STEM項目合作學習觀察研究

王勇 顧凌云 周勇

[摘 要] 合作學習作為STEM項目課堂最主要的教學組織形式，引起了教育界的廣泛關注。分析了STEM合作學習的關鍵特征，據此制訂了STEM項目合作學習行為編碼體系與課堂觀察記錄表格，對STEM項目合作學習行為實施了系統觀察，并根據課堂觀察結果對STEM項目合作學習參與度、角色任務分工情況、協調配合狀況進行分析。最后，提出了進一步提升STEM合作學習質量的策略建議，包括STEM教師要加強指導，充分調動學生的積極性;優化分組合作，提升學生合作學習效率;引導學生發展合作技能，組建高質量的合作團隊;增強學生的合作意識，構建真正有效的學習共同體。

[關鍵詞] STEM;合作學習;課堂觀察

[基金項目] 2019年度浙江省教育科學規劃研究課題“中學與大學聯手的STEM課程開發與實施研究”（2019SC169）

[作者簡介] 王 勇（1975—），男，浙江寧波人，碩士，浙江省特級教師，寧波市鄞州區藍青學校校長，寧波大學教師教育學院碩士生導師，主要從事STEM課程開發、實施與評價研究;周 勇（1967—），男，山東單縣人，博士，寧波大學教師教育學院教授（通信作者），主要從事科學教育、STEM課程開發、實施與評價研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ? [文獻標識碼] A ? ? [文章編號] 1674-9324（2021）26-0033-04 ? ? [收稿日期] 2021-03-13

一、STEM課堂教學中合作學習的特征

一個STEM項目通常要經歷多個環節，從探究、設計、制作再到反思、修正、交流的過程都伴隨著合作關系，合作是常態。此外，STEM課堂致力于改變傳統課堂沉悶、壓抑的氛圍，力求構建創造、協作、分享的環境。因此，合作學習成為STEM課堂最主要的教學組織形式，它為學生探究、設計、實踐活動提供了交流協作的平臺，也讓課堂更加接近真實的生活體驗。在合作開放的空間中，學生的心靈是自由的，思維是跳躍的，敢于主動支配自己的學習，充分激發自身的創造性，這樣的STEM學習才是真正有效果、有意義的。

STEM項目注重運用知識解決真實的問題，其合作學習的過程、規則也類似于現實世界的團隊模式，因而STEM合作學習具有其自身的特征。首先，小組內成員積極參與到合作過程中，保證參與度是團隊成功的前提。其次，小組內成員有明確的分工。一個STEM項目包含多種角色，如領導者負責團隊的組織協調，匯報者負責向大家展示團隊的成果，記錄者負責搜集項目所需的材料用具并負責撰寫、制作圖表等工作，檢查者負責保持工作區域的干凈整潔以及監督成員們的工作狀態。學生根據自身特點在項目中承擔不同的角色，感受每一個角色背后的工作與思維方式，獲得最直接的合作體驗，培養高階思維[1]。無論在小組中扮演什么角色，每一位成員都應該要對STEM項目的所有階段負責任，即在角色分工的基礎上保障任務分工，大家能夠明確責任、各司其職地完成任務。最后，小組內成員能夠協調配合，尊重彼此的想法，不貶低他人，參與討論并做出貢獻，以認同的方式表達不同的觀點，及時幫助他人[2]。每一位團隊成員在分工的同時不忘協作，齊心協力朝著共同的目標努力。

二、STEM課堂合作學習觀察量表的設計

（一）觀察對象的選取

在本研究中，筆者主要觀察了寧波市LQ學校的STEM課堂教學，并隨機選取了兩個合作小組作為觀察對象。LQ學校是寧波市STEM教育種子學校之一，并與寧波大學合作成立了STEM課程研發中心。筆者觀察期間，該校正在實施“凈水器的設計與制作”項目，為配合該項目的順利實施，量身打造了STEM專用教室，縮短了學生間的時空距離，為學生的合作學習與小組活動提供了適合的物理環境。可以說，該觀察對象能夠反映當前STEM課堂教學的合作學習情況。

（二）觀察量表的設計

設計觀察量表前，首先要確定本研究的觀察指標，并將其具體化為可觀察的行為。根據STEM課堂教學中合作學習的特征，筆者將參與度、分工性和協作性作為觀察指標。“參與度”指標主要考查學生的有效合作時長;“分工性”指標主要考查學生在小組內的角色分工和任務分工情況;“協作性”指標主要考查學生的協調配合時長。

由于采用編碼體系能夠非常客觀地呈現事實，易于統計學生各種合作行為的時間配比，可以較為清晰地反映STEM合作學習的各種情況，因此，本文將學生在STEM課堂中的合作行為分成以下行為類目，編碼體系如表1所示。

由于STEM合作活動開展時間較長，所以筆者采用每隔1分鐘的方式在上述觀察表中記錄下最能描述每位小組成員合作行為的對應編碼。分析過程中，將編碼1、2、3、4這四類學生行為歸為期望達到的有效合作行為，編碼2、3、4歸為學生的協調配合行為，編碼5歸為對課堂教學沒有幫助的行為，從而可以統計小組成員在活動過程中合作學習參與時長及協調配合時長。

三、觀察結果統計與分析

觀察學生的合作活動時，筆者主要選取學生在產品制作時的合作學習活動（30分鐘）作為本次討論分析的重點。分析兩個小組的合作學習表現，可以得出以下結論。

1.學生STEM合作學習的參與度較高。從統計數據來看，12個學生中有10個的有效合作時長占總時長的60%以上，大部分學生的合作時長在25分鐘左右，僅有5分鐘左右是游離在合作外的，兩位組長的合作時長甚至達到30分鐘。這表明大多數學生能全身心地投入學習，真正成為課堂的主體，也說明學生對STEM學習是感興趣的，它符合初中生的身心發展規律。

2.學生有明確的角色分工和任務分工。通過觀察可得，學生的角色分工在STEM項目準備階段就已經完成，直至下一個項目輪換。每一位學生在STEM項目的各個環節都扮演不同的角色，使得每個學生都能各盡其責。合作開始前，為了不讓任務集中于某幾個人身上，教師要求小組內部先討論人員調配，確保分工合理。從觀察結果來看，每個人都分配到了不同的任務，并在有限時間內完成了各自任務。倘若教師事先沒有要求學生進行任務分配，想必會出現“一個人干，一群人看”的局面。因而，案例中的STEM教師為小組的合理分工提供了有效指導，確保學生的合作是充實有效的，讓每個學生在合作中都能有所收獲。