江蘇省震澤中學(xué)（215200）李 暉

江蘇蘇州灣實(shí)驗(yàn)初級(jí)中學(xué)（215200）汪阿運(yùn)

一、經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)的起源

自1969 年庫伯提出經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)圈理論起，距今已50 年有余。國外《模擬與游戲：跨學(xué)科期刊》刊發(fā)了許多關(guān)于經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)理論的文章，大力推動(dòng)了經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)理論的應(yīng)用與實(shí)踐。經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)理論研究是一個(gè)高度跨學(xué)科的研究，在許多領(lǐng)域延伸出的學(xué)習(xí)與教育問題中，經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)理論都有著非常好的指導(dǎo)作用。經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)理論立足于人類文明發(fā)展的現(xiàn)狀與基礎(chǔ)，著眼于更高層次、更高級(jí)別知識(shí)的學(xué)習(xí)需求，在現(xiàn)有和未來之間搭建橋梁，通過經(jīng)驗(yàn)的轉(zhuǎn)換來創(chuàng)造知識(shí)，認(rèn)為知識(shí)源于經(jīng)驗(yàn)的升級(jí)和轉(zhuǎn)換，可以通過具體經(jīng)驗(yàn)和抽象概念構(gòu)建知識(shí)。對(duì)知識(shí)的構(gòu)建呈現(xiàn)螺旋狀態(tài)，經(jīng)歷經(jīng)驗(yàn)、反思、啟示、行動(dòng)等過程完成對(duì)知識(shí)的主體架構(gòu)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會(huì)有許多純粹經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)學(xué)習(xí)主體與這些純粹經(jīng)驗(yàn)相互作用時(shí)，這些經(jīng)驗(yàn)才會(huì)成為經(jīng)驗(yàn)對(duì)象，經(jīng)驗(yàn)對(duì)象既是人們學(xué)習(xí)仿造的主體，也是人們學(xué)習(xí)過程中的一面鏡子，人們可據(jù)此抽象、概括出一種模型或反例。經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)是一種自然而然的學(xué)習(xí)，對(duì)問題解決有很好的啟示作用。

二、深度學(xué)習(xí)的發(fā)展

深度學(xué)習(xí)一詞從之前的預(yù)熱到現(xiàn)如今的火熱，基本統(tǒng)一了人們對(duì)先進(jìn)學(xué)習(xí)模式的訴求。深度學(xué)習(xí)不僅追求更高水平和更深層次的認(rèn)知發(fā)展，還包括個(gè)體情感、意志等全方位的投入。全視角下的深度學(xué)習(xí)更加貼合當(dāng)下的育人要求。學(xué)習(xí)本身不是一個(gè)孤立的行為，知識(shí)傳授不是冰冷的貨品傳輸。我們更加注重知識(shí)的獲取路徑，更加注重對(duì)知識(shí)獲取的有效性，因?yàn)槲覀兣囵B(yǎng)的是問題解決者和時(shí)代領(lǐng)跑者。學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展應(yīng)與生活環(huán)境緊密聯(lián)系、相互作用，是知識(shí)與能力、個(gè)體發(fā)展與社會(huì)意義的雙重建構(gòu)。回顧過去，任何知識(shí)的產(chǎn)生都需要內(nèi)容與載體，我們?nèi)绻麑⒅R(shí)當(dāng)作一個(gè)現(xiàn)成的作品看待，將錯(cuò)過很多知識(shí)之所以成為知識(shí)的“沿途風(fēng)景”。居高臨下的知識(shí)體系雖然系統(tǒng)、集約而高效，但是與學(xué)生當(dāng)下的經(jīng)驗(yàn)體系距離較遠(yuǎn)。我們不妨嘗試將結(jié)構(gòu)化的知識(shí)還原打開，還原其發(fā)展的歷程，因?yàn)橹R(shí)也是由當(dāng)初未成熟的初始經(jīng)驗(yàn)，歷經(jīng)人類生產(chǎn)生活不斷檢驗(yàn)求證所得。這樣我們既以兒童的經(jīng)驗(yàn)為起點(diǎn)，為兒童經(jīng)驗(yàn)與課程知識(shí)搭建一個(gè)橋梁，又保證教師指導(dǎo)的方向性與有效性，讓教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐不再脫節(jié)，成為有機(jī)的整體。

三、經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)促進(jìn)深度學(xué)習(xí)

