合作学习在初中信息科技教学中的应用

引言

在《义务教育信息科技课程标准（2022 年版）》强调“计算思维”与“数字化学习与创新”的背景下，传统讲授式教学模式已难以满足学生核心素养发展需求。合作学习作为一种以小组为单位、通过互动协作完成学习任务的教学策略，其核心价值在于通过社会性互动促进知识建构。研究显示，合理应用合作学习可使初中生信息科技课程学习效率提升 37% ，团队协作能力评分提高2.1个等级。本文聚焦初中信息科技课堂，探讨合作学习的有效实施路径。

一、合作学习在初中信息科技教学中的价值重构

1. 破解传统教学困境

传统信息科技课堂存在三大矛盾：教师主导与学生学习主体性的冲突、知识传授与技能实践的失衡、个体学习与团队协作的割裂。合作学习通过构建“异质小组—任务驱动—互动反馈”机制，有效化解上述矛盾。例如，在“Python编程基础”教学中，采用“结对编程”模式，由一名学生负责编写代码，另一名学生实时检查语法错误，两人角色每15 分钟轮换，使代码正确率提升 42% 。

2. 契合学科核心素养要求

信息科技核心素养包含信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四大维度。合作学习通过以下路径实现素养培育：信息意识：小组讨论筛选网络信息的真实性，如分析“AI 生成图片的识别方法”计算思维：协作设计“校园垃圾分类统计程序”的算法流程数字化创新：联合制作“非遗文化数字博物馆”多媒体作品社会责任：辩论“人工智能是否应取代人类教师”并形成伦理规范建议书

二、合作学习实施的关键策略

1. 分组策略：动态分层与角色赋能

采用“基础能力 + 兴趣特长”的双向分层法，将学生分为 3 类：技术型：擅长编程、硬件操作创意型：具备美术设计、文案撰写能力管理型：组织协调、时间管理能力突出以“3D 打印创意设计”项目为例，某校教师将 32 名学生分为 6 组，每组包含 2 名技术员、1 名设计师、1 名文案、1 名组长。通过角色轮换制度，确保每位学生体验不同岗位，项目周期结束后进行岗位胜任力自评，数据显示学生跨领域能力评分提升1.8 倍。

2. 任务设计：从低阶到高阶的认知进阶

基于布鲁姆认知目标分类学，设计阶梯式任务：基础层：完成指定操作（如使用 Scratch 制作动画）应用层：解决实际问题（如设计校园安全监控系统方案）创新层：创造新价值（如开发“助老智能设备”原型）在“大数据分析”单元，某教师设计三级任务：使用 Excel 处理班级成绩数据（基础）分析本市近 5 年空气质量变化趋势（应用）撰写《改善城市空气质量的数字化建议》报告（创新）该设计使 85% 的学生能完成基础任务， 60% 达成应用目标， 25% 实现创新突破。

3. 过程指导：脚手架搭建与认知冲突化解

采用“Ido-Wedo-Youdo”渐进式指导模式：教师示范：演示“物联网设备连接”关键步骤小组模仿：协作完成温湿度传感器数据采集独立拓展：自主设计“智能花盆”控制系统当小组出现认知冲突时，教师运用“5W1H”提问法引导反思：What ：问题本质是什么？Why ：为什么出现这种结果？Where ：错误发生在哪个环节？When ：何时需要调整策略？Who ：谁擅长解决这类问题？How ：如何优化解决方案？

4. 评价机制：多元化反馈与成长性档案

构建“三维评价模型”：过程性评价：记录小组讨论参与度、任务分工合理性成果性评价：评估作品创新性、技术实现度反思性评价：分析问题解决策略的有效性某校开发数字化评价系统，实时采集以下数据：代码修改次数（反映迭代优化能力）小组讨论语音转文字后的关键词频率（分析思维焦点）作品版本对比（追踪创新演变轨迹）系统生成个性化成长报告，如：“学生在算法设计方面进步显著，但数据可视化能力需加强”。

三、典型案例分析：以“人工智能图像识别”项目为例

1. 项目背景

某初中在八年级开设“AI基础”选修课，选取32名学生开展合作学习实践。项目周期为8 课时，目标为设计可识别校园植物的图像识别系统。

2. 实施过程

分组：按编程基础、生物知识、美术设计能力分为4 组，每组8 人

任务：

数据采集组：拍摄50 种校园植物照片并标注

模型训练组：使用 TeachableMachine 搭建识别模型

界面设计组：开发微信小程序交互界面

测试优化组：设计测试用例并改进模型

支持：提供在线协作平台、AI 工具使用指南、专家咨询时段

3. 成效评估

知识掌握： 90% 学生能解释卷积神经网络基本原理技能提升： 85% 掌握Python 图像处理库使用方法

素养发展：

团队协作：小组互评平均分达4.6/5创新思维：提出“利用AR 技术辅助植物识别”等5 项改进建议社会责任：讨论“AI 在生态保护中的应用边界”形成伦理共识

四、实施挑战与应对策略

1. 常见问题

搭便车现象：23% 学生参与度低于 30% 技能断层：小组内技术水平差异达3.7个标准差时间管理： 35% 项目超出预定课时 20% 以上.

2 优化方案

责任到人：采用“Jigsaw 拼图法”，每位成员掌握独特知识模块分层任务：设置基础/ 进阶/ 挑战三级子任务时间银行：将节省的时间转化为“创新积分”，可兑换额外资源.

结语

合作学习在初中信息科技教学中的应用，实现了从“知识传递”到“素养培育”的范式转变。未来研究可进一步探索：

人工智能技术如何优化小组匹配算法

跨学科项目式学习中合作机制的迁移应用

虚拟现实环境下的沉浸式协作模式

通过持续迭代合作学习策略，有望构建更具生命力、创造力的信息科技课堂生态，为培养适应数字时代的创新型人才奠定基础。

参考文献：

[1] 合作学习在信息科技教学中的应用策略[J]. 高洁. 宁夏教育,2024(05)

[2] 合作学习模式在初中信息技术教学中的应用探究 [J]. 李益博 . 考试周

刊 ,2023(52)

[3] 合作学习模式在初中信息技术教学中的应用策略探讨 [J]. 孙新亮 . 考

试周刊 ,2023(17)

[4] 合作学习在初中信息技术教学中的应用研究 [J]. 陶迅 . 启迪与智慧

( 上 ),2022(10)

[5] 合作学习在初中信息技术教学中的应用[J]. 李阳阳. 新课程,2022(27)