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物理問(wèn)題解決與元認(rèn)知研究論文
【摘要】文章結(jié)合具體學(xué)科，分析了元認(rèn)知在物理問(wèn)題解決過(guò)程中的作用，以及如何通過(guò)物理問(wèn)題解決對(duì)元認(rèn)知進(jìn)行有效開(kāi)發(fā)。
【關(guān)鍵詞】物理；問(wèn)題解決；元認(rèn)知
元認(rèn)知( Metacognition）是弗拉維爾70年代提出的，此后關(guān)于元認(rèn)知的研究越來(lái)越多，這些研究主要集中于閱讀理解、記憶和問(wèn)題解決三大領(lǐng)域，其中問(wèn)題解決中的元認(rèn)知研究是九十年代才開(kāi)始的。研究表明學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生元認(rèn)知水平較高，元認(rèn)知策略可以修補(bǔ)知識(shí)水平的欠缺以及補(bǔ)充、完善問(wèn)題。
本文采取與具體學(xué)科相結(jié)合的方式，從物理學(xué)科的特點(diǎn)出發(fā)，從元認(rèn)知的實(shí)質(zhì)出發(fā)，探討元認(rèn)知在物理問(wèn)題解決過(guò)程中的作用以及如何對(duì)其有效開(kāi)發(fā)。
一、元認(rèn)知在物理問(wèn)題解決中的作用
1976年弗拉維爾對(duì)元認(rèn)知的定義:一個(gè)人所具有的關(guān)于自己思維活動(dòng)和學(xué)習(xí)活動(dòng)的知識(shí)及其實(shí)施的控制，是任何調(diào)節(jié)認(rèn)知過(guò)程的認(rèn)知活動(dòng)。 1979年Kluwe認(rèn)為：元認(rèn)知是明確專門指向個(gè)人的認(rèn)知活動(dòng)的積極的、反省的認(rèn)知加工過(guò)程； Schraw & Dennison( 1994)定義：元認(rèn)知是關(guān)于個(gè)人對(duì)自己學(xué)習(xí)反省、理解、控制的一種能力。元認(rèn)知概念包括三方面的內(nèi)容：元認(rèn)知知識(shí)、元認(rèn)知體驗(yàn)、元認(rèn)知監(jiān)控三種成分。三者相互作用，相互聯(lián)系，其中元認(rèn)知監(jiān)控是元認(rèn)知中的核心成分，它是學(xué)習(xí)成功的關(guān)鍵。
1. 元認(rèn)知對(duì)物理問(wèn)題解決的目標(biāo)進(jìn)行修正。[1] 元認(rèn)知使得解題過(guò)程具有明確的目標(biāo)指向性，使解題者的心理活動(dòng)都朝著目標(biāo)靠攏。目標(biāo)是問(wèn)題解決者主觀經(jīng)驗(yàn)的知覺(jué)，它既是問(wèn)題解決的開(kāi)始，也是問(wèn)題解決的歸宿，它對(duì)問(wèn)題解決的進(jìn)程進(jìn)行指導(dǎo)。解題中問(wèn)題解決者要監(jiān)控其解題計(jì)劃，制訂切實(shí)可行的目標(biāo)，致使物理問(wèn)題解決得以順利進(jìn)行。
2. 元認(rèn)知操作驅(qū)動(dòng)物理問(wèn)題解決的策略。解決物理問(wèn)題需要一定的策略。策略是在思維模式的作用下反應(yīng)出來(lái)的，它影響著物理問(wèn)題解決的效率。問(wèn)題解決者在解題過(guò)程中通過(guò)以下方式進(jìn)行認(rèn)知操作。
（1）激活思維并制定策略，即以目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，將物理材料放入已有的知識(shí)背景中，在操作系統(tǒng)的作用下激活認(rèn)知結(jié)構(gòu)。在元認(rèn)知基礎(chǔ)上，根據(jù)材料系統(tǒng)在認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的相似性，尋求物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的“相似點(diǎn)”，把問(wèn)題改組為適合原有知識(shí)的形式，或把以前知識(shí)通過(guò)經(jīng)驗(yàn)加工成適合現(xiàn)有問(wèn)題的形式，從而制訂解題策略；
