王 穎,孫 江,郭慶林

(河北大學(xué) 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,河北 保定 071002)

大學(xué)生元認(rèn)知能力的培養(yǎng)
——以物理教學(xué)為例

王 穎,孫 江,郭慶林

(河北大學(xué) 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,河北 保定 071002)

運(yùn)用元認(rèn)知理論指導(dǎo)教學(xué)對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,增強(qiáng)其自主學(xué)習(xí)能力有著重要意義。本文闡述了元認(rèn)知研究理論,對(duì)大學(xué)生元認(rèn)知能力培養(yǎng)的必要性進(jìn)行了分析,并結(jié)合教學(xué)工作實(shí)踐探討了如何在物理教學(xué)中運(yùn)用元認(rèn)知策略進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),達(dá)到提高學(xué)生元認(rèn)知能力的目的。

元認(rèn)知;學(xué)習(xí)策略;物理教學(xué)

在大學(xué)本科教學(xué)中,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)必須著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,這也是物理教學(xué)的重要任務(wù)之一。如何通過教學(xué)使學(xué)生在掌握學(xué)習(xí)策略后還能夠有效的保持和遷移,使知識(shí)充滿活力而不僵化,是一切教育的核心問題。著名教育學(xué)家懷特海指出“教育是教人們掌握如何運(yùn)用知識(shí)的藝術(shù)。這是一種很難傳授的藝術(shù)”。[1](P8)筆者即以元認(rèn)知理論為基礎(chǔ),結(jié)合工作實(shí)踐嘗試于教學(xué)中幾個(gè)方面著手加強(qiáng)元認(rèn)知能力培養(yǎng),希望是對(duì)解決上述問題的有益的探索。

一、元認(rèn)知理論

“元認(rèn)知”概念是由美國(guó)心理學(xué)家約翰·弗拉維爾(J·H·Flavell)于 1976年提出的。他指出:“元認(rèn)知通常被廣泛地定義為任何以認(rèn)知過程與結(jié)果為對(duì)象的知識(shí),或是任何調(diào)節(jié)認(rèn)知過程的認(rèn)知活動(dòng),它之所以被稱為元認(rèn)知,因?yàn)槠浜诵囊饬x是對(duì)認(rèn)知的認(rèn)知”。[2]元認(rèn)知以認(rèn)知為基礎(chǔ),是個(gè)體對(duì)自身認(rèn)知活動(dòng)的積極地反省認(rèn)知加工過程,是個(gè)體對(duì)自己的認(rèn)知活動(dòng)和結(jié)果的自我意識(shí)、自我評(píng)價(jià)和自我監(jiān)控。元認(rèn)知包括元認(rèn)知知識(shí)、元認(rèn)知體驗(yàn)、元認(rèn)知監(jiān)控三方面內(nèi)容。

元認(rèn)知知識(shí)是關(guān)于人的認(rèn)知過程的知識(shí),比如關(guān)于記憶規(guī)律、思維過程等方面的知識(shí)。它包括有關(guān)認(rèn)知主體、認(rèn)知任務(wù)和認(rèn)知策略的知識(shí)。有關(guān)認(rèn)知主體的知識(shí)是指?jìng)€(gè)體自我認(rèn)知的能力以及對(duì)個(gè)人與他人認(rèn)知特點(diǎn)的認(rèn)知。有關(guān)認(rèn)知任務(wù)的知識(shí),指人們對(duì)認(rèn)知活動(dòng)中的任務(wù)要求的認(rèn)識(shí)。有關(guān)認(rèn)知策略的知識(shí),則是進(jìn)行認(rèn)知活動(dòng)和完成認(rèn)知任務(wù)時(shí)知道有哪些策略,各種策略使用的條件和范圍,能夠根據(jù)不同的任務(wù)、情境選擇有效策略。

元認(rèn)知體驗(yàn),是伴隨著認(rèn)知活動(dòng)而產(chǎn)生的認(rèn)知體驗(yàn)和情感體驗(yàn)。元認(rèn)知體驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間可長(zhǎng)可短,可以是對(duì)“知”的體驗(yàn),也可以是對(duì)“不知”的體驗(yàn)。它在認(rèn)知活動(dòng)進(jìn)行之前、之中或之后都有可能產(chǎn)生。元認(rèn)知體驗(yàn)通常與個(gè)人在認(rèn)知活動(dòng)中所處的位置及已取得的進(jìn)展或可能取得的進(jìn)展有關(guān)。它特別容易發(fā)生在能激發(fā)高度自覺思維的認(rèn)知情境中,如講述新的物理概念時(shí),學(xué)生會(huì)聯(lián)想相關(guān)的物理概念、適用條件、物理意義及數(shù)學(xué)表達(dá)式等,還要反復(fù)思考這樣理解對(duì)不對(duì),有沒有遺漏。元認(rèn)知體驗(yàn)對(duì)認(rèn)知任務(wù)的完成起重要作用,如懷疑所解的題有錯(cuò)而進(jìn)行的重新審視,閱讀遇到障礙而反復(fù)閱讀,也可能由于失敗或困惑的體驗(yàn)而修改或放棄原有的目標(biāo)。

