□包昊罡 康佳 李艷燕 齊虎春

基于設(shè)計的“協(xié)作-探究”教學(xué)模式創(chuàng)新與實踐*

□包昊罡 康佳 李艷燕 齊虎春

高等教育院校在建設(shè)創(chuàng)新型國家的過程中擔(dān)負著培養(yǎng)人才的重大責(zé)任。但目前高校的教學(xué)模式相對固化，無法滿足創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)要求。教學(xué)方法是影響我國大學(xué)教育質(zhì)量的重要因素，提高教育質(zhì)量必須創(chuàng)新大學(xué)教學(xué)方法。探究學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)是促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)、提高學(xué)生創(chuàng)新能力的重要教與學(xué)方式。而基于設(shè)計的研究能在真實情境中，通過分析、設(shè)計、開發(fā)和實施的反復(fù)循環(huán)來改進教育實踐，并提煉對情境敏感的設(shè)計原則和理論?；谠O(shè)計的“協(xié)作-探究”教學(xué)模式，以“智能機器人”課程為載體，進行了三輪迭代，獲得了較好的教學(xué)效果。實踐證明，該創(chuàng)新教學(xué)模式增加了學(xué)生的活動空間，其階梯任務(wù)設(shè)置，有利于學(xué)生在掌握基本知識的基礎(chǔ)上進行探究、創(chuàng)新；組內(nèi)和組間的協(xié)作有利于學(xué)生取長補短、相互學(xué)習(xí)，提升學(xué)習(xí)效果；及時的反思與總結(jié)促進了學(xué)習(xí)的深化；教師在關(guān)鍵環(huán)節(jié)的指導(dǎo)提升了學(xué)習(xí)效率。需要注意的是，在具體實踐中，任務(wù)設(shè)置、協(xié)作分組以及教師角色的轉(zhuǎn)換非常關(guān)鍵。

基于設(shè)計的研究；協(xié)作學(xué)習(xí)；探究學(xué)習(xí)；教學(xué)模式；創(chuàng)新實踐

一、問題的提出

培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是增強國家綜合實力的重要戰(zhàn)略之一，近幾年教育部在《2011協(xié)同創(chuàng)新中心建設(shè)發(fā)展規(guī)劃》、《國家教育事業(yè)發(fā)展第十二個五年規(guī)劃》等一系列文件中均提到創(chuàng)新人才的重要性，并開始實施“高等學(xué)校創(chuàng)新能力提升計劃”。創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)成為日益迫切的需求。

高等教育院校是貫徹國家自主創(chuàng)新戰(zhàn)略、建設(shè)創(chuàng)新型國家的重要力量，在建設(shè)創(chuàng)新型國家的過程中擔(dān)負著培養(yǎng)人才的重大責(zé)任。但大學(xué)課堂教學(xué)中的理論脫離實踐、忽視學(xué)生個性、照本宣科式的教法，人才培養(yǎng)的工具化等老生常談問題一直懸而未決（黨亭軍，2008）。單一的教與學(xué)行為，窄化了師生的互動空間，阻礙了大學(xué)教學(xué)的多樣性和豐富性。而教師的權(quán)威與學(xué)生的依賴心理，強化了灌輸式教學(xué)，最終導(dǎo)致教學(xué)過程的機械化以及大學(xué)教學(xué)模式的同質(zhì)化（韓洪文等，2012）。

教學(xué)方法是影響我國大學(xué)教育質(zhì)量的重要因素，提高教育質(zhì)量必須創(chuàng)新大學(xué)教學(xué)方法（別敦榮，2009）。探究學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)是促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)、提高學(xué)生創(chuàng)新能力的重要教與學(xué)方式。為了進一步優(yōu)化大學(xué)的教學(xué)模式，促進學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展，筆者以校級“智能機器人”課程改革項目為實踐環(huán)境和平臺，采用基于設(shè)計的研究方法，在探究學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，開發(fā)了“協(xié)作-探究”教學(xué)模式，并在真實自然的課堂情境下，進行了三輪迭代研究。研究根據(jù)來自實踐的評估與反饋不斷改進，最終形成可靠、有效的“協(xié)作-探究”教學(xué)模式與相應(yīng)的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計。

二、研究方法

1.基于設(shè)計的研究

基于設(shè)計的研究（Design-Based Research，DBR）起源于學(xué)習(xí)科學(xué)研究領(lǐng)域，其目的是在真實情境中，以研究者與實踐者的協(xié)作為基礎(chǔ)，通過分析、設(shè)計、開發(fā)和實施的反復(fù)循環(huán)來改進教育實踐，并提煉對情境敏感的設(shè)計原則和理論（梁文鑫等，2006）。DBR根據(jù)來自實踐的反饋不斷改進，直至排除所有缺陷，形成一種更為可靠而有效的設(shè)計。如圖1所示，DBR具備以下幾方面的特征：第一，情境真實性。DBR是為了解決真實情境中的問題而開展的設(shè)計研究，因此與教學(xué)的特定情境密切相關(guān)，同時對教學(xué)實際的干預(yù)也有很強的實用性。第二，理論導(dǎo)向性。DBR在通過設(shè)計改進實踐的過程中注重理論的提升和創(chuàng)新。研究者認為:如果沒有一種潛在的慣性的理論來支持所采用的設(shè)計框架和設(shè)計程序，那么研究結(jié)果將對教育中設(shè)計革新的理論發(fā)展毫無幫助。第三，迭代循環(huán)性。DBR是一個不斷循環(huán)的長期過程，設(shè)計者與實踐者在設(shè)計、實施、評價、再分析和再設(shè)計的迭代中逐步調(diào)整修正設(shè)計，并實現(xiàn)理論的革新。第四，整合性。DBR整合運用多種研究方法，包括質(zhì)的研究和量的研究，全面關(guān)注整個研究過程的發(fā)展和變化，以增加研究的科學(xué)性和可信度（R.基思·索耶，2010）。

