1、學習模式與情境設計4.1 協作式研究性學習模式設計在前人研究的基礎上，我們對大學物理教學開展協作式研究性學習活動進行了教學設計，如圖4.134。圖4.1 協作式研究性學習教學設計活動流程圖協作式研究性學習教學設計最主要的是問題情境設計和協作環境設計。目前有三種得到廣泛認可的研究性學習模式，即Research-based learning、Problem-based learning、Inquiry-based learning。PBL（Problem-based learning）的基本步驟包括（教師）問題引導或發布、（學生）基于問題的自主學習與協作學習、（教師給出或學生經過引導）解決問題、總

2、結與評價。對于大學物理這樣的基礎平臺課以Problem-based learning模式最為適當。選取的模式不同，問題情境的發布也不同。這里我們對問題情境的設計采用主題發布與PBL相結合的方式，協作環境設計采用CSCL方式。如圖4.2，4.3。 圖4.2 問題情境設計圖 圖4.3 協作環境設計圖在對協作式研究性學習活動設計時應從內容分析，學習者特征分析著手，分別對問題情境，協作情境，分組策略，協作活動和評價標準五個方面來設計確定我們的研究課題，選擇合適的協作環境，依據恰當的分組策略進行協作活動，并給出相應的評價標準。4.2 主題發布與PBL問題設計在基本要求中將大學物理教學內容基本要求分為A、

3、B兩類，其中A類共有74條，B類共51條。A類內容構成大學物理教學內容的基本框架，是核心內容。我們對問題情境的設計以A類內容為主。但并不是所有A類內容都適合協作式研究性學習，有些知識很難通過協作探究活動來承載和概括，有些知識設計成研究性學習讓學生參與也會流于形式。我們將那些有明確研究目標，操作性強的，能激發學生動機和興趣的知識點采用主題直接發布的形式呈現問題情境，而將那些不適合主題發布的知識點細化采用PBL問題發布。PBL是以“問題”為核心的高水平的學習。問題必須能夠引出與所學領域相關的概念原理。在設計問題時，首先要確定學生需要獲得的基本物理概念和原理，由此出發設計要解決的問題。而且從整個PB

4、L課程來看，各概念應多次涉及，以便使學生建構起更靈活的知識，避免重要概念的遺漏。另外問題的選擇要考慮教學目標以及學生知識技能水平和動機態度等因素41。根據以上諸多考慮，在對課程情況整體把握的前提下，由一線教學專家提供了問題發布的原始數據，統計情況在表4.1中給出。表4.1 篇章主題與PBL問題統計數據表教學內容各篇核心主題數章主題數PBL問題數力學質點運動學718質點力學的運動定律 守恒定律69振動和波振動9410波動512熱學氣體分子運動論10510熱力學基礎413電磁學真空中的靜電場20411靜電場中的導體與電介質313穩恒電流的磁場411磁介質的磁化17電磁場815光學光的干涉14818

5、光的衍射411光的偏振28狹義相對力學基礎411量子物理基礎10254.3 CSCL的學習過程設計根據相關理論及學習實踐的體會，在圖4.1的基礎上，我們改進設計了CSCL環境下的研究性學習模式（圖4.4）。1. 選定課題，明確任務這一步驟是整個CSCL環境下的研究性學習模式的關鍵42。教師要確立學生的學習目標，對學生進行分組，為學生講授基礎知識，創設問題情境，而學生需要接受教師的分組安排，并在教師的引導下理解學科基礎知識，體驗問題情境，選擇研究課題。（1）確立學習目標。教師要認真分析教學大綱、學習內容和學生基礎，弄清重難點，確定本次任務主題的學習目標，用一定的信息將學習目標融入相關情境中，通過

