基于学科思维训练的移动探究学习研究

☆薛园

（浙江师范大学教师教育学院，浙江金华 321004）

一、引言

移动学习是数字化学习的新产物，是移动设备普及所带来的新的学习形式。移动学习倡导以学习者为中心，应用移动技术实现随时随地的学习体验。探究学习作为一种重要的学习方式，它能够让学生在探究体验中直接学习，通过不断地探究和持续的反思来获得知识和经验[1]。移动终端环境为探究学习的持续性提供了支持。然而，由于移动终端环境的虚拟性，使得探究学习难以满足学生的实践体验，大多数移动探究学习采用虚拟实验来替代实际操作，来培养学生实践过程中的思辨能力、逻辑推理能力等思维形式。而对于如何应用移动终端环境设计基于学科思维训练的探究学习活动还没有充分的研究。

二、探究学习

探究是层层递进的过程，包括提出问题、搜集资料、制定调查计划、分析调查数据、进行解释和预测、交流结果[2]。在美国国家科学教育标准中指出探究有三种用法，包括科学探究、基于探究的教学和以探究为本的学习[3]。我们把基于探究的教学和以探究为本的学习统称为基于“探究”的探究。

在学校教育中，探究学习是指从学科问题或者相关社会生活问题中选取合适的研究主题。学生通过教师提供的问题情境，自主探究，从而获得知识与技能、情感与态度的发展。探究过程可以是自主推理验证，也可以是合作探究。国外学者将探究学习分为六种基本类型：实验性探究、逻辑推理任务、基于测量的研究、工程性设计、技术性设计、开放性的研究[4]。

施瓦布提出，教与学应该以探究的方式进行，而不是一味的灌输书本知识。教学必须让学生体验科学实验的过程。因此说，探究学习是一种积极主动的学习过程。

三、学科思维训练

思维能力的培养是数字化时代教育教学的根本目标，包括直接思维训练和学科思维训练。将思维教学与学科教学相整合，有助于完善对学习者思维能力的培养，也是完成思维技能迁移的重要途径[5]。

传统教学模式下，教师认为学生只要学会了学科知识，自然就会获得相应的思维技能，因此教学更多侧重对学科知识的传授，而思维技能的获得更多依靠学生自我摸索，错失了训练学生思维能力的机会[6]。

本文中学科思维训练主要指思维形式的训练，包括概念、判断、推理、证明等。其中，不同结构的判断形式、推理形式、证明形式也是不同的思维形式[7]。在教学中，常见的思维形式包括抽象思维、逻辑推理、创新思维和辩证思维。

四、移动环境在基于学科思维训练的探究学习中的优势

移动探究学习是移动学习和探究学习的结合，主要指基于移动终端的探究式教学形式。移动学习的本质特征为探究学习提供了新的思路和新的方式。

1.随时随地探究

传统的探究学习囿于空间的限制，学生获取资源形式单一，探究活动组织局限于课堂，探究时间跨度相对较短，使得探究学习难以深入。随着移动技术的产生，让自主探究和合作探究相结合的探究学习形式得到发展，学生可以利用移动终端及其相关软件随时随地查阅资料，随时随地进行实验、搜集数据、记录数据。探究学习不再局限于教室的方寸之间，学生可以根据探究主题，寻求最合适的探究场所，可以是教室内或教室外；线上实验室或线下实验室，这保证了思维的连续性和完整性，让研究活动可以逐步深入，减少了实验场所和实验工具的困扰，同时满足了O2O教与学的开展。

2.抽象思维具体化

移动探究学习即利用移动终端及移动学习工具，设计并实施探究学习活动。移动终端是移动探究学习的基本环境，移动学习环境为探究学习提供了丰富多样的探究学习工具，囊括了多个学科，主要集中于数学、科学和艺术学科（如表1）。

表1 移动探究学习工具

其中，数学工具是用于展现具体的学习模型，供学生自由变换，进行探究。科学工具多以虚拟学习环境的构造为主，主要是将实物虚拟化、立体化，帮助学生进行空间建构。艺术类学科工具主要是为学生提供思维创作的平台，在将想法快速平面化的同时，提供一定的技术支持，引导学生进行快速创作。可以发现，这些移动探究学习工具最重要的特征是将抽象的事物具体化，避免了学生空洞地想象，也有助于增强学生空间想象能力和思维辩证能力。

3.探究过程直观可视

传统探究学习，更多注重学生知识的获取，探究活动偏向探究成果，而忽视了学生探究活动的组织和实施，无法确保每个层次的学生都能理解思维的变化过程。而移动学习工具，主要是学科工具，如虚拟实验室、几何画板等，随着思维的改变，学生可以随意更改实验数据，并可直观看到随之引起的两个结果之间的变化过程。不仅可以启发学生思维，引导学生去创新探究，还可以实现个性化教学。

