高中生元認知能力對地理綜合題解題水平的影響研究

摘要：地理綜合題是檢驗學生地理問題解決能力的重要工具，在地理測試中占有重要地位。假設元認知能力是影響高中生地理綜合題解題水平的因素之一，通過多次測試和修改完善開發出高信度和高效度的元認知能力測量量表，并通過測試獲得了云南省下關第一中學49份有效樣本的元認知能力和綜合題解題水平數據，借助SPSS 19.0軟件，運用相關分析、獨立樣本t檢驗、回歸分析等方法，可證明元認知能力與綜合題解題水平之間存在顯著的相關性。

關鍵詞：地理綜合題；元認知能力；解題水平；啟發式提問清單法

一、問題的提出

各地高考地理試卷的題型有選擇題和綜合題兩大類，其中綜合題的比重一般超過一半，而且高考綜合題難度較大，如浙江省2010—2013年高考綜合題的難度系數均小于0.5，是考生失分的“重災區”。國內有一些關于地理綜合題解題訓練的研究，如許國鵬從應試角度歸納出審題、析題、答題的解題步驟，并展示解題策略的思維導圖；湯國榮從命題角度分析地理綜合題的價值取向、命題特點，提出針對性的復習策略。地理綜合題靈活多變，對學生的地理知識和地理問題解決能力的考查十分全面，提高綜合題的解題水平需要了解影響學生綜合題解題水平的因素，并把握其中規律性的原理和機制，而在這方面，尚未發現有研究去探討，更無實證研究的成果。本文認為，地理知識豐富程度、地理思維能力是影響地理綜合題解題水平的最基本因素，而元認知能力也是一個重要的因素，本文將從實證的角度探討元認知能力對地理綜合題解題水平的影響，在地理知識和思維能力水平不能短期提高的情況下，為從元認知角度提高解題水平提供實證依據。

二、研究設計

要發現元認知能力對地理綜合題解題水平的影響，首先要對學生的元認知能力和地理綜合題解題水平進行測量，并通過多元化的樣本將地理知識水平、地理思維能力水平設為控制變量。研究中元認知能力的測量最為關鍵，需要開發高質量的測量工具并測得可信的數據，是研究的難點；另外需要通過測量獲取學生的地理綜合題解題水平數據。之后借助SPSS軟件，運用相關分析、回歸分析、獨立樣本t檢驗、曲線擬合等方法揭示元認知能力和地理綜合題解題水平之間的統計關系，并論證其因果關系，最終從提高元認知能力的角度提出提高地理綜合題解題水平的教學策略。

三、元認知能力與地理綜合題解題水平的測量

1.元認知能力測量量表的開發

筆者重點選取元認知知識和元認知監控這兩項容易量化的指標，并將其細分為計劃（x1）、策略（x2）、監測（x3）、調節（x4）、反思（x5）五個維度進行地理綜合題解題元認知能力測量量表開發。量表內容參考國內外相關元認知問卷中的題項，測題內容采用李克特五分量表法計分，量表全部為正向題，按照表述與其實際情況相符程度的五個等級（非常符合、符合、一般、不符合、非常不符合）分別計以5、4、3、2、1 分。試測均在云南省下關第一中學進行，研究結論暫時只對該校樣本負責，是否為普遍規律有待更多研究案例的重復和驗證。2016年3月16日在高三年級發放127份測量量表，有效回收113份；2016年4月6～11日，在高二、高三年級8個文科班發放450份測量量表，有效回收433份。對量表進行質量分析和完善的過程中，將量表測題由43題減少為38題，量表信度由0.897上升到0.901，5份分量表的信度也相應提高，信度在0.661～0.729之間（如表1），量表具有非常滿意的信度。另外，皮爾遜相關分析數據還顯示，大部分題項與所代表維度的綜合分的相關性高于與其它維度的綜合分的相關性（數據略），說明該問卷具有較好的結構效度。綜上表明，量表質量較高，測試數據可以用于研究。量表中的5道完美性測試題作為測謊題，用于識別樣本數據的真實性，不計分，33道計分題測得的元認知能力滿分為165分，最低為33分。

