黃澤璇 張軍朋

（華南師范大學(xué)物理與電信工程學(xué)院，廣東 廣州 510006）

1 問(wèn)題的提出

隨著社會(huì)的發(fā)展，合作問(wèn)題解決已成為當(dāng)今信息社會(huì)最基本、最急需的公民素質(zhì)之一.合作問(wèn)題解決 （Collaboration Problem Solving，簡(jiǎn)稱“CPS”），是指?jìng)€(gè)體能有效參與由兩個(gè)或以上成員組成的團(tuán)隊(duì)，通過(guò)合作的方式，達(dá)成共識(shí)、尋求解決方案、匯集組內(nèi)知識(shí)技能和行動(dòng)以解決問(wèn)題的能力.[1]PISA2015首次將CPS作為測(cè)試的領(lǐng)域之一.根據(jù) OECD 發(fā)布的 PISA2015測(cè)試結(jié)果，[2，3]中國(guó)學(xué)生在科學(xué)、數(shù)學(xué)測(cè)試上的表現(xiàn)明顯優(yōu)于美國(guó)學(xué)生（科學(xué)：中518分／美496分；數(shù)學(xué)：中531分／美470分），但在CPS方面的表現(xiàn)卻不盡人意：中國(guó)學(xué)生CPS得分為496分，低于OECD平均分4分，而美國(guó)學(xué)生的CPS得分為520分，顯著高于平均分.可見我國(guó)學(xué)生雖然在知識(shí)方面表現(xiàn)優(yōu)秀但合作能力卻明顯低于美國(guó)學(xué)生.

造成這一現(xiàn)象的原因是多方面的，需要我們從多個(gè)角度出發(fā)借鑒美國(guó)對(duì)學(xué)生CPS能力培養(yǎng)的經(jīng)驗(yàn).教材作為教師組織教學(xué)活動(dòng)的基本依據(jù)，對(duì)CPS活動(dòng)的開展具有重要的組織與指引功能，深入分析美國(guó)教材中的CPS呈現(xiàn)可為我們提供經(jīng)驗(yàn)借鑒.

本文以《科學(xué)探索者》物理分冊(cè)為研究對(duì)象，分析CPS在美國(guó)初中物理教材中的呈現(xiàn)特點(diǎn)，以期為我國(guó)初中物理教材的編寫與使用提供參考.

2 美國(guó)初中物理教材CPS呈現(xiàn)特點(diǎn)分析

美國(guó)初中物理教材在編寫上非常注重為學(xué)生提供合作解決問(wèn)題的機(jī)會(huì).一方面，CPS任務(wù)貫穿全章，教材每一章均設(shè)置貫穿整章的“本章課題”欄目，內(nèi)容包括設(shè)計(jì)制作產(chǎn)品、調(diào)查研究與信息收集，要求學(xué)生首先與他人討論交流以幫助自己確定實(shí)施方案，最后在整章學(xué)習(xí)結(jié)束后在班級(jí)中進(jìn)行成果展示，在分享中更好地解決問(wèn)題.另一方面，呈現(xiàn)CPS任務(wù)的欄目豐富多樣，除了“本章課題”，教材還在“探索活動(dòng)”、“技能實(shí)驗(yàn)室”、“家庭活動(dòng)”、“消費(fèi)者實(shí)驗(yàn)室”以及每?jī)?cè)書最后的“跨學(xué)科探索”和“技能手冊(cè)”欄目中設(shè)置了豐富的小組合作任務(wù).經(jīng)統(tǒng)計(jì)，在《科學(xué)探索者》物理分冊(cè)共305個(gè)欄目的內(nèi)容設(shè)計(jì)中，共有體現(xiàn)CPS內(nèi)涵的欄目83個(gè)，約占總欄目的27.21%.為了進(jìn)一步分析教材CPS的呈現(xiàn)特點(diǎn)，下文將結(jié)合具體示例進(jìn)行說(shuō)明.

