基于电子书包的自主探究学习模式实践策略

□孙 唯

人工智能、大数据、区块链等技术的迅猛发展，将深刻改变人才需求和教育形态。2018 年，教育部印发的《教育信息化2.0 行动计划》提出，“站在新的历史起点，必须聚焦新时代对人才培养的新需求，强化以能力为先的人才培养理念，将教育信息化作为教育系统性变革的内生变量，支撑引领教育现代化发展，推动教育理念更新、模式变革、体系重构”。可见，转变教育观念，改变教与学的方式，尊重学生的主体地位，关注学生成长，学校工作才能回归教育本质；聚焦核心素养，融合信息技术，创新教与学模式是顺应时代发展的必然选择。

一、基于电子书包构建自主探究学习模式的思考

电子书包是一类嵌入式计算机系统设备，将“云学习”的概念和技术发展结合起来，具有很强的交互性、体验性、开放性、富媒体性和针对性，使教学从传统的“以教促学”转向“以学促学”，为自主探究学习得以有效开展提供了无限可能。电子书包学习模式是在建构主义学习理论指导下，以电子书包为环境，以学生自主探索学习为主要方式，以自主建构知识形成学习能力为目的的较为稳定的教学活动结构框架和活动程序。[1]电子书包学习模式虽对学生和学校的发展都十分有益，但大多数研究还停留在理论探讨的层面上，只在部分学科开展了基于传统学习模式的初步实践，鲜有应用电子书包来转变传统的学习模式，促进课堂教学融合创新发展的研究与实践。

北京教育科学研究院旧宫实验小学始建于2014 年，办学条件比较现代，加之教师年轻学历高，具有良好的信息素养，基于此，学校提出了“开启智慧教育、奠基幸福人生”的办学理念。在办学理念的指导下，学校以北京市“十三五”规划课题“基于电子书包的自主探究学习模式实验研究”为抓手，发挥信息技术优势，创新课堂教与学模式，打造了智能化、泛在化、个性化的学习空间，整合多元、丰富、立体的学习资源，利用电子书包中的学习资源平台，构建不同学科、不同知识类型的学习路径和技术应用策略，设计自主建构的活动过程，推送引发深度理解的思维工具，为学生的自主探究学习提供了有效的学习时间和空间，有效提升了学生的思维品质和解决实际问题的能力。此项研究建立了包括技术、策略、模式等在内的一套教育发展支撑体系，为破解教育难题、引领学校发展，支持教育数字转型、智能升级、融合创新，进行了积极的探索。

二、支撑自主探究学习的电子书包环境构建策略

基于学校办学实际，为支撑自主探究学习的电子书包环境，我们从网络学习空间、学习工具、学习资源三方面进行探索，以实现资源共享，促进学生探究学习，让学生有内容可学，有兴趣乐学。

（一）搭建互动的学习空间

基于云平台，学校搭建了个性化的网络学习空间。在空间内，师生可以利用互动操作、邮件、留言等手段推送、共享学习资源，以实现教学效果的最大化。学习资料的上传及分享，为学生学习资源的获取和传递提供了便利，同时促进了师生、生生的相互交流。

（二）构建智能的学习工具

基于自主探究学习方式构建智能的学习工具。在电子书包中构建了集学习任务、学习资源、编辑工具和评价系统于一体的智能学件，以满足学生探究学习的不同需求。

（三）推送丰富的学习资源

鼓励教师创作和改进“为我所用”的微课资源。教师通过分析学科知识点、重难点和易错点，设计制作微课。这些微课具有还原知识的形象化、追求知识的生活化、促成过程的激趣化和信息呈现的立体化的功能。微课不但能激发学生的学习兴趣，而且能支撑学生自主选择学习时间、地点和学习的强度、频率。

三、基于电子书包的自主探究学习模式解构

学校初步探索了以语文、数学、英语三个学科为主、不同知识类型、不同活动主题的学科教学模式。

（一）基本思路

以建构主义为基本理论支柱，创设贴近实际的情境，给出让学生感兴趣、值得研究的问题或任务，进行任务驱动；创设探究学习环境，提供丰富便捷的探究工具，支撑构想发现；借助电子书包的交互功能使学生经历完整的探究过程，实现探索体验；搭建网络学习空间，共享学习成果；模拟仿真环境，支持综合运用。

