元認知訓練對提高農村留守小學生數學成績有效性的研究

任科

〔摘要〕自從核心素養被提出以來，人們對核心素養的培養日益重視。核心素養更多地需要在具體學科中培養，在小學，數學就是最重要的培養核心素養的學科之一。元認知訓練是提高學生核心素養的重要策略。本文的研究采用提高數學元認知的方法探究元認知訓練對提高農村四年級留守學生數學成績的有效性。研究發現，元認知訓練能提高農村四年級留守學生的數學元認知水平，從而提高學生的數學成績。

〔關鍵詞〕元認知訓練;數學成績;留守學生

〔中圖分類號〕G44 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1671-2684（2020）05-0010-05

一、問題的提出

雖然素質教育已經提倡和實施了好多年，但是現階段，考試成績仍然是衡量學生學習能力和教師教學能力的一項很重要的指標。在小學階段，數學是很重要的一門課，也是產生學困生比較多的一門學科，所以提高學困生的數學成績就成為數學教師的重要任務。

在廣大農村，尤其是偏遠山區，由于家庭經濟條件所迫，學生的父母都會出去打工，家里只有孩子的祖輩照顧和教育孩子，而孩子的祖輩教育孩子往往是力不從心。所以留守兒童中，學困生顯得格外多，尤其在數學學科上。本研究旨在探索通過元認知訓練來提高農村留守學困生的數學學業成績的有效性。

二、理論背景

元認知這一概念最早是由 Flavell 定義的，Flavell 是元認知理論的開創者之一。元認知是指對認知的認知，是個體對認知操作的監控和調節[1]。研究普遍認為元認知是智力的主要成分，所以人們在認知過程中需要元認知知識和元認知技能，在人的發展過程中，尤其是在兒童學習過程中，元認知更是有著十分重要的作用。

國內外有關學者關于元認知提出了幾種智力模型。國外以斯騰伯格的智力三維理論與戴斯和奈格萊瑞的“ PASS 智力理論模型”為代表，斯騰伯格的智力三維理論包括三個亞理論，即智力成分亞理論、智力經驗亞理論和智力情境亞理論，認為智力分為三種層次，即元成分、操作成分和知識獲得成分。PASS 智力理論提出了人類智能活動的三級認知功能系統的理論模型：“計劃、注意、同時性加工—繼時性加工”模型。這兩種理論都把元成分作為最重要的部分，由此可以看出，提高智力可以從元認知入手。國內則以董奇的思維結構理論作為代表。董奇認為人的思維結構包括目標系統、材料系統、操作系統、產品系統和監控系統五大成分，其中監控系統處于核心地位，起著支配作用，其他幾個成分則起到調節作用。這里的監控系統就是指一個人的元認知，它的水平直接體現了一個人的智力水平。

提高學生元認知能力主要從以下幾個角度入手：一是增加學生的元認知知識，讓學生意識到，提高元認知能力對他們的學習提高有重要影響。二是提高學生在學習過程中的自我監控意識和能力，通過對學習的反思、評價、反饋等方面的強化，形成自發的監控過程。三是培養學生在學習過程中主動調節自己的認知方式，培養學生的學習主動性。培養學生對認知活動主動控制的能力，強化其認知活動的計劃性、策略性、調控性。

同時，元認知是可以通過訓練，也就是元認知訓練后天習得的。前人已有的關于元認知訓練研究包括小學高年級兒童元認知發展、不同類型兒童元認知發展水平的比較、學習不良兒童元認知發展的規律、學習不良兒童與普通兒童元記憶監測和控制的比較等。訓練方式包括言語活動、提問法、討論法、傳授法等。元認知訓練有通用型元認知訓練和學科型元認知訓練兩種類型。本次實驗采用學科型元認知訓練方式。

元認知能力對一個人來說是很重要的。筆者通過相應的元認知能力測試，測試了三個小學學困生，元認知能力測試采用的是ONeil的狀態元認知問卷，發現他們的認知能力、元認知能力比學業成績優秀的學生明顯低。

