淺談培養學生物理元認知能力的策略

吳來林

摘 要：物理學習過程是一個創造性的過程，是一個高級的心智活動，元認知在這種心智活動中起著重要作用.培養學生物理元認知能力的策略：強化對培養學生物理元認知能力的認識；構建對培養學生物理元認知能力的可操作平臺；袒露教師元認知過程.

關鍵詞：物理元認知；構建；可操作平臺

1 問題提出

1.1 問題背景

很多學生尤其是高中學生都感慨“物理難難于上青天”，究其原因之一是學生的物理元認知能力匱乏所造成的.傳統的教學中沒有真正認識到元認知能力的重要性，沒有從認知心理學的角度去探索、調控和優化教學方法，只重視學生知識結構的形成而忽視學生認知結構的構建，傳授知識與提高思維品質培養能力成了相互剝離的兩張皮，所以，培養學生物理元認知能力是解決學生物理學習難的有效方法.

1.2 元認知理論概說

“元認知”，也稱反思認知或自我認知，是美國社會認知心理學創始人約翰·弗拉維爾在對兒童的思維過程進行研究的基礎上提出的.他指出，元認知是主體對自身認知活動的認知，包括元認知知識、元認知體驗和元認知監控.所以說元認知，就是對認知的認知，具體地說，是個人關于自己認知過程的知識和調節這些過程的能力：對思維和學習活動的知識和控制.例如學生對自己學習的認知活動的再認知、再思考及進行積極的監控.元認知的實質是人的自我監控.元認知的作用是從深層次提高學生的學習能力和從根本上提高學習的效果.

1.3 元認知能力與物理學習的關系

物理學習過程是一個創造性的過程，是一個高級的心智活動，元認知在這種心智活動中起著重要作用.一是在元認知的作用下，學生能夠保持或修正思考路線，調控解決物理問題的方法；二是在元認知的作用下，學生能夠對物理問題目標進行修正或調控；三是在元認知的作用下，促使學生主動解決問題.

2 培養學生物理元認知能力的策略

2.1 強化對培養學生物理元認知能力的認識

元認知能力與一般認知能力（智力）有一定關系，但不等同于一般認知能力.有關研究表明，一個人如果沒有元認知策略的使用，即使有很強的一般認知能力，在解決問題中也得不到有效發揮.反之，如果一個人有很強的元認知能力，即使一般認知能力不高，也能在解決問題中表現很好.可見，元認知能力不但能促進一般認知能力的發揮，而且也能彌補一般認知能力的不足.而一般認知能力與先天素質聯系緊密，元認知能力主要靠后天習得，培養學生元認知能力對提高教學質量和促進學生素質全面發展，是有實際意義的.一是要求學生準確地把握問題實質，明確問題指向，認真分析物理問題的關鍵詞、突破點，形成問題的認知；二是要求學生在解決問題前主動考慮可行方案、最佳方案，進而選擇行之有效的方案；三是引導學生及時分析學習中的困難或收獲，并實時做出調控或總結.

2.2 創造條件，構建培養學生物理元認知能力的可操作平臺

學生的元認知能力大體可通過三條途徑獲得：一是通過學生自身學習自我獲得；二是結合學科教學培養學生的元認知能力；三是通過專門的訓練獲得.顯然，學生在校學習期間，最有效的方法是結合學科教學對學生的元認知能力進行培養.那么，如何結合物理學科教學培養學生的元認知能力呢？筆者認為培養學生元認知能力應該以物理知識、物理思維方法、物理技能為載體，融合新課程理念，落實新課標三維教學目標，構建起可操作平臺.為此，在物理教學中必須注意以下策略：

（1）目標激勵和目標強化.在物理進行中，教師應當強化學生的目標意識，用目標去激勵學生學習和解決問題.例如在物理解題中，首先應當讓學生明確問題目標，即問題應當達到什么終結狀態，然后使學生明確為了達到目標應當做些什么，這樣學生就能自覺制定解題計劃，設計解題策略，調節解題過程，從而達到問題的最終解決.再如探究某一新課內容，同樣應當讓學生明確問題的終極目標以及為達到這一目標而應當做什么，怎么做等等.教師在備課時就應當充分考慮這方面的設計，而且教師應當設計一些有梯度的系列目標去引導學生.

