冯丹 丁伟

摘要：深度学习（DL）不仅包含学生的认知过程，也涉及丰富的情感世界。变革性经验（TE）注重知识联系生活、理论联系实际。将TE运用至具体的课堂情境中，促进课堂知识的内化过程，最终达成深度学习目的。着重介绍变革性经验教学方法及其在化学课堂中的实际运用，为广大学者进一步研究深度学习提供方向。

关键词：变革性经验（TE）;深度学习（DL）;高中化学;教学方法

文章编号：1008-0546（2019）03-0008-05 中图分类号：G632.41 文献标识码：B doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.03.002

自《普通高中化學课程标准（2017年版）》提出“核心素养”以来，众多教师在化学教学中思索怎样落实学生“核心素养”的培养目标。其实，本质上而言核心素养与科学素养的三维目标（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观）大体相同，只是前者更注重知识、方法与情感的整体化。

但在实际教学过程中，许多教师仍然追求目标的形式化，忽视学生的真实体验。于是在课堂中就不免出现了一些负面现象：教师教学方式过于单一，学生缺乏兴趣、无自主体验过程;学生对问题的讨论趋于表面化（往往是由于较少联系真实体验过程，使得交流得不到实质性的效果）;教师只关注认知结果，忽视学生在学习过程中的思维方式与情感态度的变化等等。为了更有效地解决以上问题，我国借鉴美国学者提出的深度学习（Deep Learning）理念，制定了符合我国学生学习特点的深度学习概念，即与浅层学习相对，学生能够利用所学知识对已有信息进行批判性地理解（包括分析、解释、说明与评估信息等能力）、整合以重新建构知识，进而迁移运用至生活情境中去认识、解决问题，表现为对学习过程的高度参与和情感内化。

从研究现状看，国内目前对深度学习的探索还停留在认知水平上，尤其是实证研究仍然匮乏，而美国是深度学习的发源地，在这方面值得我们学习、引进。变革性经验教学（The teaching for TransformativeExperience）方法便是促进深度学习的有效方法之一，也就是教师辅助学生自发运用所学知识去感知世界的各个方面，随即评价已有认知带给自己态度、情感上的体验，它包括三个维度——自发运用、感知拓展及经验评价。变革性经验教学法是将TE融入课堂教学的方法，包含一系列可操作的指导步骤，可促进学生投入（Engagement）学习，进而深入理解知识，掌握技能和技术，并且涉及学生丰富的情感世界。

查阅众多文献，许多学者都提出了教学中出现的各种问题以及深度学习的内涵、意义等，但提出解决方法的文章却少之又少。本文着重介绍一种较新的教学方法——变革性经验教学法，并以沪科版“物质变化中的能量变化”为例，简单设计在“能量变化”主题下如何利用此方法引导学生将课堂知识迁移至课外生活，促进深度学习。

一、深度学习

1.内涵及组成

深度学习（study of Deeper Learning）简称DPL，最早是在机器学习领域提出，随后众多有名望的学者对于深度学习的讨论也日渐增多，直至今日这仍然是一个值得深究、探讨的问题。

教育界对于深度学习的定义并非一成不变。美国学者Ference Marton与Roager Salio认为其是相对于孤立记忆与浅层学习的概念。随后Beattie、Collins和Mcinnes三位学者认为深度学习是学生对学习内容的批判性认识，再将原有知识与经验结合。在国内被广泛接受的说法是来自黎加厚等学者的定义：深度学习是一种基于理解的学习，是对原有知识进行再认识、再构建，并批判性地吸收新知识、新思想，从而将众多的思想联系、迁移，最终做出正确的决策与解决问题。总的说来，一般学习是学生基于一定目的（如考试取得高分）通过选择性记忆知识点产生的学习，是表面的、浅显的;而深度学习相对于一般学习，学生若在教师引领下通过某一主题的学习，能运用学科思想/观念（如化学学科的平衡观、能量观等）、方法（如举例、解释、迁移、分析、总结等）解决问题，并产生认知、情感等方面积极、有意义的体验，即被认为产生了深度学习。