2.1 合作任務(wù)多樣，情境豐富

對(duì)CPS任務(wù)的精心設(shè)計(jì)是開展高質(zhì)量合作的關(guān)鍵.PISA指出不同類型的CPS任務(wù)可引發(fā)學(xué)生不同的互動(dòng)和解決問(wèn)題的行為，但各類型CPS任務(wù)均需具有合作的必要，[4]以避免合作的開展流于形式.依據(jù)PISA的分類，CPS任務(wù)分為3種類型：[1]團(tuán)體決策任務(wù)（要求成員間進(jìn)行論證、商討、建立共識(shí)以形成團(tuán)體決策）、團(tuán)體協(xié)同任務(wù)（包括分工合作、拼圖任務(wù)）和團(tuán)體生產(chǎn)任務(wù)（設(shè)計(jì)新產(chǎn)品或撰寫書面報(bào)告）.《科學(xué)探索者》中各種任務(wù)類型的典型示例及占比見表1.由表1可看出：（1）教材中的團(tuán)體決策任務(wù)有多種不同的解決途徑，具有討論、交流的空間，需要學(xué)生分享各自的想法和思路從而更全面地解決問(wèn)題；（2）團(tuán)體協(xié)同任務(wù)要求學(xué)生分別承擔(dān)互補(bǔ)的、有內(nèi)在關(guān)聯(lián)的角色和分工，需要學(xué)生在達(dá)成各自角色目標(biāo)的基礎(chǔ)上完成團(tuán)體任務(wù)；（3）團(tuán)體生產(chǎn)任務(wù)通常是需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間才能完成的“大任務(wù)”，對(duì)學(xué)生具有一定的挑戰(zhàn)性，需要學(xué)生各自貢獻(xiàn)出自己的聰明才智，合力嘗試解決.可見，《科學(xué)探索者》中不同類型的CPS任務(wù)均需要經(jīng)由合作才能有效地完成，保障了高質(zhì)量合作的開展.

表1 《科學(xué)探索者》CPS 3種任務(wù)類型的典型示例及占比

此外，教材還基于初中生的身心特點(diǎn)，在CPS任務(wù)中設(shè)置了豐富多樣的問(wèn)題情境.如在《聲與光》一冊(cè)的“跨學(xué)科探索”中，教材要求學(xué)生與同班同學(xué)組織一個(gè)座談會(huì)討論電影與科技發(fā)展、政治事件之間的聯(lián)系；在“力”一章的“消費(fèi)者實(shí)驗(yàn)室”欄目中，教材讓學(xué)生利用3種以上不同類型的防滑運(yùn)動(dòng)鞋探究不同運(yùn)動(dòng)鞋鞋底與桌面之間摩擦力的區(qū)別，豐富的問(wèn)題情境使CPS任務(wù)生活氣息濃厚，容易提高學(xué)生參與合作的興趣，達(dá)到培養(yǎng)CPS能力的目的.

2.2 合作要求明確，方式具體

由2.1可知《科學(xué)探索者》中的CPS任務(wù)需要以小組合作的方式才能夠有效地完成.由于教材對(duì)CPS任務(wù)的開展具有重要的組織功能，因此教材是否清晰、明確地提出合作的要求，會(huì)直接影響CPS任務(wù)的實(shí)施效果.《科學(xué)探索者》中的大部分CPS欄目直接呈現(xiàn)“小組、同伴、一起、合作、討論、分享”等關(guān)鍵詞，明確地提出了合作要求.另外，教材還針對(duì)不同的CPS任務(wù)，為學(xué)生提供不同的合作方式，典型示例及占比見表2.不同的合作方式側(cè)重于鍛煉學(xué)生不同方面的能力，如在“探索活動(dòng)”、“技能實(shí)驗(yàn)室”等欄目，教材一般要求學(xué)生與1-2個(gè)同伴分工合作，需要學(xué)生明晰自己與同伴的角色定位，并遵循合適的行為步驟達(dá)成問(wèn)題解決，側(cè)重于鍛煉學(xué)生與他人進(jìn)行深度配合的任務(wù)執(zhí)行能力；在“跨學(xué)科探索”“技能手冊(cè)”等欄目，教材則要求學(xué)生與多人組建合作小組，需要學(xué)生圍繞共同目標(biāo)承擔(dān)團(tuán)隊(duì)責(zé)任，考慮小組成員的反饋以調(diào)整、確定解決方案，側(cè)重于提高小組成員的團(tuán)體意識(shí)和社交管理能力；而在“本章課題”欄目，教材一般要求學(xué)生與全班同學(xué)一起通過(guò)思考討論、展示交流等方式分享各自的信息和想法，側(cè)重于鍛煉學(xué)生從他人視角看待問(wèn)題的能力.可見，《科學(xué)探索者》在提出合作要求的基礎(chǔ)上針對(duì)不同CPS任務(wù)的特點(diǎn)給出合作方式，為初中生開展CPS活動(dòng)提供了較為具體的實(shí)施建議.

