王 穎,孫 江,郭慶林

(河北大學(xué) 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,河北 保定 071002)

大學(xué)生元認(rèn)知能力的培養(yǎng)
——以物理教學(xué)為例

王 穎,孫 江,郭慶林

(河北大學(xué) 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,河北 保定 071002)

運用元認(rèn)知理論指導(dǎo)教學(xué)對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,增強其自主學(xué)習(xí)能力有著重要意義。本文闡述了元認(rèn)知研究理論,對大學(xué)生元認(rèn)知能力培養(yǎng)的必要性進行了分析,并結(jié)合教學(xué)工作實踐探討了如何在物理教學(xué)中運用元認(rèn)知策略進行教學(xué)設(shè)計,達到提高學(xué)生元認(rèn)知能力的目的。

元認(rèn)知;學(xué)習(xí)策略;物理教學(xué)

在大學(xué)本科教學(xué)中,加強對學(xué)生能力的培養(yǎng)必須著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,這也是物理教學(xué)的重要任務(wù)之一。如何通過教學(xué)使學(xué)生在掌握學(xué)習(xí)策略后還能夠有效的保持和遷移,使知識充滿活力而不僵化,是一切教育的核心問題。著名教育學(xué)家懷特海指出“教育是教人們掌握如何運用知識的藝術(shù)。這是一種很難傳授的藝術(shù)”。[1](P8)筆者即以元認(rèn)知理論為基礎(chǔ),結(jié)合工作實踐嘗試于教學(xué)中幾個方面著手加強元認(rèn)知能力培養(yǎng),希望是對解決上述問題的有益的探索。

一、元認(rèn)知理論

“元認(rèn)知”概念是由美國心理學(xué)家約翰·弗拉維爾(J·H·Flavell)于 1976年提出的。他指出:“元認(rèn)知通常被廣泛地定義為任何以認(rèn)知過程與結(jié)果為對象的知識,或是任何調(diào)節(jié)認(rèn)知過程的認(rèn)知活動,它之所以被稱為元認(rèn)知,因為其核心意義是對認(rèn)知的認(rèn)知”。[2]元認(rèn)知以認(rèn)知為基礎(chǔ),是個體對自身認(rèn)知活動的積極地反省認(rèn)知加工過程,是個體對自己的認(rèn)知活動和結(jié)果的自我意識、自我評價和自我監(jiān)控。元認(rèn)知包括元認(rèn)知知識、元認(rèn)知體驗、元認(rèn)知監(jiān)控三方面內(nèi)容。

元認(rèn)知知識是關(guān)于人的認(rèn)知過程的知識,比如關(guān)于記憶規(guī)律、思維過程等方面的知識。它包括有關(guān)認(rèn)知主體、認(rèn)知任務(wù)和認(rèn)知策略的知識。有關(guān)認(rèn)知主體的知識是指個體自我認(rèn)知的能力以及對個人與他人認(rèn)知特點的認(rèn)知。有關(guān)認(rèn)知任務(wù)的知識,指人們對認(rèn)知活動中的任務(wù)要求的認(rèn)識。有關(guān)認(rèn)知策略的知識,則是進行認(rèn)知活動和完成認(rèn)知任務(wù)時知道有哪些策略,各種策略使用的條件和范圍,能夠根據(jù)不同的任務(wù)、情境選擇有效策略。

元認(rèn)知體驗,是伴隨著認(rèn)知活動而產(chǎn)生的認(rèn)知體驗和情感體驗。元認(rèn)知體驗的持續(xù)時間可長可短,可以是對“知”的體驗,也可以是對“不知”的體驗。它在認(rèn)知活動進行之前、之中或之后都有可能產(chǎn)生。元認(rèn)知體驗通常與個人在認(rèn)知活動中所處的位置及已取得的進展或可能取得的進展有關(guān)。它特別容易發(fā)生在能激發(fā)高度自覺思維的認(rèn)知情境中,如講述新的物理概念時,學(xué)生會聯(lián)想相關(guān)的物理概念、適用條件、物理意義及數(shù)學(xué)表達式等,還要反復(fù)思考這樣理解對不對,有沒有遺漏。元認(rèn)知體驗對認(rèn)知任務(wù)的完成起重要作用,如懷疑所解的題有錯而進行的重新審視,閱讀遇到障礙而反復(fù)閱讀,也可能由于失敗或困惑的體驗而修改或放棄原有的目標(biāo)。

