元認知理論基礎(chǔ)及其在物理教學(xué)實踐中的意義

軒書科

（山東工藝美術(shù)學(xué)院，山東 濟南250300）

1 關(guān)于元認知

自弗萊維爾(Flavell)于1976 年在其《認知發(fā)展》一書中明確提出元認知的概念以來，人們對元認知進行了廣泛而深入的研究。 弗萊維爾認為，元認知就是對認知自身系統(tǒng)進行反思的一個知識系統(tǒng)，即對認知的認知。其結(jié)構(gòu)包括三個方面：元認知知識，元認知體驗和元認知監(jiān)控。 包括認知操作的各個方面，以及對個體對自己的認知操作進行監(jiān)視、控制和調(diào)節(jié)。 近年來心理學(xué)家們已經(jīng)逐步認識到元認知對于人心理的發(fā)展的價值。

元認知知識就是關(guān)于個人的認知活動以及影響這種認知活動的各種因素的知識；元認知體驗是任何伴隨著認知活動的認知體驗或情感體驗；元認知監(jiān)控，是主體在進行認知活動的全過程中，將自己正在進行的認知活動作為意識對象，不斷地對其進行積極、自覺的監(jiān)控和調(diào)節(jié)。在實際的認知活動中，元認知知識、元認知體驗和元認知監(jiān)控三者是相互聯(lián)系，相互影響和相互制約的。

由此可知，元認知實際上就是指導(dǎo)、調(diào)節(jié)自身的認知過程，選擇有效認知策略的控制執(zhí)行過程，其實質(zhì)就是人對認知活動的自我意識和自我控制。

將元認知教學(xué)與物理學(xué)科相結(jié)合， 就能形成一種元認知物理教學(xué)：以物理學(xué)科知識為載體；充分發(fā)揮教學(xué)活動不同層面的功能，既注重學(xué)生物理知識技能形成、 又注重學(xué)生物理學(xué)習(xí)和問題解決策略積累；促使學(xué)生構(gòu)建知識、技能、策略三者緊密聯(lián)系在一起的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)性結(jié)構(gòu)，并借助物理學(xué)習(xí)過程中的體驗，使學(xué)生形成正確態(tài)度、價值觀。

2 理論基礎(chǔ)

2.1 奧蘇伯爾的有意義學(xué)習(xí)理論

20 世紀(jì)70 年代，美國心理學(xué)家奧蘇伯爾提出了“有意義學(xué)習(xí)理論”，把課堂學(xué)習(xí)按兩個獨立的角度劃分為：機械學(xué)習(xí)和意義學(xué)習(xí)，接受學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)， 認為發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)和接受學(xué)習(xí)都可能是有意義的，其條件是：學(xué)生表現(xiàn)出一種在新學(xué)內(nèi)容與自己已有知識之間建立聯(lián)系的傾向；學(xué)習(xí)內(nèi)容能夠與學(xué)生己有知識聯(lián)系起來。 在有意義的接受學(xué)習(xí)中，要學(xué)習(xí)的新內(nèi)容供給學(xué)生后，學(xué)生需要主動地在意義上把它同自己的認知結(jié)構(gòu)中己有的相關(guān)的知識聯(lián)系起來并予以保持，以便于以后的回憶和再認，或者把它作為學(xué)習(xí)有關(guān)新材料的基礎(chǔ)。至于發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)，就要使學(xué)習(xí)的新內(nèi)容在能夠被內(nèi)化到學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)中以前，必須是被學(xué)生獨立地發(fā)現(xiàn)出來，才是有意義的學(xué)習(xí)。 奧蘇伯爾提出了意義學(xué)習(xí)的心理機制是同化和順應(yīng)，這是學(xué)生用自己頭腦中的認知結(jié)構(gòu)與新知識發(fā)生聯(lián)系，建構(gòu)新知識的心理意義。 奧蘇伯爾認為知識是有豐富的內(nèi)容、網(wǎng)絡(luò)性結(jié)構(gòu)和認知功能的，認知結(jié)構(gòu)就是知識在學(xué)習(xí)者腦海中存留的一種表述。 學(xué)生可以通過概念圖的制作進行知識的完善、方法的整理，是知識的再建構(gòu)過程。

