中學(xué)物理教學(xué)中元認(rèn)識(shí)的訓(xùn)練

1、.中學(xué)物理教學(xué)中元認(rèn)識(shí)的訓(xùn)練內(nèi)容提要 本文簡(jiǎn)介了元認(rèn)知的概念,提出了元認(rèn)知的內(nèi)涵及其對(duì)教學(xué)的意義,并根據(jù)教學(xué)經(jīng)歷提出了中學(xué)物理教學(xué)中元認(rèn)知知識(shí)的傳授和才能的訓(xùn)練方式,為當(dāng)前深化教學(xué)改革提供了一個(gè)新的思路和作法。 認(rèn)知 元認(rèn)知 物理教學(xué) 評(píng)價(jià)元認(rèn)知是七十年代國(guó)外一些心理學(xué)家對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)展認(rèn)知成分的分析時(shí)提出來(lái)的概念,1983年介紹到我國(guó)后即引起心理學(xué)界及教育界的重視,近年來(lái)已由理論討論開(kāi)展到學(xué)科教學(xué)領(lǐng)域。元認(rèn)知概念提示我們對(duì)認(rèn)知進(jìn)展再認(rèn)知,為教育工作者進(jìn)展教學(xué)改革,進(jìn)步教育質(zhì)量翻開(kāi)了一條新的思路。元認(rèn)知“是個(gè)體對(duì)自身認(rèn)知過(guò)程的知識(shí)和意識(shí),也可稱為檢驗(yàn)、調(diào)整和評(píng)價(jià)個(gè)體思維才能。元認(rèn)知這一概念的內(nèi)涵

2、筆者認(rèn)為可以分為三個(gè)部分:元認(rèn)知知識(shí)指認(rèn)識(shí)自己的認(rèn)知過(guò)程所需的一切知識(shí);元認(rèn)知才能指認(rèn)識(shí)、評(píng)價(jià)、監(jiān)視、調(diào)控自己的認(rèn)知過(guò)程所需要的一切才能;元認(rèn)知體驗(yàn)指伴隨認(rèn)知過(guò)程所產(chǎn)生的理智和情感的體驗(yàn)。而個(gè)體的元認(rèn)知知識(shí)與元認(rèn)知才能的綜合那么表現(xiàn)為其元認(rèn)知程度。將元認(rèn)知概念及其理論引入中學(xué)教學(xué),那么,強(qiáng)化學(xué)生的元認(rèn)知意識(shí)、增進(jìn)學(xué)生的元認(rèn)知知識(shí)、開(kāi)展學(xué)生的元認(rèn)知才能、進(jìn)步學(xué)生的元認(rèn)知程度,就必然進(jìn)入我們的教學(xué)目的,使教學(xué)目的不再單指向各才能層次的知識(shí)的獲得,而將向認(rèn)識(shí)活動(dòng)的過(guò)程挪動(dòng),并且由認(rèn)知目的擴(kuò)展到了元認(rèn)知目的;教學(xué)目的不再單指向外顯型的行為目的,將更多地向內(nèi)隱型的心理活動(dòng)目的挪動(dòng);教學(xué)目的不再以老師控制

3、的外控型目的為滿足,而向?qū)W生自控型的目的開(kāi)展。教學(xué)目的的擴(kuò)展和深化,必然引起教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及教學(xué)評(píng)價(jià)諸領(lǐng)域的相應(yīng)變化。顯然,學(xué)生的元認(rèn)知知識(shí)和才能,是學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的根底,今天的教改應(yīng)當(dāng)深化到這個(gè)層次。1、元認(rèn)知知識(shí)的傳授元認(rèn)知知識(shí)涉及的面很寬。例如,關(guān)于學(xué)習(xí)活動(dòng)的元認(rèn)知知識(shí)有:知道學(xué)習(xí)有哪些環(huán)節(jié),明確各環(huán)節(jié)的要求,理解怎樣才能做到這些要求的建議等;關(guān)于認(rèn)知活動(dòng)的元認(rèn)知知識(shí)有:理解認(rèn)知有假設(shè)干心理過(guò)程,明確每一心理過(guò)程有假設(shè)干環(huán)節(jié)或子過(guò)程,理解個(gè)體心理過(guò)程有品質(zhì)的差異及改善品質(zhì)的假設(shè)干策略等;關(guān)于學(xué)科學(xué)習(xí)的元認(rèn)知知識(shí)又是因?qū)W科的不同而不同的,關(guān)于物理學(xué)習(xí)的元認(rèn)知知識(shí)有:知道物理學(xué)習(xí)有概念、