元認(rèn)知監(jiān)控是指個體在認(rèn)知活動進行過程中,為達到預(yù)定目標(biāo)而對自己的認(rèn)知活動所進行的積極監(jiān)控和相應(yīng)調(diào)節(jié),它是元認(rèn)知的核心。主要包括:制定計劃、預(yù)測結(jié)果和選擇策略;監(jiān)控認(rèn)知過程,修正調(diào)節(jié)認(rèn)知策略;評價認(rèn)知行動、策略的效果及自己達到認(rèn)知目標(biāo)的程度和水平;在認(rèn)知活動偏離認(rèn)知目標(biāo)時采取補救措施。元認(rèn)知監(jiān)控是從元認(rèn)知體驗的基礎(chǔ)上派生出來的,只有在認(rèn)知活動中體驗到學(xué)習(xí)情境的變化,結(jié)合自己的認(rèn)知活動特點和規(guī)律,才能有效地對認(rèn)知活動進行調(diào)節(jié)和控制。

在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中,元認(rèn)知這三個組成部分并不是孤立地起作用,而是相互聯(lián)系、相互影響和相互制約的。元認(rèn)知知識有助于產(chǎn)生元認(rèn)知體驗和元認(rèn)知監(jiān)控;元認(rèn)知體驗是形成元認(rèn)知監(jiān)控的前提,并不斷發(fā)展元認(rèn)知知識;元認(rèn)知監(jiān)控是元認(rèn)知活動的目的和核心,它以元認(rèn)知知識為基礎(chǔ),受元認(rèn)知體驗的激發(fā)和引導(dǎo),使個體在認(rèn)知活動中獲得更多、更豐富的元認(rèn)知知識和體驗?？傊?其中一種成分功能的實現(xiàn),往往需要另一種成分的輔助和支持,三者的有機結(jié)合便構(gòu)成了統(tǒng)一的整體—— 元認(rèn)知。[3](P173)

二、培養(yǎng)大學(xué)生元認(rèn)知能力的必要性分析

關(guān)于元認(rèn)知與教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)效果的關(guān)系,已有很多的研究成果。研究者普遍認(rèn)為,從元認(rèn)知的角度來看,學(xué)生的學(xué)習(xí)活動并不只是對所學(xué)材料的認(rèn)知過程,也是一個對該過程進行積極監(jiān)控、調(diào)節(jié)的元認(rèn)知過程。學(xué)生的元認(rèn)知能力起到調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的認(rèn)知過程,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,保持學(xué)習(xí)的效率和方向的作用。因此,培養(yǎng)學(xué)生的元認(rèn)知能力十分必要。

(一)大學(xué)階段—— 綜合運用階段的需要

在大學(xué)階段,學(xué)生已經(jīng)經(jīng)過了前期精確階段的鍛煉進入了綜合運用階段,這個時期的重點不再是伏案專心于自己的課業(yè)而應(yīng)該站立起來環(huán)顧周圍,不再是從特殊具體的事實到初步了解一般的概念而是從一般概念開始研究如何將這些概念應(yīng)用于具體的場合。在這轉(zhuǎn)變過程中,對自身認(rèn)知活動起到積極反省、監(jiān)控作用的元認(rèn)知能力是影響學(xué)生能否順利過渡的的重要因素之一。

(二)有效監(jiān)控思維過程的需要

科學(xué)的發(fā)展、社會的進步,使得現(xiàn)在的大學(xué)生思維活躍,視野開闊,獲取知識的途徑很多,信息來源較廣。因此,注重和促進學(xué)生思維能力的發(fā)展往往比向?qū)W生傳授知識更為迫切和需要。當(dāng)學(xué)生具備了科學(xué)的思維方法,就能夠在當(dāng)今信息時代通過自己的努力主動獲取知識。元認(rèn)知對于大學(xué)生思維能力的培養(yǎng)具有自我意識、計劃、組織和監(jiān)控的作用,培養(yǎng)元認(rèn)知能力有助于引導(dǎo)大學(xué)生注意自己的思維過程和方式,便于檢驗、反省并形成習(xí)慣。

