初中科学教学中“合作学习”环节运作的有效性研究
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摘要：合作学习是通过生生、师生间的互动、互补来实现高效学习的一种策略。课题通过研究科学合作学习运作环节中的低效现象，完善科学合作学习环节教学策略（从规则、内容、互动方式着手），力争让每一个学生在合作环节中都有收获，最终形成新的认知结构并提高学习绩效。
【中图分类号】 G632 【文献标识码】 B 【文章编号】 1671-1297（2013）01-0057-03
一 问题的源起
1.新课程目标的要求：新课程理念的核心是以发展学生为本，全面提高学生的科学素养，培养学生学会学习、会思考、能创新的新型人才。
2.课堂改革的需要：一轮又一轮的课改，意在让老师激情的教转化为学生自主高效的学。合作学习是一种体现自我协调、同伴间优势互补的有效学习形式，其无疑成了教师眼中首当其选的教学方式。
3.学生发展的需求：合作学习的核心是让学生自己动手去做去学，为学生提供足够的去发现的时空，搭建起了自主-合作-探究的学习平台，充分施展个体才华，并于其中产生自豪感，满足感、兴奋感和成功感，焕发出内在的生命力。
4.一节课的启示：前段时间听了一堂初三复习课《人体的新陈代谢》，执教教师以张三得了急性胃肠炎住院为主线，从而把人体的呼吸系统，循环系统，泌尿系统，消化系统等贯穿到一起，这部分内容庞大繁杂，若让学生单独完成大量的复习回顾，设计应用等，难度非常大。教师采用了小组合作学习的形式，组内成员相互协作，通过合作学习，由学生在讨论中找到结论，感受到成功的喜悦和合作的愉快。
二 科学“合作学习”环节运作的低效现象分析
培根说过“懂得分析原因的人才可能成功。”只有暴露原因才能对症下药，使问题迎刃而解。没有问题的存在，便永远不会进步。本人通过一段时间的调查发现，合作学习环节低下的现象主要表现在以下几个方面：
1.小组合作，华而不实。
【现象1】在《耳的结构与听觉的形成》的合作提升环节中：你能说出耳的结构及功能吗？小组合作表演耳的结构和耳的结构及功能？然后进入合作环节……
【反思1】合作学习内容的知识点需要有一定的广延性和思维的深刻性，这样才能启发学生的思维，激起学生合作的欲望。如果合作时轰轰烈烈，答案却是单一，能在书本上是找到的，那么合作讨论就没有价值，合作只是一种形式，华而不实。
2.目标不明，云里雾里。
【现象2】在学习影响导体电阻大小与哪些因素有关时，一教师把事先准备好的器材发到每一小组时，然后宣布：“同学们你们能利用老师提供的器材，研究影响导体电阻大小的因素吗？现在开始小组合作讨论、进行实验。”课堂马上沸腾起来，可听见许多学生小声的说“快说，快说我们小组干什么，我可以干什么？怎么干？”教室里很热闹，但真正知道如何做这个实验的学生并不多……
【反思2】布卢姆曾说过：“有效的教学始于知道希望达到的目标是什么？”目标是合作学习的内在动机，也是合作学习的出发点和归宿。因此教师要明白怎样的合作目标才是学生适合的、具体的、可操作的。任何模糊的合作目标都会导致合作低效 。
3.错失时机，人为低效。
【现象3】教师在演示磁极间的性质时，一好动的同学把磁铁摔成了两块。 “不是跟你们说过了吗！没有老师的指示不要动任何器材，下课后摔坏的同学到老师这里来一下。”虽然老师没有太多的批评，但教师的音量在不经意间提高了分贝。而接下来老师安排却是让学生回顾一下刚才学习的内容，然后让学生合作探讨一下磁极之的性质。小组合作在小心翼翼的进行着，远没了刚进行实验室的激情了……
【反思3】一种被肯定、需要的合作才能激起无限思维的火花，让学习变得更高效。细想一下，如果当时老师能接过学生手中的磁铁说：“没关系，老师本来也想做这个实验，只是舍不得将好好的磁铁摔断，不过现在好了，让我们一起来合作探究一下摔断的磁铁是不是也符合磁极间的性质？”合作如果在此时展开，相信所有的学生对磁铁的极性有更深的认识。