圖1 DBR的一般過程

2.研究設(shè)計

在基于設(shè)計的研究的一般過程指導(dǎo)下，不同的學(xué)者進行了不同實施方案的設(shè)計。其中，如圖2所示，Reeves（2006）提出的方案得到了廣泛引用。借鑒該研究方案，本研究的具體實施方案如下：在第一階段，通過文獻和實踐經(jīng)驗分析了現(xiàn)有大學(xué)課程在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面的不足，表明需要探究新的教學(xué)方法以適應(yīng)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)；接著結(jié)合探究學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)的優(yōu)點，設(shè)計了包含6個階段的“協(xié)作-探究”教學(xué)模式；之后，結(jié)合該教學(xué)模式，以“智能機器人”課程為載體，進行了三輪迭代研究；最后對整個研究進行總結(jié)，分析了該教學(xué)模式的教學(xué)效果，并總結(jié)了在實踐中應(yīng)該注意的相關(guān)問題。

圖2 基于設(shè)計的研究方案（Reeves，2006）

三、“協(xié)作-探究”教學(xué)模式的分析與設(shè)計

協(xié)作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和創(chuàng)造能力的兩種有效教與學(xué)方式。協(xié)作學(xué)習(xí)是一種既適合于教師主導(dǎo)作用的發(fā)揮，又適合于學(xué)生自主探索、自主發(fā)現(xiàn)的教學(xué)策略（張紅波，2009）。而“探究學(xué)習(xí)”則強調(diào)學(xué)習(xí)者通過主動地參與科學(xué)探究的過程，掌握科學(xué)概念和科學(xué)探究方法，形成科學(xué)態(tài)度，獲得科學(xué)素養(yǎng)（蔣宇等，2011）。結(jié)合兩者的優(yōu)勢以及實際的教學(xué)特點，研究設(shè)計開發(fā)了“協(xié)作-探究”教學(xué)模式，使得學(xué)生在協(xié)作和教師指導(dǎo)下更好地完成探究過程，培養(yǎng)其協(xié)作能力和探究能力，進而提高其創(chuàng)新能力。

探究學(xué)習(xí)是由美國芝加哥大學(xué)施瓦布教授首次提出，主張引導(dǎo)學(xué)習(xí)者直接用科學(xué)研究的方式進行學(xué)習(xí)，把科學(xué)的可變性滲透到課程中，以便讓學(xué)習(xí)者更好地理解科學(xué)的本質(zhì)。探究學(xué)習(xí)是與接受式學(xué)習(xí)相對的，它是一種在好奇心驅(qū)使下以問題為導(dǎo)向、學(xué)生有高度智力投入且內(nèi)容和形式都十分豐富的學(xué)習(xí)活動。探究學(xué)習(xí)中的探究并非完全科學(xué)家似的科學(xué)探究，而是指學(xué)習(xí)者在教師指導(dǎo)下，為獲得科學(xué)素養(yǎng)以類似科學(xué)探究的方式所開展的學(xué)習(xí)活動。與科學(xué)探究相對應(yīng)，探究學(xué)習(xí)遵循以下典型程序：形成問題、搜集數(shù)據(jù)、提出假設(shè)、檢驗假設(shè)、交流結(jié)果。同時，探究學(xué)習(xí)只適用于某項學(xué)習(xí)的中高級階段，要求學(xué)習(xí)者具有一定的自主探究學(xué)習(xí)能力（靳玉樂，2005）。5E教學(xué)模式是探究式教學(xué)的經(jīng)典教學(xué)模式。該模式的基本程序是：吸引（Engage）——探索（Explore）——解釋（Explain）——加工（Elaborate）——評價（Evaluate）。它是美國生物學(xué)課程的研究者貝比（Bybee et al.，2006）開發(fā)出來的一種建構(gòu)主義教學(xué)模式。這一模式強調(diào)以學(xué)生為中心，通過運用調(diào)查和實驗的方法解決問題，促進學(xué)生對科學(xué)概念的理解和知識的建構(gòu)。

協(xié)作學(xué)習(xí)（Cooperative Learning）是學(xué)生以小組形式參與、為達到共同學(xué)習(xí)目標、在一定激勵機制下最大化個人和他人習(xí)得成果而合作互助的一切相關(guān)行為（劉黃玲子等，2002）。協(xié)作學(xué)習(xí)通常由四個基本要素組成，即協(xié)作小組、成員、輔導(dǎo)教師和協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境。小組成員的協(xié)同工作是實現(xiàn)班級學(xué)習(xí)目標的有機組成部分。小組協(xié)作活動中的個體（學(xué)生）可以將其在學(xué)習(xí)過程中探索、發(fā)現(xiàn)的信息和學(xué)習(xí)材料與小組中的其他成員共享，甚至可以同其他組或全班同學(xué)共享。在此過程中，學(xué)生之間為了達到小組學(xué)習(xí)目標，個體之間可以采用對話、商討、爭論等形式對問題進行充分論證，以期獲得達到學(xué)習(xí)目標的最佳途徑。