6、問題情境激發學生的學習熱情和興趣，讓學生明白通過學習活動能夠達到什么樣的任務和目標，為開始學習做準備。圖4.4 CSCL環境下的研究性學習模式（2）建立協作小組。分組的過程使得學習者由獨立的個人狀態轉變為有機結合的協作組狀態，合適的分組是協作學習進行的前提條件43。在分組之前教師應進行學習者特征分析，主要考察學習者的基本信息、學習風格測量和網絡環境下的協作素質。由于學生的個性特征不是唯一的，所以用學號作為記錄其身份信息的數據唯一標識。學習風格測量使用所羅門學習風格測量法。協作素質可以從學生的認知能力、知識水平、協作水平和同伴關系來考察。對學生分組按照組內異質的原則，協作小組成立后要選擇一個組標

7、識以示區別。（3）創設問題情境。CSCL環境下的研究性學習中，教師要利用相關信息為學生創設物理問題情境，讓學生處于提出問題分析問題解決問題這個動態的過程中學習。問題情境要與現實情況接近，教師要指導學生將學習任務細化，以便他們對學習任務的把握。具體的問題情境設計在4.2節中已經闡述，這里不再啰嗦。（4）明確研究任務。分組和確定研究課題后，小組對選定的研究課題要做一個開題報告（報告格式見附錄C），以明確經過研究調查最后可以得出什么樣的結果或結論。要保證小組之間有足夠但是又不是難以承受的任務，一方面學生需要自己獨立完成自己的任務，另一方面又必須與小組其他成員交流，共同實現小組整體目標。2. 擬定計劃

8、，搜集信息協作小組在明確任務后，小組全部成員要對研究課題進行討論，制定課題計劃，擬定小組工作的進程、規則，并進行分工，為每個人分配相應的角色，明確單個成員的任務職責，將成員的個人成果和小組的成果統一起來。圖4.5表示了學生在學習過程中承擔的活動。（1）問題分解。任務包括什么內容，要完成哪些工作，經過協商討論將任務細分，指定小組工作計劃。（2）角色分配。經討論，每個成員承擔什么角色，成員個體和小組的目標分別是什么，相應的任務分工是什么。分工的確定使得個人責任明確，這對個體和小組都是很重要的。圖4.5 CSCL環境下學生的活動圖（3）協作環境。協作環境是為學生共同學習準備的，并不是獨立的個人化的環

9、境。因此，教師必須創設這樣的協作學習環境，包括有小組空間、電子白板討論空間和論壇，協作小組成員完成任務所需的可利用或可獲得的資源等。（4）教師引導。教師需要向學生呈現相關課題資料，提供相關信息來源，給與學生一些相關的物理學習網站等，同時還要確保學生能夠恰當分工，自主搜集和使用小組需要的資源。圖4.6是CSCL環境中教師承擔的活動。3. 加工處理信息，形成成果這是學生協作研究的中心環節。小組成員通過自主學習后與其他成員分析交流，經過協作研究，加工處理信息，如果有遺漏或不足則繼續搜集信息，最終形成研究成果。小組成員在學習過程中（無論是自主學習還是協作學習）的交互過程應該被記錄下來，作為過程信息和教

10、師評價小組成員實現學習目標的依據之一。小組協作中期也應該完成中期報告，以檢查小組是否按照開題報告中的計劃完成了部分學習目標，同時對后續的工作做具體部署。小組協作和各個報告完成以后要按照研究性學習報告的格式對所研究的任務主題做一個結題報告。研究報告如何撰寫小組內部也可以探討。圖4.6 CSCL環境下教師的活動圖4. 成果匯總、發布各小組將小組的所有成績匯總，以小組名義展示，并匯報小組完成任務課題的情況，包括各小組成員的工作描述，具體內容包括：小組活動計劃，小組各成員完成自己任務的經過，小組如何開展協作活動等。5. 評價反思根據提出的評價標準分別對小組和成員進行多維度的評價。評價的設計見4.5節。