目前对深度学习的说法主要有三种，即学习方式说、学习过程说和学习结果说，这三种方式展现了深度学习的发展历程，也包含了深度学习的不同组成，有交叉也有侧重，大致如图1所示。课堂中的深度学习是让学生有机会实践且体验自身所学，具有高度参与课堂的意识，掌握学科本质及思想方法，同时也有及时的情感内化。

现如今，我国对深度学习的认知水平及问题解决等方面的研究较多，但对学生的情感投入方面并没有提出良好的教学方式，因此，本研究着重关注学生知识学习过程中的情感体验，找寻一种教学方法能有效运用于高中课堂中。

2.研究进展与方法

深度学习的理念最初由美国的专家学者提出，并进行了大量的实证探究，在大学及高中教育中都取得了显著的效果。中国大约在2005年左右引进深度学习理念，但当时还未引起广泛的关注，直至2010年，国内众多的学者才开始注意到这种新兴理念，掀起了一股DPL风潮。

随着国内外对深度学习不断的研究，教育学者们渐渐由关注学习方式过渡到关注学习过程，由学生对知识的理解过渡到态度与价值观的培养，整个过程更是强调学生的高行为投入与高情感投入。

目前，对于深度学习的研究方法，从教学设计层面的有思维导图教学、案例教学、基于问题的教学、探究性教学、小组合作学习等;从学校变革层面的有家校结合教学、个性化教学、走班制教学、心理咨询系统教学等。丰富的教学形式能让学生从认知、行为以及情感方面得到极大的提升，自发产生对学习的兴趣，并将课堂所学迁移至生活情境中去。在这个层面上，不得不提到一种新的教学方式--变革性经验教学法。

二、变革性经验教学法

1.内涵及组成

变革性经验（Transformative Experience），简称“TE”，最初是由Pugh在杜威经验论与Girod审美论的基础上提出来的。它是学生在经过设计的教学指导下获得的有意义的学习体验，具体指学生将课堂中习得的科学概念（Concept）迁移至课外生活情境，通过自发的行为改变看待事物的方式，从而产生价值观（情感、态度）的转变。整个过程实质上是将课堂认知内化为一种思想、经验，从而达到对知识的深层次学习。

变革性经验具有三个维度：自发运用（Activated llse）、感知拓展（Expansion of perception）和经验评价（Experiential value），简称“ucv”。“自发运用”是指学生能够将课堂情境中所学的科学知识，自发地运用到课外情境中，是课内与课外的有机结合;“感知拓展”是指通过自发运用所学内容到生活情境中后，学生能以一种全新的方式或者更加科学的方式看待问题;“经验评价”是指经过前两个过程，学生在情感、态度上产生有意义的价值体验，这种体验也能进一步转化为学生生活中的经验，对生活习惯、方式等具有积极的影响。

变革性经验教学法与传统教学方法有着本质区别，后者一般是通过教师对知识点细致的讲解使学生掌握大量知识的教学方法，注重教师的讲及认知结果。而变革性经验教学法则弥补了传统教学法的缺陷（忽视学生的认知过程、知识的迁移及情感体验等），是教师通过亲身经历的TE例子运用至课堂中以引发学生探索自身TE的教学方法，大体流程如图2所示。在某一主题下教师向学生阐述自身的变革性经验案例，并鼓励、指导学生寻找生活中的TE例子，由小组讨论到班级讨论，通过同伴相互交流、教师协助以促进学生对概念的深层次理解，从而达到深度学习的目的。教学过程包含了批判性思维方面的训练，学生对教师的TE案例分析、推断，找出其中涉及的中心概念及蕴含的科学方法、观念，迁移至自身寻找相应主题下的TE例子，分析、解释事例中如何具体体现变革性经验的三个维度（自发运用、感知拓展、经验评价），并评估自己从中获得怎样的情感体验或能运用此中方法、观念解决哪些实际问题，帮助做出怎样合理的决策。