“協(xié)作-探究”學(xué)習(xí)實質(zhì)是基于問題解決活動進行的協(xié)同性知識建構(gòu)，以協(xié)作的問題解決活動為主線，同時整合了其他的知識獲取方式。這種教學(xué)模式具有如下特性：第一，探究性。學(xué)習(xí)開始于問題，學(xué)習(xí)過程中最主要的活動是高水平思維，學(xué)習(xí)的結(jié)果是深層整合的可以靈活遷移的知識和高級思維技能。第二，整合性。以問題解決學(xué)習(xí)為主線，與其他學(xué)習(xí)途徑互補。在問題的推動下，學(xué)習(xí)者會主動查閱有關(guān)的資料，進行現(xiàn)場考察、觀測分析或訪問專家，而后將不同途徑得來的信息綜合運用到問題解決活動中。第三，協(xié)作互動性。學(xué)習(xí)者分工協(xié)作，彼此交流分享成果經(jīng)驗，進行觀點交鋒和綜合，共同貢獻于探究任務(wù)（張建偉，2003）。

5E教學(xué)模式很好地指導(dǎo)了教師開展探究教學(xué)，但其對于學(xué)生間與小組間的協(xié)作學(xué)習(xí)并沒有給予足夠的關(guān)注與指導(dǎo)。同時，5E教學(xué)模式只關(guān)注了課堂教學(xué)的環(huán)節(jié)但是忽略了課后反思對學(xué)生學(xué)習(xí)的促進作用。因此，筆者在5E教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際教學(xué)的需求與特點，設(shè)計了如圖3所示的“協(xié)作-探究”教學(xué)模式。研究將“吸引”和“探索”環(huán)節(jié)整合成為“初探”環(huán)節(jié)，并添加了“分享”和“反思”兩個階段，最后形成了包含6個階段的新的“學(xué)習(xí)環(huán)”。該模式更加強調(diào)協(xié)作學(xué)習(xí)的重要性。在“學(xué)習(xí)環(huán)”的外圍，有教師和小組形成的“關(guān)系環(huán)”。關(guān)系環(huán)體現(xiàn)了課堂中教師與學(xué)生之間以及學(xué)生小組與小組之間的協(xié)作關(guān)系。

圖3 “協(xié)作-探究”教學(xué)模式框架圖

初探。初探階段是學(xué)生初步接觸課程內(nèi)容，并進行初步探索的階段。在初探階段，教師通過設(shè)置與課程主要內(nèi)容相關(guān)的小任務(wù)，明確課程的主題，引起學(xué)生對當(dāng)前課程主題的思考，并對可能發(fā)生的問題進行探討。初探階段為學(xué)生提供了確認必要的概念、過程以及技巧的經(jīng)驗基礎(chǔ)。初探活動的目的在于為學(xué)生在正式接觸概念、程序或技巧前，通過與教學(xué)情境、材料以及教師的互動，調(diào)動已經(jīng)掌握的知識和經(jīng)驗。

講解。講解階段教師針對在初探階段學(xué)生出現(xiàn)的問題進行總結(jié)，并講解與課程主題相關(guān)的核心知識點。通過對核心知識點的講解，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)完成探究任務(wù)所需要的關(guān)鍵知識，并引導(dǎo)學(xué)生整合知識，提取經(jīng)驗，促進學(xué)生進行更深入的思考，為接下來的階段作準備。

深究。深究階段是“協(xié)作-探究”教學(xué)模式的中心環(huán)節(jié)。本階段是在初探與講解階段的基礎(chǔ)上，采用一個綜合的任務(wù)，促使學(xué)生綜合運用所學(xué)的知識并在此基礎(chǔ)上進行更深入的探索。教師在探究過程中引導(dǎo)學(xué)生進行小組內(nèi)外的協(xié)作，促進其協(xié)作能力的發(fā)展。

分享。分享階段是讓學(xué)生展示其小組的最終成果。通過展示，一方面，每個小組可以分享本組的搭建思路和創(chuàng)意，小組之間相互借鑒和學(xué)習(xí)，并且把在完成任務(wù)過程中遇到的問題與大家討論，解決問題；另一方面，也可以促進學(xué)生的榮譽感與成就感，增加其成就動機，促進小組內(nèi)的協(xié)作關(guān)系。

評價。通過在學(xué)習(xí)過程中教師和助教的觀察、小組成果的展示并依據(jù)相應(yīng)的評價工具，教師可以對學(xué)生協(xié)作探究的學(xué)習(xí)過程進行評價，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并對教學(xué)進行改進。學(xué)生通過評價可以了解自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)，為下一輪的學(xué)習(xí)作更加充分的準備。

反思。反思階段的主要目的是讓學(xué)生和教師對學(xué)習(xí)過程進行深入地總結(jié)，使學(xué)生對知識有更深刻的理解，同時也對探究過程以及小組的協(xié)作進行反思。通過教師的課堂總結(jié)、學(xué)生的實驗單、總結(jié)報告等多種反思方式，學(xué)生可以更好地理解知識，教師則可更好地設(shè)計和改進課堂教學(xué)。

“協(xié)作-探究”教學(xué)模式是以學(xué)生為中心的教與學(xué)方式的整合。教師在此過程中不再是傳統(tǒng)的一味灌輸知識的角色而起著指導(dǎo)和啟發(fā)作用，輔助學(xué)生進行協(xié)作與探究。學(xué)生在此過程中以小組協(xié)作的方式進行探究學(xué)習(xí)，通過小組內(nèi)與小組間的交流、分工、互助，不斷探究，進而完成每節(jié)課的任務(wù)。在這種協(xié)作、探究的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生的協(xié)作能力與探究能力得到發(fā)展，最終達到提升其創(chuàng)新創(chuàng)造能力的目的。

