元認(rèn)知

劉芳

【摘 要】 元認(rèn)知對數(shù)學(xué)解題具有重要作用，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)元認(rèn)知水平能夠提升學(xué)生的數(shù)學(xué)解題效率，學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效率的提高又可以促進(jìn)數(shù)學(xué)元認(rèn)知水平的提高，兩者相互促進(jìn)、相得益彰。本文試從數(shù)學(xué)解題的過程出發(fā)，分析元認(rèn)知的作用，從而提出在數(shù)學(xué)教學(xué)活動中提高元認(rèn)知水平的方法。

【關(guān)鍵詞】 元認(rèn)知;數(shù)學(xué)解題; 數(shù)學(xué)教學(xué)

在數(shù)學(xué)教育改革中，如何提高數(shù)學(xué)解題效率是重點(diǎn)，也是當(dāng)今數(shù)學(xué)教育工作者研究的重點(diǎn)內(nèi)容。數(shù)學(xué)解題順利與否需要從其影響因素角度進(jìn)行分析，元認(rèn)知水平作為重要的因素之一，有重要的研究意義。認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)生學(xué)的過程是認(rèn)知結(jié)構(gòu)的變化過程，是從初步形成到完善再到最終定型的一系列過程。其中最具代表性的，也最具權(quán)威性的則是弗拉維爾在《認(rèn)知發(fā)展》中對“元認(rèn)知”所做的明確定義：“元認(rèn)知就是個體對自身認(rèn)知過程的認(rèn)知，包含對認(rèn)知過程的認(rèn)知和個體認(rèn)知特點(diǎn)的認(rèn)知，同時也包含個體對認(rèn)知過程的主動調(diào)節(jié)?！焙喍灾?，元認(rèn)知是以“認(rèn)知”為對象進(jìn)行的“認(rèn)知”，它以人的認(rèn)知過程為研究對象，并對人的認(rèn)知過程進(jìn)行監(jiān)測、調(diào)節(jié)等活動。認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，問題解決是一種企圖達(dá)到目標(biāo)的嘗試活動，被定義為任何受目標(biāo)指引的認(rèn)知性操作序列?？梢钥闯?，元認(rèn)知與數(shù)學(xué)問題解決過程有著很大的聯(lián)系。研究表明，數(shù)學(xué)活動中的元認(rèn)知水平對數(shù)學(xué)解題有著重要影響，良好的元認(rèn)知是數(shù)學(xué)解題的有效加速器。

一、元認(rèn)知對數(shù)學(xué)解題的影響

當(dāng)前國內(nèi)在元認(rèn)知對數(shù)學(xué)解題的影響的研究中，較為權(quán)威的觀點(diǎn)是：元認(rèn)知作為一種認(rèn)知機(jī)構(gòu)，在數(shù)學(xué)問題解決中是以計劃、監(jiān)控、調(diào)節(jié)、總結(jié)反思等來達(dá)到解題目標(biāo)，指引解題者通過對問題外部表征的總結(jié)、解題策略的選擇、解題思路的變換，最終達(dá)到順利解決問題的目的。

元認(rèn)知作用表現(xiàn)在數(shù)學(xué)解題的過程當(dāng)中，主要體現(xiàn)在從最開始的審題階段，解題者根據(jù)題目的表征方式在頭腦中分析題目的含義并初步建構(gòu)出具體的解題方案，并根據(jù)原有的知識和經(jīng)驗(yàn)分析解題方案的可行性，為進(jìn)一步實(shí)施方案做充分的準(zhǔn)備。在這個過程中，元認(rèn)知思想發(fā)揮了監(jiān)控、計劃、統(tǒng)領(lǐng)的作用。到最后的總結(jié)反思階段，都能夠看出元認(rèn)知思想的重要作用。元認(rèn)知過程實(shí)際上就是指導(dǎo)、調(diào)節(jié)認(rèn)知的過程 ，選擇有效認(rèn)知策略的控制執(zhí)行過程 ，其實(shí)質(zhì)是人對認(rèn)知活動的自我意識和自我控制。

二、元認(rèn)知在數(shù)學(xué)解題中的案例分析

例1：現(xiàn)有16個完全一樣的正方體，請依據(jù)要求搭一搭，以符合下面的條件。

（1）搭出兩個體積一樣的立體圖形;

（2）搭出兩個立體圖形，使一個的體積是另一個的三分之一。

分析：

（1）若要兩個立體圖形的體積一樣，利用元認(rèn)知知識和經(jīng)驗(yàn)知道只要組成兩個立體的正方體的個數(shù)一樣就可以了（對認(rèn)知過程進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)），所以兩個立體圖形均是由8個小正方體構(gòu)成的，立體圖形的形狀不唯一。