为了更好理解此概念，这里举一个例子（化学平衡）加以解释，在指导时教师可阐述：“在我了解化学平衡的概念之后，我寻找生活中关于化学平衡的例子（自发运用），一次喝可乐时，喝之前我无意识晃动了瓶子，打开之后气泡四溢。我思考产生这种现象的原因，碳酸饮料中含有大量的碳酸，而碳酸非常不稳定，温度稍高、压强稍低都极易挥发出二氧化碳气体，在晃动的时候摩擦生热，打开瓶盖时瓶子内部压强由原先的高于外界大气压转变为与外界大气压相当，这两个原因使二氧化碳气体从液体内部剧烈产生，造成气泡四溢的现象（感知拓展）。如此解释后，我感到化学平衡与我们的生活息息相关，这让我觉得十分有趣，并且我以后喝碳酸饮料之前，都会注意不晃动瓶身（经验评价）。”教师阐述自己亲身经历的有关“化学平衡”现象的事例，并引發学生对“平衡观”（一种化学观念）的分析、推论、迁移，积极寻找及体验生活中的“化学平衡”，随后再由小组讨论个人体验到班级分享。整个教学过程系统、可操作，能让学生切实地结合理论与现实，充分调动学习兴趣，培养了学生带着疑问观察生活的探究精神，并且在学生实际体验之后的讨论会变得更加有趣，印象更加深刻，避免了空谈、面面相觑的尴尬现象。

2.研究进展

要了解一个概念，除了明白其定义与组成，我们也需要对其的发展历史有所了解。早在1938年Deway就提出教育的力量是学生能够利用已建构的知识去影响每日的生活，学习与经验（Experience）是相互关联、相互促进的。2016年，Xie等学者第一次以实证研究向人们证明了变革性经验可以维持学生的学习兴趣及抑制学习动机的下降，而Pugh也在2011年证实了具有变革性经验的学生会促进他们在校外对STEM相关话题的投入，并更加重视与个人相关的学校教学内容，Heddy（2017）等学者也通过实证研究揭示了变革性经验教学可以促进学生对校内知识的校外投入，且对学习兴趣也有积极的影响，再者，Girod与Twyman等许多教育专家也都发现了变革性经验教学方法能够有效促进学生的深度学习。

从大量的实证研究中不难发现，具有变革性经验的学生，会发生对校内学科知识的高情感及高行为投入，会产生校内至校外的知识迁移，从而达到对知识的深度认识。可惜的是，国内对TE教学方法的研究还十分薄弱，众多文献关注如何提高学生的知识成就，忽视了学生的情感体验。下文以沪科版化学教材“化学变化中的能量变化”详细阐述如何将变革性经验教学方法应用于高中化学教学中。

三、课堂教学中的变革性经验法——以“化学变化中的能量变化”为例

1.“化学变化中的能量变化”

在中学，常常会有学生将内能与化学能的概念混淆，在学习“化学变化中的能量变化”之前，我们应该要对内能及化学能的概念有清晰的认识。能量是一个静态的物理量，不可直接观察得到，而需要借助其他物理量的测量间接获得。

自然界的能量大体而言，可以被分为两大类：一类是机械能，指宏观状态下物质的动能、重力势能及弹性势能的总和，这在高中物理中有所涉及;另一类是内能，指微观层面上构成物质的所有微粒无规则运动的动能和微粒相互作用的势能总和，即物质所具有的总能量。而我们高中化学涉及的反应均是处于分子层面的，因而谈到的内能均是指分子间及分子内的能量。沪科版对于化学能的定义是：“各种物质内部均储存着能量，这种潜藏在物质内部、只有在化学反应时才释放出来的能量，称谓化学能。”从这句话可以知道，化学能是物质内能的一部分，只有在发生化学反应时才会产生。众所周知，物质的体系不同，内能便不同，在化学变化中，物质体系发生改变，则反应物一生成物的过程中，势必会发生能量的变化。