四、基于設(shè)計的“協(xié)作-探究”教學(xué)模式的組織與實施

1.第一輪迭代研究

（1）設(shè)計與實施

第一輪迭代研究于2012-2013學(xué)年春季學(xué)期進行。研究一共持續(xù)16周，每周進行3小時的教學(xué)，共有28名教育技術(shù)學(xué)專業(yè)本科三年級的學(xué)生參加。學(xué)生共分為7組，每組4人。學(xué)生都有C語言等基本編程知識，但只有少部分接觸過樂高機器人的搭建與編程。

第一輪的研究重點在于結(jié)合“協(xié)作-探究”教學(xué)模式與“智能機器人”課程的實際特點，對具體的教學(xué)活動和課堂教學(xué)實踐環(huán)節(jié)進行設(shè)計。為了激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的動機，研究以“挑戰(zhàn)”為主題，共設(shè)計了測距機器人、巡線機器人、機槍機器人等9個任務(wù)，平均每個任務(wù)進行一到兩周。在教學(xué)環(huán)節(jié)方面，研究設(shè)計了“上節(jié)回顧”、“難點解答”、“新的挑戰(zhàn)”、“成果展示”四個教學(xué)環(huán)節(jié)。在這些環(huán)節(jié)中，研究減少了教師的講解內(nèi)容，給予學(xué)生更多的探究時間和課堂主動權(quán)，由教師和助教在學(xué)生自主探究的過程中給予指導(dǎo)，使得大部分知識由學(xué)生自主探究獲得。

本輪研究主要采用質(zhì)性的評價方式。在每次任務(wù)進行中，由教師和助教對每組學(xué)生的表現(xiàn)和問題進行記錄。在每次任務(wù)結(jié)束后，每個小組填寫一份實驗單，對課堂表現(xiàn)和小組協(xié)作情況進行記錄和反思。在課程結(jié)束后，每位同學(xué)通過反思報告對課程進行評價和反饋。

（2）評價與反思

在第一輪課程的開展過程中，學(xué)生對于這種新的教學(xué)形式表現(xiàn)出了極大的興趣，課堂氣氛活躍，自主學(xué)習(xí)的積極性得到了很好的激發(fā)。除了上課時間外，學(xué)生多次主動要求開放實驗室，利用課余時間完成任務(wù)。不過，部分小組在完成任務(wù)的壓力下，上網(wǎng)查詢了相關(guān)的任務(wù)搭建手冊，并按照手冊進行搭建，這導(dǎo)致了作品的原創(chuàng)性不足，不利于學(xué)生探究能力的培養(yǎng)。在課程總結(jié)中，有學(xué)生提到：“整個課對于圖紙的依賴性太大，自己發(fā)揮創(chuàng)造的空間減小，而且對于自己的能力又沒有什么挑戰(zhàn)，感覺就是在非常機械地按部就班搭建外形……”。同時也有學(xué)生反映：“對于一些構(gòu)造、連接方法等，我們還不是十分了解。”在協(xié)作方面，觀察發(fā)現(xiàn)四人小組在協(xié)作過程中會出現(xiàn)分工困難、成員參與度較低的現(xiàn)象。

結(jié)合教學(xué)團隊的觀察和學(xué)生的反饋，本次課程所采用的基于任務(wù)的“協(xié)作-探究”教學(xué)模式很好地調(diào)動了學(xué)生的積極性，增強了學(xué)生自主探究的能力，同時也在一定程度上提高了學(xué)生的創(chuàng)造力，達到了預(yù)期的教學(xué)目標，可以滿足“智能機器人”課程的要求。然而，教學(xué)過程中也出現(xiàn)了課程任務(wù)過重、教師講解偏少以及學(xué)生物理搭建能力偏弱等問題。因此，在下一輪迭代研究中，預(yù)計進行以下幾方面改進：

第一，在任務(wù)設(shè)置方面，一方面降低每次任務(wù)的難度，讓學(xué)生可以在規(guī)定時間內(nèi)完成任務(wù)；另一方面，增加針對機器人物理搭建方面的知識和任務(wù)，使得學(xué)生的知識體系更加完整。

第二，在課堂環(huán)節(jié)的設(shè)置方面，增加教師講解的比重，對探究過程中的難點和容易忽略的知識進行講解和引導(dǎo)。

第三，在課程評價方面，除了課堂觀察、實驗單課程總結(jié)等質(zhì)性方法外，增加量化方法，以便更加準確和全面地反映課堂情況。

2.第二輪迭代研究

（1）設(shè)計與實施

第二輪迭代研究于2013-2014學(xué)年春季學(xué)期進行。研究一共持續(xù)了16周，每周進行3小時的教學(xué)，共有25名教育技術(shù)專學(xué)業(yè)本科三年級的學(xué)生參加。學(xué)生共分為8組，除一組4人外，其余3人一組。與第一輪迭代研究相似，參加課程的學(xué)生，在此之前都有C語言等基礎(chǔ)編程知識，只有少部分接觸過樂高機器人的搭建與編程。

