對元認知水平與高三地理復習效果的關系的實證研究

秦玉印 姜丹丹

（1.云和縣云和中學, 浙江 麗水 323000; 2.麗水學院 職業技術學院, 浙江 麗水 323000）

一、問題的提出

新一輪的高考試題將核心價值、學科素養、關鍵能力、必備知識四個層次作為考查的主要方向，新高考試題向綜合性、開放性、應用性、探究性等趨勢發展。在新高考的背景下，有效提升學生的知識基礎和思維能力的復習策略成為了高三教學的難點和關鍵。目前，認知策略和資源管理策略是大多數學校和學生提升復習效果的主要策略。這些策略對層次差距不大的學生群體來說是行之有效的，對層次差距相對較大的學生群體而言，由于針對性不強，其效果往往不盡人意。例如，優等生解決問題時可能因過度解讀材料而丟分，勤奮好學的中等生卻更可能因審題不清而答題抓不住重點。通過對周邊高中師生的訪談發現，學生在面對這些問題時束手無策的重要原因之一是缺乏對元認知的認識和訓練。

元認知是指個人對認知活動的自我意識、自我評價和自我調節，即對認知的認知，主要由元認知知識、元認知體驗和元認知策略構成。[1]當前，有關元認知理論在教學上的研究不多，對元認知理論在教學上應用的實證研究則更少。諸多理論研究表明，元認知水平與學生的學習成績存在正相關關系，學生可以通過提高元認知水平來發展自己的學習能力，進而提升學習成績。本文基于元認知的視角，以高中地理學科為例，通過實驗教學提升學生的元認知水平，而后通過地理等級賦分的對比，分別檢驗在選考科目偏理科和偏文科的條件下，元認知水平對地理等級賦分成績的影響，從而為高三地理復習提供可參考的教學路徑。

二、研究對象與方法

1.研究對象

采取分層抽樣，選取浙江省某縣高中的2個選考偏理科（選考物理、地理、技術）的班級，編號為1班、2班，作為偏理科的研究樣本；2個選考偏文科（選考思想政治、歷史、地理）的班級，編號為3班、4班，作為偏文科研究樣本。其中2班和3班為實驗班，1班和4班為對照班。

2.研究方法

本研究主要采用對比實驗法。首先，將4個研究樣本班級的地理元認知水平測試結果和高二下學期全市統考地理等級賦分成績作為學生的前測數據。然后，實驗組的班級在元認知理論的視域下設計教學過程，對照班則采用其它的教學方法（根據教師的經驗和學生的實際自主選擇）。最后，以2023年首考地理等級賦分成績和首考后的地理元認知水平測試結果作為后測數據，對照分析。地理元認知水平量表使用的是本校地理教研組編制的地理學科元認知水平量表，在實際測量中該量表的整體克隆巴赫Alpha系數為0.955，KMO量數為0.843，信度和效度良好。該量表包含地理元認知知識、地理元認知體驗和地理元認知監控3個維度，共20個項目，采用李克特5點計分法，得分越高表示個體的地理元認知越高。本研究在前測中共發放158份問卷，收回158份，有效問卷158份。

本文數據分析方法采用SPSS26.0軟件，對學生成績和地理元認知水平進行比較分析和相關性分析。學生的前測基本數據如下（見表1、表2）。

表2 地理元認知水平量表各維度上的得分情況

根據前測數據，實驗班和對照班的相關性分析的P值均大于0.05，可以推斷實驗班和對照班之間的地理元認知水平和地理等級賦分成績不存在顯著性差異；對全體樣本和分班級樣本進行的地理等級賦分成績和地理元認知水平的雙變量相關分析，P值均為0.000，可以推斷地理等級賦分成績和地理元認知水平之間存在著顯著的相關關系；樣本班級的前測地理元認知水平的平均得分為55.73，處于中等水平。