表2 《科學(xué)探索者》CPS“合作方式”的典型示例及占比

2.3 合作指引豐富，分工詳細(xì)

考慮到初中生合作解決問(wèn)題的能力有限，為了降低初中生合作過(guò)程中的困難，教材CPS不僅任務(wù)多樣、情境豐富、要求明確，還為學(xué)生提供了多樣化的合作指引，如圖1.

圖1 教材CPS的合作指引分析

從圖1可看出，教材為學(xué)生開展CPS活動(dòng)提供了分工指引、過(guò)程示范、注意要點(diǎn)、合作顧問(wèn)等指引，降低了學(xué)生由于CPS活動(dòng)較為復(fù)雜不知如何著手開展合作的可能性.值得注意的是，對(duì)合作任務(wù)的拆解與角色分配是美國(guó)教材CPS呈現(xiàn)的突出特點(diǎn)，這能有效緩解某一成員主導(dǎo)合作過(guò)程而造成合作中“漂移”現(xiàn)象和“搭便車”現(xiàn)象的發(fā)生，增強(qiáng)成員間的相互依賴性，促進(jìn)高質(zhì)量合作的有序進(jìn)行.[5]例如，圖2的示例為學(xué)生及其兩位同伴提供了明確的分工指引，且配有實(shí)驗(yàn)過(guò)程示意圖，方便學(xué)生參照教材指引開展合作，并附有“為安全起見，應(yīng)該握緊鋼棍，但不要盡全力”的安全事項(xiàng)提醒.圖3的示例同樣對(duì)合作任務(wù)進(jìn)行較為詳細(xì)的拆解，并明確指出“制作帆船的計(jì)劃需經(jīng)指導(dǎo)老師同意”，將教師作為學(xué)生的合作顧問(wèn)，強(qiáng)調(diào)了教師在學(xué)生合作中的監(jiān)督作用.

圖2 教材CPS指引示例1

圖3 教材CPS指引示例2

2.4 合作組織靈活，實(shí)施全面

CPS活動(dòng)的開展通常需要充足的時(shí)間，如何為學(xué)生充分、深入地開展CPS活動(dòng)提供時(shí)間保障呢？《科學(xué)探索者》的做法是采用靈活多樣的組織形式，除了常規(guī)的課堂活動(dòng)，教材還提供了“課外活動(dòng)”、“家庭活動(dòng)”和“社會(huì)活動(dòng)”3種組織形式以全面實(shí)施CPS活動(dòng).課外活動(dòng)要求學(xué)生利用課余時(shí)間在校內(nèi)開展合作，例如在“運(yùn)動(dòng)”一章的“技能實(shí)驗(yàn)室”欄目中，讓學(xué)生在學(xué)校體育場(chǎng)的空地上測(cè)量團(tuán)隊(duì)成員跑過(guò)25 m所用的時(shí)間以及過(guò)終點(diǎn)線后到停下來(lái)的停穩(wěn)距離.家庭活動(dòng)則引導(dǎo)學(xué)生尋求家庭支持，在這類合作中，家長(zhǎng)不僅僅是家庭活動(dòng)的旁觀者，更承擔(dān)著重要的角色與分工，如“聲音”一章的“家庭活動(dòng)”欄目讓學(xué)生“用一只耳朵貼近管子，同時(shí)請(qǐng)家人在一定距離之外輕敲管子，判斷是貼近管子的那只耳朵先聽到聲音還是另一只耳朵先聽到聲音，并向家人解釋自己的答案”.社會(huì)活動(dòng)則引導(dǎo)學(xué)生充分利用社會(huì)資源開展合作，如要求學(xué)生“將調(diào)查問(wèn)卷分發(fā)給鄰居以調(diào)查人們?nèi)粘Ｉ钪型ㄓ嵐ぞ叩氖褂们闆r”，又如“采訪成長(zhǎng)于計(jì)算機(jī)普及前的老年人，了解他們對(duì)計(jì)算機(jī)普及的想法”.教材靈活多樣的組織形式，拓展了學(xué)生開展CPS活動(dòng)的時(shí)間與空間，也為學(xué)生提供了更廣泛的合作支持.