4、規(guī)律、實(shí)驗(yàn)、思想方法等假設(shè)干方面,明確學(xué)習(xí)每一方面的意義和詳細(xì)要求,理解學(xué)習(xí)物理知識(shí)的不同層次的程度差異等。課堂教學(xué)的內(nèi)容主要由教科書提供,各學(xué)科教科書中蘊(yùn)藏著以上元認(rèn)知內(nèi)容的某些部分。但教科書是以各學(xué)科知識(shí)構(gòu)造為系統(tǒng)來(lái)編寫的,關(guān)于元認(rèn)知的內(nèi)容是不系統(tǒng)的,而且往往是隱含的、點(diǎn)滴的,散見(jiàn)的,因此需要開(kāi)掘教材中的元認(rèn)知成分,并加以系統(tǒng)化。而且元認(rèn)知知識(shí)與科學(xué)知識(shí)在學(xué)生心目中的地位也是不一樣的:后者是各種重要的、非重要的考試的對(duì)象,而前者從不是考試的對(duì)象,因此多數(shù)學(xué)生只把后者作為學(xué)習(xí)對(duì)象,于是加大了教學(xué)的難度。同時(shí),還有一些元認(rèn)知知識(shí)如認(rèn)知活動(dòng)是不出如今教材中的,因此還需要補(bǔ)充一些講座和文字材料、音

5、像材料或微機(jī)軟件。元認(rèn)知理論的引入,使教學(xué)內(nèi)容由教科書中外顯的知識(shí)深化到了書中蘊(yùn)藏的元認(rèn)知因素;使教學(xué)內(nèi)容由以教材為主擴(kuò)展到課外教育書籍或老師針對(duì)自己學(xué)生撰寫的補(bǔ)充材料;使教學(xué)內(nèi)容以學(xué)科內(nèi)容為主而又浸透了必要的、少量的、能為學(xué)生承受的心理學(xué)內(nèi)容及行為標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)習(xí)習(xí)慣等教育內(nèi)容。筆者于最近六年時(shí)間中,努力致力于元認(rèn)知知識(shí)的傳播。除物理課堂教學(xué)浸透外,還在認(rèn)真洞察分析學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣現(xiàn)狀的根底上,針對(duì)學(xué)生實(shí)際分?jǐn)M“作業(yè)要求、“怎樣上好早讀、“怎樣上好課、“怎樣在家復(fù)習(xí)功課等一、兩千字的短文印發(fā)給學(xué)生,和其他老師一起向?qū)W生宣講短文內(nèi)容,努力擴(kuò)展學(xué)生有關(guān)學(xué)習(xí)活動(dòng)的元認(rèn)知知識(shí)。組織一、兩百個(gè)學(xué)生參加的“學(xué)習(xí)與

