文∣麦建华

合作学习是一种通过小组学习的形式，借助组员间动态互动，以小组整体为评价对象，促进学生整体发展进步，一起完成学习目标的学习活动。 核心素养是个体在当前知识经济、信息化时代遇到各种问题时，运用学习过的东西解决问题时展示出来的关键能力和必备品格，在物理学科上主要体现在“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面。合作学习中蕴含着核心素养的许多方面。不过核心素养是个笼统的综合概念，而合作学习是一个具体操作方式，二者不可能完全一一对应，核心素养要在这个过程中逐渐形成和发展。[1]

一、基于核心素养下教学内容分析，明确合作学习设计点

合作学习作为一种较为经典并且为教师所熟悉的教学方式，已较多地被运用于课堂教学中，但出现了重形式而轻方法、重小组合作而轻其他形式，以及合作学习效益不高等问题，教师需要做的最重要的两件事就是做好教学设计和提升课堂实施的实践能力。而就已有教学设计模式的基本步骤来看，其基本步骤可分为四步：

步骤1：目标描述。要使用正确的思维动词来描述目标，常见的思维动词有“再认、回忆、分析、分类、演绎、归纳、总结、举例、归因、比较、推论、评价、洞察、预测、运用、设计”。关于目标描述，可以参考布鲁姆的认知分类理论。

步骤2：任务分析。根据具体目标确定每一种教学任务适合用“独立学习”“合作学习”还是“教师讲授”的方式，需要注意的是，这三种方式并不是独立的，是互相融合的。

步骤3：方法选择。根据具体的任务设计合作学习的方法及方法组合。

步骤4：统筹考虑。包括考虑与合作学习方法相配套的小组组建方法、合作学习方法的时间分配，确定合作学习类型(大合作、小合作还是随机合作,评价性还是非评价性等)、需要前期准备的物品、课堂环境的布置和管理、合作学习的评价等。[2]

以人教版高中教材物理必修1第三章第二节“弹力”为例，实践上述四个步骤，此节课需2课时，80分钟。结合高中物理核心素养类别分析与合作学习的教学步骤完成步骤1、步骤2，具体安排如表1，步骤3与步骤4将根据教学顺序进行展示，详情见具体合作学习示例分析。由于面对的学生是高一新生，从初中物理到高中物理的学习跨度还是比较大的，故对其能达成的核心素养目标在水平2中进行确定。

通过以上分析，本文选取了“弹力方向的判断”“经历探究胡克定律实验过程”作为本次合作学习任务设计的侧重点，在设计时要注重与生活实际联系，注重纠正日常生活中不正确的认识，注重学生的思维能力和科学探究精神的培养。

二、合作学习任务实施过程中对学生核心素养的培养策略探讨

合作学习任务是指在合作学习过程中能够帮助学习者加强合作意识和能力、提高学习和应用能力的各种任务。在合作学习中,任务的设计是支持教学中学术性目标和合作性目标的均衡达成,同时它也是下一阶段合作性学习方法和策略具体展开的载体。[3]合作学习任务设计是科学实施合作学习的重要保证,是合作学习成败的重要一环。合作学习任务设计一定要体现合作学习的基本要素，即积极互赖、责任到人、平等参与和同时互动等。[4]

表1 “弹力”教学实践

知识要点目标描述核心素养要素水平任务分析弹力1.通过对身边物品的举例与分析,认识形变的定义与种类,知道弹力与弹性限度的概念2.运用“微小形变”放大法培养物理实验能力,开拓创造性思维3.设计真实情境,从有序设计的系列递进实验抽象出简单的物理模型,培养学生在真实情境中构建模型的意识和能力,用归纳思维得出弹力方向判断方法科学思维科学思维、科学探究、科学态度与责任模型构建2教师创设问题情境,学生相互交流质疑创新2教师演示科学推理、模型构建2合作学习胡克定律弹力应用课题研究1.通过实验装置演示,猜想弹簧弹力与形变量及其劲度系数的关系,培养学生发现问题提出合理猜想的能力2.引导学生合作小组讨论,设计实验定量探究弹力与形变量方案,获取实验数据,并能够正确实施探究方案3.小组合作讨论分析实验数据,总结实验规律,得出弹力的大小与伸长量的关系,并培养对自己探究过程进行反思,对他人的探究过程及结果提出合理建议的能力4.分析实验图像,理解劲度系数,明白弹力与伸长量图像斜率的物理意义5.史学教育,揭开胡克定律,明确规律适用的条件和结果举例弹力在生活、科技等方面中的应用小组合作探究,利用弹簧、钩码、刻度尺和面板,制作一个简易的弹簧测力计科学思维、科学探究、科学态度和责任物理观念、科学态度和责任问题、证据解释、交流模型构建科学态度、模型构建物质观、作用观、科学本质222222教师引导合作学习教师帮扶,小组讨论教师讲授课后合作