3 總結(jié)與啟示

通過(guò)分析《科學(xué)探索者》物理分冊(cè)的CPS呈現(xiàn)，可發(fā)現(xiàn)美國(guó)初中物理教材精心設(shè)計(jì)CPS任務(wù)并基于不同任務(wù)的特點(diǎn)給出明確的合作方式，且考慮到初中生合作能力有限，為學(xué)生開展合作提供了多樣化的指引，還將CPS延伸到廣泛的家庭和社會(huì)參與之中.這為我國(guó)初中物理教材的編寫與使用提供了啟示.

3.1 完善CPS任務(wù)類型，精心進(jìn)行任務(wù)設(shè)計(jì)

高質(zhì)量的合作任務(wù)是CPS能力培養(yǎng)的有力支撐.《科學(xué)探索者》的CPS任務(wù)由團(tuán)體決策任務(wù)（49.40%）、團(tuán)體協(xié)同任務(wù)（40.96%）和團(tuán)體生產(chǎn)任務(wù)（9.64%）3種類型構(gòu)成，以引發(fā)學(xué)生不同的互動(dòng)和解決問(wèn)題的行為.此外，各類CPS任務(wù)均需通過(guò)合作才能有效解決，并設(shè)置豐富的問(wèn)題情境提高學(xué)生參與合作的興趣.而我國(guó)初中物理教材中的合作任務(wù)較為單一，主要是對(duì)知識(shí)問(wèn)題的口頭交流，[6]且一些思考討論類欄目中的問(wèn)題學(xué)生獨(dú)立思考也能完成，導(dǎo)致合作流于形式.鑒于此，我國(guó)教材一方面應(yīng)完善CPS任務(wù)的類型，另一方面應(yīng)精心設(shè)計(jì)各類型CPS任務(wù)，體現(xiàn)合作與問(wèn)題解決的內(nèi)在聯(lián)系并創(chuàng)設(shè)豐富的問(wèn)題情境促進(jìn)學(xué)生參與合作的興趣，從而保障高質(zhì)量合作的開展.

3.2 明確合作要求，加強(qiáng)對(duì)CPS的實(shí)施建議

清晰、明確的合作要求對(duì)CPS的實(shí)施效果具有直接影響.《科學(xué)探索者》高頻出現(xiàn)“合作、同伴、一起、展示、分享”等CPS關(guān)鍵詞，還根據(jù)不同CPS任務(wù)的特點(diǎn)給出具體的合作方式.而當(dāng)前我國(guó)教材中的合作任務(wù)卻較少明確提及合作要求和合作方式.今后我國(guó)物理教材編寫及教師在組織CPS活動(dòng)時(shí)應(yīng)強(qiáng)化對(duì)CPS活動(dòng)的組織要求，為學(xué)生開展CPS活動(dòng)提供較為明確的實(shí)施建議.

3.3 提供多樣化指引，保障合作順利開展

必要的合作指引能保障學(xué)生CPS活動(dòng)的順利開展.《科學(xué)探索者》為學(xué)生提供了多樣化的合作指引，從合作任務(wù)的拆解與角色分配、過(guò)程示范、注意要點(diǎn)到合作顧問(wèn)的提供，都充分考慮了學(xué)生的合作需求.我國(guó)教材和教師也應(yīng)注重為初中生開展合作提供必要的指引，以保障合作的順利開展.

3.4 拓展CPS課堂外延，重視家庭和社會(huì)支持

多樣化的CPS組織形式可以為學(xué)生提供更廣泛的合作伙伴和資源支持.《科學(xué)探索者》積極拓展課堂外延，將家庭和社會(huì)參與深度融入到CPS活動(dòng)中.當(dāng)前我國(guó)正在健全學(xué)校家庭社會(huì)協(xié)同育人機(jī)制，更應(yīng)該促進(jìn)家庭及社會(huì)參與融入CPS，為學(xué)生提供廣泛的家庭支持和社會(huì)支持，使得CPS真正成為學(xué)生的意識(shí)與習(xí)慣.