基于學科思維訓練的移動探究學習研究

☆薛園

（浙江師范大學教師教育學院，浙江金華 321004）

一、引言

移動學習是數(shù)字化學習的新產物，是移動設備普及所帶來的新的學習形式。移動學習倡導以學習者為中心，應用移動技術實現(xiàn)隨時隨地的學習體驗。探究學習作為一種重要的學習方式，它能夠讓學生在探究體驗中直接學習，通過不斷地探究和持續(xù)的反思來獲得知識和經驗[1]。移動終端環(huán)境為探究學習的持續(xù)性提供了支持。然而，由于移動終端環(huán)境的虛擬性，使得探究學習難以滿足學生的實踐體驗，大多數(shù)移動探究學習采用虛擬實驗來替代實際操作，來培養(yǎng)學生實踐過程中的思辨能力、邏輯推理能力等思維形式。而對于如何應用移動終端環(huán)境設計基于學科思維訓練的探究學習活動還沒有充分的研究。

二、探究學習

探究是層層遞進的過程，包括提出問題、搜集資料、制定調查計劃、分析調查數(shù)據、進行解釋和預測、交流結果[2]。在美國國家科學教育標準中指出探究有三種用法，包括科學探究、基于探究的教學和以探究為本的學習[3]。我們把基于探究的教學和以探究為本的學習統(tǒng)稱為基于“探究”的探究。

在學校教育中，探究學習是指從學科問題或者相關社會生活問題中選取合適的研究主題。學生通過教師提供的問題情境，自主探究，從而獲得知識與技能、情感與態(tài)度的發(fā)展。探究過程可以是自主推理驗證，也可以是合作探究。國外學者將探究學習分為六種基本類型：實驗性探究、邏輯推理任務、基于測量的研究、工程性設計、技術性設計、開放性的研究[4]。

施瓦布提出，教與學應該以探究的方式進行，而不是一味的灌輸書本知識。教學必須讓學生體驗科學實驗的過程。因此說，探究學習是一種積極主動的學習過程。

三、學科思維訓練

思維能力的培養(yǎng)是數(shù)字化時代教育教學的根本目標，包括直接思維訓練和學科思維訓練。將思維教學與學科教學相整合，有助于完善對學習者思維能力的培養(yǎng)，也是完成思維技能遷移的重要途徑[5]。

傳統(tǒng)教學模式下，教師認為學生只要學會了學科知識，自然就會獲得相應的思維技能，因此教學更多側重對學科知識的傳授，而思維技能的獲得更多依靠學生自我摸索，錯失了訓練學生思維能力的機會[6]。

本文中學科思維訓練主要指思維形式的訓練，包括概念、判斷、推理、證明等。其中，不同結構的判斷形式、推理形式、證明形式也是不同的思維形式[7]。在教學中，常見的思維形式包括抽象思維、邏輯推理、創(chuàng)新思維和辯證思維。

四、移動環(huán)境在基于學科思維訓練的探究學習中的優(yōu)勢

移動探究學習是移動學習和探究學習的結合，主要指基于移動終端的探究式教學形式。移動學習的本質特征為探究學習提供了新的思路和新的方式。

1.隨時隨地探究

傳統(tǒng)的探究學習囿于空間的限制，學生獲取資源形式單一，探究活動組織局限于課堂，探究時間跨度相對較短，使得探究學習難以深入。隨著移動技術的產生，讓自主探究和合作探究相結合的探究學習形式得到發(fā)展，學生可以利用移動終端及其相關軟件隨時隨地查閱資料，隨時隨地進行實驗、搜集數(shù)據、記錄數(shù)據。探究學習不再局限于教室的方寸之間，學生可以根據探究主題，尋求最合適的探究場所，可以是教室內或教室外；線上實驗室或線下實驗室，這保證了思維的連續(xù)性和完整性，讓研究活動可以逐步深入，減少了實驗場所和實驗工具的困擾，同時滿足了O2O教與學的開展。

2.抽象思維具體化

移動探究學習即利用移動終端及移動學習工具，設計并實施探究學習活動。移動終端是移動探究學習的基本環(huán)境，移動學習環(huán)境為探究學習提供了豐富多樣的探究學習工具，囊括了多個學科，主要集中于數(shù)學、科學和藝術學科（如表1）。

表1 移動探究學習工具

其中，數(shù)學工具是用于展現(xiàn)具體的學習模型，供學生自由變換，進行探究。科學工具多以虛擬學習環(huán)境的構造為主，主要是將實物虛擬化、立體化，幫助學生進行空間建構。藝術類學科工具主要是為學生提供思維創(chuàng)作的平臺，在將想法快速平面化的同時，提供一定的技術支持，引導學生進行快速創(chuàng)作。可以發(fā)現(xiàn)，這些移動探究學習工具最重要的特征是將抽象的事物具體化，避免了學生空洞地想象，也有助于增強學生空間想象能力和思維辯證能力。

3.探究過程直觀可視

傳統(tǒng)探究學習，更多注重學生知識的獲取，探究活動偏向探究成果，而忽視了學生探究活動的組織和實施，無法確保每個層次的學生都能理解思維的變化過程。而移動學習工具，主要是學科工具，如虛擬實驗室、幾何畫板等，隨著思維的改變，學生可以隨意更改實驗數(shù)據，并可直觀看到隨之引起的兩個結果之間的變化過程。不僅可以啟發(fā)學生思維，引導學生去創(chuàng)新探究，還可以實現(xiàn)個性化教學。