2.2 皮亞杰建構(gòu)主義理論

建構(gòu)主義源于瑞士心理學(xué)家皮亞杰提出的兒童認知發(fā)展學(xué)說，皮亞杰以內(nèi)因和外因相互作用的觀點來研究兒童的認知發(fā)展，認為兒童是在與周圍環(huán)境相互作用的過程中， 逐步建構(gòu)起關(guān)于外部世界的知識，從而使自身認知結(jié)構(gòu)得到發(fā)展。或者說，認識并非思維對外部或現(xiàn)象簡單的、被動的反映，而是認識主體的一種主動建構(gòu)活動。課堂教學(xué)中，學(xué)生不是被動的知識接受者，而是積極主動的加工者。

2.3 維果斯基社會建構(gòu)理論

維果斯基認為，知識不是通過教師傳授得到，而是學(xué)生在一定的情境即社會文化背景下，借助其他人(包括教師和學(xué)習(xí)伙伴)的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式而獲得。 社會建構(gòu)主義提倡在教師指導(dǎo)下的、以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)，也就是說，既強調(diào)學(xué)生的認知主體作用，又不忽視教師的指導(dǎo)作用，教師是意義建構(gòu)的幫助者、促進者，而不是知識的傳授者與灌輸者。學(xué)生是信息加工的主體、是意義的主動建構(gòu)者，而不是外部刺激的被動接受者和被灌輸?shù)膶ο蟆Ｒ虼耍鐣?gòu)主義強調(diào)在一定的情境中協(xié)作、會話對意義建構(gòu)的作用。

教師在課堂設(shè)計的學(xué)習(xí)環(huán)境一情境，必須有利于學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的意義建構(gòu)。 課堂教學(xué)可以以學(xué)習(xí)小組形式進行，“協(xié)作”發(fā)生在學(xué)習(xí)小組學(xué)習(xí)的全過程，協(xié)作使學(xué)習(xí)小組成員之間更好地完成規(guī)定的學(xué)習(xí)任務(wù)，使各學(xué)生個體的學(xué)習(xí)才能形成互補，也是小組內(nèi)個體的學(xué)習(xí)收獲成為整個學(xué)習(xí)群體的共享資源。社會建構(gòu)主義認為學(xué)生就是在這一定的情境中的協(xié)作、交流通過“同化”和“順應(yīng)”來完善和豐富個體認知結(jié)構(gòu)，認識事物的性質(zhì)、規(guī)律以及事物之間的內(nèi)在聯(lián)系，完成意義建構(gòu)的學(xué)習(xí)過程。

從心理學(xué)角度看，學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)是主動建構(gòu)過程，是主動將新知識與已有知識發(fā)生聯(lián)系的過程，并形成學(xué)生個體的知識結(jié)構(gòu)，還可以以概念圖的形式呈現(xiàn)。學(xué)習(xí)小組這種課堂合作學(xué)習(xí)形式可以發(fā)揮很好的作用，特別在思維過程回顧分析，將思維過程言語化，并進行交流、討論，更好地構(gòu)建策略。 學(xué)生就可以通過這種方式積累學(xué)習(xí)策略、問題解決策略，提高學(xué)生的元認知水平，提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)自我監(jiān)控的水平，提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的自主性。

3 元認知理論結(jié)合物理教學(xué)實踐的意義

物理學(xué)作為一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，其學(xué)習(xí)過程中蘊涵著大量的思維活動。 在物理教學(xué)實踐中有效開發(fā)學(xué)生的元認知能力，將元認知理論融入到物理教學(xué)實踐中，即會成為提高學(xué)生物理思維能力與學(xué)習(xí)能力的突破口，也會對物理教育產(chǎn)生積極的影響。

3.1 元認知能改善物理思維品質(zhì)