三、實驗設計

（一） 研究目的

在前人研究的基礎上，探究元認知訓練對農村留守四年級學生數學學業成績的影響。

（二）研究假設

元認知訓練能夠提高農村留守四年級學生解數學題的元認知水平，從而更有效地提高農村留守四年級學生的數學成績。

（三）研究對象

參加本次實驗研究的對象是筆者所在的甘肅省武威市涼州區的一所農村山區學校的四年級學生，全班有學生33人。全班學生經過調查確認，28人為留守兒童。然后把這28人隨機分為兩組，即對照組和實驗組，每個組都是14人。

（四）研究工具

1. 數學元認知問卷

本實驗研究采用張雅明[1]編制修訂的“兒童元認知問卷”作為留守學生元認知水平前測和后測的測量工具。修訂后的量表包括30個項目，具體包括6個測量維度：自我認知（1-5題）、策略（6-10題）、動機信念（11-15題）、計劃（16-20題）、監控（21-25題）、調節（26-30題）。每個項目還伴隨著一個 5 分量表：1 = 非常不同意，2 = 不同意，3 = 既不同意也不反對，4 = 同意，5 =非常同意。調查問卷在訓練前和訓練后分別發給所有受試者。通過將30 個項目的數值相加，得到該學生的元認知水平得分，得分高表示該學生的元認知水平高，反之則低。

2. 解題能力測試題

為測量學生訓練前后的數學解題水平，前測采用了訓練前學校組織的期中考試作為測量工具，后測采用了訓練后學校組織的期末考試作為測量工具。兩場考試的試卷均由教研室數學老師進行研討編制，兩套問卷在題型、題目數量、問題的結構以及難度方面都嚴格匹配，因此可用于本研究的前后測。

（五）實驗設計

四、實驗過程

本實驗安排在四年級的第一個學期進行，實驗時長為半學期，采用前測—訓練—后測的準實驗設計。

（一）前測

實驗組與對照組以班級為單位同時進行前測。前測的主要項目有“兒童元認知問卷”、小學四年級數學期中考試卷。

前測分兩次進行，首先進行的是小學數學期中考試，考試由學校統一安排、統一批改。期中測試的第二天對學生進行“兒童元認知問卷”的施測，問卷的指導語如下：“同學們好，我們接下來將用 15-20 分鐘左右的時間進行問卷調查，該問卷是為了了解同學們在解答數學問題時的一些情況，不是考試，我們會對你的答卷嚴格保密，同學們請根據自己的實際情況回答。該問卷共有 30題，每一道題目老師將會勻速讀兩遍，請在老師讀完題后再答題。每一道題目都是一句話，如果你的實際情況跟這句話敘述的內容完全符合，那么請在這句話后的括號里填 A;如果這句話敘述的內容比較符合你的實際情況，那么請在這句話后的括號里填 B;如果這句話敘述的內容與你的實際情況比較不符合，那么請在這句話后的括號里填 C;如果你的實際情況跟這句話敘述的內容完全不符合，那么請在這句話后的括號里填 D。接下來請同學們先在問卷上寫下自己的姓名、性別、出生年月以及班級，如果同學們沒有什么疑問，那么我們接下來開始正式答題。”問卷施測在班主任維持紀律的情況下進行，主試以中等速度將問卷中的每一個題目讀兩遍，學生在聽完兩遍后開始答題。

（二）對學生進行元認知訓練

我們首先區分開元認知訓練和認知訓練，認知訓練在教學中常常使用，主要對學生的注意力、記憶力、思維力、情緒能力這四個方面進行訓練，幫助學生提升認知水平。注意力訓練包括視覺注意力訓練和聽覺注意力訓練。

記憶力訓練一方面教給學生一些好的、有效的、提高記憶速度和效果的記憶方法，另一方面努力培養學生良好的記憶習慣，比如及時復習、反復記憶的習慣，在充分理解所記憶的東西的基礎上再記憶的習慣等[2]。