6、心理系列講座,和其他老師一起講演關(guān)于立志、意志、情感、注意、記憶各專題,努力擴(kuò)展學(xué)生關(guān)于認(rèn)知過(guò)程的元認(rèn)知知識(shí)。2、元認(rèn)知才能的訓(xùn)練元認(rèn)知才能是區(qū)別于記憶力、想象力、思維才能等一般認(rèn)知才能的特殊才能,這種特殊才能通過(guò)意識(shí)元認(rèn)知方面的認(rèn)識(shí)和傾向、判斷對(duì)自己知識(shí)、才能現(xiàn)狀及認(rèn)知特點(diǎn)的評(píng)價(jià)等心理活動(dòng)及調(diào)控行為對(duì)自己學(xué)習(xí)目的、手段、情緒施行調(diào)節(jié)控制表現(xiàn)出來(lái)的。其中,核心是調(diào)控。對(duì)某一詳細(xì)的元認(rèn)知活動(dòng)來(lái)說(shuō),調(diào)控又可分為相統(tǒng)一的兩個(gè)階段。一個(gè)是監(jiān)測(cè),即對(duì)自己某一認(rèn)識(shí)活動(dòng)的判斷和評(píng)價(jià);一個(gè)是控制,即對(duì)繼續(xù)下去的認(rèn)知活動(dòng)的調(diào)節(jié)?？刂埔员O(jiān)測(cè)為根底,監(jiān)測(cè)以控制為目的。元認(rèn)知知識(shí)的獲得與學(xué)科知識(shí)的獲得一樣,是通過(guò)信息

7、的傳遞來(lái)完成的,元認(rèn)知才能的培養(yǎng)與各種一般才能的培養(yǎng)一樣,是通過(guò)行為規(guī)那么的訓(xùn)練來(lái)完成的。同時(shí),元認(rèn)知才能又是較一般認(rèn)知才能層次更高的才能,因此關(guān)于元認(rèn)知才能訓(xùn)練的難度必然大于一般認(rèn)知才能訓(xùn)練的難度。我們先來(lái)看一個(gè)含有元認(rèn)知知識(shí)教學(xué)及才能培養(yǎng)的教學(xué)過(guò)程。為了培養(yǎng)學(xué)生良好的解題習(xí)慣,首先必須答復(fù)什么是良好的解題習(xí)慣,于是結(jié)合課堂教學(xué)逐漸向?qū)W生傳授有關(guān)物理的良好解題習(xí)慣的元認(rèn)知知識(shí):第一、解題前充分思維的習(xí)慣。專心地、仔細(xì)地閱讀題目,分析題目所描繪的物理現(xiàn)象,弄清量、所求量和繁體構(gòu)造,在估計(jì)解題方向的根底上選擇最正確解題方案,都必須通過(guò)充分思維。第二,利用圖形輔助解題的習(xí)慣。圖形可以把題目所描繪的

8、或者考慮過(guò)程中的物理現(xiàn)象詳細(xì)化、形象化、模型化,使與未知條理化。第三,解題中書寫必要文字表達(dá)的習(xí)慣。文字表達(dá)是思維外顯的方式之一,書寫文字表達(dá)的過(guò)程也是理清解題思路、糾正偏向的過(guò)程。第四,解后反思的習(xí)慣,審視答案的正確性、真實(shí)性,回憶解題所用的知識(shí)、技能、思想方法,使解題中獲得的感性經(jīng)歷逐漸積累、升華為理性的知識(shí)、觀念。講解中既說(shuō)明什么是良好的解題習(xí)慣,而且也說(shuō)明為什么這是良好的解題習(xí)慣,以便于學(xué)生在理解的根底上去理論。但是,學(xué)生明確什么是和為什么是良好的解題習(xí)慣到愿意理論到真正形成良好的解題習(xí)慣,往往還有一個(gè)很長(zhǎng)的過(guò)程。尤其是解后反思,很多學(xué)生認(rèn)為不必要,即使認(rèn)為必要也不想付諸理論,學(xué)生在這