4.时间仓促，走马观花。
【现象4】学生进入合作学习影响滑动摩擦力因素的实验时，离下课还有15分钟。10分钟过去了，合作小组还不时的传出：刚才你是竖放的，现在你是平放的，这不行！其实运动是相对的，为什么我们一定要拉上面的那块木块呢？……一点儿没有停下来的意思，可此时的老师已顾不上那可贵的想法与说法了，说：“下面我们请一组学生来汇报一下他们小组得出的结果？”一学生很快得出了标准答案。于是老师很顺利的进行练习阶段……
【反思4】公开课中，老师总希望学生配合好，希望通过合作探究得到正确的完整的实验结论，所以在课堂上学生合作的时间不是以学生合作的实际过程而定的，而是按预设的，一旦时间到了，合作就结束。可只有在时间与空间的保证，合作学习时学生的思路才会被打开，质疑、互辩的过程中才能彻底暴露学生的知识缺陷、能力短板，才能让课堂上有更有效的互动与精彩生成，这比让学生记住任何一个结论都重要。
5.互动简单，浅尝辄止。
【现象5】师问：“你们能用桌面上的器材告诉我，力能产生哪些作用效果呢？”可在合作交流时，只见师生互动。
师：用力捏矿泉水瓶，你看到了什么？说明了什么？
生1：矿泉水瓶被捏扁了，说明了力能改变物体运动状态。
生2：老师，可是我们小组手捏玻璃杯，可我没有看到玻璃杯发生了形变，是不是力可以使一些物体发生形变，而一些不能？
可惜老师没有把问题反抛给学生，也没让学生多想。直接就接下去了：这是一个微小的形变，我们肉眼无法看到而已，我们今天这堂不做讨论，现在我们再请谁……
【反思5】为了让学生能记住更多的答案，少生枝节，一些教师往往会采取简单的一问一答的形式，放弃合作的精华――生生交流互动。虽然课堂在自己的预设中四平八稳的着地了，但合作的价值远远没有体现。合作只是做给让别人看的一场秀。
三 科学“合作学习”环节运作的有效策略
上面的合作现象都会使合作走向不归路，最终挫伤学生学习科学的积极性。为了让学生能有效、高效的合作，本人做了以下几方面的努力：
1.制定合理程序，把握合作规则。
要让学生在合作学习中井然有序，使合作小组里“人人有事做，事事有人做”，避免“合而不作”或“合而低效”的现象，教师需给学生提出合作的程序。
（1）合理分工、明确责任。
根据对学生参与意识、动手能力、语言表达能力以及知识准备情况，将班中的学生每4人分成一小组。在合作初期将学习能较强的定为组长（负责监督）。然后由小组长在教师的帮助下分别定记录员（负责把每位成员的活动内容和组内发言作简要记录）、发言交流员（负责把自己组内的意见和成果到全班交流发言，也可是组长自己）、计时员（负责注意老师的时间要求及每个成员的组内发言和活动的时间不宜过长）、实验操作员（负责做实验）。待小组合作成熟时，各成员定期轮换，这样有利于培养学生的责任心与合作的意识。
（2）独立思考、积极参与。
让每一个成员在合作学习中独立思考、操作。教师和组长需要对思维较慢的同学，或不善表达，动作慢的学生，多加肯定与赞赏，让他们主动的参与到合作学习中来。同时每个学员在遇到不同的观点时，要善于思考不同观点的合理之处，以取长补短。
（3）学会倾听、努力表达。
有序的合作需要每个人认真听取他人的发言，不随意打断或插嘴，让学生把自己的观点完全展露在全班同学的前面，这样有利于找到学习的漏洞，更为阐述自己的观点做充分的准备。当然交流不是说空话，而是将学生的学习成果用科学的语言表达出来，那如何让交流在合作的互动中彰显魅力，就需要教师对交流的内容与方式做一定的的指导、启发学生的成果有话可讲、有话可依、有话可信。
例：出示吸入气、呼出气、肺泡气中氧气、二氧化碳的含量如表所示：
成分类别 氧气的含量二氧化碳的含量
吸入气20.960.04
呼出气16.204.5
肺泡气14.05.6
让学生独立观察与思考的基础上，组织4人小组进行交流，发言时围绕以下一些问题展开：
①从表中可以看出，哪种气体中氧气含量最高，哪种气体中二氧化碳含量最高？
②呼出气中氧气含量高于肺泡气，而二氧化碳含量低于肺泡气，这说明了什么？
