基于設計的“協作-探究”教學模式創新與實踐*

□包昊罡 康佳 李艷燕 齊虎春

基于設計的“協作-探究”教學模式創新與實踐*

□包昊罡 康佳 李艷燕 齊虎春

高等教育院校在建設創新型國家的過程中擔負著培養人才的重大責任。但目前高校的教學模式相對固化，無法滿足創新型人才的培養要求。教學方法是影響我國大學教育質量的重要因素，提高教育質量必須創新大學教學方法。探究學習和協作學習是促進學生自主學習、提高學生創新能力的重要教與學方式。而基于設計的研究能在真實情境中，通過分析、設計、開發和實施的反復循環來改進教育實踐，并提煉對情境敏感的設計原則和理論。基于設計的“協作-探究”教學模式，以“智能機器人”課程為載體，進行了三輪迭代，獲得了較好的教學效果。實踐證明，該創新教學模式增加了學生的活動空間，其階梯任務設置，有利于學生在掌握基本知識的基礎上進行探究、創新；組內和組間的協作有利于學生取長補短、相互學習，提升學習效果；及時的反思與總結促進了學習的深化；教師在關鍵環節的指導提升了學習效率。需要注意的是，在具體實踐中，任務設置、協作分組以及教師角色的轉換非常關鍵。

基于設計的研究；協作學習；探究學習；教學模式；創新實踐

一、問題的提出

培養創新型人才是增強國家綜合實力的重要戰略之一，近幾年教育部在《2011協同創新中心建設發展規劃》、《國家教育事業發展第十二個五年規劃》等一系列文件中均提到創新人才的重要性，并開始實施“高等學校創新能力提升計劃”。創新型人才的培養成為日益迫切的需求。

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

教學方法是影響我國大學教育質量的重要因素，提高教育質量必須創新大學教學方法（別敦榮，2009）。探究學習和協作學習是促進學生自主學習、提高學生創新能力的重要教與學方式。為了進一步優化大學的教學模式，促進學生創新能力的發展，筆者以校級“智能機器人”課程改革項目為實踐環境和平臺，采用基于設計的研究方法，在探究學習和協作學習基礎上，開發了“協作-探究”教學模式，并在真實自然的課堂情境下，進行了三輪迭代研究。研究根據來自實踐的評估與反饋不斷改進，最終形成可靠、有效的“協作-探究”教學模式與相應的教學環節設計。

二、研究方法

1.基于設計的研究

基于設計的研究（Design-Based Research，DBR）起源于學習科學研究領域，其目的是在真實情境中，以研究者與實踐者的協作為基礎，通過分析、設計、開發和實施的反復循環來改進教育實踐，并提煉對情境敏感的設計原則和理論（梁文鑫等，2006）。DBR根據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計研究，因此與教學的特定情境密切相關，同時對教學實際的干預也有很強的實用性。第二，理論導向性。DBR在通過設計改進實踐的過程中注重理論的提升和創新。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計框架和設計程序，那么研究結果將對教育中設計革新的理論發展毫無幫助。第三，迭代循環性。DBR是一個不斷循環的長期過程，設計者與實踐者在設計、實施、評價、再分析和再設計的迭代中逐步調整修正設計，并實現理論的革新。第四，整合性。DBR整合運用多種研究方法，包括質的研究和量的研究，全面關注整個研究過程的發展和變化，以增加研究的科學性和可信度（R.基思·索耶，2010）。

圖1 DBR的一般過程

2.研究設計

在基于設計的研究的一般過程指導下，不同的學者進行了不同實施方案的設計。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，通過文獻和實踐經驗分析了現有大學課程在培養學生創新能力方面的不足，表明需要探究新的教學方法以適應創新人才的培養；接著結合探究學習和協作學習的優點，設計了包含6個階段的“協作-探究”教學模式；之后，結合該教學模式，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，分析了該教學模式的教學效果，并總結了在實踐中應該注意的相關問題。

