合作學習在高職物理實驗教學中的應用

朱憲忠

（南京信息職業(yè)技術學院<素質教育部>，江蘇 南京210023）

0 引言

合作學習是實現(xiàn)高效課堂的有效途徑。合作學習采用組內同質組間異質分組策略，教師編制學習任務單指導學生的課前預習。合作學習貫穿于整個實驗課堂，以討論、操作協(xié)作和共同探究等形式促進互動，并遵循相應的活動規(guī)則。小組分數(shù)由成員的進步分和小組活動分組成，根據(jù)評分結果，發(fā)布表彰簡報。個體間積極互賴關系是實現(xiàn)有效合作學習的關鍵。在教學設計和實施中應體現(xiàn)積極互賴、責任到人、促進性互動、社交技能和小組反思等要素。合作學習有利于實現(xiàn)意義建構和發(fā)展批判性思維。

1 物理實驗教學現(xiàn)狀

物理實驗教學在幫助學生理解和鞏固理論知識、學習和掌握實驗知識和技能，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力、理論聯(lián)系實際和實事求是的科學作風、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力等方面具有其他實踐類課程不可替代的作用。

長期以來，不少學校一直沿用傳統(tǒng)的實驗課堂模式。教師先講解實驗目的、儀器、原理、實驗步驟、注意事項、數(shù)據(jù)處理要求等，然后學生“照葫蘆畫瓢”，一步一步地操作儀器，獲得各自的數(shù)據(jù)，經教師審核后完成課堂任務。課后再進行數(shù)據(jù)處理并填寫實驗報告。每次實驗課一般安排2～3個學時，考慮到盡可能余留較多的實驗操作時間，教師的課堂講解速度較快，時間控制在30～40分鐘。高職學生物理基礎參差不一，總體相對薄弱，除了極個別基礎較好并自覺完成課前預習的學生以外，多數(shù)學生對教師講授的內容一知半解，實驗操作也只是“機械”地獲得數(shù)據(jù)而已。實驗報告的常見問題是，原理、實驗步驟等欄目內容與教材一字不差，數(shù)據(jù)處理錯誤頻出，思考題答非所問。

這種傳統(tǒng)模式下，在“教師講”和“學生做”兩個階段中，學生都處于被動地位，前一階段學生被動地接受知識，后一階段學生被動地“執(zhí)行指令”。教學只是灌輸知識和步驟，未能引導學生主動建構意義，也未能實現(xiàn)隱藏于知識背后的重要價值，課堂效率較低。

2 合作學習的基本要求

建構主義認為，學習是在一定的情境即社會文化背景下，借助其他人的幫助即通過人際間的協(xié)作活動而實現(xiàn)意義建構過程，情境、協(xié)作、會話和意義建構是學習環(huán)境中的四大要素。意義建構是整個學習過程的最終目標，要通過教師設計的有利于學生建構意義的情境、協(xié)作和會話過程來實現(xiàn)。合作學習是建構主義理論的直接結論，它是指在教師指導下，學生以小組為單位，完成共同的任務，在完成共同任務的過程中實現(xiàn)意義建構。僅讓學生坐在一起相互討論并非就能在學生之間建立教師所期望的合作關系。社會互賴理論指出，只有當人們感到個人目標只有同合作中的其他人的目標一同達到才能達到時，人們之間才會形成積極的相互依賴關系，并引發(fā)學習者之間的資源共享、彼此溝通、相互幫助等交互行為，進而提高學習效率，發(fā)展高階思維能力，同時能形成積極的人際關系，促進個體的心理健康。為實現(xiàn)有效合作學習，在教學設計和實施中應當重視積極互賴、責任到人、促進性互動、社交技能和小組反思等要素。

3 合作學習的環(huán)節(jié)

