码1、2、3、4这四类学生行为归为期望达到的有效合作行为，编码2、3、4归为学生的协调配合行为，编码5归为对课堂教学没有帮助的行为，从而可以统计小组成员在活动过程中合作学习参与时长及协调配合时长。

三、观察结果统计与分析

观察学生的合作活动时，笔者主要选取学生在产品制作时的合作学习活动（30分钟）作为本次讨论分析的重点。分析两个小组的合作学习表现，可以得出以下结论。

1.学生STEM合作学习的参与度较高。从统计数据来看，12个学生中有10个的有效合作时长占总时长的60%以上，大部分学生的合作时长在25分钟左右，仅有5分钟左右是游离在合作外的，两位组长的合作时长甚至达到30分钟。这表明大多数学生能全身心地投入学习，真正成为课堂的主体，也说明学生对STEM学习是感兴趣的，它符合初中生的身心发展规律。

2.学生有明确的角色分工和任务分工。通过观察可得，学生的角色分工在STEM项目准备阶段就已经完成，直至下一个项目轮换。每一位学生在STEM项目的各个环节都扮演不同的角色，使得每个学生都能各尽其责。合作开始前，为了不让任务集中于某几个人身上，教师要求小组内部先讨论人员调配，确保分工合理。从观察结果来看，每个人都分配到了不同的任务，并在有限时间内完成了各自任务。倘若教师事先没有要求学生进行任务分配，想必会出现“一个人干，一群人看”的局面。因而，案例中的STEM教师为小组的合理分工提供了有效指导，确保学生的合作是充实有效的，让每个学生在合作中都能有所收获。