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。

3.学生之间的协调配合状况需要改善。从数据上看，小组A中有组长与学生5协作时长超过10分钟，小组B的协作情况更不尽如人意，甚至连组长都未能有效地开展协调配合工作，仅有的配合集中在产品制作的开头和结尾阶段，其余时间大家都是“各自忙活”。试看小组B的合作实录：这时，学生4遇到一个难题——制作外壳的矿泉水瓶尺寸太大，他开始寻求大家的帮忙，可得到的回复却是“你自己看着办吧，这是你的事，我哪知道”。和他分到同样任务的学生1此时正沉浸在锯矿泉水瓶的世界中。另一边，学生6也在为自己制作的PPT符不符合要求而困惑，询问他人也未得到有效回复……最后，要开始拼接了才发现大家做的东西尺寸都不一样。以上表明，在合作中，大多数学生的想法还停留在“我只要做好自己的工作就可以了”，协调配合意识较为淡薄。此外，分组情况也会直接影响学生的合作质量。笔者发现，在相同的外界干预下，小组A的协调配合明显优于小组B。于是，观察分析了两个小组在课堂学习中的差异，发现小组A的组员在课堂上更认真，他们总是能够按照教师的要求一步步地开展活动，组长具有很强的领导力和执行力，而小组B在STEM课堂上经常会出现开小差、交头接耳的现象，小组长也缺乏领导能力，组员比较涣散。因此，优秀成员人数较多、组长具有较强领导能力的小组，在合作过程中质量相对较高，反之则低。

四、提升STEM课堂合作学习质量的策略

目前看来，STEM教育的潮流已势不可当，它的落地却是一项复杂的系统工程。为持续有效地推进STEM教育，结合上文的观察分析，笔者提出如下几点优化STEM合作学习的建议。

（一）STEM教师加强指导，充分调动学生的积极性

STEM教育是最近几年才开始兴起的新型教育。在STEM课堂上，学生有着极大的自主性。他们刚经历传统课堂的“正襟危坐”，来到相对自由的STEM课堂，天性得到釋放，学习过程中往往关注的是过程的乐趣，矛盾与摩擦也会相对增加。合作中常常会出现任务集中于“小权威”的现象。这些人在组内比较活跃，充当领导者的角色，活动机会较多，而大部分组内学生机会不多，如何调动每一位学生的积极性对教师的能力提出巨大的挑战。在分工阶段，STEM教师有意识地指导学生进行任务分工的讨论，学生在活动中有着较好的表现，而其协调配合效果较差。从教师角度分析，可以发现，教师在此环节并没有像其他活动一样给予学生充分的指导，仅仅只是巡视课堂，了解学生合作进度或是管理纪律，并没有深入每一小组中进行针对性的指导，从而也就无从得知学生是否协调配合、在朝着同一目标共同努力，更无法即时给予学生需求反馈。可以说，学生STEM学习的成败，关键在于教师是否为学生提供了有效的指导。

因此，教师要加强对学生活动的有效指导。在开展STEM教学前做好备课工作，明确教学目标、把握STEM项目的重点和难点、考虑合作学习的计划与步骤、预设合作中可能出现的问题等。在学生合作过程中深入组内，调动全体学生的参与欲望，培养人人敢说的勇气，把一些简单易懂的问题让平时不爱发言的学生先说，并给予肯定和鼓励，使一些基础知识差、思维能力弱、不善言谈的学生也有参与表现自我和获得成功的机会，避免学生的负面情绪影响整个合作进程。合作学习结束后，教师要组织学生展示交流，反思其合作过程，并基于学生的合作表现进行评价，帮助学生定义什么是高质量的合作。课后，教师要反思合作的目标、任务、过程是否合理，对学生的指导有哪些可借鉴和需要改进之处，可以撰写反思日记、聆听学生的反馈等。

（二）优化分组合作，提升学生合作学习效率

在实际教学过程中，不同的分组情况直接影响着学生合作学习的效率。观察发现，案例学校的分组形式是让学生自由组合，教师只规定了男女搭配这一要求。学生在同伴交往中往往会更倾向于与自己成绩差不多、兴趣爱好类似的人相处，这无疑会造成两种极端的分组情况：一是小组成员的学习成绩和能力极高;二是学习成绩和能力极低。后者在完成相同任务时效率明显低于前者，甚至根本无法完成。