針對第一輪研究反映的問題，課程的安排進行了如下變動：在任務(wù)設(shè)置方面，研究將任務(wù)拆分為“熱身任務(wù)”和“挑戰(zhàn)任務(wù)”兩種相互關(guān)聯(lián)的形式，并降低了任務(wù)的難度。本輪研究共設(shè)計了9個熱身任務(wù)和11個挑戰(zhàn)任務(wù)，在課程的前期，專門增加了智能機器人物理搭建的相關(guān)知識和任務(wù)。教學(xué)環(huán)節(jié)方面，研究將上一輪四個環(huán)節(jié)擴展為“上節(jié)回顧”、“熱身任務(wù)”、“難點講解”、“挑戰(zhàn)任務(wù)”、“成果展示”5個環(huán)節(jié)，并在上節(jié)回顧和難點講解模塊中增加了教師講解的比重。值得一提的是，在第二輪迭代研究的設(shè)計過程中，研究還對課程任務(wù)進行了情景化表述，使得任務(wù)更容易與學(xué)生的經(jīng)驗相聯(lián)系。同時，針對師范院校的特點，增加了“智能機器人教育應(yīng)用”這一新的主題，讓課程的實用性進一步增加。在課程評價方面，研究增加了課程效果的評價問卷。問卷共設(shè)29題，從整體課程滿意度、教學(xué)環(huán)節(jié)滿意度和教學(xué)任務(wù)滿意度三個方面對課程進行了評價。

（2）評價與反思

本輪研究中整體任務(wù)難度較第一輪課程有所下降，但任務(wù)主題更加多樣化，學(xué)生的探究能力得到更好激發(fā)，作品創(chuàng)新度有所提高，例如新增的“音樂高手”任務(wù)在課后的滿意度調(diào)查中得到了學(xué)生們的一致認同。整個研究的實施過程中，除3個較為復(fù)雜的任務(wù)學(xué)生有利用課外時間完成外，大部分任務(wù)都能在課堂規(guī)定時間內(nèi)完成并展示。在搭建過程中，我們不允許學(xué)生使用互聯(lián)網(wǎng)進行資料的查詢，學(xué)生可利用的資料為教師提供的若干基礎(chǔ)性的指導(dǎo)手冊。在此基礎(chǔ)上，所有小組均完成了規(guī)定的任務(wù)，并且作品的復(fù)雜度和創(chuàng)新度都達到了較高的水平，顯示出學(xué)生探究能力有所發(fā)展。在協(xié)作方面，我們限定了每個協(xié)作小組的人數(shù)為3人，僅有一組由于有旁聽生的加入為4人。觀察發(fā)現(xiàn)，3人協(xié)作小組分工明確，成員參與度較高。不過，大多數(shù)小組在每次任務(wù)中分工較為固定，在一定程度上限制了其綜合能力的提升。

在課程結(jié)束后，研究共發(fā)放20份關(guān)于課程效果的評價問卷，回收20份，回收率100%。結(jié)果顯示，86.11%的同學(xué)對教學(xué)環(huán)節(jié)的總體安排滿意。有77.78%的學(xué)生認為“上節(jié)回顧”對其有啟發(fā)或很有啟發(fā)；86.11%的學(xué)生認為“熱身任務(wù)”能夠促進其發(fā)現(xiàn)任務(wù)的關(guān)鍵問題，而77.78%的學(xué)生認為“熱身任務(wù)”可以提升其對任務(wù)的興趣；75%的學(xué)生認為難點講解可以促進他們對關(guān)鍵問題的理解，并幫助他們完成挑戰(zhàn)活動；86.11%的學(xué)生認為“挑戰(zhàn)任務(wù)”激發(fā)了他們的潛能和創(chuàng)意，80.56%的學(xué)生認為“挑戰(zhàn)任務(wù)”促進了他們編程與搭建知識的綜合運用；88.89%的學(xué)生認為“展示環(huán)節(jié)”擴寬了其設(shè)計的思路，83.33%的學(xué)生認為“展示環(huán)節(jié)”對完善設(shè)計有幫助。

對教學(xué)環(huán)節(jié)的滿意同樣體現(xiàn)在學(xué)生的總結(jié)報告中。所有同學(xué)都對課程的形式和內(nèi)容進行了贊許。學(xué)生們認為課程的形式與其他課程有較大的區(qū)別，給予了他們足夠的時間和空間進行探究，提高了他們的創(chuàng)新能力，同時在小組合作完成任務(wù)的過程中，每個人的團隊合作能力都得到了提升。同時，學(xué)生們對課程的改進也提出了寶貴的建議，如有學(xué)生提出“實驗報告可以更加細化，總結(jié)分物理和編程兩方面，加上自己最自豪的‘設(shè)計亮點’”；“期末大家可以評選出最受歡迎主題任務(wù)，作為以后課程任務(wù)的備選”；“希望老師關(guān)于編程部分的內(nèi)容可以再多講一點”等等。

結(jié)合教學(xué)團隊的課堂觀察以及學(xué)生的反饋，在下輪迭代研究中需要注意和改進的問題有：

第一，課程的教學(xué)環(huán)節(jié)基本已經(jīng)適應(yīng)了教學(xué)的需要，但是具體任務(wù)還需要根據(jù)學(xué)生特點進行適當(dāng)調(diào)整。

第二，課程評價需要進一步科學(xué)化、客觀化以及多樣化。前兩輪的評價反饋多以小組為單位，應(yīng)該更加注重個人的反饋。同時，對于每次任務(wù)，也應(yīng)該有獨立的客觀的評價標準。

3.第三輪迭代研究

（1）設(shè)計與實施

第三輪迭代研究于2014-2015學(xué)年秋季學(xué)期進行。研究一共持續(xù)了10周，每周進行3小時的教學(xué)，共有21名本科學(xué)生參加了本輪研究。本次課程以教育技術(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)生為主，并有少數(shù)其他專業(yè)的學(xué)生參加課程。參加課程的學(xué)生共分為7組，全部為3人小組。大部分學(xué)生學(xué)過C語言等基本編程知識，只有少部分接觸過樂高機器人的搭建與編程。