2.地理綜合題解題水平的測量

對綜合題解題水平測量最權威的工具是文綜地理試題，本研究選取2016年8月26日舉行的新高三學生綜合測試為依據。試卷中的第36、37題地理綜合題，包括6道小題，總分值為46分。經地理教師論證這兩道綜合題非常經典，具有較高的測試信度和效度，并且融合自然地理、人文地理和區域地理的知識，對學生的地理學科能力、地理基本方法、地理基本觀念進行綜合考查，題目圖文信息充分和適切，設問基本包括綜合題的大部分類型，如原因類設問、評價類設問、比較類設問等。本次考試由學校組織，是非常正式考試，能夠客觀真實地反映學生的綜合題解題水平，試卷評閱完成后，從教務處獲得學生的每題得分數據，將綜合題成績提取，作為學生綜合題解題水平的研究數據。所有文科學生總體的地理綜合題平均分為30.12分，平均得分率為65.48%。

3.元認知能力測試與地理綜合題解題水平測量數據的連接

2016年9月9日對高三（8）班（文科班）的50名同學進行元認知能力測試，最終獲得有效數據樣本49份，將這49份樣本的元認知能力與其地理綜合題解題水平數據進行連接，用于元認知能力和地理綜合題解題水平的關系分析。49份樣本的元認知能力平均分為118.93，標準差為10.84，其地理綜合題的平均分為30.21，標準差為5.07。

四、高中生元認知能力與地理綜合題解題水平的關系分析

1.元認知能力與地理綜合題解題水平之間具有因果關系（如表2）

采用皮爾遜相關法研究元認知能力與地理綜合題解題水平間的相關關系，兩者的相關系數為0.718，相關系數值較高，顯著性概率P值為0.000，相關關系極其顯著，說明元認知能力與綜合題解題水平之間具有顯著的相關性。

為進一步驗證元認知能力和綜合題解題水平之間的關系，將樣本按照地理綜合題解題水平進行劃分，把綜合題解題水平前27%（13名）列為高分組，后27%（13名）列為低分組，通過獨立樣本t檢驗分析綜合題解題水平高低分組學生的元認知能力的均值是否有顯著差異；然后按同樣方法將樣本的元認知能力水平分為高分組和低分組，通過獨立樣本t檢驗分析元認知能力高低分組學生的地理綜合題解題水平的均值是否有顯著差異。兩次均值比較的差異顯著性水平P值均為0.000，說明差異極其顯著的水平，顯示兩個因素之間均互為條件性因素。國內外的文獻研究也都說明元認知能力與問題解決能力之間有因果關系，因此，統計數據證實了元認知能力與綜合題解題水平之間因果關系的存在。據此可認為，提高元認知能力可以促進學生的地理綜合題解題水平的提高，這也是本研究提出以啟發式提問清單法（基于元認知能力的提高）來提高學生地理綜合題解題水平的依據。endprint

2.元認知能力與地理綜合題解題水平之間呈現復合函數關系

運用SPSS19.0軟件，以學生的綜合題解題水平作為因變量，元認知能力作為自變量進行回歸分析，經曲線擬合發現用復合函數模型擬合最為理想（如圖1），所得復合函數模型的回歸方程為：Y=6.557×1.103x，其中Y為綜合題解題水平，x為元認知能力。

回歸方程的P值為0.000，小于0.01，說明元認知能力與地理綜合題解題水平間的復合函數關系極其顯著；R方為0.65（>0.6），說明曲線擬合優度較好，回歸方程中元認知能力對地理綜合題解題水平具有較強預測能力。