三、實驗實施

本次實驗實施共分為兩個維度。第一維度是班級間進行對比，分析在選考科目異同情況下元認知水平分別對地理等級賦分成績的影響力。第二個維度是學生間進行對比，綜合分析不同層次不同選考科目下元認知水平對地理等級賦分的影響力。即依據各班級前測地理等級賦分成績將學生劃分為優等生（賦分≥84分）、中等生（84分＞賦分≥70分）、后進生（賦分＜70分）三個層次，并從4個班級中按等級分別抽取4名前測地理等級賦分成績和地理元認知水平相近的學生進行對比研究。實驗過程針對實驗班學生，采取以下提高地理元認知水平的教學策略。

1.提升學生的元認知知識水平，促進地理學科的本質學習

(1)提升學生的元認知知識水平，理解學科本原性問題

研究者在針對有關學科原理、規律、學科思想等地理本質性問題教學時，通過真實情境引入，并設計相應的問題鏈循序漸進地引導學生在真實的環境中解決地理問題。學生在解決問題的過程中既能體驗地理原理和地理思想的現實意義，又能自主歸納總結認識地理事象的一般路徑和方法。在教學過程中，教師要鼓勵學生多問“為什么”，以此認識地理學科知識的本質，培養學生對地理問題的思考、理解、質疑等能力，激發學生的學習動機和獨立思考的能力。實踐結果表明，學生通過地理學科的本質學習，能靈活運用解決地理問題的常用方法，并且能清晰地把握地理規律、地理原理，正確理解解題思想方法的功能和應用范圍。例如，在復習“鹽堿化成因”這一學科本源問題時，研究者設計了5個學科本質性問題進行思維深化教學，分別為土壤鹽堿化主要發生在哪里、土壤鹽堿化發生區域的自然地理特征有哪些、土壤中的鹽類物質來源于哪里、大水漫灌與鹽類物質之間存在哪些因果關系、土壤中的鹽類物質是如何移動到土壤表層的。

(2)構建地理學科知識框架，提升學生的高階思維

研究者在實驗班以學科核心概念、原理、規律等學科主干性知識為中心，以大單元復習教學為載體，構建學科知識框架，深化地理學科知識之間的關聯。最后，學生將知識以思維導圖、結構化框架等方式自主總結整理，以此幫助學生理清地理學科思維脈絡，將發散性思維具體化、學科知識結構化、認知活動理性化。實驗結果表明，通過地理學科知識框架的整理，學生能更加清晰地認知地理概念、原理、方法之間的聯系、功能和應用范圍。例如，當學生在看到“天氣”這個詞時，其思維邏輯直接聚焦于常見的天氣系統這個原理框架中。

2.設計元認知體驗教學，提升學生的認知能力和邏輯思考能力

通過與學生的訪談發現，大多數學生在提取信息、形成想法和信息加工等方面的流暢性直接影響著學生對地理問題的認知體驗。針對這些問題，研究者在教學中采用“高低組合”的學習方式，即“低探索＋高利用”式學習和“高探索＋低利用”式學習。實踐結果表明“低探索＋高利用”式學習方式能有效喚醒、深化、延伸學生利用原有知識和經驗解決地理問題的容易性體驗。“高探索＋低利用”式學習方式，能有效提升學生利用認知能力和邏輯思維加工信息的流暢性體驗。

3.利用元認知策略，培養學生自我學習監控的能力

研究者在課堂教學中鼓勵學生主動參與、質疑、分析和論證地理問題，不斷強化學生的思維過程，提高學生的認知能力。課后布置練后反思作業，并及時評價，督促學生在練習過程中對基礎知識、思維邏輯和心理狀態等方面的不足及時反思，構建練后“回顧—驗證—反思”的學習策略，逐步的消滅知識漏洞。

在高考真題精練和習題課后鼓勵學生評價、歸納、反思解題方法，啟發學生從情境設置、設問方式、選項特征、思維方式等方面總結試題的特征；從考查知識點和解題方法等方面總結考試重點和解題路徑；從解題心理的視角探尋應對某類地理試題遇到的心理困難等。學生可依據自身實際，形成自身解決此類問題的一般思維路徑或方法，從而有效監控和調節自己的解題思維和應試心理。解決地理問題的一般路徑如下（見圖1）。