（二）模式解析

借助电子书包，构建智能化环境，为学生提供多元的学习场、丰富的体验、多样的学习策略，促进学生经历发现、构想、探究、验证的过程，自主建构知识的规律和方法，以达到培养学生的思维品质和解决问题能力的目标。

在该目标的引领下，学校建立了“问题需要—发现构想—假设验证—优化评价—总结提升—迁移应用”的自主探究学习活动框架和程序（见图1）。

图1 自主探究学习活动框架和程序

学习模式、学习行为和电子书包三者关系为：学习行为是学习模式下学生的具体表现；学习模式是学习行为的流程化；电子书包是展开学习行为和构建学习模式的保障。

1.问题需要

引导学生发现应用已有的知识已无法完成的任务，产生问题情境，此时，问题需要被学生提出来。

2.发现构想

引导学生探索解决问题的方法，得出初步结论。

3.假设验证

提供探究环境与工具或者有助于知识理解的资源，帮助学生完成对假设的验证。

4.优化评价

通过共享学习成果，配合多样化的评价方式，修改、完善知识和技能的获得。

5.总结提升

引导学生梳理方法、规律，利用生活中复杂的综合性问题，训练学生对知识、方法的掌握情况。

6.迁移应用

帮助学生实现方法迁移，拓展方法应用。

（三）不同学科基于电子书包的自主探究学习模式

学校以教学活动为基础，提炼出了语文、数学、英语等学科主要学习领域的学习模式（见表1）。

表1 不同学科模式框架

对于学科模式，从学科教学特点规律、学生学习存在的困难、传统教学的不足和电子书包具有的优势这些方面进行初步分析，在此基础上，构建学科教学模式框架并开展课堂教学应用。下面以数学图形与几何学习模式为例进行具体说明（见表2）。

表2 数学图形与几何学习模式基础分析

数学组教师设计了基于电子书包的图形与几何专题教学课，形成“任务驱动—观察猜想—形成假设—交流分享—归纳梳理—拓展应用”框架模式。

1.任务驱动

根据教学需求，为学生营造感兴趣的任务情境，创设发现问题的条件和提供表达问题的思维工具。通过创设与实际相关的情境，吸引学生的注意力，引起他们的学习兴趣，开始真正的深度学习。

2.观察猜想

学生对情境中展现的若干交织的问题进行梳理，找出核心关键问题，并提出自己对这些问题的看法和初步的解决思路。注重引导学生经历数学化的过程，通过线索逐层剖析，帮助学生体会探索的快乐。

3.形成假设

促使学生利用电子书包提供的丰富资源，利用电子书包的交互、模拟等手段，通过自主探究的方式，验证猜想。在学生探索操作的过程中，教师通过监控系统实时了解每位学生的操作情况，及时对学生出现的问题进行讲解。

4.交流分享

学生利用学习空间、学习工具、多维电子教材、虚拟工具、专题网站等，展示自己的探索过程与体验收获，通过师生、生生交流，形成集体智慧。

5.归纳梳理

教师引导学生归纳方法，学生边在电子书包上操作演示，边解释理由，即回顾自己和小组成员的探究合作学习过程，形成解决问题的规律方法，完成新知识的最终建构目标。

6.拓展应用

教师利用图像与音视频、虚拟工具等，将现实生活中的新问题呈现给学生后，由学生利用具有交互性、难易程度不同的网络题库、练习动画等完成巩固、应用。

四、基于电子书包的自主探究学习模式应用成效

通过对基于电子书包的自主探究学习模式的课堂实施和实施效果进行调查分析，笔者发现，该模式不仅能够培养学生的思维品质，提高学生解决问题的能力，还对教师、学校的发展起到了促进作用。

（一）促进了学生的高阶思维发展

笔者从学生的高阶思维发展的八个维度出发进行了描述性分析（见图2），发现前测、后测的八个维度，经统计检验均呈现出显著性（p＜0.01），意味着前测、后测样本对于高阶思维发展的表现均有着差异性。

图2 基于学生的高阶思维发展的八个维度统计结果

从五个思维品质出发进行描述性分析（见图3），发现前测、后测的五个思维品质，经统计检验均呈现出显著性（p＜0.01），意味着前测、后测样本对于高阶思维品质五个方面的表现均有着差异性。