9、個(gè)問(wèn)題上的元認(rèn)知意識(shí)一般比針對(duì)自己學(xué)習(xí)方法的元認(rèn)知意識(shí)要差得多。于是,老師在傳授元認(rèn)知知識(shí)的根底上,需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,為學(xué)生提供理論時(shí)機(jī),開(kāi)展元認(rèn)知才能的訓(xùn)練工作。例如為培養(yǎng)解后反思的習(xí)慣,某次訓(xùn)練中老師給出如下課外練習(xí):“把四個(gè)阻值均為1歐的電阻與電動(dòng)勢(shì)為6伏,內(nèi)阻為1歐的電源連接起來(lái),要使外電路消耗的電功率為最大,其外電路的總電阻是多少?這四個(gè)電阻應(yīng)該怎樣連接?請(qǐng)同學(xué)們用盡可能多的方法去解這個(gè)問(wèn)題。由于教材中已刪去了電源最大輸出功率的內(nèi)容,因此同學(xué)們沒(méi)有現(xiàn)成的思路可以利用。老師搜集學(xué)生的多種解法,讓學(xué)生陳述自己的思路,將各種解法的主要思路反響給全體學(xué)生。在這以后,解后反思的元認(rèn)知過(guò)程就開(kāi)場(chǎng)

10、了。老師首先讓各種解法的學(xué)生表達(dá)是如何得到這種解法的,促使學(xué)生把自己和同學(xué)的認(rèn)知過(guò)程作為研究對(duì)象。其次讓學(xué)生討論這些解法是否可以歸類,促使學(xué)生評(píng)價(jià)同一認(rèn)知結(jié)果的不同認(rèn)知過(guò)程,由于不同解法搜集了七、八種之多,使得歸類工作富有創(chuàng)造性,學(xué)生討論得很有興趣。最后一致認(rèn)為主要解法有三類:一類是利用輸出功率P的關(guān)系式求極值。其中又有利用P與外電阻R的關(guān)系和P與干路電流I的關(guān)系兩種方法。每一方法中由于求極值的方法的不同而又有物理思想一樣,數(shù)學(xué)思路不同的各種解法。第二類是直接利用物理判斷解決問(wèn)題。如當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻時(shí),P有極大值。或電路中電流為短路電流的一半時(shí),P有極大值。第三類是用窮舉法解決問(wèn)題。算出這四

11、個(gè)電阻所有可能接法消耗的電功率,其中必有一個(gè)功率最大反過(guò)去就找到了功率最大時(shí)外電路的總阻值及各電阻的接法。歸類工作完成之后,進(jìn)展第三步,讓學(xué)生討論還有沒(méi)有其它解法,促使學(xué)生利用有意的考慮激活相關(guān)知識(shí),進(jìn)一步獲得元認(rèn)知體驗(yàn)。結(jié)果學(xué)生們發(fā)現(xiàn)進(jìn)展比較歸類有提示新的思路的作用。由于P還與端電壓U有關(guān)系,于是又找出用P與U的關(guān)系和P與I、U的關(guān)系的兩種屬于求極值一類的解法并獲得一個(gè)新推論:當(dāng)端電壓等于干路電流與內(nèi)阻的乘積時(shí),P有極大值。這許多解法使學(xué)生們興奮并思路開(kāi)展,于是又進(jìn)展第四步,討論哪種解法更好,促使學(xué)生評(píng)價(jià)不同思路在到達(dá)解題這個(gè)認(rèn)知目的中的優(yōu)劣,為認(rèn)知過(guò)程的調(diào)控打下認(rèn)識(shí)根底。學(xué)生們認(rèn)為第三類解

12、法局限性大,假如不給外電阻的情況就無(wú)法使用;第一類解法最正規(guī);第二類解法簡(jiǎn)捷,但必須具有相關(guān)的物理知識(shí)。第五步,請(qǐng)做錯(cuò)或做不起的同學(xué)表達(dá)原因,促使學(xué)生把出錯(cuò)的認(rèn)知過(guò)程也作為研究對(duì)象,進(jìn)一步為認(rèn)知過(guò)程的調(diào)控打下認(rèn)識(shí)根底。同學(xué)們發(fā)現(xiàn)做不起的原因主要是數(shù)學(xué)知識(shí)不熟,不會(huì)求極值。做錯(cuò)的思路主要是兩種:一種認(rèn)為電路中電流越大,消耗的功率也越大因此將四個(gè)電阻并聯(lián);一種認(rèn)為電阻越大,消耗的功率越大,因此將四個(gè)電阻串聯(lián)。這兩種思路的錯(cuò)誤都在于作了根據(jù)不充分的物理判斷。在以上討論的根底上,老師對(duì)用求極值的方法和用物理判斷求解物理量的最大值或最小值問(wèn)題進(jìn)展了總結(jié),說(shuō)明了這兩種方法的特點(diǎn)、聯(lián)絡(luò)、區(qū)別及選用原那么。第