針對第二輪迭代研究中發(fā)現(xiàn)的問題，在課程評價方面，研究首先細化了每項任務(wù)的評分標準。在本輪研究中，每次課程挑戰(zhàn)任務(wù)都給出了獨立的評分標準，包括任務(wù)完成情況、實驗單填寫和創(chuàng)新度三方面。每次評分均由教師和助教獨立進行以保證評分的客觀。其次，研究對用于反思總結(jié)的實驗單進行了修改，減去了難以估計的時間記錄，增加了課程總結(jié)的細節(jié)。要求學(xué)生從物理搭建、編程、小組協(xié)作等方面對上課情況進行全面反思。同時，為了更加全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，實驗單的填寫也由小組填寫變?yōu)閭€人填寫，要求每個學(xué)生課后都需要填寫實驗單。

（2）評價與反思

本輪研究中任務(wù)難度適當(dāng)，所有任務(wù)都能在課內(nèi)時間完成。在本次小組協(xié)作中，為了防止小組內(nèi)分工的固化，在課程中教師鼓勵組內(nèi)分工進行輪換。這種方式使得學(xué)生的知識更加全面，可以負擔(dān)不同的任務(wù)需求。在完成任務(wù)的過程中，學(xué)生堅持自主設(shè)計，沒有使用網(wǎng)絡(luò)查詢相關(guān)的搭建方案，通過組內(nèi)的探索，找尋一套合適的搭建方法。這種方式使得專業(yè)優(yōu)勢得以發(fā)揮，搭建的創(chuàng)意度很高，學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力得到發(fā)展。除此之外，課堂的氣氛很好，在“熱身任務(wù)”和“挑戰(zhàn)任務(wù)”過程中，學(xué)生非常積極活躍，討論較熱烈，課堂效果良好。

為了更好地了解學(xué)生在課程中小組的協(xié)作方式，研究在第三次迭代中對各小組的協(xié)作情況從組內(nèi)協(xié)作模式、問題解決方式以及情感交流三個方面進行了觀察。觀察發(fā)現(xiàn)課程中有三種比較典型的協(xié)作模式。

一人領(lǐng)導(dǎo)型：在該類小組協(xié)作模式中，有一個較為強勢的小組領(lǐng)導(dǎo)（組長）。組長對零件和編程的熟悉程度較高，主導(dǎo)了任務(wù)的解讀以及作品的設(shè)計。遇到問題時，由組長進行決策，小組內(nèi)的其他成員輔助組長完成。這一類小組問題解決的效率較高，但是組內(nèi)的交流較少，并有組內(nèi)成員被邊緣化的情況發(fā)生。

協(xié)商討論型：該類協(xié)作模式中，每個組員處于較為平等的地位，遇到問題時由組員共同討論、協(xié)商解決。在這種協(xié)作模式中，小組成員會有明確的分工，并在任務(wù)開始前會進行較為充分的溝通。這一類小組情感溝通比較充分，相互鼓勵和支持的次數(shù)較多，完成任務(wù)的創(chuàng)新程度也較高。但是此類協(xié)作模式需要學(xué)生進行較多的反思和總結(jié)，在課程前期容易發(fā)生分工不明確的現(xiàn)象，而在課程后期容易發(fā)生分工固化的現(xiàn)象。

圖4 各小組任務(wù)完成質(zhì)量平均分

圖5 各小組方案創(chuàng)新度平均分

協(xié)調(diào)合作型：該類協(xié)作模式中，由兩名同學(xué)分別承擔(dān)編程和搭建工作。而另一名同學(xué)（協(xié)調(diào)者）往往不承擔(dān)任何設(shè)計規(guī)劃，但是對組內(nèi)的氣氛調(diào)節(jié)起到重要作用。在遇到問題時，協(xié)調(diào)者會負責(zé)促進其他組員間的溝通以共同完成任務(wù)。這一類小組溝通較為頻繁，但是負責(zé)編程和搭建的同學(xué)較容易發(fā)生爭執(zhí)，需要協(xié)調(diào)者進行介入。

在第三次迭代研究中，每次課程后，教學(xué)團隊對學(xué)生任務(wù)的完成質(zhì)量與方案創(chuàng)新程度進行評分，評分結(jié)果如圖4和圖5。

由圖中可以看到，從作品質(zhì)量上來看，隨著課程的進行，任務(wù)的完成質(zhì)量不斷提升（第5次出現(xiàn)的波動是由于任務(wù)難度過大造成的）。

學(xué)生的實驗報告和課程總結(jié)也體現(xiàn)了相似的評價結(jié)果。在本輪研究中，課程的教學(xué)形式以及任務(wù)設(shè)置達到了“協(xié)作-探究”教學(xué)模式的要求，對學(xué)生探究能力、協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的提升有顯著的效果。

在課程結(jié)束后，研究對學(xué)生進行了調(diào)查。調(diào)查問卷沿用了上年問卷中對學(xué)生自我滿意度、課程安排、任務(wù)設(shè)置和課程整體滿意度的問題，增加了課程對學(xué)生探究能力及協(xié)作能力促進作用的調(diào)查內(nèi)容，共28題。問卷共發(fā)放21份，回收21份，回收率100%。80.56%的學(xué)生對課程采用的“先探索、后講解”的教學(xué)方式感到滿意或非常滿意，有88.89%的學(xué)生對課程采取小組協(xié)作學(xué)習(xí)方式滿意或非常滿意，88.89%的學(xué)生認為課程提升了其對機器人的興趣。在促進學(xué)生創(chuàng)新能力與協(xié)作能力方面，76.19%的學(xué)生認為課程提高了其探究能力，85.71%的學(xué)生認為課程提高了其協(xié)作能力，83.33%認為課程提高了其創(chuàng)新能力。

4.小結(jié)