圖2 基于設計的研究方案（Reeves，2006）

三、“協作-探究”教學模式的分析與設計

協作學習和探究學習是培養學生創新和創造能力的兩種有效教與學方式。協作學習是一種既適合于教師主導作用的發揮，又適合于學生自主探索、自主發現的教學策略（張紅波，2009）。而“探究學習”則強調學習者通過主動地參與科學探究的過程，掌握科學概念和科學探究方法，形成科學態度，獲得科學素養（蔣宇等，2011）。結合兩者的優勢以及實際的教學特點，研究設計開發了“協作-探究”教學模式，使得學生在協作和教師指導下更好地完成探究過程，培養其協作能力和探究能力，進而提高其創新能力。

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

協作學習（Cooperative Learning）是學生以小組形式參與、為達到共同學習目標、在一定激勵機制下最大化個人和他人習得成果而合作互助的一切相關行為（劉黃玲子等，2002）。協作學習通常由四個基本要素組成，即協作小組、成員、輔導教師和協作學習環境。小組成員的協同工作是實現班級學習目標的有機組成部分。小組協作活動中的個體（學生）可以將其在學習過程中探索、發現的信息和學習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共享。在此過程中，學生之間為了達到小組學習目標，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，以期獲得達到學習目標的最佳途徑。

“協作-探究”學習實質是基于問題解決活動進行的協同性知識建構，以協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。這種教學模式具有如下特性：第一，探究性。學習開始于問題，學習過程中最主要的活動是高水平思維，學習的結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。以問題解決學習為主線，與其他學習途徑互補。在問題的推動下，學習者會主動查閱有關的資料，進行現場考察、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，協作互動性。學習者分工協作，彼此交流分享成果經驗，進行觀點交鋒和綜合，共同貢獻于探究任務（張建偉，2003）。

5E教學模式很好地指導了教師開展探究教學，但其對于學生間與小組間的協作學習并沒有給予足夠的關注與指導。同時，5E教學模式只關注了課堂教學的環節但是忽略了課后反思對學生學習的促進作用。因此，筆者在5E教學模式的基礎上，結合實際教學的需求與特點，設計了如圖3所示的“協作-探究”教學模式。研究將“吸引”和“探索”環節整合成為“初探”環節，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“學習環”。該模式更加強調協作學習的重要性。在“學習環”的外圍，有教師和小組形成的“關系環”。關系環體現了課堂中教師與學生之間以及學生小組與小組之間的協作關系。

圖3 “協作-探究”教學模式框架圖

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

講解。講解階段教師針對在初探階段學生出現的問題進行總結，并講解與課程主題相關的核心知識點。通過對核心知識點的講解，幫助學生學習完成探究任務所需要的關鍵知識，并引導學生整合知識，提取經驗，促進學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“協作-探究”教學模式的中心環節。本階段是在初探與講解階段的基礎上，采用一個綜合的任務，促使學生綜合運用所學的知識并在此基礎上進行更深入的探索。教師在探究過程中引導學生進行小組內外的協作，促進其協作能力的發展。

分享。分享階段是讓學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意，小組之間相互借鑒和學習，并且把在完成任務過程中遇到的問題與大家討論，解決問題；另一方面，也可以促進學生的榮譽感與成就感，增加其成就動機，促進小組內的協作關系。

評價。通過在學習過程中教師和助教的觀察、小組成果的展示并依據相應的評價工具，教師可以對學生協作探究的學習過程進行評價，了解學生的學習效果，并對教學進行改進。學生通過評價可以了解自己的學習狀態，為下一輪的學習作更加充分的準備。

反思。反思階段的主要目的是讓學生和教師對學習過程進行深入地總結，使學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作進行反思。通過教師的課堂總結、學生的實驗單、總結報告等多種反思方式，學生可以更好地理解知識，教師則可更好地設計和改進課堂教學。

“協作-探究”教學模式是以學生為中心的教與學方式的整合。教師在此過程中不再是傳統的一味灌輸知識的角色而起著指導和啟發作用，輔助學生進行協作與探究。學生在此過程中以小組協作的方式進行探究學習，通過小組內與小組間的交流、分工、互助，不斷探究，進而完成每節課的任務。在這種協作、探究的學習過程中，學生的協作能力與探究能力得到發展，最終達到提升其創新創造能力的目的。