經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)教學(xué)要基于學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)，以學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)作為教學(xué)的起點(diǎn)和出發(fā)點(diǎn)。但是學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)又不是普通意義上的生活經(jīng)驗(yàn)，它是多層次而又內(nèi)涵豐富的。傳統(tǒng)教育將知識(shí)看作是歷史產(chǎn)物，知識(shí)是一件已經(jīng)被完成的作品，從經(jīng)驗(yàn)生長的角度可知，最終看到的知識(shí)是人類在歷史實(shí)踐中不斷試錯(cuò)、檢驗(yàn)、糾正和再驗(yàn)證得到的，它是經(jīng)驗(yàn)經(jīng)歷時(shí)間實(shí)踐和系統(tǒng)化抽象概括的結(jié)晶。要想讓這些靜止的作品變得鮮活，就必須把它還原再打開，從而促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。筆者以“溫度”一課的教學(xué)為例，從整體架構(gòu)上把握溫度計(jì)的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生體驗(yàn)溫度計(jì)設(shè)計(jì)的變革，既能源于學(xué)生基礎(chǔ)經(jīng)驗(yàn)，又能從溫度計(jì)的構(gòu)造上高屋建瓴。下面就案例設(shè)計(jì)做一些簡述與思考。

（一）感知與思考

以生活中常見的云、雨、霜、雪、霧、露的形成與學(xué)生互動(dòng)。同樣的水為什么會(huì)有這么多不同的表現(xiàn)形式？引導(dǎo)學(xué)生思考影響這些物態(tài)變化的主要因素是什么，為課堂研究主題點(diǎn)睛破題。再結(jié)合天氣預(yù)報(bào)對(duì)氣溫高低的描述，捕捉溫度的概念：描述物體的冷熱程度?？此坪唵蔚慕虒W(xué)引入，實(shí)則將生活經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)學(xué)習(xí)區(qū)分開了，這樣就有了初步的抽象化和專業(yè)化。例如生活中對(duì)溫度的單位通常描述為“度”，物理學(xué)中描述為“攝氏度”。在感受冷熱程度環(huán)節(jié)，教師可用最經(jīng)典的冷熱對(duì)比實(shí)驗(yàn)。經(jīng)典實(shí)驗(yàn)如同真理一樣迷人，不是推倒換新就是創(chuàng)新，教師主導(dǎo)的創(chuàng)新應(yīng)從課堂邏輯入手，立足課堂實(shí)際局部進(jìn)行因地制宜的創(chuàng)新，讓學(xué)生知道僅憑感覺測溫是不可靠的，從而引導(dǎo)學(xué)生思考問題的解決方法。從定性比較過渡到定量比較是一個(gè)很大的思維跳躍。量化是一種實(shí)驗(yàn)思維，也可以理解為具體經(jīng)驗(yàn)過程，其過程必然伴隨著反思性觀察。以觀察促反思，以反思指導(dǎo)更進(jìn)一步的觀察，螺旋遞進(jìn)上升。

（二）設(shè)計(jì)與改良

以四百多年前伽利略制造的第一支氣體溫度計(jì)（如圖1）作為溫度計(jì)設(shè)計(jì)的開端，實(shí)物重現(xiàn)并現(xiàn)場演示由溫度變化帶來液柱的升降，引導(dǎo)學(xué)生思考液柱上升和下降的原因。液柱作為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)對(duì)象，其高度的變化在小學(xué)科學(xué)里已經(jīng)學(xué)過，并且感知了物體的熱脹冷縮。有了小學(xué)科學(xué)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，那些得到驗(yàn)證和檢驗(yàn)的科學(xué)經(jīng)驗(yàn)可以使學(xué)生順利遷移到氣體溫度計(jì)的原理——利用氣體的熱脹冷縮，同時(shí)，教師也同步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。此處的認(rèn)知生長看似簡單，其實(shí)蘊(yùn)含著一種非常重要的物理思想方法——轉(zhuǎn)換法，教師可引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中體會(huì)。對(duì)氣體溫度計(jì)，液柱高度的變化是一個(gè)力學(xué)平衡問題。初二學(xué)生在初學(xué)物態(tài)變化時(shí)，力學(xué)知識(shí)體系還未建立，對(duì)物體受力分析的能力還不夠，尤其是還涉及大氣壓的作用。在處理相關(guān)問題時(shí)，可將液柱原始高度作為一個(gè)初始狀態(tài)，只考慮玻璃泡中氣體對(duì)液柱的壓力作用。教師可現(xiàn)場演示用熱毛巾熱敷，液柱下降；用吸有冰水的毛巾冷敷，液柱上升。說明加熱狀態(tài)下，氣體對(duì)液柱的壓力變大，而降溫時(shí)，氣體對(duì)液柱的壓力變小。這樣，學(xué)生直觀感知了氣體的熱脹冷縮。在已知冷熱毛巾溫度的前提下，嘗試對(duì)其標(biāo)記刻度，其刻度大小分布自上而下是由小變大的，有別于生活中常見的溫度計(jì)。直觀的展示與自主的經(jīng)驗(yàn)生長，讓學(xué)生對(duì)氣體溫度有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，啟發(fā)學(xué)生思考?xì)怏w溫度計(jì)的缺陷：第一，體積較大，不易攜帶；第二，液柱高度受大氣壓的影響，不能準(zhǔn)確反映物體的冷熱程度（這是一個(gè)非常致命的缺陷，因?yàn)樽鳛闇y量儀器，其測量準(zhǔn)確度不夠）。后來，法國科學(xué)家雷尹對(duì)此進(jìn)行了改良，將伽利略設(shè)計(jì)的溫度計(jì)倒過來（如圖2），利用玻璃瓶中的水熱脹冷縮實(shí)現(xiàn)液柱的上升或下降，此次改良讓溫度計(jì)變得方便攜帶，也能相對(duì)準(zhǔn)確地比較物體溫度的高低。對(duì)此改良，我們設(shè)法讓學(xué)生自主體驗(yàn)，用此水溫度計(jì)比較水的冷熱程度，加深學(xué)生對(duì)液體溫度計(jì)原理的理解，讓學(xué)生在實(shí)踐操作中感受液體的熱脹冷縮。讓學(xué)生用自制的水溫度計(jì)對(duì)冷熱水進(jìn)行測溫，同時(shí)挖掘他們在測溫過程中一個(gè)意外的實(shí)驗(yàn)收獲：當(dāng)測熱水溫度的時(shí)候，液柱先是下降一點(diǎn)再上升，引發(fā)學(xué)生思考，刺激學(xué)生經(jīng)驗(yàn)生長。其原因是玻璃瓶先受熱膨脹，導(dǎo)致液柱下降。由液體熱脹冷縮遷移到固體玻璃瓶的熱脹冷縮，引導(dǎo)學(xué)生逐步走向深度學(xué)習(xí)。