（2）首先要算出這兩個立體圖形是由幾個立方體組合而成的。共有16個正方體，要使其中一個的體積是另一個體積的三分之一，則使其中一個立體圖形由12個正方體組合而成，另一個立體由4個小正方體組合而成就行了。這樣的解題過程會形成新的經(jīng)驗(yàn)，在下一次解題過程中起到作用，在這個過程中，數(shù)學(xué)元認(rèn)知水平得到了提高。

例2：在實(shí)數(shù)域R上，將分解為最簡部分分式之和。

分析：聯(lián)系所學(xué)的知識和此類題目解決的經(jīng)驗(yàn)，可將x4+x3-4x2+6x-25分拆成：a（x-2）4+b（x-2）3+c（x-2）2+d（x-2）+e的形式。可得具體操作方式：待定系數(shù)法。

在這個題目的解決過程中，可以分為幾個階段：首先，在審題中，明確題意，了解題目需要干什么。其次，明確如何做，解題者在原有知識經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上來分析問題，尋找出可以利用的數(shù)學(xué)關(guān)系，需將原式分解成a（x-2）4+b（x-2）3+c（x-2）2+d（x-2）+e的形式。通過思考明確解題的思路，對于此類題目，待定系數(shù)法較為常用且是大多數(shù)解題者可能想到的解題方案，在頭腦中初步建立解題方案，并思考解題方案的可行性和可操作性。再次，解題者執(zhí)行已經(jīng)建立的方案，即采取待定系數(shù)法進(jìn)行分解，不僅要調(diào)動之前的某些具體方法和技巧，而且通過執(zhí)行解決方案來驗(yàn)證可行性，以進(jìn)一步達(dá)到解題的效果，提高解題的有效性。通過待定系數(shù)法解決問題后，得出正確的數(shù)學(xué)關(guān)系式：

在數(shù)學(xué)解題過程中，元認(rèn)知其實(shí)是相對獨(dú)立的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，是通過各種認(rèn)知對應(yīng)的行為活動，引領(lǐng)解題者對問題進(jìn)行合理的表達(dá)，對策略進(jìn)行采用，對思路進(jìn)行更正，最終順利解決問題。首先，學(xué)生在理解題目的初步階段，利用元認(rèn)知知識來引領(lǐng)其積極主動地和原來的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)和解題模式建立關(guān)系，建構(gòu)正確的表征，并再一次重新審視該問題的內(nèi)在特征和結(jié)構(gòu)，給予其新的意義，為選擇解題方案做準(zhǔn)備。其次，在擬定解題方案階段，利用元認(rèn)知知識來使解題者找到合適的解題方法，同時，此過程的解題思想會遷移到以后的解題過程中。再次，在總結(jié)反思階段，元認(rèn)知思想則是讓解題者積極對原來的行為進(jìn)行總結(jié)，從成功和失敗中學(xué)習(xí)，并將其歸入現(xiàn)在的認(rèn)知中，原有的經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)在新的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)結(jié)合在一起。與此同時，思考其他更加有效的解決方法并總結(jié)解題經(jīng)驗(yàn)，以此提升個體的元認(rèn)知水平，為遇見新的問題提供服務(wù)，以進(jìn)一步形成正遷移。

三、教師在數(shù)學(xué)教學(xué)中提高學(xué)生元認(rèn)知水平的方法

第一，培養(yǎng)學(xué)生的自我意識進(jìn)行監(jiān)測。在數(shù)學(xué)教學(xué)活動中，教師要讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)認(rèn)知活動的發(fā)生以及意義，體會運(yùn)用不同方法學(xué)習(xí)的差異，讓他們意識到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動包含有認(rèn)知以及元認(rèn)知過程，能夠讓他們自覺積極地去提升數(shù)學(xué)元認(rèn)知水平來開展相應(yīng)的元認(rèn)知活動。第二，傳授整合元認(rèn)知知識，提升學(xué)生元認(rèn)知水平。為讓學(xué)生能夠使用系統(tǒng)的知識為自己的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)提供便捷，為順利解決數(shù)學(xué)問題打基礎(chǔ)，教師應(yīng)該傳授完善的元認(rèn)知知識，盡力豐富學(xué)生的元認(rèn)知知識。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 張冬旭.初中生數(shù)據(jù)分析中元認(rèn)知能力現(xiàn)狀及培養(yǎng)策略的研究[D].貴州師范大學(xué)，2015.

[2]毛松軍.中學(xué)數(shù)學(xué)元認(rèn)知研究[D].湖南師范大學(xué)，2004.