鄧 穎

(江蘇省無錫市市北高級中學,江蘇 無錫 214000)

認知體驗是伴隨著認知活動而產生的認知體驗或情感體驗.它首先是一種生命歷程,其次是內心的形成物．可能發(fā)生在教學認知活動的任一時刻:在學習前對學習材料的熟悉感、對學習任務的困難感和是否偏愛與厭惡感,能意識到在學習中可能成功或失敗,在學習過程中學習判斷學習任務所需的精力和時間,遇到學習障礙時的體驗,學習策略的選擇等;學習結束后由成功帶來的喜悅、自我效能感或者由失敗導致的困惑、焦慮、沮喪等,判斷是否達到目標．元認知體驗是把當前學習任務和過去的學習體驗聯(lián)系起來的橋梁,能夠進一步促進學習．元認知體驗下的教學實踐活動就是“引導學生在體驗中感悟、在體驗中創(chuàng)造、在體驗中提高物理核心素養(yǎng)”．

1 還原物理學發(fā)展史,培養(yǎng)元認知體驗

縱觀物理學的發(fā)展歷史,物理實驗無不經歷了物理學家們的反復推敲和再創(chuàng)造,一次次地得出結論,一次次地再推翻,經歷非同尋常的挫折．以“劃時代的科學發(fā)現(xiàn)”的教學為例,在教學設計中把法拉第的探索過程改變成探究案例,了解法拉第探索的心路歷程,學習物理學家如何有效調控認知活動.

(1) 在探究活動前目標明確.

① 法拉第研究的動機:“我因為對當時產生電的方法感到不滿意,因此急于想發(fā)現(xiàn)電磁及感應電流的關系,覺得電學在這條路上一定可以有充分的發(fā)展”(法拉第語)．他認為世界萬物是相互聯(lián)系的,奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應,讓法拉第堅信磁應該也可以生電.

② 法拉第所處的時代的對稱性思考只是某種有意義的思維導向,類似于類比方法或逆向思維．他認為基于靜電感應(摩擦電感應摩擦電)、磁化(磁感應磁)、電流的磁效應(伏打電感應磁),法拉第運用類比思想考慮伏打電能否感應出伏打電、磁能否感應出伏打電．認為磁生電是穩(wěn)定的,法拉第受“靜變”思維的束縛,實驗無數(shù)次失敗.

(2) 探究過程中,屢戰(zhàn)屢敗的沮喪和堅持.

① 實驗初期的失敗實驗.

法拉第在初期設計實驗(可以讓4個學生采用角色扮演的方式展示出來):

實驗1:兩根長4英寸導線并列放置,用兩張厚紙將他們隔開,將其中一個導線接到電池兩端(伏打電),另一根與電流計相連.

實驗2:將空心螺線管接到電池兩極,把一根導線引進螺線管,直導線兩端與電流計相連.

實驗3:將實驗2中的直導線與電池兩極相連,螺線管與電流計相連.

實驗4:把兩根導線相互纏繞著,先把其中一根的兩頭接到電池上通電,把另一根的兩頭接到檢流計上．

對比同時代的科拉頓實驗.(為了讓學生有深刻印象,可同時播放動畫或圖片配合說明．)

② 長達10年的實驗,屢敗屢戰(zhàn),終獲成功的迷茫.

圖1

法拉第改進實驗裝置,發(fā)現(xiàn)電磁感應是一個短暫效應，如圖1所示．他很疑惑:靜電感應能夠感應出穩(wěn)定的靜電,為什么“伏打電感應”卻感應不出穩(wěn)定的伏打電? 是A線圈中的伏打電感應出B線圈的伏打電,還是A線圈中的伏打電的磁感應出B線圈的伏打電呢?法拉第在給老友的信中說:“我想我撈到了一樣好東西,可是沒有把握,或許我花費了那么多勞動,撈到的不是一條魚,而是一團水草”．

③ 窮則思變,終達目標.

(A) 改小磁針為弦線電流計,可以定量測量產生的感應電流．

(B) 鐵環(huán)是實驗的必要條件嗎? 他改鐵環(huán)為鐵棒,又改為紙板做的芯子,重做實驗成功．實驗說明鐵環(huán)不是實驗的必要條件,但有“聚磁”作用．

(C)A線圈是必需的嗎?為什么非要在A邊的電流接通或切斷的瞬間才能感應出電流呢?說明A產生磁場,在A邊的電流接通或切斷的瞬間產生電磁感應,說明這一現(xiàn)象的瞬時性．

(D) 如果把A線圈換成磁鐵,讓它相對于磁鐵運動能否產生電磁感應現(xiàn)象?