表1與表2分別對三輪迭代研究的教學(xué)環(huán)節(jié)、評價方式進行了總結(jié)與對比。

通過三輪迭代研究，“協(xié)作-探究”教學(xué)模式形成了“上節(jié)回顧”、“熱身任務(wù)”、“難點講解”、“挑戰(zhàn)任務(wù)”、“成果展示”5個教學(xué)環(huán)節(jié)，“任務(wù)評價表”、“實驗單”以及“課程總結(jié)”3種反思、評價方式。研究顯示，課程的教學(xué)環(huán)節(jié)符合“協(xié)作-探究”教學(xué)模式的基本要求，評價方式可以較好地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，滿足了教學(xué)需求。在教學(xué)中，學(xué)生的協(xié)作能力與探究能力得到了很好的提升。

五、討論

表1 “協(xié)作-探究”教學(xué)模式下教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置變化表

表2 “協(xié)作-探究”教學(xué)模式下教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)容變化表

1.“協(xié)作-探究”教學(xué)模式的教學(xué)效果

通過三輪迭代研究，基于對學(xué)生學(xué)習(xí)效果、課堂反饋以及教學(xué)團隊的觀察與總結(jié)發(fā)現(xiàn)，本研究提出的“協(xié)作-探究”教學(xué)模式可以較好地提升學(xué)生的探究能力和協(xié)作能力，進而促進學(xué)生創(chuàng)造力的提升。

在對學(xué)習(xí)者協(xié)作能力的提升方面，通過對小組實驗單、反思報告的分析以及教學(xué)團隊的實際觀察發(fā)現(xiàn)，在課程進行過程中，各小組除了在觀察指標上保持較高的協(xié)作水平外，在具體的協(xié)作策略和方式上也逐步得到了改進，小組內(nèi)的分工趨于合理，協(xié)作策略也逐漸高效，體現(xiàn)出協(xié)作能力的提升。如某小組在課程實驗單中寫道：“從剛開始做實驗時的大家一起動手，到之后的有一定分工后的各司其職，再到我們目前的這種模式，我們一直在尋找、實踐、總結(jié)一種更高效的小組協(xié)作模式，使小組工作效率越來越高。”也有學(xué)生在課程總結(jié)中表達了類似的看法：“在課堂上我們的所有課題都是通過小組任務(wù)完成的。我們之間需要討論商量確定最終方案，需要信任、鼓勵和支持，以共同完成任務(wù)?！庇纱丝梢?，研究提出的“協(xié)作-探究”教學(xué)模式可以在協(xié)作策略的完善和協(xié)作效率的提升方面較好地幫助學(xué)生。

學(xué)習(xí)者探究能力和創(chuàng)新能力的提升體現(xiàn)在兩個方面：一是各小組的任務(wù)完成程度逐步增加；二是機器人搭建的復(fù)雜程度、健壯性以及物理搭建和程序之間的協(xié)調(diào)程度逐步提高。各小組的作品質(zhì)量不斷提升。學(xué)生在方案的創(chuàng)新程度上也體現(xiàn)了上升的趨勢。如學(xué)生在設(shè)計方案時，初期會比較依賴網(wǎng)上的圖紙，然后逐漸擺脫圖紙到平面的照片、模型等，到課程后期，大部分小組會將任務(wù)與自己的經(jīng)驗相聯(lián)系，自主進行方案的設(shè)計和開發(fā)，體現(xiàn)出探究能力和創(chuàng)新能力的提升。在小組的總結(jié)報告中，學(xué)生除了認為課程對自己的探究能力、創(chuàng)新能力有鍛煉外，還要求任務(wù)的設(shè)置給予更多的自由空間，這也從一個側(cè)面顯示出其探究能力和創(chuàng)新能力的提升。

2.“協(xié)作-探究”教學(xué)模式的特點

第一，階梯任務(wù)的設(shè)置有利于學(xué)生在掌握基本知識的基礎(chǔ)上進行探究、創(chuàng)新。在教學(xué)實施過程中，“熱身任務(wù)”用來進行基本知識的教學(xué)，而“挑戰(zhàn)任務(wù)”則注重學(xué)生探究與創(chuàng)造力的發(fā)揮。兩者相互銜接但又有一定的難度差異，使得學(xué)生可以在掌握基本知識的前提下進行探究和創(chuàng)新。

第二，增加了學(xué)生的活動空間，促進了其積極探究?！皡f(xié)作-探究”教學(xué)模式強調(diào)以學(xué)生為主的探究學(xué)習(xí)，課堂的大部分時間由學(xué)生自主把控，教師和助教扮演輔助者與引導(dǎo)者的角色，并不干預(yù)學(xué)生的設(shè)計與實施，給予學(xué)生很大的自主空間。在這種方式下，學(xué)生自主探究的意愿和欲望增強，能夠充分發(fā)揮積極性，促進創(chuàng)新能力的發(fā)展。

第三，組內(nèi)和組間的協(xié)作有利于學(xué)生取長補短、相互學(xué)習(xí)，提升學(xué)習(xí)效果。在“協(xié)作-探究”教學(xué)模式中不僅強調(diào)組內(nèi)學(xué)生的相互分工與協(xié)作，還強調(diào)不同小組間的溝通與相互學(xué)習(xí)。通過這種方式，不僅小組內(nèi)的想法可以得到充分的交流，而且當(dāng)小組的學(xué)習(xí)遇到困難時可以通過組間的交流得到解決，好的想法和創(chuàng)意也可以快速傳播，達到了良好的教學(xué)效果。