图3 基于思维品质的描述性统计结果

通过对学生高阶思维发展的调查分析，证明了基于电子书包的自主探究学习模式的实施有利于培养学生的高阶思维。参与模式研究的学生的推理与决策能力、创造性思维能力、自我调节学习能力、问题解决能力、元认知与反思性评价能力、自我效能感、思维的批判性与独创性表现稍好，这在很大程度上与学生对学习模式的认同、自信相关；同伴情感支持、思维的灵活性与敏捷性表现最好，这主要得益于各学科总结的具体教学模式的有效实施；思维的深刻性、批判性思维能力表现相对较差，需要进一步开展研究。

（二）提高了多个学科的教学效果

通过实施电子书包环境下语文识字学习模式，对学生的识字量、识字方式和学习生字的兴趣都起到了促进作用；数学的图形与几何学习模式，可以引导学生有梯度地掌握学习规律，有效建立空间观念，发展空间想象能力及推理能力；英语的自然拼读学习模式，有助于学生掌握英语自然拼读的规律和方法，为大量阅读奠定坚实基础。

（三）有效培养了学生的学习和问题解决能力

本成果通过任务驱动，在真实情境下，激发学生主动解决问题的需要。电子书包提供的探究环境、交互工具与微课资源，提高了学生主动获取知识的能力，让学生经历发现、提出、分析和解决问题的全过程。学生在探究学习过程中，不断克服困难，积累活动经验，优化解决问题的方法、策略，实现了提高学生解决问题能力的目的。

（四）促进了教师的专业发展

研究活动提高了教师使用现代教育技术的积极性及教学技能，促进了教师的专业化发展，教师理论水平逐步提高，科研能力日益增强。教师的教学观念进一步更新，教学方式进一步转变，驾驭课堂的教学能力也有了可喜的提高。

（五）促进了学校课改的新发展

教师在此次科研工作里积极进取，推动了学校课改的深入开展，全面提高了学校的教育研究整体水平，起到了科研兴校的作用，为培养研究型人才打下了坚实的基础。基于该模式下开展的多学科电子书包课例研究，学校构建了匠心独具的校本课程，体现了蓬勃向上的教科研风貌。

五、基于电子书包的自主探究学习模式研究反思

基于电子书包的自主探究学习模式丰富了用教育信息化推动教育理念更新、模式变革的理论体系，在一定程度上达成了学生自主建构知识、形成高阶思维能力的目标，体现了技术环境下教学的特定性、个性化及分层教学的诉求。但目前的研究更多的是基于学校师资力量和学生情况分析开展的教学实践研究，严格意义上还缺乏系统化、标准化以及具有可操作性的评价指标体系，尤其是距离教育主体、信息技术与教育价值的融合以达成深度学习的目标尚有差距，在后续的研究中需要完善以下工作。

（一）进一步挖掘电子书包的功能

技术与教育的融合，是复杂、动态、多维的，教师需要理解信息技术使用的真实意义。一方面，需要由单一课例开发向单元课例开发转变，满足学生深度学习需求；另一方面，需要由零散的资源建设向套件资源建设转变，满足学生个性化学习需求，提升学生学习效能，从而促使其更加积极主动地参与学习活动，真正实现自主学习。

（二）进一步提升教师的研究能力

一方面，教师可以将优质资源作为学习研究的材料，为其所用，进一步改善自己的教学行为；另一方面，教师可在现有资源基础上，进一步提升信息化素养，引导学生有效利用信息化途径，寻求更丰富、更个性化的资源，以实现更有效的学习。教师应在不断的实践探索过程中，反思并积累知识与经验，提高知识联通能力，实现智慧时代下自身专业的不断发展。

（三）进一步完善学习评价机制

首先，要进一步扭转学生学习的应试倾向，建立目标多元、方法多样、以学生为主体、考察学生素养的评价体系。以社会需求为导向，以学生生活经验为基础，让学生在获得知识的同时，培养高阶思维与解决问题的能力。其次，进一步认识不同学科、学段高阶思维发展的规律，设计一套更加科学合理的评价量表，对模式的应用效果进一步调研、思考、分析，总结出不同学科教学中有效培养学生的经验做法，进一步优化学科的学习模式。