杜鵬花

(白銀市平川中學(xué) 甘肅 白銀 730913)

1 元認(rèn)知理論概述

元認(rèn)知(metacognition)是美國(guó)心理學(xué)家約翰·弗拉維爾(J·H·Flavell)1976年提出來(lái)的．這一概念提出后很快成為認(rèn)知心理學(xué)的熱門課題,并受到教育心理學(xué)家的熱切關(guān)注．在眾多的元認(rèn)知定義中,以元認(rèn)知研究的開(kāi)創(chuàng)者Flavell所作的定義最具代表性．1981年,他對(duì)元認(rèn)知作了簡(jiǎn)練的概括:“反映或調(diào)節(jié)認(rèn)知活動(dòng)的任一方面的知識(shí)或認(rèn)知活動(dòng)”；霍夫斯蘭德(Hofstadter)認(rèn)為,元認(rèn)知就是“跳出一個(gè)系統(tǒng)后去觀察這個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)知加工”；董奇認(rèn)為“元認(rèn)知實(shí)質(zhì)上是對(duì)認(rèn)知活動(dòng)的自我意識(shí)和自我調(diào)節(jié)”；張慶林把元認(rèn)知解釋為“是一個(gè)人對(duì)自己的認(rèn)知加工過(guò)程的自我覺(jué)察、自我評(píng)價(jià)和自我調(diào)節(jié)”．雖然每個(gè)人的定義不盡相同,側(cè)重不同,但其基本思想是一致的,都認(rèn)為元認(rèn)知是對(duì)認(rèn)知的認(rèn)知．

一般認(rèn)為,元認(rèn)知包括元認(rèn)知知識(shí)、元認(rèn)知體驗(yàn)和元認(rèn)知監(jiān)控三個(gè)方面．元認(rèn)知知識(shí)是認(rèn)知主體關(guān)于自己或他人的認(rèn)知活動(dòng)、過(guò)程、結(jié)果以及相關(guān)信息的知識(shí)．元認(rèn)知體驗(yàn)是認(rèn)知主體隨著認(rèn)知活動(dòng)而產(chǎn)生的一種認(rèn)知體驗(yàn)或情感體驗(yàn)．元認(rèn)知監(jiān)控是認(rèn)知主體為使認(rèn)知活動(dòng)達(dá)到預(yù)定目標(biāo)而對(duì)認(rèn)知活動(dòng)所進(jìn)行的監(jiān)測(cè)和調(diào)控．這三個(gè)方面雖然相互獨(dú)立,實(shí)則密不可分．元認(rèn)知知識(shí)是產(chǎn)生元認(rèn)知體驗(yàn)的基本條件,元認(rèn)知體驗(yàn)是形成元認(rèn)知監(jiān)控的前提,元認(rèn)知監(jiān)控是元認(rèn)知的目的和核心,這三個(gè)方面相互作用,循環(huán)往復(fù),三者動(dòng)態(tài)有機(jī)的結(jié)合即構(gòu)成了元認(rèn)知．

2 在探究式教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生元認(rèn)知能力模式的構(gòu)建

諸多教育實(shí)踐與研究揭示，學(xué)生的元認(rèn)知能力隨年齡的增長(zhǎng)而增強(qiáng),并呈“先慢后快”的發(fā)展趨勢(shì)．特別是在高中階段，高中生大多處于15～18歲之間，這一時(shí)期認(rèn)知結(jié)構(gòu)的各種要素迅速發(fā)展，認(rèn)知能力不斷完善，是元認(rèn)知能力培養(yǎng)和提高的最好時(shí)機(jī)．探究作為中學(xué)物理教學(xué)重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式，既為學(xué)生提供了運(yùn)用各種學(xué)習(xí)方法、科學(xué)方法和元認(rèn)知方法的機(jī)會(huì)，其任務(wù)的復(fù)雜性又能充分激發(fā)學(xué)生的元認(rèn)知體驗(yàn)和監(jiān)控意識(shí)，因此探究式教學(xué)將成為元認(rèn)知能力培養(yǎng)的重要途徑．

在多年的教學(xué)實(shí)踐中，一直在探索一條能成功地將科學(xué)探究活動(dòng)與元認(rèn)知能力培養(yǎng)相結(jié)合的途徑，并初步嘗試性地總結(jié)出了以下培養(yǎng)模式(見(jiàn)圖1).

