初中物理解題中嵌入元認知理論的分析

黃志龍

(江蘇省蘇州市吳中區西山中學 215111)

隨著我國對課程改革政策的不斷推進，對初中物理的教學也有了新的教學要求，要求物理教師在教學過程中不僅要講授專業的物理知識，同時也要調動學生的主觀能動性，養成積極的學習態度，在學習物理的過程中確立正確的價值觀.新課改的要求對物理教師來說是很大的挑戰，因為物理學科在初中的課程體系中屬于較難的學科，學生在學習時容易出現抵觸情緒，如果在學習之后不能取得理想的成績，也會打擊學生學習物理的積極性.因此，教師要改善自己的教學方式，在物理解題的過程中嵌入元認知理論，培養學生的元認知能力，提高學生的解題效率.

一、元認知理論的概念闡述

元認知的理論是由國外的一位知名的心理學家所提出的，在提出之后被廣泛應用在物理的解題過程中.元認知理論是一種能夠調節人類對事物認知過程的思考活動，也可以指所有將認知過程和認知結果做為對象的知識結構.元認知理論包括以下三部分：第一部分是元認知知識，主要是指人類個體所具備的，與認知活動有關系的基礎性知識.在物理的解題過程中，可以將元認知知識理解成為學生所擁有的能夠解決物理問題的物理知識.第二部分是元認知體驗，指的是個體在進行認知活動的過程中，對事物所產生的體驗，包括對事物的認知體驗以及認知過程中產生的情感體驗.在初中物理的解題過程中，元認知體驗就是初中生在解題時過程中對題目難度的認識，解題是否有困難出現，在做題結束后產生的感想.第三部分是元認知監控，這一部分是指在對事物有了一定認知程度和情感體驗之后，這一完整的認知過程中個體的自我監控意識以及調節能力.在物理的解題過程中，可以將這部分認為是對物理題目的審題過程，也可以認為是選擇解題方法的過程，或者是對解題結束后的結果進行評價的過程.在發現解題中有出現錯誤的步驟之后，及時的對上一步驟進行檢查，并調整自己的解題思路和解題方法.

二、元認知理論在初中物理解題過程中的重要意義

首先，初中生利用元認知理論，能夠依靠自己對物理題目的認知程度，來明確解決問題的思考方向；其次，初中生能夠在問題的解決過程中，歸納解決問題的策略，建立自己的解題策略體系；最后，初中生在解題時能夠不斷的反思，在問題解決完畢后能夠對自己的解題過程進行合理的總結.良性的問題思考過程，能夠有效提高解決物理問題的效率和水平.

三、初中物理解題過程中培養學生元認知能力的有效措施

1.強化學生的目標意識，明確學習目標

初中生的自制力較低，在物理學習的過程中，容易因為學習目標的模糊而產生“溜號”現象，因此，物理教師要利用元認知理論的元認知認識為學生確立明確清晰的學習目標，讓學生能夠充分發揮自身的主觀能動性，積極的參加到物理學習活動中.目前，我國教育部門正在大力的推行新課程的改革，雖然很多學校已經在落實相關政策，但仍然有一部分教師在物理教學的過程中，喜歡按部就班地按照教材內容進行教學，這種教學方式不利于學生物理思考體系的形成.物理教師要結合元認知理論，讓學生對自己的階段學習目標有正確的認知，強化學生確立學習目標的意識.在解題過程中，教師要讓學生對解題目標有所認知，將解題過程分層，把復雜的物理問題層次化.

例如，在蘇科版初中物理八年級上冊《聲現象》的教學過程中，教師可以利用元認知理論讓學生逐步了解聲的產生原因，解決聲的性質和產生原因的物理論述題.教師通過不斷的提問，讓學生對聲現象的產生原因有一定的認知.教師可以提問“我們身體哪個部位是可以用來發聲的？”“聲的傳播速度快還是光的傳播速度快？”“聲是通過什么傳播的？”“如果在月球會有聲傳播嗎”，同過一系列的提問讓學生思考聲的產生原因和性質，最終解決教師提出的問題.

2.在解題過程中引導學生整理問題的解決策略

在傳統的教學模式中，教師并不注重幫助學生建立物理問題的解決策略體系，因此在物理解題過程中，根據學生學習能力的不同，時常會出現以下現象：學習能力較強的學生能夠在摸索中建立解決物理問題的策略，學習能力中等的學生能夠通過老師講解對同類型題套用老師的解題思路，學習能力較差的學生不會審題、公式使用也不規范.教師要利用元認知理論培養學生認真讀題的習慣，在題目中找出顯性條件和隱形條件，將需要解決的問題羅列出來，思考解決問題所需要的物理知識點，之后確定需要的解決方法，在問題解決后對結果進行檢驗，并將解題策略進行歸納總結.

例如，在蘇科版初中物理九年級上冊《簡單機械與功》單元的教學過程中，教師在對功進行講解時，經常會碰到做功的問題.如，在小明從井里提水，屬于勻速運動，井口與水面的距離為10米，水加上桶一共重200N，小明提水所用的繩子也是10米，繩子的重量為20N，根據上述條件每當提上來一桶水時所做的功.通過上述條件我們已知小明在做勻速運動、知道了水桶和繩子的重量、桶運動的距離、繩子的長度，這類問題可以通過圖像法解決，圖像法能夠直觀的表現小明所做的功.學生可以畫出如圖1所示的圖像，根據圖像我們可以看出直線與坐標軸之間的三角形面積即為小明所做的功.根據上述的解題方法，學生可以在下次解決此類問題的時候也使用圖像法，將解題策略進行歸納分析.

3.培養學生自主學習能力，加強自我監控

學生在解決物理問題的過程中，一定要時刻保證解題思路的統一性，因為物理題的解決過程是要有一定的思維能力的，而且解題過程是上下聯系的，如果一步錯了那么下面的每一步都是錯的.所以，在解題過程中，要及時進行對解題思路的反思，監控解題過程的準確性，保證學生能夠準確找出問題中的未知量.

例如，在蘇科版初中物理八年級上冊《物體的運動》的學習過程中，時常會出現速度問題，這類問題的變量較多，需要學生在解題中時刻反思和監控自己.如，一輛汽車的加時速度為每秒18米，在前面碰到紅燈時，需要降低行駛速度，剎車的運動屬于勻變速的運動，其中汽車的加速度為6m/s2，根據上述的條件，解決汽車在剎車后5s走了多少米的問題.在碰到此類速度問題時，很多同學會選擇直接運用公式，這是錯誤的解決方法.因此學生要對自己的解題思路進行思考和檢查，學生會發現自己在使用公式出現了錯誤，根據t=V/a=3s這一公式，可以得出汽車在剎車后的第三秒就已經停止運動了，所以所求的是汽車在剎車后三秒內所行駛的距離.學生在解決物理的問題過程中，要對解題過程進行實時監控，保證物理解題過程的正確.

綜上所述，在初中的物理教學體系中，如何高效、準確的解決物理題是當前物理教學的重難點，要向解決這一問題，要先從教師的角度切入，改變教師的教學理念，完善教師的教學設計，改善教學方式，幫助初中生更好的學習物理，解決物理問題.元認知理論是一種十分重要的學習理論，教師要在講解物理題目時，結合初中生在物理解題過程中的心理特點，將元認知理論靈活的運用到解題過程中，在潛移默化中培養學生的認知能力和解題能力，讓學生對物理問題進行自主探究式的學習，在物理問題的解決過程中幫助學生形成正確的思維體系，促進初中生智力方面的快速發展.