�。�2）改組和實(shí)施策略，即通過(guò)對(duì)問(wèn)題解決進(jìn)程的反饋，面對(duì)問(wèn)題，有多種解題方法，問(wèn)題解決者要進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，實(shí)質(zhì)上就是對(duì)問(wèn)題解決策略的評(píng)價(jià)，如果發(fā)現(xiàn)目標(biāo)確信無(wú)疑而又達(dá)不到或不能順利達(dá)到目標(biāo)時(shí)，則將懷疑其策略，有必要對(duì)策略進(jìn)行調(diào)整。
3. 元認(rèn)知增強(qiáng)解題者在物理問(wèn)題解決中的主體意識(shí)。鑒于物理學(xué)科的特點(diǎn)，一般解決物理問(wèn)題有一定的困難，這就要求解題者能自我激活，發(fā)揮自我作用，排除障礙，產(chǎn)生問(wèn)題解決的欲望。而元認(rèn)知在整個(gè)問(wèn)題解決過(guò)程中存在著內(nèi)反饋的調(diào)節(jié)。
（1）通過(guò)元認(rèn)知知識(shí)，使解題者能審清題意，對(duì)問(wèn)題的類型、難易程度、所用的知識(shí)有初步了解，使其能主動(dòng)選擇有效解題策略；
�。�2）元認(rèn)知體驗(yàn)的自我啟發(fā)作用，調(diào)動(dòng)非智力因素參與，產(chǎn)生“知”與“不知”的認(rèn)知體驗(yàn)和情感體驗(yàn)，產(chǎn)生一些新的思路和方法，對(duì)原有的思維進(jìn)行擴(kuò)充，可以克服障礙，調(diào)動(dòng)解題者的積極性和自信心；
（3）元認(rèn)知的監(jiān)控作用，體現(xiàn)在解決問(wèn)題的整個(gè)階段，解題的前計(jì)劃，解題過(guò)程中的監(jiān)測(cè)，解后的評(píng)價(jià)、反思。
二、通過(guò)物理問(wèn)題解決對(duì)學(xué)生進(jìn)行元認(rèn)知開(kāi)發(fā)
學(xué)生的元認(rèn)知能力往往在解題過(guò)程中體現(xiàn)，并在解題過(guò)程中培養(yǎng)出來(lái)，龔志寧（1999）研究發(fā)現(xiàn)元認(rèn)知策略導(dǎo)致學(xué)困生成績(jī)低于優(yōu)生。有人曾經(jīng)對(duì)比優(yōu)生與物理學(xué)困生解題過(guò)程研究中。發(fā)現(xiàn)元認(rèn)知能力的高低一定程度決定物理成績(jī)高低。為了讓學(xué)生“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”，我們應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生物理問(wèn)題元認(rèn)知能力的培養(yǎng)。
�。�.激發(fā)學(xué)生的自我意識(shí)和培養(yǎng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。元認(rèn)知能力的發(fā)展以一定的心理發(fā)展水平為基礎(chǔ)，元認(rèn)知在學(xué)生自我意識(shí)產(chǎn)生之后才發(fā)展起來(lái)。如果沒(méi)有自我意識(shí)，學(xué)生不能對(duì)自己正在操作的認(rèn)知對(duì)象進(jìn)行積極的計(jì)劃、監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)、反思。自我意識(shí)是以主體及其活動(dòng)為意識(shí)對(duì)象，對(duì)人的認(rèn)知活動(dòng)起著監(jiān)控作用。在解題學(xué)習(xí)中，人的自我意識(shí)是對(duì)自己在問(wèn)題感知、表征、思考、記憶和體驗(yàn)的意識(shí)，對(duì)自己的目的、計(jì)劃、行動(dòng)以及行動(dòng)效果的意識(shí)。
