運用元認知策略，轉變學生的科學前概念

吳曉肖

摘 要：元認知策略是心理學界以及教育界共同提出的新型教育理念，雖然元認知理論從提出開始至今的延續時間并不長，但在廣大教師對其不斷探索及完善之下獲得了較為可觀的成績。近年來我國新課程改革不斷推進，教育人士發現將元認知策略運用在中學科學學科的教育中有著極其顯著的效果，在提升學生科學素養的前提之下，可以有效轉變學生的科學前概念，是提高科學課堂教學質量的重要舉措。本文將基于元認知理念對轉變學生科學前概念的策略進行分析及研究，旨在為學生提升科學素養提供有利幫助。

關鍵詞：元認知策略；科學前概念；科學學科

元認知也稱為反省認知、超認知和反審認知，是學生對于自身認知過程的認知。學生可以通過元認知策略來了解、檢驗、評估以及調整自身的認知活動。元認知由元認知知識、元認知體驗以及元認知監控三部分組成。元認知是近十幾年來心理學家所研究的熱點之一，通過不斷研究可以發現，這種理念對教育實踐產生了極大的影響，因此元認知的實質是學生在學習科學學科時的自我意識以及自我調節。

一、學生科學前概念的形成因素

1.對生活經驗先入為主造成學生形成前概念

學生在日常生活中受到了各類自然現象的影響，潛移默化地影響了學生的感性認知，從而使學生形成前概念。但這些概念觀點是錯誤的，教師要打破學生的傳統觀念。

2.學生個體差異性造成學生形成前概念

每個學生之間都有不同的個性特點，也就造成了學生存在較大的差異性。每個學生的思維邏輯方式、認知水平、生活經歷以及性格方面都大有不同，因此學生的前概念也存在不同。部分學生可應用自身的概念解決問題，處理抽象概念并及時構建新概念，但大部分學生的概念能力較為低下，不能很好地對概念進行認知。

3.知識負遷移造成學生形成前概念

初中生的課業壓力越來越大，尤其是學生在進行數學、英語、物理等主要學科的學習中形成了較為消極的學習態度，這些學科由于具備較強的抽象性，導致學生在學科之間形成錯誤的關聯性，造成學生學習熱情低下，從而出現知識負遷移的情況發生，也是導致學生形成錯誤前概念的主要原因。

4.大眾化傳媒造成學生形成前概念

隨著信息技術的日益提高，信息技術已經深入學生的日常生活，學生通過報紙、雜志、網絡、廣播等途徑所獲得的科學知識并不是都具備科學性。初中生還缺乏鑒別能力，無法對接收的信息進行正確的判斷，導致學生形成錯誤的前概念，削弱了學校對學生進行正確科學知識教育的效果。

二、運用元認知策略轉變學生的科學前概念

1.合理創設情境減少認知沖突

課堂上的情境創設從根本上決定了學生的前概念轉變過程是否順利，同時也是學生有效學習、構建合理科學觀念的重要途徑。波斯納認為：“概念轉變過程的發生，是由于學生對前概念與科學概念之間產生的矛盾所引起。”因此，教師要想有效轉變學生的前概念，需要設計認知沖突，促進學生進行前概念的轉變。教師在創設課堂情境的過程中要確保創設的情境與學生學習的科學知識相融合，要全面覆蓋教材中的科學知識點，同時還要適當融入生活中的科技事件。創設合理的情境可以幫助學生更好地掌握學習內容，讓學生遵循科學知識力量去解決生活中發生的問題，從而達到學生可以利用科學知識進行遷移并解決實際問題的目標。教師要充分激發學生的好奇心，調動學生的求知欲望，讓學生在學習過程中產生強烈的知識共鳴并獲得良好的情感體驗。在教學過程當中，教師可以在不同階段對學生進行不同的問題情境創設，從而暴露出學生的錯誤前概念。要想合理有效地轉變學生的科學前概念，就要通過大量的實踐教學來進行研究。

例如，在初中科學第一冊第一章當中的“科學入門”一課，教師可以向學生提出“科學家是如何進行科學探究的”這一問題，學生幾乎都認為科學家是采用實驗方法來進行科學探究的。教師得到答案之后可以要求學生閱讀教材內容，讓學生形成認知沖突，再讓學生通過閱讀教材打破“實驗方法”這一錯誤前概念。接下來，教師可以利用“黑盒實驗”進行問題情境創設，讓學生充分體驗科學家的探究過程，最后讓學生結合自身體驗聯系教材，使學生形成全面的探究思維和科學邏輯思維。

2.利用元認知策略轉變學生的前概念

對學生進行科學教育的目的不僅是培養學生的自主學習能力，還要以讓學生獨立自主探究為目標，增強學生的科學素養，從而打破學生的科學前概念。美國著名心理學家弗拉維爾（J·H·Flavel）在《認知發展》中提出：“元認知也稱反審認知，是個體在對自身認知過程有所意識的基礎上，對其認知過程進行自我反省、自我控制、自我調節，是關于自己認知過程的知識和調節這些過程的能力。”教師要充分運用元認知策略來有效轉變學生的科學前概念，并在此過程中引導學生構建科學合理的概念，這是非常有效的一種教學方法。教師可以采用直接提問的方式，根據教材設計完善的問題層次，要由淺入深，對學生進行層次上的前概念轉變，并將正確的科學概念進行透徹剖析。以下面例題為例進行分析：

小紅發現一種身上長毛，并能在水中自由游動的生物，這種生物可能屬于（）

A.兩棲類動物 B.魚類 C.爬行類動物 D.哺乳類動物

雖然經過“生物的分類”一課的學習之后學生已經了解了五大類動物的特點，但在解題時還是有很大一部分學生選擇了錯誤答案，此時教師可以對學生進行提問，讓學生在自身的認知沖突上轉變前概念。教師：“哪些生物可以在水中游動但不屬于魚類？”學生：“青蛙、鯊魚、鯨魚、鴨嘴獸。”教師：“那這些生物之中哪個動物身上有毛？”學生：“鴨嘴獸。”教師：“鴨嘴獸是哪類動物？”學生：“哺乳類。”教師：“在剛剛你們列舉的動物中還有哺乳類動物嗎？”學生：“鯨魚。”教師：“哺乳類動物的特征是什么？”學生：“身體生長毛發，胎生。”教師：“再來看這道題，這回知道正確答案了嗎？”通過教師不斷深入地提問，學生可以在回答過程中利用自己的認知逐漸對前概念進行轉變，對自己的認知進行反思，這種教學方式還增加了師生之間的互動，使學生的學習興趣被有效激發，有利于對學生進行科學概念的構建。

總而言之，教師在元認知策略下對學生進行前概念的轉變過程中，要充分結合自身多年的教學經驗，將教材內的知識點與元認知策略有效結合，同時還要將學生的基礎知識掌握水平考慮進去。依據學生不同的認知水平以及學生的個性特點來設計有效的教學方法，并創設科學性極強的科學課堂。在轉變學生前概念的過程中，利用元認知策略幫助學生自身建立起良好的科學思維，要讓學生對自身的認知結構進行優化，從而有效提高學生的科學認知能力。相信在廣大一線教師的不斷努力探索下，可以在科學課堂上更好地利用元認知策略來轉變學生的科學前概念，從而使學生建立完善正確的科學思維以及極高的科學素養，有效促進我國教育事業的發展。

參考文獻：

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