3.1 課前

3.1.1 分組策略

分組方法有組內同質組間異質、組內異質組間同質、隨機分組、自主分組等形式。只有組內異質、組間同質的分組方法才能營造組內合作、組間競爭的學習氛圍。組內同質、組間異質分組可根據(jù)上個實驗的個體成績從高到低以及從低到高兩頭相向安排組次，保證每個小組的實驗成績基本相同，而組內成員的成績存在一定差異。考慮到物理實驗課堂合作學習任務和環(huán)境等因素，每組人數(shù)以4人為宜，個別小組可以3人或5人。同時，教師可根據(jù)男女比例、能力、性格等因素對小組人員安排適當微調。為了避免組員對組長的習慣性依賴而影響平等參與，一般不設組長。各學生在小組中的角色（A、B、C、D）、職責以及座次也由教師指定。分組完成后，教師通過課代表通知學生，并鼓勵各組自主商定小組的名稱、標識、口號等，以強化凝聚力。

3.1.2 課前自主學習

課前的自主學習是指學生在課外時間，利用已有的知識，通過閱讀文本、觀看視頻或動手嘗試等活動，獲得新知的過程。強調自主學習的一個重要目的是為實現(xiàn)課堂合作學習，提高課堂效率。在物理實驗課程的許多內容是可以由學生通過自學完成的，為了清晰地指導學生的自主學習，教師應當向學生提供學習任務單。學習任務單要與教學目標相吻合，與學情相適應，要與課堂教學相銜接，包括學習主題、學習目標、學習資源、練習題、問題反饋等欄目。學習目標是在分析教學目標和學生自學能力的基礎上提出的，要明確、具體。學習資源可以是文本資料、視頻資料等，形式多樣，注重激發(fā)學生的學習興趣。練習題用于檢測學生個體的自學效果，難度適中，過于簡單則不能引導學生有效思考、喪失興趣，過于復雜則導致學生放棄學習、喪失信心。思維導圖類練習題由小組預習任務共同完成，引導學生產生小組歸屬感并通過課前交流初步建構意義。學生可以通過問題反饋欄目反映預習中存在的困惑。教師通過學生反饋的練習題解答和問題反饋來了解預習情況，以便制訂針對性的課堂教學方案。

3.2 課中

實驗課一般由以教師講授為主的教師主導活動課和以學生操作為主的主體活動課組成，合作學習貫穿于由這兩個階段組成的整個實驗課堂。

按照預習情況，對課程內容大致分三類，第一類是難度較小，學生已經掌握的，這部分內容無須再講，否則會浪費實驗課的寶貴時間；第二類是難度中等，部分學生未能理解的，這部分內容可講可不講，通過后續(xù)的小組討論環(huán)節(jié)也能掌握好；第三類是難度較大的，只有極個別學生能理解的，必須精講。例如，靜電場模擬描述實驗中無限長同軸電纜電極間的電場定量分布，這部分既是重點又是難點。教師還應選取學生繪制的思維導圖進行展示和點評，幫助學生建立實驗任務的整體框架。講解時間控制在15～20分鐘。

教師講解后，發(fā)放小組討論題（1份/組）。討論題是教師根據(jù)教學目標和預習情況于課前設計的，重點圍繞實驗的關鍵原理、關鍵操作和知識拓展，與預習任務單上的練習題相比，難度有提升。小組討論結束后，教師公布答案，小組互批，并返還原小組確認。小組討論題最后與實驗報告冊一起上交教師，作為小組成績的組成部分。討論和互批時間控制在10～15分鐘。這樣，教師主導活動課時間在25～35分鐘，比傳統(tǒng)課堂中教師講解時間要少，灌輸知識轉變?yōu)獒槍π缘慕饣蠛陀懻摗?/p>

以學生操作為主的主體活動課中，4人組細分為兩個雙人搭檔（AB、CD）。教師為每個小組提供任務單，包括4份數(shù)據(jù)表和1份探究題。比如，在霍爾效應實驗的任務單包括需采集的實驗條件參數(shù)、軸線上各點的4組電壓和需計算的磁感應強度，以及1個探究題：“霍耳元件偏離軸線，對測量結果有何影響？”。對于搭檔AB，第一階段，A負責實驗操作，包括接線、儀器調試和數(shù)據(jù)讀取，B負責數(shù)據(jù)記錄、實驗輔助、監(jiān)督檢查責任。第二階段，AB職責互換，B還需整理儀器。CD搭檔的做法與AB搭檔相同。針對實驗中的實際問題，搭檔先相互協(xié)商，意見不一致時，提交組內共同討論。數(shù)據(jù)采集完成后各自進行數(shù)據(jù)處理。然后，開展小組活動，逐份評估數(shù)據(jù)，反思實驗過程，分析探究題。最后，組間互評。主體活動時間在55～65分鐘。