(三)培養(yǎng)創(chuàng)新意識的需要

很多大學(xué)生由于長期受應(yīng)試教育和傳統(tǒng)教學(xué)理念的影響,學(xué)習(xí)方式一般表現(xiàn)為接受學(xué)習(xí),即過于強調(diào)接受和掌握知識,死記硬背,忽略了主動參與、學(xué)習(xí)體驗、積極探索和創(chuàng)新,由此成為學(xué)生進一步學(xué)習(xí)和發(fā)展的阻力。資料表明,國內(nèi)外創(chuàng)新教育仍處于摸索階段,還沒有一個成熟的普適的操作方案,比較一致的看法是創(chuàng)新是有許多因素共同作用的結(jié)果,其中培養(yǎng)元認(rèn)知能力被認(rèn)為是一條有效的途徑。[4]

三、物理教學(xué)中培養(yǎng)大學(xué)生元認(rèn)知能力的策略

物理學(xué)是自然科學(xué)中一切學(xué)科的基礎(chǔ),現(xiàn)代物理學(xué)已成為自然科學(xué)中站在最前列、發(fā)展最成熟的學(xué)科,建立了一套從基本原理出發(fā)的理論體系,并發(fā)展出一套成熟的方法,如理論演繹同實驗檢驗相結(jié)合的方法,建立模型即抓住主要矛盾忽略次要因素的方法。[5](P72)物理教學(xué)任務(wù)中除了要傳授系統(tǒng)的傳授知識以外,同時也要意識到這套理論體系給元認(rèn)知能力培養(yǎng)提供了營養(yǎng)豐富的土壤。因此,在物理課堂與實驗教學(xué)中,教師應(yīng)有意識的將元認(rèn)知理論滲透進去,利用元認(rèn)知策略進行教學(xué)設(shè)計,這對幫助學(xué)生更好的學(xué)習(xí),使學(xué)生的潛能得到更有效的開發(fā)具有重大意義。

在具體的物理教學(xué)過程中,筆者認(rèn)為教師有意識的注意以下幾個環(huán)節(jié)可以有效地豐富學(xué)生元認(rèn)知知識和體驗、加強元認(rèn)知監(jiān)控,有利于元認(rèn)知能力的培養(yǎng)。

(一)整合零碎的知識片段

懷特海認(rèn)為“支離破碎的信息或知識于文化毫不相干”。[1](P1)我們的教育體制將知識分解到了不同的學(xué)科和課程中,如果缺乏對知識關(guān)聯(lián)性的把握,對多數(shù)學(xué)生而言,結(jié)果只能是積累了大量分散注意力的零散知識。學(xué)生被動的接受不連貫的思想概念,沒有任何的火花閃爍,結(jié)果導(dǎo)致頭腦里裝滿一知半解的理論知識,而達不到教育使學(xué)生“通過樹木看見森林”的效果。

進入大學(xué)之前,經(jīng)歷了長期求學(xué)過程中知識的積累,學(xué)生已經(jīng)具備一定的認(rèn)知能力和認(rèn)知結(jié)構(gòu)。進入大學(xué)后,豐富的物理知識—— 力、熱、光、電以及眾多的專業(yè)課學(xué)習(xí)會對原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)形成沖擊。只有將新信息吸收進來并結(jié)合到學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中,即個體把外界刺激所提供的信息整合到自己原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)內(nèi),就像消化系統(tǒng)就營養(yǎng)物吸收一樣,學(xué)生才能形成具有一定功效的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)。而這個過渡過程需要教師有針對性的依據(jù)物理知識間的有機聯(lián)系和邏輯順序而形成層次明確、脈絡(luò)清晰、整體性強的知識體系,重新建構(gòu)學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

(二)將思想融入教學(xué)過程中

懷特海對教育的精辟論述“教育所要傳授的是對思想的力量、思想的美、思想的條理的一種深刻認(rèn)識”。[1](P21)我們在課堂上不管向?qū)W生灌輸?shù)氖鞘裁粗R細(xì)節(jié),他在以后生活和工作中遇到這種細(xì)節(jié)的機會是很小的,即使遇到了,也不會記起你曾教過他,真正有價值的教育是拋開課本和筆記,滲透在學(xué)生身心中,能夠解決不同的問題的能力。因此在物理課堂與實驗教學(xué)過程中除了注重專業(yè)知識的傳授外,還要有意識的灌輸物理思想和思維方法,引導(dǎo)學(xué)生了解物理學(xué)家的認(rèn)知過程,豐富元認(rèn)知知識和體驗。例如引導(dǎo)學(xué)生閱讀一些科學(xué)家的傳記和科學(xué)發(fā)展史,將一些科學(xué)家或課程相關(guān)領(lǐng)域中的學(xué)術(shù)帶頭人的創(chuàng)新成果的產(chǎn)生歷程引入到課堂中來,以自然、誘導(dǎo)的方式培養(yǎng)元認(rèn)知能力。