四、基于設計的“協作-探究”教學模式的組織與實施

1.第一輪迭代研究

（1）設計與實施

第一輪迭代研究于2012-2013學年春季學期進行。研究一共持續16周，每周進行3小時的教學，共有28名教育技術學專業本科三年級的學生參加。學生共分為7組，每組4人。學生都有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合“協作-探究”教學模式與“智能機器人”課程的實際特點，對具體的教學活動和課堂教學實踐環節進行設計。為了激發學生探究學習的動機，研究以“挑戰”為主題，共設計了測距機器人、巡線機器人、機槍機器人等9個任務，平均每個任務進行一到兩周。在教學環節方面，研究設計了“上節回顧”、“難點解答”、“新的挑戰”、“成果展示”四個教學環節。在這些環節中，研究減少了教師的講解內容，給予學生更多的探究時間和課堂主動權，由教師和助教在學生自主探究的過程中給予指導，使得大部分知識由學生自主探究獲得。

本輪研究主要采用質性的評價方式。在每次任務進行中，由教師和助教對每組學生的表現和問題進行記錄。在每次任務結束后，每個小組填寫一份實驗單，對課堂表現和小組協作情況進行記錄和反思。在課程結束后，每位同學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，學生對于這種新的教學形式表現出了極大的興趣，課堂氣氛活躍，自主學習的積極性得到了很好的激發。除了上課時間外，學生多次主動要求開放實驗室，利用課余時間完成任務。不過，部分小組在完成任務的壓力下，上網查詢了相關的任務搭建手冊，并按照手冊進行搭建，這導致了作品的原創性不足，不利于學生探究能力的培養。在課程總結中，有學生提到：“整個課對于圖紙的依賴性太大，自己發揮創造的空間減小，而且對于自己的能力又沒有什么挑戰，感覺就是在非常機械地按部就班搭建外形……”。同時也有學生反映：“對于一些構造、連接方法等，我們還不是十分了解。”在協作方面，觀察發現四人小組在協作過程中會出現分工困難、成員參與度較低的現象。

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

第一，在任務設置方面，一方面降低每次任務的難度，讓學生可以在規定時間內完成任務；另一方面，增加針對機器人物理搭建方面的知識和任務，使得學生的知識體系更加完整。

第二，在課堂環節的設置方面，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。

第三，在課程評價方面，除了課堂觀察、實驗單課程總結等質性方法外，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）設計與實施

第二輪迭代研究于2013-2014學年春季學期進行。研究一共持續了16周，每周進行3小時的教學，共有25名教育技術專學業本科三年級的學生參加。學生共分為8組，除一組4人外，其余3人一組。與第一輪迭代研究相似，參加課程的學生，在此之前都有C語言等基礎編程知識，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：在任務設置方面，研究將任務拆分為“熱身任務”和“挑戰任務”兩種相互關聯的形式，并降低了任務的難度。本輪研究共設計了9個熱身任務和11個挑戰任務，在課程的前期，專門增加了智能機器人物理搭建的相關知識和任務。教學環節方面，研究將上一輪四個環節擴展為“上節回顧”、“熱身任務”、“難點講解”、“挑戰任務”、“成果展示”5個環節，并在上節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計過程中，研究還對課程任務進行了情景化表述，使得任務更容易與學生的經驗相聯系。同時，針對師范院校的特點，增加了“智能機器人教育應用”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29題，從整體課程滿意度、教學環節滿意度和教學任務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難度較第一輪課程有所下降，但任務主題更加多樣化，學生的探究能力得到更好激發，作品創新度有所提高，例如新增的“音樂高手”任務在課后的滿意度調查中得到了學生們的一致認同。整個研究的實施過程中，除3個較為復雜的任務學生有利用課外時間完成外，大部分任務都能在課堂規定時間內完成并展示。在搭建過程中，我們不允許學生使用互聯網進行資料的查詢，學生可利用的資料為教師提供的若干基礎性的指導手冊。在此基礎上，所有小組均完成了規定的任務，并且作品的復雜度和創新度都達到了較高的水平，顯示出學生探究能力有所發展。在協作方面，我們限定了每個協作小組的人數為3人，僅有一組由于有旁聽生的加入為4人。觀察發現，3人協作小組分工明確，成員參與度較高。不過，大多數小組在每次任務中分工較為固定，在一定程度上限制了其綜合能力的提升。