思維力訓練主要通過做一些智力游戲題、腦筋急轉彎、解答靈活的數學應用題等方式進行訓練。

情緒能力訓練主要指情緒控制力訓練，主要通過學生之間的不良情緒交流與分享、場景式自由情緒演練、情緒管理體驗、情緒管理訓練等步驟進行訓練。

元認知訓練有通用型元認知訓練和學科型元認知訓練兩種類型。我們這里采用適用于數學的學科型元認知訓練，見表1，即解題元認知策略訓練，訓練內容是教師自編的教案和習題，共11課時。在每一個單元的內容學習過程中，進行1次系統訓練，一次系統訓練由16課時組成，每周進行2課時，共進行8周。采用教師講解、學生自我提問、小組互相提問等方式教學[3]。

（三）后測

后測安排在訓練結束后的下一周進行。后測與前測的測試內容相同，分兩次進行，實驗組與對照組同時進行。第一次先進行“兒童元認知問卷”的測量，采用的測量問卷與前測完全相同，問卷測量的指導語也與前測時相同，完成問卷的時間為 15～20 分鐘，被試填寫問卷時由班主任維持紀律，主試負責分發問卷、閱讀指導語、依次讀題以及回收問卷。第二次后測為學生的數學期末考試，期末試卷與前測組織結構相同，由同一批老師編制，兩次試卷的難度與區分度差距較小。考試由學校統一安排，試卷由學校數學教師統一批改[4]。

五. 實驗結果及分析

將前后測的原始數據錄入 Excel 后，利用 SPSS 23.0軟件進行分析。

（一）實驗組與對照組的前測比較分析

為檢驗實驗班與對照班在接受訓練前元認知水平與數學解題水平是否一致，首先對兩組的元認知問卷測試結果進行了雙側 t檢驗（見表 2），由于檢驗結果t=0.759，無顯著差異，可證明兩個班級接受訓練前在小學數學應用題解題元認知水平上處于相同水平。對兩個班級的數學期中考試的成績進行了雙側t檢驗，由于檢驗結果t=0.063，無顯著差異，可證明兩個班級接受訓練前的數學解題水平也不存在顯著差異[5]。

（二）實驗組與對照組的后測比較分析

由表 3可知，對照組與實驗組的期末考試成績雙側 t檢驗結果為t=1.946，存在顯著差異。對照組與實驗組的元認知問卷后測的雙側 t檢驗結果為 t=0.657，兩組 0.05水平上無顯著差異[6]。

（三）實驗組前后測比較與對照組的前后測比較分析

由表 4可知，實驗組的元認知問卷前后測成對樣本 t 檢驗結果為t=2.842，存在顯著差異，實驗組的數學期中期末成績的成對樣本t 檢驗結果為 t=1.938，存在顯著差異，訓練后實驗組的元認知水平與數學解題水平均有顯著提高。

由表5可知，對照組的元認知問卷前后測成對樣本 t 檢驗結果為t=1.859，無顯著差異，對照組的數學期中期末成績的成對樣本 t 檢驗結果為 t=2.682，有顯著差異，前后測數據比較，對照組的元認知水平無顯著提高，而數學解題水平有了顯著提高。

六、實驗討論

從表2可知，實驗組接受元認知訓練前，實驗組和對照組的元認知水平和數學解題水平都不存在顯著差異，兩組是同質的。接受元認知訓練后，兩組發生了什么變化呢？

從表4可知，實驗組接受元認知訓練后，元認知水平有了顯著提高，數學解題水平也有了顯著提高。這基本符合我們的假設，元認知訓練有助于提高學生的元認知水平，從而提高數學解題水平。

然后我們還要做進一步的對比。再看對照組前后測的變化，從表5可知，對照組的元認知水平沒有顯著提高，這與我們的假設是一致的。但是對照組的數學解題水平有了顯著提高，我們推測，經過半學期的學習，學生們的數學解題水平都有了顯著的提高，不管是實驗組和對照組。但是與對照組相比，實驗組的數學解題水平的提高更顯著，從表3可以看出。對此，我們應歸功于元認知訓練的幫助，它明顯提高了實驗組的數學解題水平。從表5我們還看到，前后測比較，對照組的元認知無顯著提高。而表4顯示，實驗組的元認知水平有了顯著提高，這正體現了元認知訓練的效果。