(三)用充滿想象力的方式去教學(xué)

目前,大學(xué)畢業(yè)生進入社會后,作為行業(yè)新手,通常要遵照他人的吩咐按規(guī)定的程序去工作,這種形式可以傳授知識而被大家認(rèn)可,但是可能導(dǎo)致一種不幸的后果——長時間按固定程序工作使人想象力變得遲鈍。所以教育應(yīng)起到這樣的作用:促進對構(gòu)成該職業(yè)基礎(chǔ)的各種一般原理做富于想象力的思考,從而使經(jīng)過想象力思維能力鍛煉的學(xué)生,在進入專業(yè)技術(shù)的學(xué)徒階段時,能夠?qū)⒕唧w事實與普遍原理相結(jié)合,將這種固定的程序賦予其意義,而不是只獲得由單調(diào)乏味的工作所帶來的經(jīng)驗。不管是物理課堂教學(xué)還是實驗教學(xué),都需要注意將理論知識與實踐相結(jié)合,引發(fā)學(xué)生對理論知識應(yīng)用的思考并成為習(xí)慣,開拓學(xué)生的視野。將想象力與學(xué)習(xí)結(jié)合,有利于加強學(xué)生的元認(rèn)知監(jiān)控。

(四)開展研究性學(xué)習(xí)

研究性學(xué)習(xí)在國外又稱主題研究,是主要圍繞專題、問題、課題和項目的提出與解決來組織學(xué)生的學(xué)習(xí)活動。在物理教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí),首先教師組織學(xué)生從生活實踐或?qū)W習(xí)課程中選取他們感興趣的研究專題,然后指導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)研究的方式,就選取的研究專題進行必要性和可行性論證,制定研究方案并組織實施,最后撰寫研究報告。在整個過程中,提出并解決問題的主體是學(xué)生,教師只在必要的時候把握一下方向和提供一些方法上的指導(dǎo)。物理研究專題的廣泛和靈活使得研究性學(xué)習(xí)具有綜合性和交叉性的特點,不同于一般的學(xué)科學(xué)習(xí)。這就更要求學(xué)生勤于觀察、善于思考,學(xué)會交流與合作,探索解決問題的方法和途徑,從而使學(xué)生親身感受知識的形成過程,領(lǐng)悟科學(xué)研究方法和思維方法。[6]

總之,我們教育教學(xué)的最終目的就是讓學(xué)生會運用所學(xué)的知識去學(xué)習(xí)、工作和生活,而元認(rèn)知能力則伴隨著這一目的。在物理教學(xué)中運用元認(rèn)知策略正是希望通過這個良好的平臺來提高學(xué)生的元認(rèn)知能力,幫助其終身學(xué)習(xí)。同時也要認(rèn)識到,元認(rèn)知能力的培養(yǎng)是一個長時間的過程,需要教師和學(xué)生的共同努力,在教與學(xué)中共同成長。

[1][英 ]懷特海著,徐汝舟譯.教育的目的 [M].北京:生活·讀書·新知三聯(lián)書店出版社,2002.

[2]Flavell J H.Metacognition and cognitivemonito ring:Anew area of cognitive development alinquiry[J].American Psycho logist,1979,34(10):906-911.

[3]尹洪藻,畢華林.學(xué)習(xí)能力學(xué) [M].青島:中國海洋大學(xué)出版社,2003.

[4]計麗娟,何亞云,張 鋒.對創(chuàng)新教育實施途徑的思考 [J].云南師范大學(xué)學(xué)報 (教育科學(xué)版),2002,3(5):41-44.

[5]趙凱華主編.物理學(xué)照亮世界 [M].北京:北京大學(xué)出版社,2005.

[6]龔黎華.物理教學(xué)中研究性學(xué)習(xí)的研究 [J].江西教育學(xué)院學(xué)報 (綜合),2006(6):67-69.

G640

A

1008-6471(2010)03-0103-02

2010-07-17

本文系高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)點“光信息科學(xué)與技術(shù)”(編號:TS10669)的部分研究成果。

王穎 (1977—),女,河北定州人,河北大學(xué)物理學(xué)院講師,主要從事教育教學(xué)方法研究。