因此，在分组时，教师必须考虑学生的差异性，让每个小组的成员在性别、兴趣、能力、学习成绩等方面合理搭配，以保证小组内各成员之间的差异性和互补性以及小组之间合理竞争的公平性，提高学生合作学习的效率[3]。除此之外，组长的选择也尤为重要，必须能让大家信服并有一定的管理能力，保障小组内所有学生都能获得均等的学习机会，增强团队的凝聚力。

（三）逐步引导学生发展合作技能，组建高质量的合作团队

学生的合作技能是有效实施合作学习的关键，但技能的培养不是一朝一夕的事情，培养的最佳时机就是需要用到技能的时候。从目前来看，学生最需要掌握的合作技能包括：一是独立思考;二是虚心向他人学习，不随意打断他人;三是敢于发声和质疑，并能在全体学生和教师面前进行有效沟通;四是尊重他人并互帮互助;五是面对分歧时能进行妥善处理等。因此，教师可以根据实际情况，多为他们创造提升合作技能的机会，在开展合作前制订好合作规则，并教授给学生分工的方法、记录合作过程的方法等，方便学生操作，通过反复多次的训练，提升合作技能。

（四）增强学生的合作意识，构建真正有效的学习共同体

哲学家尼采说：让一个人站起来的不是身体而是观念[4]。意识观念是决定行为的关键因素，这个道理同样适合合作学习。笔者根据案例学校合作活动时的数据并结合自己听课过程中的体会认为，当前学生的竞争意识过强，合作意识较为淡薄，造成一部分学生自我意识太重，难以从他人角度去考虑问题。当学生配合意识较为淡薄时，就会造成他们在合作过程中不愿意聆听他人的意见，甚至出现排斥组内能力较弱学生的现象，任务失败时还会把责任归结到其他人的身上。这样，往往会导致个别能力强的组员在完成STEM项目时自信十足，不愿与他人合作，能力稍弱的学生没有机会参与到活动中，游离在合作边缘。

因此，必須根据学生的身心发展规律培养他们的合作意识，让学生明白团队合作的重要性，提升合作的内驱力。在实际教学中，可以通过一些需要团队完成的小项目，让学生通过合作意识到互帮互助的重要性，感受团队合作的魅力所在，并加之思想上的渗透，让学生真正意识到每个人都要为自己的行为负责，平等参与、协调配合团队工作。

参考文献

[1]殷欢.STEM教育中合作学习质量影响因素及提升策略[J].中国民族教育，2018（6）：48-49.

[2]王珏，邓嫦圆.基于小组合作探究模式研制STEM课堂教学评价量表[J].生物学通报，2017，52（12）：8-11.

[3]陈林.基于活动的小学STEM课堂管理策略[J].上海教育评估研究，2019，8（2）：45-48+70.

[4]胡超华.高中英语课堂小组合作学习实施中的问题与对策研究[D].成都：四川师范大学，2017.

Observation Research on STEM Program Cooperative Learning

WANG Yong1，2， GU Ling-yun1，2， ZHOU Yong2

（1. Ningbo Yinzhou Lanqing School， Ningbo， Zhejiang 315104， China; 2. College of Teacher Education， Ningbo University， Ningbo， Zhejiang 315211， China）

Abstract： Cooperative learning， as the most important form of teaching organization in STEM program classroom teaching， has attracted wide attention in the field of education. This paper analyzes the key characteristics of STEM cooperative learning， and based on this， establishes the coding system of STEM cooperative learning behavior and the form of classroom observation records. This study systematically observed the cooperative learning behavior in STEM projects， and analyzed the participation， division of roles and tasks， and coordination and cooperation in STEM projects according to the classroom observation results. Finally， it puts forward some strategies and suggestions to further improve the quality of STEM cooperative learning， including to strengthen guidance and fully mobilize the enthusiasm of students by STEM teachers; to optimize group cooperation and enhance the efficiency of cooperative learning; to guide students to develop cooperative skills and build high-quality cooperative teams; to enhance students sense of cooperation and to construct a truly effective learning community.

Key words： STEM; cooperative learning; classroom observation