但是，從表3我們還看到，實驗組接受元認知訓練后，實驗組和對照組的數學解題水平存在顯著差異，但元認知水平差異不顯著。對照兩組前后測數據可以發現，實驗組元認知水平的提高幅度明顯大于對照組元認知水平的提高幅度，只是沒有達到顯著性水平。也許這提醒我們，在元認知訓練方面我們還有很多工作要做，師生要共同逐步探索適合課堂需要和學生需要的元認知訓練策略。

七、實驗結論

元認知訓練能夠提高農村留守四年級學生解數學題的元認知水平，從而更好地提高農村四年級留守學生的數學學業成績。

八、對提高小學生元認知水平的建議

當前一線小學數學教師的課堂教學內容中往往會涉及一些元認知的策略，教師也常常會在無意識的情況下使用這些策略，但是真正關注元認知策略并對學生進行系統培訓的教師卻少之又少，這些學習策略多是以碎片的形式被教師講授。因此對小學數學教師有以下幾點建議：

（1）加強對元認知策略在小學數學領域應用的學習

教師作為學生學習道路上的引路人，在專業領域的眼界與知識面應廣于學生，因此教師應主動學習元認知策略的相關知識。只有教師更深入地了解了相關知識，才能夠對這種訓練方式是否能夠有效地提升學生的數學學業成績有自己的判斷，只有教師內心認可了這種教學方式，才有可能在自己的課堂中主動向學生講授這種學習模式。

（2）加強對學生元認知策略水平的關注

只有在教師更好地了解學生真實水平的情況下，教師才能更好地對學生施加影響。教師在關注學生學習策略總體水平的同時，也應關注學生個體的元認知策略水平。對于小學生而言，不同年級的小學生思維水平也不同，這意味著不同年級的學生所能接受的元認知策略也有所不同，這就要求教師在對學生的元認知策略進行訓練時要關注學生的思維發展水平。同一年級的學生，由于學生個體素質等各方面也存在差異，因此教師在對學生施加影響時應充分考慮學生條件，選擇適合學生的訓練內容與訓練方式。

（3）加強對學生元認知策略的系統訓練

當前一線教師的課堂中滲透著不少元認知策略知識，領悟力較好的學生通過觀察學習可能會較好地習得這些策略知識，但是領悟能力弱或數學基礎較差的學生可能會在聽課過程中忽略這種知識，因此建議教師在教學過程中拿出時間對這些零散的學習策略進行一個系統的總結，更重要的是拿出整塊的時間對學生進行元認知策略訓練。這種訓練不僅能高效地加深學生的理解，加強學生的印象，更能讓學生在這種訓練中習得更多更好的思維模式，讓這種有效的學習方式遷移到其他科目的學習中去。

參考文獻

[1] 張雅明. 元認知發展與教學[M]. 合肥：時代出版傳媒股份有限公司，2012.

[2]高茂軍，王英蘭. 核心素養引領下的課堂教學革新[M]. 天津：天津出版傳媒集團，2017.

[3]黃權柳. 元認知訓練對高一學生化學學科成績的影響研究[D]. 武漢：華中師范大學，2015.

[4]付佳. 元認知訓練對小學數學學習困難學生解題干預的個案研究[D]. 長春：東北師范大學，2012.

[5]董世斌，張慶林. 元認知訓練對提高中學生解答數學應用題能力的實驗研究[J]. 心理發展與教育，2004（2）：62-68.

[6]郭成. 元認知訓練對小學生數學問題解題能力的影響[J]. 西南師范大學學報（自然科學版），2004（1）：128-133.

（作者單位：甘肅省武威市涼州區張義鎮常水小學，武威，733000）

編輯/張國憲 終校/衛 虹