華南師范大學李克東教授曾談到，在應用技術優(yōu)化學習過程中，可視化學習和個性化學習在幫助學生學習知識、發(fā)展思維和培養(yǎng)能力方面有重要作用[8]。隨著數(shù)字時代的來臨，技術改變了以往思維訓練的方式。利用移動學習工具，可以輕松記錄思維變化的過程，實現(xiàn)“隱性思維顯性化——顯性思維工具化——高效思維自動化”三大訓練階段的提升[9]。

因此，移動環(huán)境下的探究學習解決了傳統(tǒng)探究學習中思維訓練難以觀察、難以記錄、難以共享的問題。移動學習工具為探究活動提供了便捷，特別是對數(shù)學、物理、化學、生物等學科，探究不再局限于實驗室和僅有的實驗器材中。

五、基于學科思維訓練的移動探究學習活動

1.理論基礎——薩其曼探究訓練模式

薩其曼探究訓練模式包括六個步驟：選擇問題和進行實驗；介紹問題和展示問題；搜集數(shù)據；發(fā)展理論或證實；解釋理論并陳述與其相關的規(guī)律；分析過程。有效的數(shù)據搜集可以把最有價值的信息在特定時間，以特定順序獲取，有助于促使概念形成[10]。

薩其曼認為探究是不斷學習與練習的結果。探究訓練的第一步就是激發(fā)兒童的好奇心，引導兒童產生探究的欲望。而有趣的問題情境是一個有效的途徑。只有讓兒童體驗到問題探究中的愉悅性，才會增強他們探索未知世界的興趣[11]。端的學科工具，為移動探究學習開展提供了基礎。教師可以利用此工具對學生進行探究學習的引導，為學生探究學習的開展提供思路。

移動探究學習終端和工具本身就是探究學習的資源，學生之間可以實時共享數(shù)據和想法，也可以隨時隨地上網搜集數(shù)據，或者即時接收教師推送的數(shù)據。因此說，在移動探究學習過程中，數(shù)據的搜集和整理是隨時發(fā)生的，方便持續(xù)性探究活動的進行。

第三步，即猜想、實驗和驗證。移動學習設備和工具是學生實踐猜想的平臺。相比于傳統(tǒng)探究學習，移動探究學習更自由和便捷，學生思維變化可以隨時得到驗證，也可以隨時推翻重來。這不僅鍛煉了學生邏輯推理能力，也有助于辯證思維的發(fā)展。

第四步，也是最后一步，即探究結果的上傳和共享。學生利用移動學習終端將探究結果或探究過程上傳至教師端或分享給每位同學，方便交流共享。通過不同思維的撞擊，體驗不同的思維邏輯，豐富學生的思維。

2.基于學科思維訓練的移動探究學習活動

薩其曼探究訓練模式明確提出了探究學習的具體流程，為移動探究學習的開展提供了依據。在移動學習環(huán)境下，基于薩其曼的探究訓練模式，可以將移動探究學習活動分為四步進行，以滿足移動探究學習環(huán)境的智能化、移動化的特點。

基于學科思維訓練的移動探究學習活動的第一步即描述問題情境。與傳統(tǒng)探究學習不同，教師可以通過移動設備將問題內容推送給學生，永久保存在移動終端，方便學生確認和反復理解。

第二步，選擇合適的移動探究工具進行基礎問題呈現(xiàn)和簡單演示。在初中七年級數(shù)學課《中心對稱》一課中，教師考慮到學生空間想象能力較差，難以進行邏輯推理，選擇使用幾何畫板作為探究工具。幾何畫板可以通過鼠標拖動圖形實現(xiàn)圖形的移動和旋轉，讓學生直觀地看到中心對稱的兩個圖形變化過程中中心點的位置變化，彌補了學生空間想象能力的不足，支持學生邏輯推理任務的實施。因此，移動終端環(huán)境下，基于移動終

參考文獻：

[1]何善亮.探究學習的存在價值及其實踐限度[J].教育科學研究,2009(09)：14-18.

[2][3]王永喜.基于物理虛擬實驗室促進學生創(chuàng)新能力的研究[D].蘭州：西北師范大學,2011.

[4]葉倩聰.試論學習方式的轉變與科學素養(yǎng)的養(yǎng)成[D].武漢：華中師范大學,2007.

[5][9]趙姝,趙國慶,吳亞濱,徐寧儀.思維訓練：技術有效促進學習的催化劑[J].現(xiàn)代遠程教育研究,2012(04)：28-34,78.

[6]吳吉惠.程序性知識的獲得與學生能力的發(fā)展[J].西南師范大學學報(人文社會科學版),2005(05)：116-119.

[7]段寧,張石革.做好藥學服務,加強醫(yī)院用藥安全——醫(yī)院合理用藥管理研討會會議紀要[J].中國醫(yī)院用藥評價與分析,2010,10(04)：289-290.

[8]張紅英,鄧烈君,王志軍.信息化背景下的有效教學與探究學習——第六屆全球華人探究學習創(chuàng)新應用大會學術觀點綜述[J].中國遠程教育,2015(09)：10-13.

[10][11]林云.薩其曼探究教學思想探析[D].桂林：廣西師范大學,2005.