华南师范大学李克东教授曾谈到，在应用技术优化学习过程中，可视化学习和个性化学习在帮助学生学习知识、发展思维和培养能力方面有重要作用[8]。随着数字时代的来临，技术改变了以往思维训练的方式。利用移动学习工具，可以轻松记录思维变化的过程，实现“隐性思维显性化——显性思维工具化——高效思维自动化”三大训练阶段的提升[9]。

因此，移动环境下的探究学习解决了传统探究学习中思维训练难以观察、难以记录、难以共享的问题。移动学习工具为探究活动提供了便捷，特别是对数学、物理、化学、生物等学科，探究不再局限于实验室和仅有的实验器材中。

五、基于学科思维训练的移动探究学习活动

1.理论基础——萨其曼探究训练模式

萨其曼探究训练模式包括六个步骤：选择问题和进行实验；介绍问题和展示问题；搜集数据；发展理论或证实；解释理论并陈述与其相关的规律；分析过程。有效的数据搜集可以把最有价值的信息在特定时间，以特定顺序获取，有助于促使概念形成[10]。

萨其曼认为探究是不断学习与练习的结果。探究训练的第一步就是激发儿童的好奇心，引导儿童产生探究的欲望。而有趣的问题情境是一个有效的途径。只有让儿童体验到问题探究中的愉悦性，才会增强他们探索未知世界的兴趣[11]。端的学科工具，为移动探究学习开展提供了基础。教师可以利用此工具对学生进行探究学习的引导，为学生探究学习的开展提供思路。

移动探究学习终端和工具本身就是探究学习的资源，学生之间可以实时共享数据和想法，也可以随时随地上网搜集数据，或者即时接收教师推送的数据。因此说，在移动探究学习过程中，数据的搜集和整理是随时发生的，方便持续性探究活动的进行。

第三步，即猜想、实验和验证。移动学习设备和工具是学生实践猜想的平台。相比于传统探究学习，移动探究学习更自由和便捷，学生思维变化可以随时得到验证，也可以随时推翻重来。这不仅锻炼了学生逻辑推理能力，也有助于辩证思维的发展。

第四步，也是最后一步，即探究结果的上传和共享。学生利用移动学习终端将探究结果或探究过程上传至教师端或分享给每位同学，方便交流共享。通过不同思维的撞击，体验不同的思维逻辑，丰富学生的思维。

2.基于学科思维训练的移动探究学习活动

萨其曼探究训练模式明确提出了探究学习的具体流程，为移动探究学习的开展提供了依据。在移动学习环境下，基于萨其曼的探究训练模式，可以将移动探究学习活动分为四步进行，以满足移动探究学习环境的智能化、移动化的特点。

基于学科思维训练的移动探究学习活动的第一步即描述问题情境。与传统探究学习不同，教师可以通过移动设备将问题内容推送给学生，永久保存在移动终端，方便学生确认和反复理解。

第二步，选择合适的移动探究工具进行基础问题呈现和简单演示。在初中七年级数学课《中心对称》一课中，教师考虑到学生空间想象能力较差，难以进行逻辑推理，选择使用几何画板作为探究工具。几何画板可以通过鼠标拖动图形实现图形的移动和旋转，让学生直观地看到中心对称的两个图形变化过程中中心点的位置变化，弥补了学生空间想象能力的不足，支持学生逻辑推理任务的实施。因此，移动终端环境下，基于移动终

参考文献：

[1]何善亮.探究学习的存在价值及其实践限度[J].教育科学研究,2009(09)：14-18.

[2][3]王永喜.基于物理虚拟实验室促进学生创新能力的研究[D].兰州：西北师范大学,2011.

[4]叶倩聪.试论学习方式的转变与科学素养的养成[D].武汉：华中师范大学,2007.

[5][9]赵姝,赵国庆,吴亚滨,徐宁仪.思维训练：技术有效促进学习的催化剂[J].现代远程教育研究,2012(04)：28-34,78.

[6]吴吉惠.程序性知识的获得与学生能力的发展[J].西南师范大学学报(人文社会科学版),2005(05)：116-119.

[7]段宁,张石革.做好药学服务,加强医院用药安全——医院合理用药管理研讨会会议纪要[J].中国医院用药评价与分析,2010,10(04)：289-290.

[8]张红英,邓烈君,王志军.信息化背景下的有效教学与探究学习——第六届全球华人探究学习创新应用大会学术观点综述[J].中国远程教育,2015(09)：10-13.

[10][11]林云.萨其曼探究教学思想探析[D].桂林：广西师范大学,2005.