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3.合作学习的理论基础
3.1认知发展理论
瑞士心理学家皮亚杰认为智力的本质是适应，“智慧就是适应”，“是一种最高级形式的适应”。他用四个基本概念阐述他的适应理论和建构学说，即图式、同化、顺应和平衡。他认为心理发展过程是主体自我选择、自我调节的主动建构过程。所以学生想要获得更好的成长，必须不断接触外界环境，参与各种类型的活动，在与人交往中个体认知的不同会产生矛盾从而达到平衡状态的稳定，提高自身的水平。同时，维果斯基提出“最近发展区”理论，认为心理结构是外部活动内化的结果，新知识必须在旧知识的基础上建构，学生在不能独立解决问题的时候，可以寻求同学们的帮助，小组的讨论交流，思维的不断碰撞与拓展，所收获的知识与能力比单独学习要好得多。因此，合作学习可以提高学生的认知水平。
3.2群体动力理论
勒温吸取了格式塔学派创始人之一考夫卡的思想，进一步创建了群体动力学理论。群动力理论认为人的心理活动往往在心理场或生活空间之中进行的。根据勒温的基本公式：个体的行为倾向很大程度上取决于个人的内部驱动力和他周围的环境的相互影响。
勒温的基本公式就是： B=f(P*E)=f(L*S)
式中：
B代表个人行为的方向和向量；f代表某个函数关系；P代表个人的内部动力；E代表环境的刺激。
从勒温的基本公式可以看出，个人的内部动力和环境的刺激的乘积与个人行为的方向成正比。根据勒温的理论，如果通过外部的刺激来影响群体从而影响个人能够实现的话，首先个人本身要有一定的内部动力，这样才能使个人的行为朝积极的方向发展。
生活空间的存在就是将人的内部动力和环境的刺激融合成一体，如果使其中的任何一部分发生改变，那么相应的，整体中的其他部分也会随之改变。所以，如果想要影响一个人，可以试着去影响整个群体，这是合作学习的动力之一。
3.3选择理论
1996年哥斯拉提出了选择理论。他指出：“我们都被潜伏于基因中的四种心理需要所驱动，它们是：归属的需要、力量的需要、自由的需要和快乐的需要，与我们必须靠食物和住所来生存一样，我们也不能忽视这些需要。”[6]该理论可以简要概括为“只有愿意学，才能学得好”。在课堂中开展合作学习，激发学生对学习知识的兴趣，同学之间互相尊重，平等地交流，在合作中快乐地获取知识。文献综述
3.4人本主义学习理论
在美国的20世纪五六十年代兴起了人本主义学习理论，被称为心理学的“第三势力”。人本主义的代表人物罗杰斯的非指导性教学模式认为教育与教学过程就是要教师创造积极的学习环境，激发学生的潜能，发挥学生学习的主动性，获得基础知识和基本技能。教师的任务是要为学生提供学习的手段和条件，促进个体自由的成长。人本主义理论提倡自我激励、自我调节的学习、情感教育、真实性评价、合作学习以及开放课堂和开放学校。《科学》课堂的合作学习可以在教师的指导下，学生自主地进行探究、学习等活动，自发的将外界知识加以同化。