第四，及時地反思與總結(jié)促進了學(xué)習(xí)的深化。除了當(dāng)次任務(wù)結(jié)束后的展示環(huán)節(jié)，該教學(xué)模式還提供了“實驗單”、“網(wǎng)上討論”、“課程總結(jié)”等多種反思與總結(jié)方式，使得學(xué)生可以及時總結(jié)在課程進行過程中探究、協(xié)作方面的優(yōu)勢與不足，及時修正，逐步完善。

第五，教師在關(guān)鍵環(huán)節(jié)的指導(dǎo)提升了學(xué)習(xí)效率。教師在課程進行過程中，對一些學(xué)生普遍出現(xiàn)的問題，以及完成任務(wù)所需的基礎(chǔ)知識、關(guān)鍵知識進行講解，解決一些關(guān)鍵問題，有利于學(xué)生進行知識的遷移和整合，提升探究效率，達到更好的學(xué)習(xí)效果。

3.“協(xié)作-探究”教學(xué)模式的應(yīng)用實踐

在“協(xié)作-探究”教學(xué)模式的應(yīng)用實踐中，需要注重任務(wù)設(shè)置、協(xié)作分組，以及教師角色的轉(zhuǎn)換。任務(wù)是“協(xié)作-探究”教學(xué)模式課程設(shè)計的核心，是學(xué)生進行探究的主要對象，在進行任務(wù)設(shè)計時應(yīng)該注意：第一，任務(wù)難度需要適中，根據(jù)學(xué)生情況及時調(diào)整。第二，任務(wù)要具有延續(xù)性和階梯性。第三，合適的、情景化的任務(wù)表述。第四，任務(wù)要有明確的評價體系。

在協(xié)作分組方面，需要注意控制小組的規(guī)模，一般以3-4人為最佳。在本研究中，針對一套樂高器材，3人小組是完成協(xié)作探究教學(xué)的合適規(guī)模。同時在分組時需要進行異質(zhì)分組，考慮學(xué)生的性別、專業(yè)等。此外，應(yīng)鼓勵學(xué)生在任務(wù)中進行角色互換，避免角色的固化。

不同于講授式的課堂教學(xué)，此類教學(xué)模式中，教師更多地承擔(dān)“引導(dǎo)者”角色。教師需要針對性地選擇關(guān)鍵內(nèi)容進行講解，包括完成任務(wù)的基礎(chǔ)知識、容易忽略的細節(jié)以及重難點剖析。同時，教師需要在學(xué)生自主探究的過程中進行更為細致的課堂觀察和個性化實時指導(dǎo)。另外，要注意學(xué)生的價值引導(dǎo)，防止學(xué)生在進行學(xué)習(xí)時產(chǎn)生避重就輕、趨于雷同的現(xiàn)象。

六、總結(jié)

本文以基于設(shè)計的研究為基礎(chǔ)，結(jié)合探究式教學(xué)與協(xié)作學(xué)習(xí)的優(yōu)點與特色，提出了一種新的“協(xié)作-探究”教學(xué)模式。依據(jù)這一模式的理論模型開展了三輪迭代設(shè)計研究，在實際的教學(xué)活動中設(shè)計和優(yōu)化了這一教學(xué)模式指導(dǎo)下的課堂活動。實踐結(jié)果顯示，“協(xié)作-探究”教學(xué)模式取得良好的教學(xué)效果，可以很好地提升學(xué)生的探究能力和協(xié)作能力，并對學(xué)生的創(chuàng)造力有促進作用。這一教學(xué)模式的提出是對高校教學(xué)模式的創(chuàng)新，有利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。在今后的研究中，可以對該教學(xué)模式進行更為廣泛的應(yīng)用，以擴寬其應(yīng)用領(lǐng)域，同時也可以對在該模式下影響教學(xué)效果的因素進行更為深入地探討。

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The Innovative Practice of Design-Based"Collaborative Inquiry" Teaching Model

Bao Haogang,Kang Jia,Li Yanyan,Qi Huchun

Tertiary education plays an important role in building an innovation-oriented nation as it bears the responsibility of cultivating talents.However,the rigidity of current teaching models at universities makes it unable to meet the demands of fostering innovative talents.Teaching methods therefore need to be innovated so as to ensure the educational quality.Collaborative learning and inquiry learning are two crucial approaches to promoting learners'autonomy and creativity.Embedded in authentic context,this study adopts a design-based research(DBR) approach,which aims to improve education practice through constant recycling of analyzing,designing,developing and implementing learning activities.A new"Collaborative Inquiry"teaching model was developed after the implementation of 3 rounds of iteration on the"Intelligent Robot"course.Research results indicate that this model can promote students'learning in that 1)the hierarchic tasks provide students with more activity space and encourage them to innovate after mastering of basic knowledge;2)the collaboration within and between groups promotes more effective learning;3)prompt summaries and reflection advance the deepening of learning;4) teacher's timely instructions improve students'learning efficiency.It also points out that task design,group collaboration,and the change of teacher's role all contribute to the successful implementation of this model.

Design-Based Research(DBR);Collaborative Learning;Inquiry Learning;Teaching Model; Innovation Practice

G434

A

1009-5195（2015）06-0070-09 doi10.3969/j.issn.1009-5195.2015.06.009

北京市重點實驗室共建項目“面向?qū)W科領(lǐng)域的教育資源智能搜索關(guān)鍵技術(shù)研究”（BJ20141017）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金（SKZZY2014094）。

包昊罡、康佳，碩士研究生；李艷燕（通訊作者），教授，博士生導(dǎo)師；齊虎春，碩士研究生，北京師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)院（北京 100875）。

2015-07-31責(zé)任編輯 汪 燕