介绍
确定推动有效学习的确切机制是教育领域的一项关键挑战，尤其是在理论和实践以复杂方式交叉的职业领域。本研究引入了教学因果机制 (PCM) 作为理解和改进教学和学习过程的工具。通过关注特定的教育投入如何直接产生学习成果，PCM 提供了对有效教学法的深入、可操作的理解，该教学法询问并追踪效果是如何产生的。
PCM 是更一般的因果机制概念在科学解释中的具体应用。因果机制的核心是结构化的实体和活动集合，它们以系统的方式相互作用以产生特定的效果（Salmon1984 年）。在教育背景下，PCM 将关注点缩小到产生特定学习成果的教育投入。这些机制不仅仅是相关性，而是对教育投入如何导致学习的深刻理解，涉及解释因果关系的事件、条件和过程。
变奏理论是 PCM 的一个实例，它通过精心设计学习材料的变化来操纵学生的注意力。通过保持某些元素不变，同时改变其他元素，它可以让学生清晰地关注主题的关键特征（Marton 和 Booth）1997）。这个过程常常会导致突然的顿悟或“啊哈时刻”，使复杂的概念变得清晰起来。
在汽车机械课上，我们分析了讲师直观地采用与变分理论一致的策略来帮助学生理解齿轮比。通过在前四个档位保持变速箱输出恒定，然后在第五档位大幅改变变速箱输出，讲师创造了强烈的对比，导致学生集体“顿悟”。我们使用变分理论作为分析工具来理解为什么这节课如此有效，即使讲师没有明确应用这一理论。
了解变异理论等 PCM 可增强职业教育中的专业判断力。通过认识这些机制，教育工作者可以对其教育策略做出更明智的决定，并调整其方法以最大限度地提高学习成果。识别和研究 PCM 有助于制定更有效的教育实践和政策。
强调 PCM 作为教育解释使我们能够超越对教育现象的广泛分类，更深入地分析某些教育结果是如何发生的。根据 Winch (2022a），良好的教育解释，如 PCM，应该是相关的、全面的、连贯的、经济高效的和富有成效的。通过从这个角度审视变异理论，我们展示了 PCM 如何提供良好的教育解释，从而增强职业教育的理论和实践。
定义 AH HA 时刻并教授产生它的策略
为了清楚地理解学习中的“啊哈时刻”，我们来看一下这种现象的定义。我们使用了 Pilcher 的作品（2015 年），他通过采访各种教育环境中的专家（在美国）努力达成 Ah Ha 学习时刻的共识定义。Pilcher 促进这些专家之间的合作，直到他们达成一致的定义。使用改良的德尔菲技术 - 这种方法包括在多轮参与中向具有与研究主题相关的不同专业知识的个人征求意见，达到最低 80% 的一致率（Pilcher2015 , 54)。本研究的专家教育工作者包括学校教育工作者以及参与传统和在线模式的本科生和教师发展的人员。这是对顿悟时刻的一致定义，也是产生这种效果的最常见策略。
啊哈是学生突然领悟的时刻（“现在我明白了”），即看到以前没有见过的新联系。这种领悟可能会带来兴奋、更深的理解、观点的改变和/或认识到它可以如何应用于现实生活。
参与者在实践中发现，历史上导致或产生了学生顿悟时刻的最常见策略（按排名顺序）是：
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现实生活中的例子
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提问
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反思/反思活动
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类比
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团队解决问题（Pilcher2015年，64）。
一旦我们讲解了这节课，就会清楚地发现它与“啊哈时刻”的定义和常见策略产生了强烈的共鸣；然而，我们将更深入地解释“啊哈时刻”是如何产生的。
“哈”课的描述性说明
在深入探讨因果机制和 PCM 背后的理论之前，我们先对课程进行详细描述，为读者提供一个具体的例子，帮助说明这些概念的实际应用。汽车机械课程取自斯威士兰 TVET 学院一年内（2015 年）收集的数据集。上课的车间提供了存放不同汽车各个部件的空间，以供学习之用。车间有工作台、工具和设备，以及足够的空间来放置汽车或在必要时将其吊起进行作业。每年的学员人数为 12 人，以便每个学员都有足够的空间移动并参加实践。有时，如果可能，小组会分成两组进行实践，讲师会在他们之间走动。在齿轮比练习中，小组没有分开。变速箱被方便地放置在一个开放的空间中，可以自由移动和观察。这位讲师除了有 10 年的机械师行业经验外，还教授了 28 年的汽车机械学，并且多次做过这种特殊的实践。
课程从车间开始，一年级的新手学生在过去几周一直在教室里学习命名和识别变速箱的各个部件以及齿轮所属的更广泛的传动系统。当学生们终于在车间接触真正的变速箱时，他们有一种明显的期待感。讲师喜欢车间实践并了解其重要性：
…你必须用模型来辅助教学，把他们带到工作室……告诉他们你在书中看到了什么，你看到就是这个……让他们看到各个部分，触摸它们……看看它们是如何连接在一起的……然后他们慢慢地掌握……
讲师告诉他们，他们将通过转动变速箱一侧的输入插口并测量输出插口转动的量来确定齿轮比。他的指示准确而清晰。他们必须用粉笔在输入插口的顶部做记号，并在顶部标记输出插口轴。然后，他们将从 1 档开始接合每个齿轮，并转动输入插口轴，直到输出插口轴返回到其起始点，观察输入插口轴转动了多少次，输出插口轴才返回到其标记的起始点。
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