在課程結束后，研究共發放20份關于課程效果的評價問卷，回收20份，回收率100%。結果顯示，86.11%的同學對教學環節的總體安排滿意。有77.78%的學生認為“上節回顧”對其有啟發或很有啟發；86.11%的學生認為“熱身任務”能夠促進其發現任務的關鍵問題，而77.78%的學生認為“熱身任務”可以提升其對任務的興趣；75%的學生認為難點講解可以促進他們對關鍵問題的理解，并幫助他們完成挑戰活動；86.11%的學生認為“挑戰任務”激發了他們的潛能和創意，80.56%的學生認為“挑戰任務”促進了他們編程與搭建知識的綜合運用；88.89%的學生認為“展示環節”擴寬了其設計的思路，83.33%的學生認為“展示環節”對完善設計有幫助。

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

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

第一，課程的教學環節基本已經適應了教學的需要，但是具體任務還需要根據學生特點進行適當調整。

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

3.第三輪迭代研究

（1）設計與實施

第三輪迭代研究于2014-2015學年秋季學期進行。研究一共持續了10周，每周進行3小時的教學，共有21名本科學生參加了本輪研究。本次課程以教育技術學專業學生為主，并有少數其他專業的學生參加課程。參加課程的學生共分為7組，全部為3人小組。大部分學生學過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現的問題，在課程評價方面，研究首先細化了每項任務的評分標準。在本輪研究中，每次課程挑戰任務都給出了獨立的評分標準，包括任務完成情況、實驗單填寫和創新度三方面。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，增加了課程總結的細節。要求學生從物理搭建、編程、小組協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生的學習情況，實驗單的填寫也由小組填寫變為個人填寫，要求每個學生課后都需要填寫實驗單。

（2）評價與反思

本輪研究中任務難度適當，所有任務都能在課內時間完成。在本次小組協作中，為了防止小組內分工的固化，在課程中教師鼓勵組內分工進行輪換。這種方式使得學生的知識更加全面，可以負擔不同的任務需求。在完成任務的過程中，學生堅持自主設計，沒有使用網絡查詢相關的搭建方案，通過組內的探索，找尋一套合適的搭建方法。這種方式使得專業優勢得以發揮，搭建的創意度很高，學生的探究能力和創新能力得到發展。除此之外，課堂的氣氛很好，在“熱身任務”和“挑戰任務”過程中，學生非常積極活躍，討論較熱烈，課堂效果良好。

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

一人領導型：在該類小組協作模式中，有一個較為強勢的小組領導（組長）。組長對零件和編程的熟悉程度較高，主導了任務的解讀以及作品的設計。遇到問題時，由組長進行決策，小組內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，但是組內的交流較少，并有組內成員被邊緣化的情況發生。

協商討論型：該類協作模式中，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、協商解決。在這種協作模式中，小組成員會有明確的分工，并在任務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較多，完成任務的創新程度也較高。但是此類協作模式需要學生進行較多的反思和總結，在課程前期容易發生分工不明確的現象，而在課程后期容易發生分工固化的現象。

圖4 各小組任務完成質量平均分

圖5 各小組方案創新度平均分

協調合作型：該類協作模式中，由兩名同學分別承擔編程和搭建工作。而另一名同學（協調者）往往不承擔任何設計規劃，但是對組內的氣氛調節起到重要作用。在遇到問題時，協調者會負責促進其他組員間的溝通以共同完成任務。這一類小組溝通較為頻繁，但是負責編程和搭建的同學較容易發生爭執，需要協調者進行介入。

在第三次迭代研究中，每次課程后，教學團隊對學生任務的完成質量與方案創新程度進行評分，評分結果如圖4和圖5。

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

學生的實驗報告和課程總結也體現了相似的評價結果。在本輪研究中，課程的教學形式以及任務設置達到了“協作-探究”教學模式的要求，對學生探究能力、協作能力和創新能力的提升有顯著的效果。