圖1 解決地理問題的一般路徑（部分）

在每一次大型考試之后，師生共同利用雙向細目表對試卷進行有效的訂正。教師通過分析考試數據，確定失分的根本原因，從而有針對性地進行專題強化。研究者依據《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》把知識點細化整理成地理微考點，并制作成雙向細目表供師生自我評價和反思。師生通過對歷次考試和各地市模擬試題的整理、評價和反思，既能直觀的了解考試的重點又能認識到自身的不足，為后期教師的教學和學生的查缺補漏的意義極大。如某次聯考地理試題元認知監控（見表3）。

表3 某次聯考地理試題元認知監控（部分）

四、實驗結果

本研究前測共有158份有效數據，參與后測的共有156名學生，其中實驗學生共計81人，對照學生共計75人。經過高三上學期的實驗教學，對前后測數據的回歸分析結果如下（見表4）。

表4 前測數據和后測數據的回歸模型圖

前后測數據的對比表明，實驗班學生的地理元認知和成績之間存在顯著的線性關系。后測實驗班的地理元認知變量系數均大于0.6，說明回歸模型具有較好的質量。相比前測元認知系數，實驗班的后測元認知系數顯著增加，且實驗班明顯高于對照班，說明地理元認知水平與地理成績之間存在顯著的正相關。

為了更加清晰的解釋數據，將本次研究中的所有數據進行分析匯總，并對數據進行獨立樣本T檢驗和配對樣本T檢驗，結果如下（見表5）。

表5 實驗班和對照班數據一覽表

獨立樣本T檢驗的實驗數據結果顯示，前測成績獨立樣本T檢驗P值均大于0.05，說明實驗班和對照班不存在統計學差異，后測成績獨立樣本T檢驗P值均小于0.05，說明實驗班與對照班存在顯著的統計學差異。總體來看，實驗班學生后測地理等級賦分成績均有顯著提升，上升幅度都高于對照班。具體而言，實驗班學生平均提高5.43分，平均提高幅度為7.66%。對照班學生平均下降了1.88分，平均提高幅度為-2.50%。實驗結果表明，元認知水平對提升地理等級賦分成績正向作用顯著。

從選考科目異同維度的數據來看，偏理科和偏文科班級的前測成績獨立樣本T檢驗P值均大于0.05，說明實驗班和對照班不存在統計學差異，后測成績獨立樣本T檢驗P值均小于0.05，說明偏理科和偏文科的班級存在顯著的統計學差異。偏文科班級的地理等級賦分成績的提高幅度比偏理科班級高12.42%，說明地理元認知水平對選考偏文科班級的地理等級賦分成績的影響更大。

從地理等級賦分的層次數據來看，優等生、中等生和后進生的前測成績獨立樣本T檢驗P值均大于0.05，說明實驗班和對照班不存在統計學差異，優等生和中等生的后測成績獨立樣本T檢驗P值均小于0.05，說明優等生和中等生存在顯著的統計學差異。后進生的后測成績獨立樣本T檢驗P值大于0.05，說明后進生的成績不存在統計學差異。實驗班學生地理等級賦分后測比前測成績提高幅度比較為：中等生優等生后進生，說明地理元認知水平對中等生和優等生的地理等級賦分成績有正向影響，尤其是對中等生影響較大。

為了對比實驗實施前后的差異，進行配對樣本T檢，其數據結果顯示：實驗班學生（除了后進生外）各個維度的P值均小于0.05，而對照班學生各個維度的P值均大于0.05，且平均得分實驗班學生比對照班學生高7.31分。結果表明，實驗班學生總體前后測地理等級賦分成績均值差異顯著，而對照班學生總體前后測地理等級賦分成績均值差異不顯著，進一步表明本研究對實驗班學生采取的復習策略是有效的。

五、實驗結論

在教學過程中，采用基于元認知的復習策略，分別為：提升學生的元認知知識水平，促進地理學科的本質學習；設計元認知體驗教學，提升學生的認知能力和邏輯思考能力；利用元認知策略，培養學生自我學習監控的能力。相比于其它類型的復習策略，基于元認知的復習策略對提升高三學生地理等級賦分成績有顯著影響。但是，由于實驗樣本都來自縣域重點高中的不同層級的學生數據，其實驗結果是否具有普適性還有待商榷。