基于合作学习的小学化学实验教学模式研究外文翻译资料

基于合作学习的小学化学实验教学模式研究

原文作者：Xiantong Yang, Qiang Wang，Runjie Zhang

单位：Capital Normal University

摘要：化学实验是获得科学知识的重要途径。通过合作学习进行化学实验教学，对培养学生的科学素养具有重要作用。但是，小学生对于进行化学实验合作的意识较弱且在小组中的角色定位不明确，这些问题阻碍了小学生对科学的学习。本研究从合作学习的角度分析了化学实验教学模式的优势，并从合作学习的角度出发，根据化学实验教学的原则，一方面为小学化学实验提供了一种合作学习的新模式，另一方面为小学化学实验提供了合作学习的案例，以探索如何提高学生的学习水平和科学素养。

关键词：合作学习；化学实验；教学模式；小学科学

1引言

化学实验是学习材料及其变化的基本方法，是培养科学探究性的重要途径。化学实验在培养学生的化学核心素养中起着重要作用。在学习化学的过程中，通过使用化学实验来激发学生的兴趣，可以创造生动的教学环境，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，训练学生的科学思维，培养学生的科学态度和价值观。^[1]但是目前在小学化学实验教学中，学生对于合作学习的意识淡薄而且角色定位不明确；学生的个体差异明显，班级难以平衡；小组讨论的主题不集中，科学概念不清楚。^[2]为了解决小学化学实验教学中存在的问题，有必要创新现有的合作学习模式。

小学化学实验教学具有合作学习的内在属性。首先，根据科学家的学术研究和社会协作模式设计课堂探究活动，并通过社会人际互动促进小学生的学术学习任务的完成。其次，通过学习小组的形成，建立了紧密而相互依存的关系，其中个体与环境中的其他个体或群体进行互动并利用彼此的资源和技能，通过互相询问信息，评估彼此的思想，监督彼此的工作和其他策略，可以优化每个人的学习效果，从而实现总体学习目标^[3]。最后，合作学习具有扎实的哲学、社会学和心理学的理论基础^[4]。它的优势在于将两个看似不同的目标：学术培训和人际沟通相结合，并通过学习过程实现各种教育目标。

实验任务的内在要求：Ross认为，良好的合作学习任务需要高智慧，强大的创造力和开放的结果。^[5]在实验项目中选择实验环境应符合良好的协作学习任务的要求，通过在实际环境中设置问题并进行协作学习，找到解决问题的途径并朝着训练目标的方向发展。

2基于合作学习的实验教学模式的优势

2.1增强合作意识和建立伙伴关系

研究表明，学习环境和氛围显着影响学生的知识获取程度^[6]。社会支持的程度越高，学生的学习成绩就越高。

首先，合作学习创造了积极的学习心理。基于合作学习的实验教学创造了以学习者为中心的学习环境，打破了以教师为中心的科学教学模式。在班级中建立了以班级表现为评价标准的、面向全体成员的支持性学习社区，这改善了班级中的社交心理氛围，创造了双赢的学习环境，并增加了所有学生成功完成学习的可能性。其中，每个团队成员的能力得到了增强，学生具有强烈的归属感，并且有效地促进了所有学生的学习。在竞争性的单组实验教学模式下，学生倾向于专注自己的个人表现和在课堂上的位置，这会导致学生的紧张、焦虑和自我怀疑。由于竞争，优秀学生将获得所有奖励和认可，而普通学生则始终处于劣势并失去信心和兴趣。少数学生的成功导致大多数学生成功的机会减少，这常常导致同学之间相互排斥甚至敌对，同时不利于他们的成长和发展。这种现象强调每个人都比其他人做得更好的环境会导致对人性的负面看法。

其次，合作学习突出了同伴关系的积极氛围，发挥了人际互动在促进学习中的作用。分组完成实验项目，需要成员彼此合作、相互依赖、交流思想、相互学习、相互鼓励并为共同的学习目标做出集体决策。学生可以自由表达自己的观点并探索自己的想法，而不必担心失败或批评，这使学生可以在安全和谐的学习氛围中探索知识。

2.2尊重个人差异并平衡教室结构

首先，要根据学生的能力来教他们，使用个性化教学来找到解决个体差异的有效教学策略一直是教育人员面临的主要挑战之一，个体差异可以通过个性化的教学或能力组来控制。合作学习具有解决此类问题的优势，因为它有可能适应班级中的个体差异，个体差异直接用于促进学习，因为个体差异是学生学习的来源。