圖1 元認(rèn)知能力培養(yǎng)模式

這一模式包含4個(gè)主要環(huán)節(jié)：

(1))自我認(rèn)識(shí)、任務(wù)評(píng)價(jià)．認(rèn)識(shí)探究課題是哪方面的問(wèn)題，涉及哪些知識(shí)，探究活動(dòng)的性質(zhì)、難易程度、所需工具、手段的種類，探究課題的最終目的和對(duì)探究者和探究活動(dòng)的要求等．認(rèn)識(shí)自己掌握了哪些與探究活動(dòng)相關(guān)的知識(shí)，已有知識(shí)是否能滿足探究要求；根據(jù)自己先前表現(xiàn)，判斷自己的認(rèn)知風(fēng)格，在探究能力方面有哪些優(yōu)勢(shì)和不足．

(2)目標(biāo)設(shè)置、策略計(jì)劃．制定探究計(jì)劃，確定探究可能用到的方法、策略；確定探究需要進(jìn)行哪些活動(dòng)，收集哪些資料，活動(dòng)需要采取哪些方法和步驟，小組如何分工等．

(3)策略執(zhí)行、監(jiān)控調(diào)節(jié)．實(shí)施計(jì)劃，根據(jù)探究體驗(yàn)，不斷評(píng)價(jià)探究過(guò)程，獲得探究活動(dòng)質(zhì)量的信息，找出探究中出現(xiàn)的偏差并能適時(shí)的調(diào)整計(jì)劃，選用恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ?/p>

(4)反思策略結(jié)果、過(guò)程評(píng)價(jià)．反思制定的計(jì)劃是否實(shí)現(xiàn)，哪些方法、策略發(fā)揮了作用；總結(jié)策略有效的條件；評(píng)價(jià)自己及小組在整個(gè)探究過(guò)程中的表現(xiàn)；對(duì)探究中的“新、異”情況進(jìn)行反思．

循環(huán)的模式,體現(xiàn)元認(rèn)知能力的發(fā)展是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程,只有在歷次的探究中反復(fù)地進(jìn)行自我評(píng)價(jià),策略計(jì)劃、監(jiān)控和過(guò)程反思,才能內(nèi)化元認(rèn)知知識(shí),豐富元認(rèn)知體驗(yàn),建立起對(duì)自己的認(rèn)知進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)的意識(shí)．

3 案例

下面通過(guò)案例來(lái)初步闡述這一元認(rèn)知培養(yǎng)模式.

高中新課程(人教版)高一物理“向心力”的探究式教學(xué).

3.1 自我認(rèn)識(shí) 任務(wù)評(píng)價(jià)

圖2

(1)問(wèn)題情景：播放雜技表演中飛車的相關(guān)錄像

演示實(shí)驗(yàn)：讓塑料球在旋轉(zhuǎn)的內(nèi)圓錐漏斗內(nèi)盡可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(圖2)．

提出問(wèn)題：塑料球?yàn)槭裁纯梢宰鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)？

任務(wù)評(píng)價(jià)：認(rèn)識(shí)探究課題是哪方面的知識(shí)；對(duì)不同圓周運(yùn)動(dòng)中小球進(jìn)行受力分析．

(2)認(rèn)識(shí)自身知識(shí)結(jié)構(gòu)

自我評(píng)價(jià)：有了力學(xué)知識(shí)和牛頓第二定律知識(shí)做基礎(chǔ),總體上可以把握探究過(guò)程．但為了更好地完成探究任務(wù),還需推演出向心力的表達(dá)式,以幫助確定探究方案.

