基于學(xué)科思維訓(xùn)練的移動探究學(xué)習(xí)研究

☆薛園

（浙江師范大學(xué)教師教育學(xué)院，浙江金華 321004）

一、引言

移動學(xué)習(xí)是數(shù)字化學(xué)習(xí)的新產(chǎn)物，是移動設(shè)備普及所帶來的新的學(xué)習(xí)形式。移動學(xué)習(xí)倡導(dǎo)以學(xué)習(xí)者為中心，應(yīng)用移動技術(shù)實現(xiàn)隨時隨地的學(xué)習(xí)體驗。探究學(xué)習(xí)作為一種重要的學(xué)習(xí)方式，它能夠讓學(xué)生在探究體驗中直接學(xué)習(xí)，通過不斷地探究和持續(xù)的反思來獲得知識和經(jīng)驗[1]。移動終端環(huán)境為探究學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)難以滿足學(xué)生的實踐體驗，大多數(shù)移動探究學(xué)習(xí)采用虛擬實驗來替代實際操作，來培養(yǎng)學(xué)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(yīng)用移動終端環(huán)境設(shè)計基于學(xué)科思維訓(xùn)練的探究學(xué)習(xí)活動還沒有充分的研究。

二、探究學(xué)習(xí)

探究是層層遞進的過程，包括提出問題、搜集資料、制定調(diào)查計劃、分析調(diào)查數(shù)據(jù)、進行解釋和預(yù)測、交流結(jié)果[2]。在美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)中指出探究有三種用法，包括科學(xué)探究、基于探究的教學(xué)和以探究為本的學(xué)習(xí)[3]。我們把基于探究的教學(xué)和以探究為本的學(xué)習(xí)統(tǒng)稱為基于“探究”的探究。

在學(xué)校教育中，探究學(xué)習(xí)是指從學(xué)科問題或者相關(guān)社會生活問題中選取合適的研究主題。學(xué)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(xué)者將探究學(xué)習(xí)分為六種基本類型：實驗性探究、邏輯推理任務(wù)、基于測量的研究、工程性設(shè)計、技術(shù)性設(shè)計、開放性的研究[4]。

施瓦布提出，教與學(xué)應(yīng)該以探究的方式進行，而不是一味的灌輸書本知識。教學(xué)必須讓學(xué)生體驗科學(xué)實驗的過程。因此說，探究學(xué)習(xí)是一種積極主動的學(xué)習(xí)過程。

三、學(xué)科思維訓(xùn)練

思維能力的培養(yǎng)是數(shù)字化時代教育教學(xué)的根本目標(biāo)，包括直接思維訓(xùn)練和學(xué)科思維訓(xùn)練。將思維教學(xué)與學(xué)科教學(xué)相整合，有助于完善對學(xué)習(xí)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(xué)模式下，教師認為學(xué)生只要學(xué)會了學(xué)科知識，自然就會獲得相應(yīng)的思維技能，因此教學(xué)更多側(cè)重對學(xué)科知識的傳授，而思維技能的獲得更多依靠學(xué)生自我摸索，錯失了訓(xùn)練學(xué)生思維能力的機會[6]。

本文中學(xué)科思維訓(xùn)練主要指思維形式的訓(xùn)練，包括概念、判斷、推理、證明等。其中，不同結(jié)構(gòu)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(xué)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(xué)科思維訓(xùn)練的探究學(xué)習(xí)中的優(yōu)勢

移動探究學(xué)習(xí)是移動學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)的結(jié)合，主要指基于移動終端的探究式教學(xué)形式。移動學(xué)習(xí)的本質(zhì)特征為探究學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)囿于空間的限制，學(xué)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(xué)習(xí)難以深入。隨著移動技術(shù)的產(chǎn)生，讓自主探究和合作探究相結(jié)合的探究學(xué)習(xí)形式得到發(fā)展，學(xué)生可以利用移動終端及其相關(guān)軟件隨時隨地查閱資料，隨時隨地進行實驗、搜集數(shù)據(jù)、記錄數(shù)據(jù)。探究學(xué)習(xí)不再局限于教室的方寸之間，學(xué)生可以根據(jù)探究主題，尋求最合適的探究場所，可以是教室內(nèi)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(xué)的開展。

2.抽象思維具體化

移動探究學(xué)習(xí)即利用移動終端及移動學(xué)習(xí)工具，設(shè)計并實施探究學(xué)習(xí)活動。移動終端是移動探究學(xué)習(xí)的基本環(huán)境，移動學(xué)習(xí)環(huán)境為探究學(xué)習(xí)提供了豐富多樣的探究學(xué)習(xí)工具，囊括了多個學(xué)科，主要集中于數(shù)學(xué)、科學(xué)和藝術(shù)學(xué)科（如表1）。