二是为教师客观评价学生和评价学习效果创造条件。每个老师都需要一种公正、准确的方法来评估学生的学习情况，不能简单地根据测试百分比和作业来计算班级成员的分数，因为这会使学生失去实验室课程带来的其他重要属性。在安全合作团队环境中，学生可以自由讨论他们对问题和操作的理解，教师可以在团队中讨论和听取他们的操作，收集有关学生理解的相关信息，评估团队对实验中重要科学概念的理解 并及时澄清和怀疑实验过程中存在的问题。^[7]它为教师提供了许多评估学生的解释和想法的机会。

2.3着重解决问题，培养思维方式

实验教学的主要目的是让学生通过实验来加深对科学规律的理解。首先，基于合作学习的实验教学模式有利于科学思维的培养。通过积极参与、合作学习，学生可以完成具有挑战性的任务。^[8]它可以将学习的责任转移给小组中的学生，为此，学生将以自己的语言来定义和解决问题，而不是复制教师和教科书来为他们提供材料。小组中的学生将通过解释自己对学科的理解或通过理解同伴的理解来进行解释，从而有效地加强了科学信息的交流。学习者在学习环境中处于积极位置。当学生真正参与学习过程时，他们可以自己控制学习，这对激发学生的学习动机、保持学习时间和获得良好的学习效果具有直接的积极影响。因此，学生将越来越沉迷于科学探索。当团队成员之间在合作上出现分歧时，他们将通过进行更深入的思考和调整对问题的理解来尝试解决在思想上的冲突。因此，它将产生高水平的科学推理，加强批判性思维的科学概念，增进对科学的理解，有助于进一步制定科学的问题解决策略，增强学生对科学的持久关注，提高学生在科学领域工作的取得成功的几率。

第二，合作学习培养学生掌握科学方法。实验是科学方法的重要工具，实验教学的主要目的是通过动手实践来提高学生对学科规则的理解和掌握。与同伴的合作是科学在现实世界中运作的方式，而团队合作对于科学的成功至关重要。在合作项目中，学生们通过算法、理论、程序和概念来验证他们的想法，共同努力解决科学难题，这一过程遵循与另一组同学进行的完全相同的科学研究的过程，而这种过程很少发生在科学家的研究中。竞争性学习环境，学生可以自己进行实验，也可以在实验室中逐步进行规则的教学和实验。另外，合作团体倾向于将他们的学习范围扩展到实验教学内容之外，从而进行更深入的学习。

2.4塑造正确的价值观并提高社交技能

首先，合作学习有助于塑造学生的思维或识别事物、辨别是非的能力，并树立正确的价值观。在合作小组中学习的学生比通过竞争性学习和独立学习更能培养得到健康的教育价值。 合作学习可以增进友谊，并且与竞争驱动的团队相比，学生更加利他、更有纪律、更有爱心、富有同情心和责任心。合作学习鼓励积极的相互依存，团队成员在心理上保持联系，并在学习过程中互相帮助。低水平的学生受益于帮助他们成为更好的学生，而能力较高的学生则受益于帮助能力较低的团队合作伙伴实现自己的成长。成功的协作学习可以提高学生的能力，增强他们的信念，并使他们相信自己可以成功地完成这门课程，这是自我效能。合作小组教学提高了不同学习风格和能力的学生对多样性的理解，并解决了风格差异的问题。

第二，合作学习培养了学生的社交能力。教育的主要目标之一是为现实世界做准备，基于合作学习的实验教学模拟现实生活，学生可以在学习中体验各种社会角色，增强对他人的责任感，培养对人性的尊重并促进人际关系。协作学习可培养与工作相关的技能，例如领导能力、口头和书面沟通、建设性的探究、材料的沟通以及集思广益，这对于在工作环境中有效发挥作用是必不可少的。协作学习可以帮助学生友善地解决分歧，学生可以通过个性化的演讲来学习如何挑战自己的想法并倡导自己的立场，并了解在现实生活中很重要的冲突解决方法。

3基于合作学习的实验教学原则

3.1建立有效的团队

一个高效的团队具有强烈的合作意识和明确的角色定位。合作学习基于小组的教学模型，该模型使学生能够一起工作并最大限度地发挥团队的作用。但是教师应该注意：合作学习既不能将学生聚集在一起，也不能期望发生简单的学习活动。建立一支高效的合作学习团队需要四个条件：首先，它需要明确的集体目标和个人分工。小组必须有明确的团队目标和每个人必须承担的任务，并将个人责任与小组目标联系起来。实验项目的完成不仅要评估团队实现目标的责任，还必须评估每个人对自己的贡献的责任，即不要出现在别人的工作中“搭便车”的行为。第二，它需要积极的相互依存。每个实验项目的完成意味着团队目标的实现既复杂又耗时。为了获得成功，需要几个人共同努力才能完成该项目。团队中的每个人都需要树立诚信和诚信的概念。换句话说，他们必须合作否则无法完成工作。