２.剖析思維過(guò)程，加強(qiáng)思路教學(xué)。以往教師解題只注重解題過(guò)程本身以及解題的結(jié)果，而忽略學(xué)生元認(rèn)知作用的過(guò)程。元認(rèn)知是認(rèn)知的認(rèn)知，元認(rèn)知時(shí)刻在發(fā)揮作用，要提高學(xué)生的元認(rèn)知水平，應(yīng)該讓學(xué)生體會(huì)教師的元認(rèn)知發(fā)揮過(guò)程。遇到一個(gè)新問(wèn)題時(shí)，向?qū)W生示范自己如何分析、尋找有效策略，最終解決問(wèn)題的整個(gè)過(guò)程。有時(shí)教師也會(huì)進(jìn)入死胡同，但有能力排除障礙。有時(shí)教師也犯錯(cuò)，但他運(yùn)用元認(rèn)知監(jiān)控可以修正問(wèn)題…總而言之，展示教師思維過(guò)程，將教師自身過(guò)程的自我監(jiān)控、自我調(diào)節(jié)展現(xiàn)給學(xué)生。
３.傳授解題的元認(rèn)知策略
�。�1）善于利用波利亞“自我提示語(yǔ)”
Polya波利亞在他的解題理論著作中所給出很多提示語(yǔ)，都是屬于元認(rèn)知的范疇。在解題時(shí)經(jīng)常自覺(jué)地運(yùn)用這些提示語(yǔ)，是提高解題元認(rèn)知能力的有效途徑。如果問(wèn)得合適，就可能引出好的答案，引出正確的想法。他的基本模式為：
第一步——閱讀題意，表征問(wèn)題；第二步——擬定計(jì)劃，執(zhí)行步驟；第三步——評(píng)價(jià)和反思
（２）同學(xué)之間相互質(zhì)問(wèn)（Inquiry）和爭(zhēng)論（Argument）
質(zhì)問(wèn)是學(xué)生常采用的方法。學(xué)生對(duì)一些問(wèn)題常常被動(dòng)的接受，爭(zhēng)論很少受到重視，但它與詢問(wèn)一樣重要，（下轉(zhuǎn)第194頁(yè)）（上接第184頁(yè)）通過(guò)爭(zhēng)論對(duì)問(wèn)題的理解能力比被動(dòng)地接受強(qiáng)四倍，對(duì)一些思考型強(qiáng)的、有多種解法的問(wèn)題，留給學(xué)生討論，讓學(xué)生說(shuō)出自己的解題思路。為什么那樣做？原因是什么？為什么選擇這種方法？讓同學(xué)之間相互質(zhì)疑和爭(zhēng)論，每個(gè)人對(duì)自己和他人的做法進(jìn)行深入思考和反思，使學(xué)生對(duì)自己所解的題目有更深層的含義。
４.加強(qiáng)不良結(jié)構(gòu)問(wèn)題的教學(xué)
結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題(ill-structured problem)相對(duì)結(jié)構(gòu)良好問(wèn)題（well-structured problem ），學(xué)生經(jīng)常面對(duì)的是結(jié)構(gòu)良好問(wèn)題，目標(biāo)定義明確，提供多種解題方法，而結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題比較模糊，問(wèn)題不明確，具有不清楚的目標(biāo)和多樣的解題方法，同時(shí)又屬于開(kāi)放型題目，對(duì)問(wèn)題很難得到明確的方法。學(xué)生對(duì)知識(shí)不能遷移，而教育者往往對(duì)這方面重視不夠。國(guó)外有這方面的研究，表明經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題的訓(xùn)練，學(xué)生的元認(rèn)知解題能力有很大提高。
總之提高學(xué)生物理問(wèn)題解決的元認(rèn)知水平非一朝一夕所能實(shí)現(xiàn)的，需要師生共同協(xié)作。教師應(yīng)把學(xué)生的元認(rèn)知能力培養(yǎng)納入自己的教學(xué)目標(biāo)中，在問(wèn)題教學(xué)中，不斷滲透元認(rèn)知知識(shí)和策略的訓(xùn)練內(nèi)容。調(diào)動(dòng)學(xué)生的主體意識(shí)，注意元監(jiān)控的實(shí)施，只有這樣，學(xué)生的元認(rèn)知水平在物理問(wèn)題解決中得到開(kāi)發(fā)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]朱德全，宋乃慶.談數(shù)學(xué)教學(xué)中的問(wèn)題解決與元認(rèn)知開(kāi)發(fā)[J].學(xué)科教育研究，1997，（6）．
[2]周麗芳.元認(rèn)知及其培養(yǎng)[J].天津市教科院學(xué)報(bào)，2002，（1）.
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