13、六步,讓學(xué)生說(shuō)說(shuō)解后反思的收獲,或者說(shuō)說(shuō)自己是否可以聽(tīng)懂得各種解法,是否可以掌握各種解法,在其它類似的情況下估計(jì)自己是否能想起并正確運(yùn)用這些解法,促使學(xué)生進(jìn)一步評(píng)價(jià)自己有關(guān)的知識(shí)與才能現(xiàn)狀,進(jìn)一步激發(fā)把自己和同學(xué)的認(rèn)知過(guò)程作為對(duì)象來(lái)研究的意識(shí),進(jìn)一步感受伴隨認(rèn)知過(guò)程所產(chǎn)生的理智的和情感的體驗(yàn)。這些討論本來(lái)已超出了一題多解的范圍而進(jìn)入了元認(rèn)知的領(lǐng)域,但當(dāng)老師把學(xué)生的思維閘門翻開(kāi)之后,學(xué)生的思路往往不一定按老師預(yù)先的設(shè)想進(jìn)展。學(xué)生們又提出了新的問(wèn)題。這道題按求極值的方法求出當(dāng)R=r=1歐時(shí),輸出功率P有極大值,而所給外電路的四個(gè)電阻也恰好可以組合為1歐的電阻。那么假如外電路給的是三個(gè)1歐的電阻或五

14、個(gè)1歐的電阻,用它們不能組合為剛好1歐的電阻時(shí),答案又該是多少呢?于是再進(jìn)一步討論,一致認(rèn)為,找一個(gè)組合,使該組合的總阻值比其它組合的總阻值更接近1歐就可以了。又有同學(xué)提出,我們對(duì)這個(gè)問(wèn)題全貌還不清楚,要真正的清楚這個(gè)輸出功率變化的問(wèn)題,應(yīng)該畫一個(gè)輸出功率隨外電阻變化的P-R圖象。畫出的圖象又促使同學(xué)們修正自己的判斷:由于圖線最大值的兩那么不對(duì)稱,因此應(yīng)將所有可能的外電阻值最接近1歐的一大一小兩個(gè)值帶入公式計(jì)算出功率,誰(shuí)輸出功率大,誰(shuí)就是答案。同學(xué)們感慨:沒(méi)想到這個(gè)問(wèn)題外表上看不難,卻能這么深化地想下去,真有意思。這個(gè)教學(xué)過(guò)程,對(duì)我們有以下幾點(diǎn)啟示。第一,元認(rèn)知過(guò)程與認(rèn)知過(guò)程是互相交織、浸透的