表1 移動探究學(xué)習(xí)工具

其中，數(shù)學(xué)工具是用于展現(xiàn)具體的學(xué)習(xí)模型，供學(xué)生自由變換，進行探究?？茖W(xué)工具多以虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)造為主，主要是將實物虛擬化、立體化，幫助學(xué)生進行空間建構(gòu)。藝術(shù)類學(xué)科工具主要是為學(xué)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(shù)支持，引導(dǎo)學(xué)生進行快速創(chuàng)作。可以發(fā)現(xiàn)，這些移動探究學(xué)習(xí)工具最重要的特征是將抽象的事物具體化，避免了學(xué)生空洞地想象，也有助于增強學(xué)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(xué)習(xí)，更多注重學(xué)生知識的獲取，探究活動偏向探究成果，而忽視了學(xué)生探究活動的組織和實施，無法確保每個層次的學(xué)生都能理解思維的變化過程。而移動學(xué)習(xí)工具，主要是學(xué)科工具，如虛擬實驗室、幾何畫板等，隨著思維的改變，學(xué)生可以隨意更改實驗數(shù)據(jù)，并可直觀看到隨之引起的兩個結(jié)果之間的變化過程。不僅可以啟發(fā)學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生去創(chuàng)新探究，還可以實現(xiàn)個性化教學(xué)。

華南師范大學(xué)李克東教授曾談到，在應(yīng)用技術(shù)優(yōu)化學(xué)習(xí)過程中，可視化學(xué)習(xí)和個性化學(xué)習(xí)在幫助學(xué)生學(xué)習(xí)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(shù)改變了以往思維訓(xùn)練的方式。利用移動學(xué)習(xí)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(xùn)練階段的提升[9]。

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

五、基于學(xué)科思維訓(xùn)練的移動探究學(xué)習(xí)活動

1.理論基礎(chǔ)——薩其曼探究訓(xùn)練模式

薩其曼探究訓(xùn)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(jù)；發(fā)展理論或證實；解釋理論并陳述與其相關(guān)的規(guī)律；分析過程。有效的數(shù)據(jù)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(xué)習(xí)與練習(xí)的結(jié)果。探究訓(xùn)練的第一步就是激發(fā)兒童的好奇心，引導(dǎo)兒童產(chǎn)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(xué)科工具，為移動探究學(xué)習(xí)開展提供了基礎(chǔ)。教師可以利用此工具對學(xué)生進行探究學(xué)習(xí)的引導(dǎo)，為學(xué)生探究學(xué)習(xí)的開展提供思路。

移動探究學(xué)習(xí)終端和工具本身就是探究學(xué)習(xí)的資源，學(xué)生之間可以實時共享數(shù)據(jù)和想法，也可以隨時隨地上網(wǎng)搜集數(shù)據(jù)，或者即時接收教師推送的數(shù)據(jù)。因此說，在移動探究學(xué)習(xí)過程中，數(shù)據(jù)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(xué)習(xí)設(shè)備和工具是學(xué)生實踐猜想的平臺。相比于傳統(tǒng)探究學(xué)習(xí)，移動探究學(xué)習(xí)更自由和便捷，學(xué)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(xué)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(jié)果的上傳和共享。學(xué)生利用移動學(xué)習(xí)終端將探究結(jié)果或探究過程上傳至教師端或分享給每位同學(xué)，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(xué)生的思維。

2.基于學(xué)科思維訓(xùn)練的移動探究學(xué)習(xí)活動

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

基于學(xué)科思維訓(xùn)練的移動探究學(xué)習(xí)活動的第一步即描述問題情境。與傳統(tǒng)探究學(xué)習(xí)不同，教師可以通過移動設(shè)備將問題內(nèi)容推送給學(xué)生，永久保存在移動終端，方便學(xué)生確認和反復(fù)理解。

第二步，選擇合適的移動探究工具進行基礎(chǔ)問題呈現(xiàn)和簡單演示。在初中七年級數(shù)學(xué)課《中心對稱》一課中，教師考慮到學(xué)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(biāo)拖動圖形實現(xiàn)圖形的移動和旋轉(zhuǎn)，讓學(xué)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(xué)生空間想象能力的不足，支持學(xué)生邏輯推理任務(wù)的實施。因此，移動終端環(huán)境下，基于移動終

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