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

4.小結

表1與表2分別對三輪迭代研究的教學環節、評價方式進行了總結與對比。

通過三輪迭代研究，“協作-探究”教學模式形成了“上節回顧”、“熱身任務”、“難點講解”、“挑戰任務”、“成果展示”5個教學環節，“任務評價表”、“實驗單”以及“課程總結”3種反思、評價方式。研究顯示，課程的教學環節符合“協作-探究”教學模式的基本要求，評價方式可以較好地反映學生的學習情況，滿足了教學需求。在教學中，學生的協作能力與探究能力得到了很好的提升。

五、討論

表1 “協作-探究”教學模式下教學環節設置變化表

表2 “協作-探究”教學模式下教學環節內容變化表

1.“協作-探究”教學模式的教學效果

通過三輪迭代研究，基于對學生學習效果、課堂反饋以及教學團隊的觀察與總結發現，本研究提出的“協作-探究”教學模式可以較好地提升學生的探究能力和協作能力，進而促進學生創造力的提升。

在對學習者協作能力的提升方面，通過對小組實驗單、反思報告的分析以及教學團隊的實際觀察發現，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作水平外，在具體的協作策略和方式上也逐步得到了改進，小組內的分工趨于合理，協作策略也逐漸高效，體現出協作能力的提升。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、總結一種更高效的小組協作模式，使小組工作效率越來越高。”也有學生在課程總結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。”由此可見，研究提出的“協作-探究”教學模式可以在協作策略的完善和協作效率的提升方面較好地幫助學生。

學習者探究能力和創新能力的提升體現在兩個方面：一是各小組的任務完成程度逐步增加；二是機器人搭建的復雜程度、健壯性以及物理搭建和程序之間的協調程度逐步提高。各小組的作品質量不斷提升。學生在方案的創新程度上也體現了上升的趨勢。如學生在設計方案時，初期會比較依賴網上的圖紙，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與自己的經驗相聯系，自主進行方案的設計和開發，體現出探究能力和創新能力的提升。在小組的總結報告中，學生除了認為課程對自己的探究能力、創新能力有鍛煉外，還要求任務的設置給予更多的自由空間，這也從一個側面顯示出其探究能力和創新能力的提升。

2.“協作-探究”教學模式的特點

第一，階梯任務的設置有利于學生在掌握基本知識的基礎上進行探究、創新。在教學實施過程中，“熱身任務”用來進行基本知識的教學，而“挑戰任務”則注重學生探究與創造力的發揮。兩者相互銜接但又有一定的難度差異，使得學生可以在掌握基本知識的前提下進行探究和創新。

第二，增加了學生的活動空間，促進了其積極探究。“協作-探究”教學模式強調以學生為主的探究學習，課堂的大部分時間由學生自主把控，教師和助教扮演輔助者與引導者的角色，并不干預學生的設計與實施，給予學生很大的自主空間。在這種方式下，學生自主探究的意愿和欲望增強，能夠充分發揮積極性，促進創新能力的發展。

第三，組內和組間的協作有利于學生取長補短、相互學習，提升學習效果。在“協作-探究”教學模式中不僅強調組內學生的相互分工與協作，還強調不同小組間的溝通與相互學習。通過這種方式，不僅小組內的想法可以得到充分的交流，而且當小組的學習遇到困難時可以通過組間的交流得到解決，好的想法和創意也可以快速傳播，達到了良好的教學效果。

第四，及時地反思與總結促進了學習的深化。除了當次任務結束后的展示環節，該教學模式還提供了“實驗單”、“網上討論”、“課程總結”等多種反思與總結方式，使得學生可以及時總結在課程進行過程中探究、協作方面的優勢與不足，及時修正，逐步完善。

第五，教師在關鍵環節的指導提升了學習效率。教師在課程進行過程中，對一些學生普遍出現的問題，以及完成任務所需的基礎知識、關鍵知識進行講解，解決一些關鍵問題，有利于學生進行知識的遷移和整合，提升探究效率，達到更好的學習效果。