法拉第先后設計了類似的幾十個實驗,最終找到電磁感應現(xiàn)象的秘密．

科學家研究工作是開拓性的,就像在一間黑夜中摸索,他們在探索中犯的錯誤不見得比我們少,只不過他們除了有敏銳的直覺、正確的思維方式之外,還有永不服輸、永不止步的精神．

2 創(chuàng)設問題情境,讓學生參與認知產生、發(fā)展的過程

引導學生建立學習目標,制定計劃,提出問題,指導學生不斷地對學習過程及其結果,學習策略及其效果進行監(jiān)控、評價、修正．在學習中訓練元認知策略．

在講解運用切割方法產生感應電流時,教師通常的設計如下.設問:在初中學習中,如何產生電磁感應現(xiàn)象?學生會回答導體棒切割磁感線．教師演示實驗后,讓學生用示意圖畫出實驗方案．收集比較典型的幾種畫法．總結出如圖2所示.由此總結:是磁感應強度不變面積改變而產生感應電流,但對于學生來說,畫出圖2(b)是一個思維跳躍．所以先不急于總結學生的示意圖,可以再設置兩個實驗,進一步感悟.

圖2

任務： 利用長方體線框和彈性導體線框分別勻強磁場中切割磁感線運動,觀察實驗現(xiàn)象．

學生會發(fā)現(xiàn)長方體線框在勻強磁場中切割磁感線運動不能產生電磁感應現(xiàn)象(失敗), 彈性導體線框在收縮或張大過程中會有電磁感應現(xiàn)象(成功).在學生對實驗結論困惑時,引導學生深層原因．在我們尋找產生電磁感應的條件時,恰恰可以從不產生電磁感應的條件中找到成立的邊界．在失敗時尋找到解決問題的途徑．從而誘發(fā)學生產生元認知體驗.

3 分享交流,加深理解,豐富元認知體驗

沒有學生思維障礙的展示和暴露,就沒有真正地做到有效教學．只有學生自己感悟并內化了的方法才有使用價值．加強“生生對話”,通過討論,學生可以在聽取其他同學的體驗、感受的過程中,豐富自己的認知體驗．例如,教師提出問題,讓所有學生展開思考、分組討論,提出解決問題的辦法,然后請那些成功地解決了問題和那些沒有解決問題的學生各自講述自己的認知過程遇到困難和解決方案,使得其他同學獲得了體驗別人的認知過程,并且與自己的認知過程相比較.這樣會促進學生去體驗自己的思維與解法．在過程中會經歷各種困難、失誤.這些困難和挫敗會讓學生在心理上產生相應的元認知體驗,促使學生基于自己的認知風格冷靜地尋找解決困難的方法,補充、刪除和修正元認知知識,把體驗到的思維方法同化到知識結構中,建立新舊知識的聯(lián)系,并提升高階思維品質．

4 引導拓展,深化感悟,優(yōu)化元認知體驗

認知活動中需要學生在積極的思維過程中進行，只有強化思維過程，才能使學生的能力逐步提高.在課堂教學過程中,設計情境讓學生先獨立解決問題,然后教師通過示范的方法向學生講述解決某個問題或學習某項新內容時的思維過程,學生在體驗這樣的認知過程時,深化對原有的元認知知識的理解,也會提高他們將來面臨這些問題時運用合適的認知策略的意識和技能．在這樣的活動中,教師要關注學生比較成功的問題解決過程和失敗的問題解決過程間的不同,以及這些不同如何影響到后續(xù)的加工過程,并最終影響認知加工結果．學生在遭遇難以解決的問題時,難免會因困難而產生懷疑,因而導致思維混亂,產生挫敗感,如果在教師引導下,學生對自己的體驗有了正確認識之后,學會有效的監(jiān)控和調節(jié)自己的學習．學生有了這種體驗之后,就知道用好方法去思考,不會再用笨方法．

5 關注學生認知差異,從學生興趣點切入,激發(fā)學習動機

在引課過程中為了激起不同風格學生的興趣,教師要采取多種方式呈現(xiàn):用圖片、視頻、各種實物模型展示;精煉的言語敘述;演示實驗,角色扮演等,激發(fā)起學生探究的愿望．

不同風格的學生偏愛不同的學習方式．如果教學策略與學生認知風格相匹配會使學生在課堂上感到得心應手,如果教師采用的策略是一直與某種風格學生相匹配會讓這類風格的學生淺嘗輒止,不愿深入鉆研;失配策略是讓學生挑戰(zhàn)并發(fā)展自己的弱勢風格,如果教師采用的策略一直與某種風格學生失配,這種類型的學生會有挫敗感,導致“習得性無助”;在教學過程中,有意識的輪換采用適合不同認知風格的教學策略,讓學生經歷匹配時的喜愛與興趣,也承受失配方法的厭惡和焦慮．

積極的元認知體驗能夠激發(fā)學生興趣,有效減輕學生學習壓力,促使學生以更大的熱情投入到學習中,不斷找尋最有效的學習策略,從而提高學習能力．