合作学习任务设计分为4个阶段，分别为准备阶段、合作策略设计阶段、实施阶段和总结与反思阶段，其中实施阶段包括设计合作学习步骤、制定合作学习评价标准。在此重点讨论卡干结构法实施过程中对学生核心素养的培养策略。卡干结构法与一般的合作学习模式不同，不依赖于课型与教学内容，主要由一系列的策略组成。“结构法”这个词概括了这种合作学习方法的两个特点。第一，这些策略与特定内容无关，可以自由地运用于各个情境中(结构+内容=活动)。教师把教学内容纳入结构即可生成活动，在课堂中实施。第二，每种结构法都包含序列步骤，通过实施这些步骤，可以让学生产生特定的反应。[5]教师可以根据教学情况进行结构法的创造，如在教学过程中合作教学研究团队创造出来的配对—操作—分享法、目标协同结构法[6],以下会有具体案例进行介绍。

(一)运用图表对比，构建物理模型，理解弹力本质

合作任务1：对弹力产生条件与方向的探究。

合作原因：结合“放大法”这一物理学研究方法与多种实验器材的展示，通过合作学习，充分发挥学生的主动性、主体性和创造性，让学生亲身感受弹力产生的条件与方向，这样总结出来的结果更能使学生理解深刻，并形成应用知识与方法解决实际问题的价值观。

合作类型与时间：正式大合作(预计20分钟)。

合作方法：采用目标协同结构法。

合作步骤：

第一步，小组成员任务分配。每一组内四名成员编为1、2、3、4号，每个学生研究一种现象(共有四种，分别为1、2、3、4号问题)，如表2所示。让每号学生选择相应号码题独立研究(1分钟)。

第二步，同号形成专家。各组同号学生聚集形成专家组，如各组1号学生集中到教室右前方聚集，2号学生到左前方聚集，3号学生到右后方聚集，4号学生到左后方聚集(屏幕展示相关区域位置，便于学生30秒内到达指定的区域)。

第三步，专家达成共识。各专家组互相核对结果，互相解释和交流，直到达成共识，确保每个学生都弄懂自己负责的问题，如有不懂的问题可求助教师和其他学生(5分钟)。

第四步，成员互授。然后回到原来的基组，1号题学生给本组其他三名组员讲解1号问题，讲前预留1分钟，让其他三名学生思考此问题。同时，全组成员要相互交流、相互学习，依此类推。全组成员一起讨论得出弹力产生和弹力方向的判断方法(8分钟 )。

第五步，小组汇报。基组合作8分钟后，教师抽查四个不同号学生汇报非自己号问题，如1号学生汇报解释2号问题，3号学生汇报解释1号问题等。在汇报中可以使用投影仪展示结果，其他组成员可以随时提出质疑和不同观点，并在全班公开讨论交流，得出结论(4分钟)。

合作探究内容：通过观察下面几个演示实验，大家来总结一下弹力产生的条件与方向。

通过表格中不同的研究对象所受弹力，构建物理模型，对于不易观察到的形变，再次通过“放大法”去观察。通过小组合作，引导学生找到产生弹力的条件，理解弹力方向的两种表达方式：①物体受到的弹力方向指向施力物体恢复形变的方向；②弹力的方向指向施力物体形变恢复的方向。培养学生的归纳推理能力以及认真、严谨的科学态度。

教师在任务1的合作技能基础上，加强学生交流的语言技巧训练，如引导学生学会在请求别人帮助时的语言表达：这个问题我不太明白，你能帮我解释一下吗？当与对方观点不同时，学生的语言表达可以是这样的：谢谢你给我的解释，你的意思是……但我的观点是……你认为如何等。小组代表进行汇报时，不能只说自己的观点，要说出本组其他同学的意见。整个活动中，成员间的相互依赖被体现，每个合作小组成员都得为小组任务的达成积极收集资料与信息，并毫无保留地与小组成员共享，逐渐完善小组学习任务。小组成员从而培养了善待自我、欣赏别人以及真诚信任与关系平等合作的品质。