課堂合作學習應遵循相應的活動規(guī)則。按時上課，不無故遲到、早退、缺課，不擅離課堂，教師講授時應保持安靜等，這些是傳統(tǒng)課堂中的教學常規(guī)，在合作學習課堂中顯得更為重要。缺少組員或者組員沒有認真聽講，討論時就不能獲得組內所有成員的觀點或針對性的觀點，自然也就影響合作學習的效果，中途離開課堂往往導致小組討論的中斷或中止。

討論過程由陳述、交互討論和形成小組意見等幾個基本環(huán)節(jié)組成，形式上與常見的課題的開題或結題評審過程基本相似。陳述是討論過程的基本環(huán)節(jié)，是開展有效討論的前提和基礎，一個好的陳述與議論文類似，應做到觀點明確、條理清晰、有理有據(jù)、語言規(guī)范。聆聽者應專心聽取同伴的陳述，弄清楚同伴的所表達的觀點和事實，判斷其準確和錯誤之處，不要隨意打斷對方的陳述。交互是討論過程的關鍵環(huán)節(jié)，通過成員間的溝通交流和協(xié)作，維護、解釋、修正、否定自己觀點或做法的，支持、補充、完善或推翻他人觀點或做法，在此基礎上醞釀小組意見。小組意見的形成是討論過程的核心環(huán)節(jié)，應是在綜合所有成員的觀點基礎上達成的共識（或分歧），是小組每一個成員共同貢獻的結果。積極參與、平等參與、有效參與是衡量合作質量的基本標準。每個成員都應積極思考，積極主動地發(fā)表自己的看法，并與同伴充分交流；都能平等地參與到討論、協(xié)作的全過程，不能由部分學生所主導或獨霸，也不能把自己排除在不組之外；討論應有成效，能形成針對主題的明確的小組意見或結果。

3.3 課后

學生獨立完成實驗報告。教師的工作包括批閱實驗報告、匯總評分并發(fā)布表彰簡報。

學生個體成績由課前預習、課中數(shù)據(jù)表、課后實驗報告構成。小組分數(shù)由兩部分構成，一部分是課中討論題、探究題的得分，另一部分是小組學生個體的進步分。個體進步分是本次實驗個體成績與本次實驗起點分之差。

課程包括多個實驗，每個實驗均需計算小組分數(shù)和學生個體分數(shù)。起點分是根據(jù)上個實驗個體成績下浮一個統(tǒng)一的分值來確定。教師還可根據(jù)學生的總體表現(xiàn)和寄予的期望，對起點分進行適當微調。每個學生的起點分被單獨告知，并互相保密。

按實驗的評分結果，發(fā)布表彰簡報。簡報中列出的小組排行榜（組名、成員、小組分數(shù)與排名），對排名靠前的、進步的小組和個體提出表彰。

4 結語

個體間積極互賴關系是實現(xiàn)有效合作學習的關鍵。在合作學習的實驗課堂模式下，教師應讓每一個學生都認識到自己是小組的一部分，小組內各成員之間是同舟共濟、榮辱與共的關系。每個成員都有著共同的目標，都必須努力學習，才能為小組做貢獻，否則，只能給團體帶來傷害。在實驗課堂的環(huán)節(jié)設計中，運用組間競爭組內合作的機制來推動學生掌握所學的知識和實驗技能。通過表達自己的看法、聽取同伴的觀點、相互討論，共同建構意義，這樣對主題思考得更多、更深入，概念更明確，有助于發(fā)展批判性思維，控制自己的學習，發(fā)展自我監(jiān)測、自我調節(jié)和自我管理能力。因而，與傳統(tǒng)課堂相比，合作學習的課堂效率更高。