任務(wù)評(píng)價(jià)：認(rèn)識(shí)課題所需方法手段；實(shí)驗(yàn)法、演繹法、歸納法.

(3)認(rèn)識(shí)自身方法掌握情況及認(rèn)知特點(diǎn)

自我評(píng)價(jià)：如對(duì)于一些基本實(shí)驗(yàn)技能還不是很熟練,在小組實(shí)驗(yàn)中總是配合其他同學(xué)工作,照方抓藥;觀察細(xì)致,但不善于理性思考,交流能力較差.

自我改進(jìn)計(jì)劃：和小組其他成員協(xié)商,要求做實(shí)驗(yàn)的主力,請(qǐng)實(shí)驗(yàn)技能較好的同學(xué)從旁監(jiān)督指導(dǎo)．反復(fù)琢磨老師示范的歸納、演繹等邏輯方法的運(yùn)用過(guò)程,總結(jié)它們的適用范圍和條件,在探究過(guò)程中勤問(wèn)自己“為什么”．和小組其他成員建立和諧互助的關(guān)系,要敢于發(fā)表自己的看法.

3.2 目標(biāo)設(shè)置策略計(jì)劃

任務(wù)目標(biāo)細(xì)化：

(1) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的向心力的探究；

(2)變速圓周運(yùn)動(dòng)中的向心力的探究；

(3)一般曲線運(yùn)動(dòng)的探究．

1)策略計(jì)劃：如果物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中的向心力的來(lái)源如何確定；

2)方法計(jì)劃:如果物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)，其中的向心力的來(lái)源如何確定；

3)如果物體的運(yùn)動(dòng)軌跡不是直線，而是曲線，如何對(duì)一般的曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究．

3.3 策略執(zhí)行 策略監(jiān)控調(diào)整

組間討論(教師參加)：分組實(shí)驗(yàn)——細(xì)線下面懸掛一個(gè)鋼球，細(xì)線上端固定在鐵架臺(tái)上．將圓形瓶蓋置于水平桌面上，使鋼球靜止于瓶蓋的圓心．用手帶動(dòng)鋼球，讓鋼球獲得初速度，使它沿圓形瓶蓋邊緣做圓周運(yùn)動(dòng)(圖3)．

圖3

圖4

學(xué)生甲(或教師):鋼球在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那是什么力提供向心力？

理論分析學(xué)生活動(dòng)：動(dòng)手畫圖(圖4)，對(duì)鋼球進(jìn)行受力分析，并在教師引導(dǎo)下理論探究，找出提供向心力的合力．繩子的拉力和鋼球的重力提供向心力．向心力F的大小為mgtanθ.

問(wèn)題討論：

(1)實(shí)驗(yàn)的原理是什么？

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，你們需要知道哪些物理量？

(3)哪些物理量是必須測(cè)量的？ 哪些物理量可以不測(cè)？

(4)需要哪些實(shí)驗(yàn)儀器呢？

學(xué)生討論并回答：實(shí)驗(yàn)原理

必須測(cè)量：懸點(diǎn)離桌面的高度h和圓周運(yùn)動(dòng)的周期T；小球的質(zhì)量m和圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r可以不測(cè)．

觀察視頻：一鏈球運(yùn)動(dòng)員在拋球前正加速旋轉(zhuǎn)，鏈球在該過(guò)程做的是加速圓周運(yùn)動(dòng)并把視頻中將要拋出前的某一鏡頭暫停，讓學(xué)生觀察與前面的勻速圓周運(yùn)動(dòng)有何不同.