五、提高高中生地理綜合題解題水平的教學策略

美國數學家和數學教育家G·波利亞在1945年提出了啟發式自我提問法來解決問題。他將解決數學問題分為理解問題、制定計劃、執行計劃與回顧四個步驟[1]。在每個步驟下，都有相應的自我啟發式問題或步驟，類似于元認知的出聲報告法，將元認知的解題過程用語言表達出來，由此讓學生理解和熟悉元認知的作用過程，從而自覺地在解題過程中運用。這個方法雖然屬于數學問題解決的方法，但被公認可以適用于其它學科，因此同樣也可以用于地理綜合題的解題過程。如果能將解題中的元認知過程直觀地展示于紙上，讓學生思考并體悟，相信對學生元認知能力的提高將會大有幫助。筆者將這種方法稱為啟發式提問清單法。

1.地理綜合題解題啟發式提問清單的編制方法

根據相關文獻，結合自己的思考和教學經驗，筆者編制了地理綜合題解題中的啟發式提問清單。①理解問題。這個問題的行為動詞是什么？指的是什么意思？讀題后，你發現哪些知識與這個問題有聯系？如果有圖，圖中有沒有與這個問題相關的幫助信息？老師有沒有講過類似的題，當時是怎樣分析的？②制定計劃。解決這樣的問題，一般要用哪一種模型？參照分值，估計這道題的答題要點有幾點？是不是需要畫出思維導圖，以幫助分析和解答？如果還不清楚，是否要再讀一遍文字材料和圖片信息？③執行計劃。在解題中，要提醒自己注意——在書寫答案時，是否緊扣材料，利用材料中的內容，有針對性地回答問題？解題過程中，我已經寫了哪些內容，有沒有漏寫什么？有否使用專業的地理術語來答題？答案有效嗎？有邏輯性嗎？能不能說明這個地理現象？我的答案是…… ④回顧。做完題目后，我會問自己：這道題用了哪個模型，知識點間是怎樣聯系起來的？對比參考答案和他人答案，我的有哪些不足和優點？解題中最大的失誤是什么，以后要如何彌補？我的解題方法能用到哪些類型的問題上？我的總結是……

教師可根據遇到的問題對清單進行修改滿足不同層次學生的學習需要。優等生清單中問題的數量可適當少一些，但要在關鍵性步驟上給予幫助，使其元認知能力更加完善。對學困生清單要盡可能詳細，讓學生掌握元認知能力在解題中運用的每一個步驟，逐步把外部的形式變成其內在的思維模式，從而提高元認知能力，進而提高地理綜合題的解題水平。

2.地理綜合題解題啟發式提問清單法的應用

建議教師在訓練學生的過程中讓學生根據啟發式提問清單進行回答。填完之后，教師也要展示自己的提問清單回答答案，供學生參考，師生互動，發現不足。同時，還應該準備一道類似的訓練題，讓學生脫離提問清單進行訓練，起到遷移的作用。教師需要將提問清單的回答集中進行分析診斷，確定下一步教學計劃。堅持訓練將有助于學生的元認知能力提升，從而提高地理綜合題解題水平，方法的具體效果有待進行實證研究。

啟發式提問清單實際是將元認知過程中計劃、策略、監測、調節、反思等環節展示于紙上的一種形式，它可以讓學生直觀地看到解決一道綜合題的正確思維方式，并且通過不斷的訓練，把外部的要求內化為學生的思維方式，從而讓學生養成運用元認知思考的習慣。同時也需要學生記住一些綜合題解題模型，兩者有機結合，學生的綜合題解題水平就會顯著地提高。啟發式提問清單還能把原先模糊不清的元認知過程具體化，使元認知能力的提高變得具體可操作，教師能夠清楚地看到學生的元認知過程，診斷其中的問題，使教學更有針對性。教師自己對提問清單進行回答并向學生展示，站在學生的角度思考問題，讓學生明白解題中更合適的元認知過程，從而形成師生之間相互啟發的教學生態。▲

參考文獻：

[1] G·波利亞.怎樣解題：數學思維的新方法[M].上海：上海教育科技出版社，2007.endprint