近年来,随着对人综合素质要求的不断提高,STEM在中国掀起一片热潮,各地都纷纷进行STEM实践。STEM通常要求学生以小组的形式进行参与,这要求小组成员之间通过共同协商、分解分配任务等方式来共同解决问题。但是在STEM教学的不同阶段,如设计阶段和制作阶段,学生更适合采用的学习策略是不同的,对此问题没有相关的研究提供证据。因此本研究采用实验研究验证合作和协作在STEM教学中不同阶段的适用性。合作和协作是小组学习中所使用的两种不同的策略,它们的核心区别是是否对任务进行分解。其中协作强调小组成员共同讨论并汇聚众人的意见以完成任务,而合作强调将任务拆解后分配给不同的个人或子群,由其自主完成后再汇总起来。本研究提出假设,在STEM教学的设计阶段,适合采用协作策略,在STEM教学的制作阶段,适合采用合作策略。随后据此设计了系列实验。在预实验中试行了实验方法,并根据结果做出了改进。实验1研究协作在STEM中设计阶段的适用性,实验2研究合作在STEM中制作阶段的适用性,使用访谈提纲、调查问卷、话语分析框架、协作/合作能力检测和设计草图/制作作品评分等实验工具在干预之后采集和分析了数据。根据实验结果得出了结论,一是协作策略适用于STEM教学的设计阶段,在STEM教学的设计阶段采用协作策略能引发更深入、更广泛、更有技巧的协商和讨论并且协作行为对学生的协作结果和协作能力有正向作用。二是合作策略适用于STEM教学的制作阶段,在STEM教学的制作阶段采用合作策略能引发更多的合作行为,并提升学生合作能力,但课堂效果受学生基础能力影响较大。合作行为对学生的合作结果和合作能力有正向作用。最后根据实验结果对合作和协作策略的应用提出了建议。在协作方面,首先要着重对协作中的成员协商、元认知策略、任务协商与统一等维度进行干预,还要从时间、方法、过程等方面来对干预进行改进。在合作方面,首先是要着重干预个人参与和任务分解与协调等两个维度,然后要为学生的合作搭建脚手架并也要从时间、方法、过程等方面对干预进行改进,还建议教师要对合作的意义和效果有充分的认识,不单纯从最终的成品质量上来评判其意义。