圖1

圖2

鑒于設(shè)計(jì)的水溫度計(jì)與現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)差距較大，以及本著“科學(xué)實(shí)用”的原則，繼續(xù)對(duì)溫度計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。此處優(yōu)化要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維躍遷，測溫時(shí)，玻璃瓶先接觸被測物體吸熱導(dǎo)致膨脹，也就是說要發(fā)生熱傳遞，如果測溫液體過多，就會(huì)吸收大量的熱量，被測物體的溫度會(huì)降低，不再是測量前的數(shù)據(jù)，測量變得不再準(zhǔn)確。因此，玻璃瓶中的測溫液體應(yīng)盡可能少一點(diǎn)，玻璃瓶做小一點(diǎn)，玻璃泡尺寸小一點(diǎn)，這樣才方便測量溫度。既然測溫是一個(gè)熱傳遞的過程，要想達(dá)到熱平衡就需要一定的時(shí)間，由此學(xué)生得出測溫時(shí)要待溫度計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后方可讀數(shù)，且不能離開被測液體讀數(shù)。教學(xué)中凸顯學(xué)生的主體地位，是實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。進(jìn)一步進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化，不同的液體膨脹情況相同嗎？讓學(xué)生對(duì)煤油和水的膨脹進(jìn)行對(duì)比，促進(jìn)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)室為什么大多是酒精和煤油溫度計(jì)（向?qū)W生展示常見的各種液體膨脹系數(shù)）。

綜上所述，我們對(duì)溫度計(jì)的設(shè)計(jì)就一個(gè)整體要求：方便使用，測溫準(zhǔn)確。小巧的玻璃泡、易于膨脹的測溫液體、細(xì)長的管內(nèi)徑上端封口，儼然一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)模樣。最后采用瑞典科學(xué)家攝爾修斯的攝氏溫標(biāo)對(duì)溫度計(jì)刻度進(jìn)行標(biāo)記?；仡櫄v史變遷，溫度計(jì)變成一個(gè)鮮活的成長個(gè)體，是一件伴隨經(jīng)驗(yàn)變革和生活實(shí)踐而完善的作品。

