元認(rèn)知在物理科學(xué)探究中的運(yùn)用初探

【摘要】元認(rèn)知水平的提高可以幫助學(xué)生主動(dòng)對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行自我控制和調(diào)節(jié)，而通過科學(xué)探究可以有效的提升學(xué)生的元認(rèn)知水平。本文通過分別對(duì)元認(rèn)知技能、元認(rèn)知知識(shí)和元認(rèn)知體驗(yàn)在科學(xué)探究中的運(yùn)用進(jìn)行分析，探討了它們?nèi)咧g的關(guān)系及其在物理科學(xué)探究中的運(yùn)用情況。

【關(guān)鍵詞】元認(rèn)知 科學(xué)探究 物理課程標(biāo)準(zhǔn)

【基金項(xiàng)目】2011年教育部人文社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)研究基地重大項(xiàng)目，西南民族傳統(tǒng)科技的教育轉(zhuǎn)換研究（11JJD880017）；重慶市人文社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)研究基地項(xiàng)目，科學(xué)教育的理論與實(shí)踐（11SKB11）等研究成果。

【中圖分類號(hào)】G633.7【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2012）11-0164-01

1.引言

元認(rèn)知概念是由美國(guó)心理學(xué)家弗萊維爾（Flavell）于1976 年首次提出的，30多年來(lái)積累了大量關(guān)于元認(rèn)知的研究成果，并很快成為我國(guó)教育心理學(xué)的重要理論之一。元認(rèn)知概念應(yīng)研究對(duì)象的不同存在不同的界定。我國(guó)學(xué)者汪玲等人認(rèn)為元認(rèn)知是“個(gè)體對(duì)當(dāng)前認(rèn)知活動(dòng)的認(rèn)知調(diào)節(jié)”，并包含三個(gè)要素：元認(rèn)知技能、元認(rèn)知知識(shí)和元認(rèn)知體驗(yàn)。[1]此界定強(qiáng)調(diào)了元認(rèn)知是一種活動(dòng)過程而并非知識(shí)體系，恰對(duì)我國(guó)現(xiàn)今提倡的物理探究式教學(xué)帶來(lái)了啟示。

初中《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011年版）（以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》）中指出“應(yīng)注意讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)和科學(xué)探究方法，提高分析問題及解決問題的能力”[2]。《標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)了探究過程對(duì)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)的重要性，探究的過程亦即認(rèn)知的過程，而元認(rèn)知水平的提高需要在認(rèn)知過程中完成。可見，通過深入進(jìn)行科學(xué)探究，可使學(xué)生提高元認(rèn)知水平；相應(yīng)的，提高元認(rèn)知水平又可幫助學(xué)生在探究過程中進(jìn)行自我控制和自我調(diào)節(jié)，使學(xué)生快而有效地完成探究活動(dòng)，增強(qiáng)科學(xué)探究能力。因此，科學(xué)探究是提升學(xué)生元認(rèn)知水平的有效途徑之一，而元認(rèn)知水平的提高可幫助學(xué)生更好地進(jìn)行科學(xué)探究。下面結(jié)合我國(guó)初中《標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)科學(xué)探究的具體要求分別對(duì)元認(rèn)知的三要素在探究過程中的運(yùn)用情況進(jìn)行詳細(xì)探討。

2.深入科學(xué)探究，培養(yǎng)元認(rèn)知技能

科學(xué)探究中，元認(rèn)知技能指的是學(xué)生在科學(xué)探究整個(gè)過程中自發(fā)地對(duì)探究進(jìn)行調(diào)節(jié)的技能。具體來(lái)說(shuō)可分為計(jì)劃、監(jiān)測(cè)和調(diào)整三種基本技能[3]。

初中《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011年版）中將學(xué)生應(yīng)掌握的科學(xué)探究能力劃分為提出問題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估和交流與合作七個(gè)要素，每個(gè)要素都不同程度的訓(xùn)練了學(xué)生的元認(rèn)知技能。從表1可看出，學(xué)生對(duì)元認(rèn)知各項(xiàng)技能的使用均暗含在整個(gè)物理探究過程的七個(gè)要素中。