15、。元認(rèn)知是對(duì)認(rèn)知的認(rèn)知,因此它發(fā)生在認(rèn)知之后,但不斷地對(duì)正在進(jìn)展的認(rèn)知的各個(gè)部分進(jìn)展認(rèn)知,就使元認(rèn)知與認(rèn)知互相交織、浸透,有時(shí)能互相剝離,有時(shí)竟不能。從教學(xué)的角度看,這兩者能區(qū)分就區(qū)分,以有利于學(xué)生元認(rèn)知意識(shí)的形成;不好區(qū)分的就不區(qū)分,因?yàn)檫@兩者能同樣是為學(xué)生的開(kāi)展作奉獻(xiàn)的。在這個(gè)例子中,通過(guò)解后反思這個(gè)認(rèn)知與元認(rèn)知交織過(guò)程,學(xué)生對(duì)有關(guān)物理知識(shí)、思想方法、數(shù)學(xué)知識(shí)及其才能都得到增長(zhǎng)和強(qiáng)化,學(xué)生對(duì)自己認(rèn)知過(guò)程的監(jiān)測(cè)、控制才能得到了訓(xùn)練,從中獲得了把認(rèn)知過(guò)程作為研究對(duì)象的成功的體驗(yàn)。老師有必要反思整個(gè)教學(xué)過(guò)程的細(xì)節(jié),適當(dāng)區(qū)分認(rèn)知與元認(rèn)知,以獲得有關(guān)元認(rèn)知教學(xué)的反響。對(duì)學(xué)生那么只要留下解后反思好,把

16、自己或同學(xué)的思路進(jìn)展深化研究很有必要的印象就到達(dá)元認(rèn)知教學(xué)的根本目的了。為了從概念上區(qū)分認(rèn)知與元認(rèn)知因?yàn)樵J(rèn)知也是一種認(rèn)知,我們不妨把對(duì)客體的認(rèn)知稱為客體認(rèn)知,而把對(duì)客體認(rèn)知的認(rèn)知稱為元認(rèn)知。第二,教學(xué)過(guò)程中,師生的互相作用增強(qiáng)了。老師的教學(xué)設(shè)計(jì),不但要能指導(dǎo)學(xué)生的認(rèn)知活動(dòng),而且要能控制學(xué)生的元認(rèn)知活動(dòng)較客體認(rèn)知更高層次的思維活動(dòng),老師對(duì)學(xué)生的作用加強(qiáng)了。學(xué)生的思路是老師用幾個(gè)程序性問(wèn)題翻開(kāi)的,而學(xué)生思路一旦翻開(kāi),就由他自己的方式開(kāi)展,反過(guò)來(lái)又作用于老師,老師備課時(shí)只能在明確的教學(xué)目的下,決定討論的主題,對(duì)可能的結(jié)果作大致的估計(jì),不可能、也不必要把一切情況部估計(jì)到,對(duì)學(xué)生的反作用老師應(yīng)學(xué)會(huì)臨機(jī)

17、應(yīng)變,學(xué)生對(duì)老師的作用也增強(qiáng)了。第三,把元認(rèn)知引入教學(xué),需要相應(yīng)的教學(xué)時(shí)間。增強(qiáng)了元認(rèn)知知識(shí)的傳授和元認(rèn)知才能培養(yǎng)等教學(xué)內(nèi)容,自然需要增加相應(yīng)的教學(xué)時(shí)間,特別是為了讓更多的同學(xué)開(kāi)展思維,參加到元認(rèn)知活動(dòng)之中,必須留足充分考慮、充分討論的時(shí)間。如剛剛所舉的例子,且不說(shuō)讓學(xué)生在課外考慮討論所用的時(shí)間,單在課堂上聚集討論結(jié)果都需要較多的時(shí)間。為了獲得元認(rèn)知教學(xué)的時(shí)間,一是精心安排每堂課的教學(xué)內(nèi)容,適當(dāng)減少講解時(shí)間,增加師生共同活動(dòng)時(shí)間,以便展現(xiàn)思維過(guò)程,并以它為對(duì)象進(jìn)展討論、研究。一是由課堂向課外延展,利用課外活動(dòng)時(shí)間傳授非單純學(xué)科的元認(rèn)知知識(shí)。當(dāng)然上述詳盡討論只能是典型,不可能多,須仔細(xì)選擇和設(shè)計(jì),以帶動(dòng)零星訓(xùn)練。由以上的啟示可知,將元認(rèn)知引入教學(xué)后,其元認(rèn)知訓(xùn)練與一般教學(xué)是互相浸透的,并不增加新的教學(xué)方法,只是各種教學(xué)方法使用頻率、使用時(shí)間的比例有所變化,使其中教