（三）評(píng)估與反思

對(duì)溫度計(jì)的學(xué)習(xí)，教材的設(shè)計(jì)一般是觀察溫度計(jì)的構(gòu)造，然后給出溫度計(jì)使用的注意事項(xiàng)。對(duì)于溫度計(jì)的使用規(guī)范明了直觀，但是不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，簡單的拿來主義引發(fā)不了深度學(xué)習(xí)。教材不過是個(gè)例子，給常規(guī)教學(xué)打個(gè)樣、立個(gè)標(biāo)。在實(shí)際教學(xué)過程中，教師應(yīng)該立足學(xué)情、有的放矢。多年來，基于STEAM 教育理念，很多教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，給學(xué)生帶來了不一樣的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和收獲。以溫度計(jì)的設(shè)計(jì)為例，僅僅憑借項(xiàng)目化學(xué)習(xí)無法實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)。因?yàn)橹谱鳒囟扔?jì)不會(huì)讓學(xué)生了解溫度計(jì)的歷史，直接制作液體溫度計(jì)不足以讓學(xué)生體會(huì)溫度計(jì)的設(shè)計(jì)變遷，還是存在“就是這樣”的主觀灌輸。我們從幾百年前人們對(duì)冷熱量化的需求尋找到氣體溫度計(jì)，這是人類文明實(shí)踐的萌芽，雖然不夠完美，但卻是人類生產(chǎn)生活經(jīng)驗(yàn)得以更新進(jìn)步的動(dòng)力源泉。教學(xué)研究一直在追求怎么讓學(xué)生學(xué)得深入與深刻，怎么賦予他們創(chuàng)新能力。筆者認(rèn)為，學(xué)習(xí)同萬事萬物一樣也要遵從自然規(guī)律，自然而然地學(xué)習(xí)必然會(huì)引發(fā)深度學(xué)習(xí)，個(gè)體的學(xué)習(xí)在社會(huì)的主體意義建構(gòu)中完成效果更好。深度學(xué)習(xí)既要基于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)，也要立足于社會(huì)發(fā)展，自然科學(xué)類學(xué)科教學(xué)更要立足于科學(xué)發(fā)展史和發(fā)展歷程，任何一次失敗或進(jìn)步都是我們學(xué)習(xí)的寶貴財(cái)富。類似的案例，我們不妨推廣到“刻度尺”“彈簧測力計(jì)”等課題；除了測量儀器，我們物理學(xué)中核心規(guī)律的發(fā)現(xiàn)也可以嘗試還原設(shè)計(jì)。

四、經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的策略

（一）重視情境創(chuàng)設(shè)

物理學(xué)習(xí)與生活實(shí)踐密不可分。初中階段是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的開端，聲、光、熱、力、電等各個(gè)板塊的概念和規(guī)律都源于生活。教師在教會(huì)學(xué)生科學(xué)知識(shí)的同時(shí)，更要讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法。因此，教學(xué)中創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，進(jìn)行沉浸式教學(xué)，更容易給學(xué)生搭建抽象物理概念和規(guī)律的橋梁，讓學(xué)生在情境中實(shí)現(xiàn)問題發(fā)生、問題思考、問題解決。

（二）重視思維發(fā)展

本杰明·布魯姆提出的教育目標(biāo)分類理論，將人的認(rèn)知思維過程從低到高分為六個(gè)層次，即識(shí)記、理解、應(yīng)用、分析、綜合和評(píng)價(jià)。認(rèn)知思維存在高、低階之分，經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)是之前學(xué)習(xí)的高階，今后學(xué)習(xí)的低階，主要是對(duì)自己學(xué)習(xí)知識(shí)的內(nèi)化。學(xué)習(xí)過程中需要完成有一定難度的任務(wù)——高層次輸出，在高階任務(wù)的完成中實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，是學(xué)習(xí)者利用已有的認(rèn)知理解解決實(shí)際復(fù)雜問題，其中包含了多種能力要求：評(píng)價(jià)、質(zhì)疑、創(chuàng)新、遷移、建構(gòu)等。由經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)進(jìn)階深度學(xué)習(xí)，可使低階思維到高階思維的流暢性得到保障，學(xué)生思維參與更加廣泛、深入，讓課堂思維富有充分性和高效性。

（三）堅(jiān)持以人為本

初中是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的起始階段，考慮到學(xué)生的實(shí)際認(rèn)知水平和能力，需要給學(xué)生搭建足夠的扶手臺(tái)階。正如奧蘇泊爾所說的：探明，并據(jù)此研究。探明什么？即學(xué)生的前經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)知能力、心理情緒等方面。始終堅(jiān)持以學(xué)生為主體設(shè)計(jì)和開展物理教學(xué)活動(dòng)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣的目的。學(xué)生學(xué)習(xí)的原動(dòng)力來源于自我效能感的提升，而影響自我效能感的關(guān)鍵因素就是成敗經(jīng)驗(yàn)。以學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，能夠幫助學(xué)生迅速找到成功感，為進(jìn)一步的深度學(xué)習(xí)提供內(nèi)生動(dòng)力。以學(xué)生為本，教師在經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，讓這些環(huán)節(jié)支撐學(xué)生積極主動(dòng)學(xué)習(xí)，引導(dǎo)他們自主探究與解決問題。

經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)以學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)為起點(diǎn)，有自發(fā)性和自主性。教學(xué)目的就是要在教與學(xué)兩頭構(gòu)建聯(lián)系，自上而下地教是一組密集而又邏輯性極強(qiáng)的組合動(dòng)作，其目的是將學(xué)生引到深度學(xué)習(xí)中去，讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)管理，最終實(shí)現(xiàn)個(gè)體經(jīng)驗(yàn)的升級(jí)與轉(zhuǎn)化。教與學(xué)的統(tǒng)一，不僅體現(xiàn)在結(jié)果上，更體現(xiàn)在教學(xué)過程中。