③这一事实又表明了什么？
（4）学会评价 自我提高。
各小组在发表完各自结论后，每堂课派出1～2名小组长对其他小组的实验结果进行评价，学生交流是为了反馈，而由学生自己来担任“小老师”对同学的实验进行评价，可以更好促进学生的纠错能力，及时发现同学的不足和改进，这也是对他自己的一种促进，也更好发挥了学生的主体作用，教师只是适时补充，让学生更多参与学习之中，自己小组之内完成实验设计操作结论评价。自始自终学生都主角，把学习的主动性还给学生。
2.提供有效学案，找准合作的内容。
苏联教育家斯托利亚尔认为“在教学的每一步，不估计学生思维的水平，思维的发展就不可能进行有效的学习。”想要学生产生合作的想法，进行有效的合作，就需要彻实了解学生，精心设计合作的内容。那么为学生提供一份学案，让学生在教师的引导下进行独立思考。同时通过反馈思考确定：哪些问题是多数学生能够独立完成的，哪些问题需要学生根据实际情况进行合作学习的？
例：《平面镜成像》学案之预习部分如下：
活动一：对着一面大平面镜，请完成下列活动：
①当你举起右手，镜子中像举起的是哪只手？
②当你离开镜子时，镜子中的像是离开还是靠近镜子？镜子中像的大小有无变化？
③拿一张报纸放在镜子的后面，报纸能否档住像？这说明什么？
④有无办法使你看到自己的像更清晰（更亮）一些？说出你的做法。
⑤要想看到身体的范围大一些，将镜子远离自己还是靠近自己？
⑥如果我们要化实际摸不着的像转化为可让我们能够感受的像，你觉得我们的平面镜选材需要注意什么？
活动二：在纸上画一个半圆，沿着平面镜放好，你观察到了什么？怎样放置时，你才能看到一个完整的圆？
活动三：思考：通过上述活动，请从物体与像的位置、物体与像的大小、像的性质作出合理的猜想？你能设计实验来证明吗？
在预习反馈中发现学生在活动一的⑥、活动三出现了困惑，学生很希望能从他人的交流中得到启发，于是就有了合作的欲望。平面镜成像特点的实验材料的选择操作步骤的设计理有当然成为合作学习的内容。
3.提供互动方式、实现合作高效。
（1）组内合作，让思维在合作中聚焦。
小组的科学组合，任务的明确分配，加上内容的精挑细选，和教师的积极咨询，让合作起色不少。但小组合作的精华在于交流互动。所以针对不同的学习内容，在不同的小组中选择合适的讨论方式，会让每个成员都能独立思考，然后将思维凝聚，会让合作更充实、更丰满。
a.自由式：在独立思考后，小组成员自由的发言，为了让每位学生的机会均等，需要由小组长控制小组中每个同学只有一次完整阐述自己的观点，其余的发言只能提问，最后组长综合大家的意见。意在让每个成员在宽松、民主的氛围表达自己的见解，但学习秩序容易混乱。此一般还需要教师指定同学发言交差进行，适合于时间较宽松的实验课。
b.拼接式：小组长把合作的内容分成几块，当每个成员专攻一个内容，相当于每个组员担当某一方面的专家，思考后再在小组内汇总。意在合作中减少重复、减省时间，但教师很难全面的指导到位，一般在多步骤的操作训练中。
c.打靶式：小组长先要求把让每一成员将自己的想法写下来，然后讨论形成意见，然后决定（轮流）一位成员陈述自己的意见，其它成员以他的意见为靶子，发现自己的见解，进行有的方矢的质疑。此不但可以提高学生的积极性，也可以集中合作中思考的困难，让教师有目的的指导。
例：学习空气中氧气含量测定的实验设计中，独立思考加上老师学案的帮助下，一抽签决定的成员对测定原理提出自己的想法：用蜡烛去将消耗氧气，然后水面上的体积就氧气的体积。然后不同小组成员对此观点进行发问，于是就有不同的想法啦：如装置要密封吗，可怎样才能做到密封？提示资料上显示蜡烛燃烧有二氧化碳气体生成，那水面上升的体积会小于氧气的体积？如果把水变成另一种能吸收二氧化碳的物质不就行啦？还有蜡烛燃烧会放热呢，气体还有膨胀？……正是这些不同的想法让此实验的设计在不断的反驳中进入了正规。因为学生总期望能提出难住对方的问题，这样的学习会让学生认真的听讲，更深入的思考。