11、4.4 學習策略的制定在進行協作式研究性學習時，學習活動主要由小組學習共同體以及教師和小組成員兩部分完成。所以學習策略主要從教師對學生的幫助策略和學習者策略兩方面制定。4.4.1 教師對學生的幫助策略根據社會建構主義理論家維果斯基的“最近發展區”理論，“首先要把復雜的學習任務分解，便于把學生的理解逐步引向深入44”。教師對學生的幫助策略主要體現在學習方法，學習目標，分組，問題，評價等五個方面。1. 學習方法策略研究性學習是一種全新的學習方式。當面對全新的學習方式時學生往往無所適從，不知道從何下手。所以，實施研究性學習的時候，教師的指導很重要。首先教師要訓練學生的社交技巧。然后要讓學生通過討論，

12、爭辯，競賽等手段，借助于收集到的各種資料進行協作學習，另外還要在指導過程中，有意識的穿插檢驗學生綜合能力，知識技能的問題，對學生的學習進度隨時把握和總結。2. 學習目標策略學習目標策略在前文對學習過程分析中有提到。在學習目標確定之后，教師要幫助學生細化學習目標，將每一個目標分解、分配，避免學生學習初期無所適從。3. 問題策略幫助學生提出進而解決問題是教師教學時必須考慮的。無論學生提出什么問題，教師首先都應該給與鼓勵，對于簡單的問題不能諷刺打擊，對于高質量問題要及時提供問題線索，逐步引導學生對知識的內化。4. 媒介使用策略學生進行基于CSCL的研究性學習，怎樣使用系統提供的支持工具是很重要的。教

13、師應在公告欄給學生一份系統使用說明。5. 評價策略學習活動開始時，教師就應將一系列評價原則告訴學習者，以便學生根據評價細則來對照學習，給學習指明方向。另外，教師對學生的評價不宜介入太早，評價的時候要更多的關注學習過程而非學習結果。4.4.2 學習者策略學習者策略主要表現在分組策略，組內分工策略，交互策略以及同學之間的交互評價策略幾個方面45。1. 分組策略“合適的分組是協作學習進行的前提46”。教師在做完學習者特征分析后進行分組，成員數目維持在4-6人左右，組內異質，組間同質，男女比例適當，建立小組目標和組標識。2. 組內分工策略協作小組為了避免“搭便車”的現象出現，必須將任務分解使得每個組員

14、必須承擔一定的學習任務，選定組長，按照“六個思考帽”和角色扮演，承擔相應的角色分工。3. 交互策略交往、互動基本屬性互動性和互惠性強調師生間、學生間動態的信息交流，通過信息交流，實現相互溝通，相互影響，相互補充，從而達到共識、共享、共進，這就是學生的成長的真諦47。在小組空間發表個人觀點，傾聽、采納同伴意見，鼓勵同伴等，利用電子白板等工具協商討論，組長須安排組員對討論過程記錄，這是成績評定的一個依據。4. 交互評價策略學生在學習中所付出的努力，應該用“評價量規”量化，而且評價量規在學習之初就應告知學習者。這對激發學生學習興趣和對學習效果都有較大的鞭策和促進。4.5 學習評價的設計在計算機環境下

15、，協作式研究性學習的評價非常的重要，也非常困難，原因在于教師很難從學生在線協作學習過程的記錄信息中獲取評價的有用信息48。在學習評價中，應該呈現多維交叉、有機結合的評價，即學習過程評價與學習結果評價相結合，對合作小組集體的評價與對小組成員個人的評價相結合，小組成員自評、小組同伴互評和教師評價相結合。通過給與多次評價，全方位多維度的動態的持續的關注學生的成長與進步，既能培養學生的元認知能力，也激勵學生的學習需要和學習動機。對于整個教學設計而言，互動和評價應該伴隨學習活動的每一個階段。大學生和中小學生在學習特征和學習需求等方面已經大不相同。因此在評價角度、評價內容、評價重心、評價方法等多方面的選擇應該有所側重。江西師范大學課程與教學研究所的鐘志賢教授從小組和個體兩個方面開發了網絡協作績效評價量規49。小組績效評價量規主要從一般特征、過程特征和小組學習成果三個維度來評價，每個維度又有不同的評價元素。而個體績效評價量規主要從意識、態度、知識準備、人際交流技能、人機交互技能、交互質量、評估能力、職責履行以及個體學習成果等方面評判