表2 实验探究

现象1号问题:书本(用装水气球代替)与桌面(纤维板)间相互挤压2号问题:小车向右运动,弹簧被拉长3号问题:用细线悬挂着的木块(用装水气球替代木块,用橡皮筋代替细线)与细线的相互拉伸4号问题:弹簧对物体的弹力实验(图像)观察弹力产生的条件方向探究(可在图中画出)受力物体桌面弹簧细绳小球受力物体受到的弹力方向施力物体物体小车物体弹簧形变方向结论①压力(支持力)的方向总是垂直于 ,而指向 物体②绳子的拉力方向是沿绳子且指向 的方向③某物体受到的弹力方向指向施力物体 的方向

(二)落实科学探究，改变评价理念，完善弹力概念

合作任务2：探究胡克定律。

实验器材：铁架台、弹簧、直尺、若干钩码。

合作原因：正式的实验探究是物理实验课常采用的教学方式，通过观察及查阅相关资料，发现采用合作学习的实验课中存在着以下问题：①部分教师对实验课的组织随意，缺乏科学的组织，个别教师对实验课还实行“一支笔的板上实验”现象；②学生小组成员间没有积极的互赖关系，学习的参与性不强，存在偷懒和“陪读”现象；③小组成员间缺少积极交流，没有形成比、学、赶、帮、超的交流意识，致使学生实验操作动手能力不强，产生厌倦、疲惫心理，学习效果不显著；④教师没有建立有效的实验评价机制，对学生实验结果缺少有效的检验、考核以及评价标准，学习动力不强，思维怠倦。以上不足产生的主要原因为实验课堂缺少促成活力生成的因素，即缺乏交流互动关系、竞争关系、互赖关系的生成，而这些恰恰是合作学习的特点。

合作类型与时间：正式大合作(30分钟)。

合作方法：采用配对—操作—分享法。

合作步骤：

第一步，两人组队结合实验方案，独立思考自己负责的问题(3分钟)。

第二步，每队成员相互交换看法，进行讨论记录(10分钟)。

第三步，教师随机请一些学生在班组中发言。发言的学生可以讲讲他和队员讨论交流后的看法，而不是只讲他自己个人的看法。这时教师要注意提醒学生，不要只谈自己个人的观点，可以问同组同伴的观点是什么，他们经过讨论后认识有没有深入等(2分钟)。

第四步：结合小组实验探究报告进行合作操作(15分钟)。

表3 合作实验

组名: 组号:备注A同学(姓名: )B同学(姓名: )教师活动说明实验注意事项讨论如何测量所悬挂钩码的重力?实验桌上有200 g、50 g的钩码各一盒,该选用哪一盒做实验?理由是什么?如何测量弹簧未挂钩码时的长度?弹簧的形变量如何测量?读数时应注意什么问题?讨论记录合作记录数据A同学读数并记录B同学放置直尺并操作实验过程1.将弹簧的一端挂在铁架台上,让其自然下垂,用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0,即弹簧原长,见表中图①2.如表中图②所示,在弹簧下端挂质量为m1的钩码,测出此时弹簧的长度l1,记录m1和l1,填入自己设计的表格中3.改变所挂钩码的质量,测出对应的弹簧长度,记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5,并得出每次弹簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x51.教师引导学生根据题目进行讨论,同桌讨论后,教师随机请一些学生发言2.教师倾听汇报,结合实验手册进行相关提醒1.教师要给学生预留认识实验仪器的时间。让学生初次体验担当知识传授者的感受2.师生互动:教师给学生提出问题,目的是帮助学生产生合作意识,建立合作目标3.学生操作时,教师巡视,随时帮助学生解决操作中出现的问题

(续表)

请在右边三幅图中标出对应所测量的物理量符号与数据(后面若需多次测量形变量,合作小组可在后面画图表示)测量过程图形标识前三步其他数据记录弹簧原长l0=弹簧弹力F1=弹簧长度l1=弹簧弹力F2=弹簧长度l2=形变量x1=形变量x2=共同讨论:如何设计表格?如何处理实验数据?表格设计数据处理请画出弹力F与弹簧的伸长量x的关系图象,并分析,得出实验结果互测评同一基组内互换实验数据信息与F-x关系图象,相互说出对方的实验结论,并进行误差分析讨论误差分析实验结论课堂实验操作表现评价表(见表4)教师对课堂小组评价得分(组内个人总分最低分)

教师帮扶型合作实验教学模式的主要策划者是教师，学生在教师的引导下进行适当的合作和交流，合作的时间长短和合作内容由教师合理掌控，这适用于刚刚进入高中的学生，他们的知识和能力水平都比较低。在合作学习中，通过A、B同学的身份确认，培养学生的主体性，让每个学生有责任、有担当，培养学生的协作能力。