3.“協作-探究”教學模式的應用實踐

在“協作-探究”教學模式的應用實踐中，需要注重任務設置、協作分組，以及教師角色的轉換。任務是“協作-探究”教學模式課程設計的核心，是學生進行探究的主要對象，在進行任務設計時應該注意：第一，任務難度需要適中，根據學生情況及時調整。第二，任務要具有延續性和階梯性。第三，合適的、情景化的任務表述。第四，任務要有明確的評價體系。

在協作分組方面，需要注意控制小組的規模，一般以3-4人為最佳。在本研究中，針對一套樂高器材，3人小組是完成協作探究教學的合適規模。同時在分組時需要進行異質分組，考慮學生的性別、專業等。此外，應鼓勵學生在任務中進行角色互換，避免角色的固化。

不同于講授式的課堂教學，此類教學模式中，教師更多地承擔“引導者”角色。教師需要針對性地選擇關鍵內容進行講解，包括完成任務的基礎知識、容易忽略的細節以及重難點剖析。同時，教師需要在學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。另外，要注意學生的價值引導，防止學生在進行學習時產生避重就輕、趨于雷同的現象。

六、總結

本文以基于設計的研究為基礎，結合探究式教學與協作學習的優點與特色，提出了一種新的“協作-探究”教學模式。依據這一模式的理論模型開展了三輪迭代設計研究，在實際的教學活動中設計和優化了這一教學模式指導下的課堂活動。實踐結果顯示，“協作-探究”教學模式取得良好的教學效果，可以很好地提升學生的探究能力和協作能力，并對學生的創造力有促進作用。這一教學模式的提出是對高校教學模式的創新，有利于創新型人才的培養。在今后的研究中，可以對該教學模式進行更為廣泛的應用，以擴寬其應用領域，同時也可以對在該模式下影響教學效果的因素進行更為深入地探討。

[1][美]R.基思·索耶(2010).劍橋學習科學手冊[M].徐曉東等.北京:教育科學出版社.

[2]別敦榮(2009).大學教學方法創新與提高高等教育質量[J].清華大學教育研究,(4):95-101.

[3]黨亭軍(2008).大學課堂教學中,教師應當做些什么——對現行大學課堂教學模式改革的思考與建議[J].當代教育科學,(15):23-24.

[4]韓洪文,田漢族,袁東(2012).我國大學教學模式同質化的表征、原因與對策[J].教育研究,(9):67-72.

[5]蔣宇,尚俊杰,莊紹勇(2011).游戲化探究學習模式的設計與應用研究[J].中國電化教育(5):84-91.

[6]靳玉樂(2005).探究學習[M].成都:四川教育出版社.

[7]梁文鑫,余勝泉(2006).基于設計的研究的過程與特征[J].電化教育研究,(7):19-21.

[8]劉黃玲子,黃榮懷(2002).協作學習評價方法[J].現代教育技術,(1):24-29.

[9]張紅波(2009).基于任務驅動的協作學習活動的研究與實踐[J].中國電化教育,(12):18-22.

[10]張建偉(2003).網絡協作探究學習的設計[J].中國電化教育,(9):88-92.

[11]Bybee,R.W.,Taylor,J.A.,&Gardner,A.et al. (2006).The BSCS 5E InstructionalModel:Originsand Effectiveness[Z].Colorado Springs,CO:BSCS.

[12]Reeves,T.C.(2006).Design Research from a Technology Perspective[A].Van Den Akker,J,Gravemeijer,K., &McKenney,S.et al.(Eds.).Educational Design Research[M]. Abingdon,Oxon:Routledge:52-66.

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“面向學科領域的教育資源智能搜索關鍵技術研究”（BJ20141017）；中央高校基本科研業務費專項資金（SKZZY2014094）。

包昊罡、康佳，碩士研究生；李艷燕（通訊作者），教授，博士生導師；齊虎春，碩士研究生，北京師范大學教育技術學院（北京 100875）。

2015-07-31責任編輯 汪 燕