觀察得出結(jié)論：鐵鏈斜了，不過(guò)圓心.(教師畫出抽象示意圖，如圖5)

圖5

問(wèn)題討論：這樣的合力將對(duì)鏈球的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生怎樣的效果？

學(xué)生討論并回答：(前面已經(jīng)分析過(guò)，學(xué)生應(yīng)該能分析出)把該合力分解，如圖5.Fn指向圓心，提供向心力，改變物體的運(yùn)動(dòng)方向；Fτ與物體速度方向一致，改變物體速度的大小．

探究體驗(yàn)：讓學(xué)生把做圓錐擺的繩解下，把球置于桌面，手握住繩一端，讓球在桌面上做加速圓周運(yùn)動(dòng)，觀察加速過(guò)程中繩是否過(guò)圓心.

圖6

拓展延伸：比變速圓周運(yùn)動(dòng)更為常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)是一般曲線運(yùn)動(dòng)．在物理學(xué)中，我們把運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)叫做一般曲線運(yùn)動(dòng)．那么如何對(duì)一般曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究呢(如圖6)？

組間討論(教師參加)：在教師引導(dǎo)下從極限思想的角度思考對(duì)一般曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析：可以把曲線分割成很多小段圓?。畧A弧的彎曲程度不一樣，說(shuō)明它們具有不同的半徑．然后分析某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以按圓周運(yùn)動(dòng)處理了.

3.4 反思策略結(jié)果過(guò)程評(píng)價(jià)

反思評(píng)價(jià)：對(duì)探究中的表現(xiàn)、認(rèn)知和情感方面的收獲進(jìn)行評(píng)價(jià)．

個(gè)人評(píng)價(jià)(以某學(xué)生為例)：如，在探究中通過(guò)積極參與實(shí)驗(yàn),我的實(shí)驗(yàn)基本操作技能有所提高,而且真正體驗(yàn)到了通過(guò)自己的努力獲得知識(shí)的喜悅；我更加喜愛(ài)物理了,也有了學(xué)好物理的信心．但在提出假設(shè)、分析方法的合理性時(shí),思維還是不如小組中有些同學(xué)那么活躍,至于原因,我感覺(jué)是因?yàn)槲业幕A(chǔ)知識(shí)不夠扎實(shí),在今后的學(xué)習(xí)中,我會(huì)更加重視知識(shí)的積累.

組內(nèi)評(píng)價(jià)：對(duì)探究中小組表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)．如，在探究中,小組成員配合較好,大家思維都很積極等.

組間評(píng)價(jià)：展示小組探究方案、實(shí)驗(yàn)記錄表、所查找的相關(guān)資料,小組代表敘述小組探究過(guò)程(包括遇到的問(wèn)題及問(wèn)題是如何解決的)及組內(nèi)評(píng)價(jià)結(jié)果．教師和學(xué)生共同參與評(píng)選最佳探究團(tuán)隊(duì)、最佳探究方案、最佳實(shí)驗(yàn)員、最佳實(shí)驗(yàn)記錄表等．討論還有哪些相關(guān)的需要探究的課題.

通過(guò)以上案例可以看到，探究式教學(xué)為元認(rèn)知能力的培養(yǎng)提供了一條有效的途徑．在探究式教學(xué)中,有意識(shí)地指導(dǎo)學(xué)生對(duì)探究過(guò)程和方法進(jìn)行計(jì)劃、監(jiān)控、調(diào)節(jié)和評(píng)價(jià),在促進(jìn)教學(xué)探究順利進(jìn)行的同時(shí),學(xué)生的元認(rèn)知能力也會(huì)得到訓(xùn)練和提高．

參考文獻(xiàn)

1 董奇.論元認(rèn)知.北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(社科版),1989(1):68

2 張慶林.當(dāng)代認(rèn)知心理學(xué)在教學(xué)中的應(yīng)用.重慶:西南師范大學(xué)出版社,1995.249

3 董奇.10～16歲兒童自我監(jiān)控學(xué)習(xí)能力的成分、發(fā)展及作用的研究.心理學(xué),1995(2):79

4 普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)教科書(實(shí)驗(yàn)).北京:人民教育出版社,2003.4