“化学变化中的能量变化”选自沪科版化学教材必修一第四章节的第二小节。在此之前，学生已经学习过物质在溶解过程中的能量变化，即物理变化，这一小节主要讲述物质发生化学变化时，也伴随着能量变化。书中讲述了能量变化的两种形式，即化学能一热能（研究吸热与放热反应）、化学能一电能，这两种能量转换方式分别有相应的探究实验来帮助学生理解，前者是中和反应的热效应（P83），后者是铜一锌原电池反应（P89）。但值得提出的是，这两种实验均是对课堂知识的加深，并未过多涉及学生的情感迁移，这就需要教师在教学中寻找方法，让学生能将课堂知识带到课外，从相应主题提取思想方法解决身边的问题。

2.TE法用于“物质变化中的能量变化”的教学片段

回想教学三维目标--知识与技能目标、过程与方法目标及情感态度与价值观目标，可以看出关注学生的情感体验也是大纲要求教师需要做到的，但往往因为高考只考查学生知识点的掌握情况而被忽视，这种忽视也造成了许多教学方式表面化，未将学科、社会及学生的个人价值观相结合。比如学习“能量”，如果教师仅仅将书本知识灌输给学生，再以两道练习题稍加巩固，也只能让学生简单理解教师所讲的内容，而未形成从“能量观”看待问题的视角。所以，有必要增加其他教学方式来促进学生对能量变化概念的再吸收与转化，将抽象的概念知识与个人体验、情感结合，帮助学生从能量观的角度去解决生活中的相关问题，促进深度学习。而变革性经验教学方法很好地弥补了思想方法缺失的问题，教师在讲完知识之后，以自身经历引导学生带着对“能量”概念的理解体会生活中的一些事情，学生感悟、思考、寻找案例，再小组、班级交流、反思、表达，能够从亲身体验及同伴讲述中内化这一概念，并且形成从“能量”角度看到问题、解决问题的思想方法，达到深度学习的目的，如图3教学流程图所示。

教师设置隋境帮助学生回忆溶解、吸热与放热反应，以硫酸的溶解为例。教师请学生上台操作稀释硫酸的过程，学生操作完毕后，教师询问操作是否规范并让学生回答为何要这样操作，学生指出：“因为硫酸溶解会释放大量的热，且水的密度比硫酸小，会浮于硫酸表面，这样的话，放出的热量会使水四处飞溅，具有危险性。”教师称赞学生的回答，并向所有同学提问：“那么，请同学们思考一下，硫酸溶解为何会放出这么多的热量呢？这热量从何而来呢？”学生翻书并回答教师的提问：“是由扩散的物理过程及水合的化学过程产生的，并且水合过程放出的热量远远大于扩散过程吸收的热量。”“非常好，溶解既具有物理过程，又具有化学过程，具体是吸热还是放热要看两个过程的能量高低”，教师点头总结。继而自己举例引导学生思考生活中的有关能量变化的事例，“我们知道，不单单是物质的溶解具有能量变化，我们生活中还有许许多多与能量变化相关的例子，比如说我们知道木材燃烧可以放出热量，因为发生了碳与氧气的放热反应，这个认识让我们在冬天能够达到取暖的目的，并且如果要外出探险的话带个打火机是非常有必要的。好的，之前预习的时候已经让同学们去寻找了生活中有关能量变化的例子。接下来就请分成小组讨论一下吧。”