第三，保持持续的面对面沟通。学生应该以信任和值得信赖的方式行事，关心彼此的成功，互相鼓励和帮助，定期交流资源，提供反馈并总结结论。第四个要求是团队运作要顺畅。 为了帮助学生发展领导、决策、建立信任、沟通和冲突管理等技能，学生必须不断评估其团队的绩效。如果实验项目的进度出现问题，老师可以帮助学生及时找到原因，纠正方向并改进过程。

3.2正确设计问题

合作学习效果差的重要原因之一是任务难度没有设置好，出现没有合作就可以完成的情况。因此，在实验教学中，应认真设计实验项目，使其适合合作学习。首先，现实是问题的根源。实验项目应贴近生活，让学生对解决实际问题产生兴趣并吸引学生学习。其次，任务应有适当的难度。实验项目对学生来说应该是完全具有挑战性的，略高于学生的能力，并且不能仅由学生自己完成，要激发学生对知识的渴望并提高他们的学习动机。第三，任务应该是开放式、多答案或多方法的。没有具体答案或有多个答案的实验项目往往会鼓励个人为团队的目标做出贡献，并通过小组活动来集中他们的资源。多方法问题使团队能够以不同的方式解决问题，并从不同的角度扩展学生的思维和解决问题的能力。

3.3定义老师的角色

随着教学理念的更新和信息技术的发展，教师不再只是知识的传授者，而是学习的指导者、支持者和合作者。在实验教学中，教师应帮助学校专注于主题并定义科学概念。 首先，老师是项目团队运作的订单维护者。老师保持当前的秩序是严格执行纪律，并保证项目团队安全、顺利运行。其次，教师是实验条件的创造者。^[9]成功的团队学习需要教师的周密计划、周到的安排和全面的准备，从而提供实验所需的所有必要条件。第三，教师是实验过程的促进者。教师应积极“观察”，观察并记录每个团队和个人的表现，指出问题、提出咨询意见、提出建议并及时给予心理支持和鼓励。第四，教师是实验结果的评估者。根据项目的完成情况和项目团队的整体绩效，老师会给项目团队一个统一的分数，但这不能反映团队中个人的差异。

4基于合作学习的实验教学模式

基于合作学习的原则提出了一种基于合作学习的实验教学模式。如图1所示。

图1：基于合作学习的实验教学模型流程图。

4.1实验教学过程

4.1.1老师指导

首先，教师应告知学生采用小组合作的实验教学模式，并对合作学习进行必要的解释，特别要强调合作学习的意义，激发学生的学习动机，强调小组目标、个人责任和评价方法等内容。其次，教师应介绍团队管理，沟通和解决冲突的基本技能，告诉学生如何合作并强调相互信任和有效沟通的重要性。第三，教师要消除实验室存在的安全隐患，为学生创造安全的实验环境。要对学生进行安全教育，树立牢固的安全观念，对学生进行基本的风险识别和应急处理能力的培训。

4.1.2小组劳动分工

首先，创建一个团队。充分尊重学生，并根据自由意志的原则自由地结合。但是，应考虑组内的异质性。具有不同学业表现、能力、性别、个性、专业等方面的学生应尽可能分为一组。小组中个体之间的差异性和互补性应予以保持。小组的人数取决于实验项目的难度和任务的数量，同时应保证各组之间的同质性，使各组处于同一起跑线，并应适当保持组间竞争。更重要的是，应该强调小组之间的合作，以实现更高水平的小组互动并实现双赢目标。

分组完成后，每个小组将接管实验室空间和必要的设备，并对签名进行计数。其次，必须做好小组内部的分工。在老师的指导下，小组成员充分讨论、分配实验任务，并根据自己的优势承担了责任。教师可以根据工作性质分配角色，也可以根据工作内容分配任务。在不同的实验中应轮换不同的角色，以确保每个人都能得到全面的锻炼。负责整个团队和老师管理的小组负责人是关键角色，小组成员由小组负责人负责。

4.1.3项目完成

首先，应根据工作分工制定工作计划和团队运作机制，明确相应的规章制度。学生的行为应受到规则、标准和程序的约束，以确保成员之间的顺畅沟通和积极支持。其次，工作计划包括实验项目设计、数据收集、实验操作、观察记录、结果

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