物理認知活動的核心是物理思維品質(zhì)與物理思維能力的培養(yǎng)。物理思維品質(zhì)主要表現(xiàn)在思維的敏捷性、靈活性、深刻性和獨創(chuàng)性等方面，比如在物理學(xué)習(xí)過程中，會發(fā)現(xiàn)學(xué)生思考問題的速度有快有慢，解決問題的方法有靈活也有死板，對概念的理解有深刻也有膚淺等。 心理學(xué)實驗研究表明，元認知與思維品質(zhì)存在著因果關(guān)系，即元認知的差異是形成思維品質(zhì)差異的根本原因，思維品質(zhì)的提高是元認知能力提高的結(jié)果。也就是說上述物理思維品質(zhì)上的差異其實是由學(xué)生元認知水平的不同引起的。因此，開發(fā)學(xué)生物理元認知能力，正是改善物理思維品質(zhì)的關(guān)鍵。在物理教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的元認知能力有助于他們提高思考問題的速度，靈活解決問題，對物理概念和問題的理解也會更加深刻。

3.2 元認知能發(fā)展物理學(xué)習(xí)能力

學(xué)習(xí)的過程不只是對認知任務(wù)、認知材料的識別和加工的過程，同時也是對該過程進行積極的自我監(jiān)控和調(diào)節(jié)的過程。 同樣物理學(xué)習(xí)能力也應(yīng)包括學(xué)習(xí)中的各種認知能力和元認知能力， 元認知能力的發(fā)展制約著學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。 在教學(xué)實踐過程中培養(yǎng)元認知能力，使學(xué)生能在學(xué)習(xí)過程中主動制定好切實可行的學(xué)習(xí)計劃， 選擇好適合自己的學(xué)習(xí)方法，能自主分析學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題，且能及時反思尋找問題的原因，并準(zhǔn)確糾正過來，能不斷總結(jié)學(xué)習(xí)中的經(jīng)驗教訓(xùn)，根據(jù)不同情況調(diào)控好自己的學(xué)習(xí)過程，從而保證學(xué)習(xí)質(zhì)量，提高學(xué)習(xí)效率。

3.3 促進自我反思

在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生個體都會有不同程度的自我反思，這也是策略積累的自我建構(gòu)過程，外界點評只是外因，自我反思才是策略積累的動力因素，是提升學(xué)生元認知水平的根本。 教師要注意明確要求學(xué)生在討論中多回顧自己的思維過程， 自己對自己的思維過程進行反思，在回顧評價中感悟。 教師的點拔要導(dǎo)向策略學(xué)習(xí)，就不要僅停留在會不會做，學(xué)會做那一步，而要學(xué)生回答為什么這樣做。

3.4 元認知能提高物理教學(xué)效果

物理教學(xué)過程并不是一個只向?qū)W生灌輸“概念”和“規(guī)律”的過程，而是通過指導(dǎo)學(xué)生主動探究，獲取并加工新知識的過程。 在物理教學(xué)中，培養(yǎng)元認知能力，能使學(xué)生時時清醒地關(guān)注到自己的思維活動過程，同時通過不斷監(jiān)測自己對新知識的理解程度，判斷自己的學(xué)習(xí)進展與認知目標(biāo)的差距，并及時修正調(diào)整認知策略，使其能深入掌握物理概念和物理規(guī)律，完善認知結(jié)構(gòu)，進而提高了教學(xué)質(zhì)量，達到更好的教學(xué)效果。總而言之，培養(yǎng)物理元認知能力能使學(xué)生明確物理認知過程認知活動過程中的盲目性，對提高物理教學(xué)具有明顯的實效性。

3.5 學(xué)生終生發(fā)展、全面發(fā)展需要

學(xué)校教育所傳授的知識只是人一生很少的部分， 學(xué)生離開學(xué)校后，為了自己長期可持續(xù)的發(fā)展，還要有很多的知識技能要學(xué)習(xí)，其學(xué)習(xí)能力要靠學(xué)校教育習(xí)得。 一旦課堂教學(xué)活動有了元認知層面的內(nèi)容，學(xué)生在課堂教學(xué)中的收獲就有了學(xué)習(xí)策略、問題解決策略的積累，學(xué)生獨立學(xué)習(xí)能力得到發(fā)展，獨立解決問題的能力得到發(fā)展，這些能力學(xué)生將終身享用。