（2）創設思維場景，活化思維活動.在物理教學中，創設思維場景（包括學生的知識經驗和問題情景）可以激發學生思維的靈活性和遷移性，從而學生的元認知能力在這種情景中得到有效地開發.具體策略是為學生創設合理的問題情景，具體講要注意以下幾點：一是要注意問題情景的“小步距”和“有序性”，使之一步一步地逼近物理問題的終結狀態；二是要注意問題情景的“發散性”和“矛盾式”問題情景的創設，讓問題情景具有變式，充滿矛盾，及時揭示矛盾，隨時引導學生解決矛盾，促使學生主動思維，主動反饋；三是創設問題情景要“精”，切忌“泛”而“雜”；四是問題情景要有啟發性，使得課堂活起來，強化學生學習的內驅力.

（3）構建知識網絡，實現認知結構的整體優化.在物理教學中，教師必須溝通教材知識的內在聯系，使知識系統化，整體化.及時引導學生溝通新舊知識，使得新舊知識逐步形成精密的鎖鏈，形成知識網絡.譬如在學習高中電磁學問題的過程中，及時務必讓學生建立與力學知識方法的聯系，形成“電學問題，力學方法”的共識，學生在解決電磁問題時就能夠自覺運用力學原理去解決問題了.

（4）培養良好的反思習慣.反思是認知過程中的重要形式，不僅使學生元認知能力得以實際鍛煉和提高，而且可以使元認知能力不斷得到補充、豐富和完善.例如在物理解題訓練中，經常讓學生對解題的過程、方法技巧、題目立意、條件變換以及解題得失等進行反思，從而強化元認知監控意識和能力，提高物理學習的效率.

（5）訓練學生表征問題的技巧和能力.物理學習困難的學生，大多數是看到一個物理問題，或公式亂套一通，或頭腦一片空白，不知所措，這也正是學生元認知能力匱乏的表現之一.在物理教學中，教師針對性訓練學生表征問題的能力，將有利于提高問題解決的速度和質量.具體策略是：一是逐字逐句讀題，達到問題的字面理解；二是分析題目中對物理問題有意義的信息，并與相應的物理概念聯系起來，用規定的物理符號表示（包括已知量和目標量），并提醒自己關注題目中的隱含目標和關系；三是通過畫示意圖、畫圖像、想象物理情景等方法，對物理問題形成直觀的表征，努力將問題情景與學習過的物理知識建立聯系，正確建立各物理量間的聯系，以達到解決問題的目標.

2.3 袒露教師元認知過程，剖析思維過程

在物理進行中，無論是教師在課堂上展示的解題過程、方法和結果，還是一個物理原理的推導過程、一個實驗的方案設計或是一個問題的解讀等，說到底是教師認知的結果而非過程.做為教師，都有這樣的體會，學生解不出題目或想不到應該這樣做時，學生困惑的目光是那樣的無助，學生肯定在問“我咋想不到這樣做呢”.所以，教師讓學生 “看見”教師的思維過程，讓學生“鉆入”教師的腦子里，讓學生清清楚楚“看見”教師的思維過程是很重要的.這就要求教師研究學情，精心備課，力求課堂有恰當的“兒化”性，接近學生思維，從學生思維點切入和展開，甚至可以有意暴露些“錯誤”，讓學生自己充當監控教師解題或分析的老師，從而提高學生的元認知能力.

培養學生的元認知能力是一項復雜而重要的工程，在平時的教學中，把培養學生元認知能力滲透進去，在潛移默化中養成，這樣不僅讓學生學會學習，還為學生終生發展打下堅實基礎.