（2）组间交流，让思维在合作中发散。
组间交流意在让其他小组能分享自己小组的成果，并提出意见，共同商讨。这样会让学生的思维更加的发散，让探讨的内容更加的充实、深入。所以充实组间交流势在必行。
a.中心交流式：一组作为中心发言，其他组作必要时的补充。这种交流有利于形成统一的意见，也有助于教师的指导，但机会很有可能集中在个别优秀的小组上面，所以此选只在时间较仓促、内容较难的时候。
b.接力交流式：组间组员轮流对合作的内容进行发言，这种交流有利于每个同学共同参与，同时好的意见也不易流失，教师也容易掌控，但花费时间较长，氛围有点沉闷，一般宜用在小组间的竞赛，可以打破被动的局面。
c.互换交流式：小组合作结束时，可让小组长流动，让小组长先到其他小组阐述自己组的观念。如果实验器材不易带走，可让小组各成员流到其他小组，听其他小组长叙述他们组的实验操作及结论。这种交流有利于激发学生的学习兴趣，同时也容易让其他成员提出自己的观点，让思维进一步拓展。但教师不易掌控每组的进程，且每一小组得到出的结论未必正确，所以互换式交流最后一定要加上中心交流式，才能让合作发挥其高效。
例：在学习空气中氧气含量的测定时，教师巡视各组，待各组方案都确定并能独立实验时，各组按实验单完成实验，实验完毕完成实验报告，接着各小组的组长分别派两名代表到与本组实验方法不同的组进行交流、取经，将别组实验报告借鉴来，小组长负责为别组代表介绍经验，最后各代表回到组内进行交流。通过这种兵教兵的方式，不仅使学生有了新鲜感，又让学生对氧气含量测定的原理能较好地掌握，且学生对自己能设计并测定氧气含量而感到很骄傲。
（3）集体认同，让思维在合作中沉淀。
经过小组内、间的讨论，探究基本结束，但学生对合作内容的理解会存在一定的偏差，需要进行梳理和提炼，所以需要教师引领学生进行整理与反思。教师给学生有歧意的习题，让学生回顾并思考刚才的结论，看能否解决。然后，再次进入组间讨论时间，如能解决习题的观点，集体认同，并进行表扬与鼓励；对有些结论还不完善，不能解决问题的确进行重点指出，并给予改进和完善。
四 研究的成效与反思
1.成效
（1）科学“合作学习”的运作实现学生学习方式的转变。师生、生生的合作让更多的知识点在交流中聚集，让畏难的情绪在互动退却，让纯真的友谊在合作中滋生。从而真正达到了科学课程教学的大目标。
（2）科学“合作学习”的运作满足了学生的心理需要，让每个学生在低调的帮助下有大量的机会表达自己的观点，从而使他们的语言和思维能力得到了很大的提高，责任意识也在慢慢提升。
（3）科学“合作学习”运作的创造了学生互相交流、了解、适应的机会，从而培养了他们的合群性，使学生养成善于倾听与帮助他人共同提高的好品质，使其社会适应性得到了提高。
2.反思
（1）科学“合作学习”的运作是一项非常烦琐的事，且不同的学生，由基础、智力、环境的不同，哪怕是同一内容的合作，交流互动的情况也是不同的，所以教师需要有更深、更广的知识面，才能在合作学习中游刃有余。
（2）有效的科学“合作学习”需要给学生足够的时空，任何仓促的合作都会导致事倍功半。所以合作的设计还需要考虑数量、时间、难易程度等因素，才能让作合作有质的保证。
（3）不同的科学课型需要不同的学习方式，而合作学习仅是学生学习科学的一种学习方式，不能通用。
科学“合作学习”是一种体现自我协调、同伴间优势互补的有效学习形式。它不仅能发挥学生的内在动力，有利于培养学生的合作意识和创新精神，同时还能锻炼学生的自我调控能力。在教学实践中，只要教师设计好合作探究的内容，把握住合作学习的时间、空间，就一定能发挥它的效率，使各层次的学生在快乐的合作学习中，获得锻炼和发展。
参考文献
[1] 孙朝仁主编《让教学更高效》，西南师范大学出版社，2011年3月
[2] 朱良才主编《让教学更生动》，西南师范大学出版社，2011年3月
[3] 欧阳仁宣著《让研究性学习更高效》， 西南师范大学出版社，2011年8月