提出問題需要學(xué)生理解某個(gè)特定探究任務(wù)的活動(dòng)意圖并以此確定需要探究的問題，涉及了 “計(jì)劃”中的“明確題意”和“明確目標(biāo)”等；“猜想與假設(shè)”需要學(xué)生根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)對(duì)問題的成因提出猜想，涉及了“計(jì)劃”中的“回憶相關(guān)知識(shí)”等；制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生對(duì)探究計(jì)劃進(jìn)行制定并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生不僅要明確探究目標(biāo)，還要選擇探究策略并制定探究步驟，涉及了“計(jì)劃”中的“選擇探究策略”、“確定階梯思路”等；在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證的過程中，學(xué)生應(yīng)有意識(shí)地考慮自己的計(jì)劃思路是否可行，涉及了“監(jiān)測(cè)”中的“檢查自己有無(wú)出錯(cuò)、檢驗(yàn)思路是否可行” 等，若發(fā)現(xiàn)存在實(shí)施與計(jì)劃矛盾之處，又會(huì)需要學(xué)生對(duì)如何調(diào)整措施進(jìn)行計(jì)劃，涉及了“計(jì)劃”技能；在評(píng)估與交流合作時(shí)，需要學(xué)生對(duì)探究活動(dòng)的過程和結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)并嘗試改進(jìn)探究方案，同時(shí)涉及了元認(rèn)知技能“計(jì)劃”中的“對(duì)認(rèn)知活動(dòng)的效果、效率以及收獲進(jìn)行評(píng)價(jià)”以及元認(rèn)知技能“調(diào)整”中的“矯正錯(cuò)誤”等。

可見，學(xué)生若要掌握元認(rèn)知的三種技能，探究活動(dòng)的七個(gè)要素不能獨(dú)立進(jìn)行，是一種相互交叉循環(huán)的活動(dòng)過程：“計(jì)劃”指導(dǎo)探究活動(dòng)的進(jìn)行，“監(jiān)測(cè)”和“調(diào)整”調(diào)控探究活動(dòng)的進(jìn)度，一旦發(fā)現(xiàn)具體實(shí)施與計(jì)劃不符，便會(huì)促使學(xué)生重新回到“計(jì)劃”進(jìn)行調(diào)整。另外，通過這樣深入的進(jìn)行科學(xué)探究，學(xué)生的元認(rèn)知技能會(huì)從有意識(shí)運(yùn)用過渡到無(wú)意識(shí)自發(fā)地運(yùn)用，進(jìn)而真正達(dá)到掌握的目的。

3.加深探究認(rèn)識(shí)，掌握元認(rèn)知知識(shí)

科學(xué)探究中，元認(rèn)知知識(shí)指學(xué)生對(duì)那些影響探究活動(dòng)過程和結(jié)果的影響因素的認(rèn)識(shí)。影響因素一般包括三類[4]，首先是對(duì)自己認(rèn)知資源特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，例如知道自己的劣勢(shì)在實(shí)驗(yàn)操作能力，那么在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)便會(huì)更加仔細(xì)地監(jiān)測(cè)自己的操作過程；其次是對(duì)探究任務(wù)的了解。

4.重視自我提問，經(jīng)歷元認(rèn)知體驗(yàn)

科學(xué)探究中，元認(rèn)知體驗(yàn)主要指學(xué)生對(duì)探究活動(dòng)有關(guān)情況的覺察和了解。這種體驗(yàn)可通過學(xué)生的自省式提問獲得，也可通過教師在探究過程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)提問獲得。對(duì)學(xué)生在活動(dòng)當(dāng)下的提問，會(huì)促使學(xué)生回憶已掌握的元認(rèn)知知識(shí)，進(jìn)而使其有意識(shí)的利用元認(rèn)知知識(shí)來(lái)指導(dǎo)元認(rèn)知技能的使用。另一方面，這種反省性的自我提問為元認(rèn)知技能的運(yùn)用提供了必需的信息，使運(yùn)用具有針對(duì)性。

總結(jié)

在科學(xué)探究中，元認(rèn)知技能作為三要素中的核心要素，起到積極控制和調(diào)節(jié)探究活動(dòng)的作用；元認(rèn)知知識(shí)使元認(rèn)知技能在探究過程中的運(yùn)用更具有針對(duì)性；元認(rèn)知體驗(yàn)可激活學(xué)生記憶中的元認(rèn)知知識(shí)，并為元認(rèn)知技能的運(yùn)用提供必要信息。元認(rèn)知技能、元認(rèn)知知識(shí)和元認(rèn)知體驗(yàn)共同作用于探究活動(dòng)，通過三者的協(xié)同作用，學(xué)生得以實(shí)現(xiàn)對(duì)探究活動(dòng)的自我調(diào)節(jié)和控制，進(jìn)而達(dá)到提升科學(xué)探究能力的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 汪玲，郭德俊. 元認(rèn)知要素的研究[J]. 心理發(fā)展與教育，2002（1）：44.

[2] 中華人民共和國(guó)教育部制定. 全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）. 北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：2.

[3] 汪玲，郭德俊.元認(rèn)知的本質(zhì)與要素[J].心理學(xué)報(bào)，2000，32（4）：459.

[4] 張麗超，趙穎.略論元認(rèn)知理論在教育教學(xué)中的運(yùn)用[J].繼續(xù)教育研究，2008（9）：164.