学生经历了对探究过程的体验和思考，最后得出的实验结果可能也不尽相同。有的学生画的是弹力与形变量的关系图象。有的学生画的是弹力与弹簧长度的关系图象，有的学生得到的是一条直线，有的学生得到的直线不过原点，还有的学生把点连成了“北斗七星”等。教师此时要优化对话教学，引导学生探索和发现知识，启发学生主动思考，鼓励学生敢于质疑，大胆发表自己的见解。如有两组学生得到的图象均是直线，但其中一幅图象没有过原点，为什么? 哪一种更合理？还有的学生所画的图象用相同的坐标纸，所取的标度也是相同的，得到的图象斜率为何会不同？通过讨论，让学生明白前者是因为图象的横坐标代表的物理量不同，过原点的图象横坐标代表的是弹簧的伸长量，而不过原点的图象横坐标代表的是弹簧的长度。显然过原点的，更能表示正比例关系。而后者有可能是因为所选用的弹簧不同。教师请两组学生展示所用的弹簧，观察二者长短、粗细的不同。通过对话式教学，让学生对实验结果进行反思，通过对弹簧弹力大小与形变量间关系的探究，学生对胡克定律及弹簧劲度系数会有深度理解，同时也体会到图象法在研究实验数据、总结物理规律等方面的优势。[6]此时引导学生明白分析处理实验数据要基于事实、基于实验数据，不能主观臆断，更不能为了得到想要的结论而随意篡改数据，培养学生求真求实的科学精神。

传统的课程评价以知识本位为核心理念，注重知识的传递，注重学生的学业成绩，学生在评价中处于被动与消极的地位。而新课程背景下的课程评价则是以促进人的生命成长、促进人格和谐发展作为核心理念，注重人的核心素养的培养，注重人的全面发展。因此，在评价方面，结合“课堂实验操作表现评价表”(表4)进行评价，以小组成员中的最低分作为本次实验合作小组得分，这种实验赋分方式能有效激发学生间的互助合作与帮扶，使得小组成员间产生积极的正面压力，这种积极的正面压力可以促使小组内低水平的学生更投入到学习中，同时更有效地督促小组内能力和水平强的学生，更好地实现对小组内其他成员的帮扶。

三、反思与总结

在教学中，要想有效地达成物理核心素养的培养目标，教师对教学设计思路要把握精准，需要不断激发学生主动学习的欲望，为学生营造自主学习的空间，重视学生个体学习活动和小组合作学习研究活动的质量。还要因地制宜改造和创新卡干结构法，并遵循卡干四原则，即积极互赖、人人尽责、公平参与和同时互动。唯有卡干四原则同时发挥作用，合作学习才能有效，整个教学才能极大地发挥学生学习的主动性和能动性，激发学生思维的火花，培养学生表达、倾听、尊重、包容、助人等合作技能，使学生获得各种归属感、满足感和成就感，提升学生的科学态度与责任感。

表4 课堂实验操作表现评价表

实验名称: 班级: 第 组 自评学生姓名: 课堂实验操作评定总分: 表现性评价项目表现性行为(满分10分)个人自评小组互评教师评定实验设计技能(30%)学生能清楚地确定实验目的(1分)学生能清楚地确定自变量和因变量、常量的因素(1分)学生能清楚地设计和描述验证一个假设所需要的过程(1分)实践技能(30%)学生能在一定程度遵循安全和精确地说明,并选择正确仪器(1分)学生在实验中能仔细和诚实地观察(1分)学生有明显的合作技能,能热心帮助别人(1分)实验报告表达(40%)学生选择数据的处理和表达恰当(2分)学生能正确地使用物理术语和单位,表达信息带有逻辑性(2分)综合评定等级(用√来评定):优秀( ) 通过( ) 不通过( )说明:①课堂实验操作评定总分是个人、小组、教师评定总分的平均值;②综合评定等级中,总分8—10分为优秀,5—7分为通过,1—4分为不通过,不通过者要重新进行实验操作

本文系广东省教育科学“十三五”规划2018年度中小学教师教育科研能力提升计划重点项目“高中物理教学中实施核心素养的策略研究”(2018ZQJK049)，广东省教育科研“十三五”规划2019年度教育科研重点项目“核心素养导向的高中物理‘三主线两环节’教学设计模式实践研究”(2019ZQJK050)，湛江市中小学教育科研“十三五”规划一般课题“基于核心素养的高一物理合作学习任务设计与实践研究”(2019ZJYB83)的研究成果