学生在领悟了教师变革性经验案例的含义之后，分组讨论、分析其中涉及的TE三个维度的体现：首先在“能量变化”这一主题下，教师自发运用了碳与氧气燃烧放出大量的热这一化学原理;继而将此原理拓展至现实情境中，在冬天可通过此反应产生的热量来给身体供暖，不至于使自己受寒冷侵袭而无法可寻;最后评价化学原理对生活的实用价值，可以帮助我们做出一些正确的决策，比如外出探险在提供热量方面则只需要携带打火机或火柴即可，因为碳源自木材，氧气源自空气。继而互相讲述自己的例子并解释原因，目的是通过同伴间的交流使同等水平的思维产生碰撞，更能帮助学生产生知识的再生产。当然，在整个讨论过程中，教师应在教室来回走动，倾听学生讲述的案例，给予鼓励并在必要时提出相应指导。而后教师请各小组代表在班级上分享讨论的结果，如有同学会说：“暖宝宝会产生热量，因为暖宝宝里面有铁粉和碳粉，一开始无纺布阻碍了空气的进入，反应未发生，而后揭开无纺布，有空气进入便发生了反应放出热量。这个反应大大改变了人们使用炭火取暖的方式，方便又清洁。这让我觉得化学是与我们息息相关的，并且可以改变人们的生活方式，为社会发展带来了进步。”教师补充：“这位同学选取的例子很好，暖宝宝是大家日常生活中非常熟悉的事物，都知道它能贴在衣物上为人们供暖，但是其中究竟又是如何呢？从能量的角度去思考这个问题，应该是发生了某种化学反应的结果，这一原理使人们取暖的方式发生了改变，由最初的烤火取暖到如今天然、无害的贴身取暖，可以看出技术发展给人们的生活带来了巨大改善。诸如此类的，同学们还有其他的案例么？”另一个小组的同学举手作答：“现在的家庭几乎都有汽车，汽车改变了我们现代生活的出行方式，以前一直不明白也没有想去探索的心思，但是学完能量变化之后，我开始思考其中的原因。物理和化学中都讲过能量在一定条件下可以相互转化，那么究竟是什么能量转化为动能为汽车的前进提供了动能呢？为了解决这个问题，我询问父母并且自己翻阅各种资料，最终明白了是石油燃烧将储存在石油内部的化学能转化为热能，而发动机将这些热能转化为机械能从而促使汽车移动。我开始真正感受到原来能量的形式真的是多种多样的，通过一些操作便可以使其相互转化，我很敬佩那些能利用基本原理创造新事物的人们，他们让我们的生活变得如此美好，所以今后我要好好学习化学知识，并要留心生活中的点点滴滴，要思考很多事情发生的根本性原因。”教师称赞学生并给出相应评价。

通过班级同学分享自己的TE例子，不仅可以让学生通过综合、概括、总结小组各成员的发言，真切地体会到讨论的意义，碰撞出思想的火花，还可以锻炼学生的表达能力与勇气。在整个思考、讨论、分享TE的过程中，学生得到了批判性思维的训练，期间运用了分析能力、解释能力、说明能力、评价能力等一系列cT技能与寻求真理、自信心、求知欲等一系列cT倾向。从教师层面，可以观察学生讨论与表达中对能量变化知识的掌握情况，有益于后续针对学生的个人差异进行相应辅导。再者将变革性经验教学方法融入“能量变化”教学中，也符合化学学科核心素养的培养，不仅可以扩大学生对能量变化的社会认识，让他们将课堂所学紧密联系生活实际，产生积极的情感体验，还加强学生的化学思想与方法，从“能量观”的角度看待、思考世界。

四、結论

大量研究证明将TE教学方式运用至课堂教学中，有助于学生理论联系实际，并在探索事例的过程中获得积极的情感体验。而深度学习的培养要素中正是包含了此要点，即在学习了某一相应主题之后，学生产生了认知、思想方法、情感等方面的促进。当然，为了保证学生课后TE的有效产生，家长可以作为有力的干预手段，对学生进行监督，许多研究家校合作的文献也证明了家长的参与对学生的学习具有积极的促进作用。

变革性经验教学法作为一种新兴的教学形式，能让学生产生深度学习，但与此同时也给教师带来了艰巨的任务。教师一方面需要充分了解相关概念的TE例子，结合例子为学生演示如何将知识概念与自身、与社会联系起来，让学生产生兴趣，另一方面教师需要时时关注学生是否产生了相关的情感体验，要尽量能关注到每一个学生，根据不同学生的个性特征及差异提出相应的解决措施。

现如今，国外对变革性经验教学方法虽有一些实证研究取得成果，但这种教学方法目前仍然处于探索过程中，而我国对这方面的研究还处于萌芽时期，因此还需要教育界各人士多关注、研究，使其更适应我国中学生的学习特点，并且多多挖掘、探讨促进学生深度学习的教学方法。