元認(rèn)知監(jiān)控是指?jìng)€(gè)體在認(rèn)知活動(dòng)進(jìn)行過程中,為達(dá)到預(yù)定目標(biāo)而對(duì)自己的認(rèn)知活動(dòng)所進(jìn)行的積極監(jiān)控和相應(yīng)調(diào)節(jié),它是元認(rèn)知的核心。主要包括:制定計(jì)劃、預(yù)測(cè)結(jié)果和選擇策略;監(jiān)控認(rèn)知過程,修正調(diào)節(jié)認(rèn)知策略;評(píng)價(jià)認(rèn)知行動(dòng)、策略的效果及自己達(dá)到認(rèn)知目標(biāo)的程度和水平;在認(rèn)知活動(dòng)偏離認(rèn)知目標(biāo)時(shí)采取補(bǔ)救措施。元認(rèn)知監(jiān)控是從元認(rèn)知體驗(yàn)的基礎(chǔ)上派生出來的,只有在認(rèn)知活動(dòng)中體驗(yàn)到學(xué)習(xí)情境的變化,結(jié)合自己的認(rèn)知活動(dòng)特點(diǎn)和規(guī)律,才能有效地對(duì)認(rèn)知活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。

在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中,元認(rèn)知這三個(gè)組成部分并不是孤立地起作用,而是相互聯(lián)系、相互影響和相互制約的。元認(rèn)知知識(shí)有助于產(chǎn)生元認(rèn)知體驗(yàn)和元認(rèn)知監(jiān)控;元認(rèn)知體驗(yàn)是形成元認(rèn)知監(jiān)控的前提,并不斷發(fā)展元認(rèn)知知識(shí);元認(rèn)知監(jiān)控是元認(rèn)知活動(dòng)的目的和核心,它以元認(rèn)知知識(shí)為基礎(chǔ),受元認(rèn)知體驗(yàn)的激發(fā)和引導(dǎo),使個(gè)體在認(rèn)知活動(dòng)中獲得更多、更豐富的元認(rèn)知知識(shí)和體驗(yàn)?？傊?其中一種成分功能的實(shí)現(xiàn),往往需要另一種成分的輔助和支持,三者的有機(jī)結(jié)合便構(gòu)成了統(tǒng)一的整體—— 元認(rèn)知。[3](P173)

二、培養(yǎng)大學(xué)生元認(rèn)知能力的必要性分析

關(guān)于元認(rèn)知與教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)效果的關(guān)系,已有很多的研究成果。研究者普遍認(rèn)為,從元認(rèn)知的角度來看,學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)并不只是對(duì)所學(xué)材料的認(rèn)知過程,也是一個(gè)對(duì)該過程進(jìn)行積極監(jiān)控、調(diào)節(jié)的元認(rèn)知過程。學(xué)生的元認(rèn)知能力起到調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的認(rèn)知過程,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,保持學(xué)習(xí)的效率和方向的作用。因此,培養(yǎng)學(xué)生的元認(rèn)知能力十分必要。

(一)大學(xué)階段—— 綜合運(yùn)用階段的需要

在大學(xué)階段,學(xué)生已經(jīng)經(jīng)過了前期精確階段的鍛煉進(jìn)入了綜合運(yùn)用階段,這個(gè)時(shí)期的重點(diǎn)不再是伏案專心于自己的課業(yè)而應(yīng)該站立起來環(huán)顧周圍,不再是從特殊具體的事實(shí)到初步了解一般的概念而是從一般概念開始研究如何將這些概念應(yīng)用于具體的場(chǎng)合。在這轉(zhuǎn)變過程中,對(duì)自身認(rèn)知活動(dòng)起到積極反省、監(jiān)控作用的元認(rèn)知能力是影響學(xué)生能否順利過渡的的重要因素之一。

(二)有效監(jiān)控思維過程的需要

科學(xué)的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步,使得現(xiàn)在的大學(xué)生思維活躍,視野開闊,獲取知識(shí)的途徑很多,信息來源較廣。因此,注重和促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展往往比向?qū)W生傳授知識(shí)更為迫切和需要。當(dāng)學(xué)生具備了科學(xué)的思維方法,就能夠在當(dāng)今信息時(shí)代通過自己的努力主動(dòng)獲取知識(shí)。元認(rèn)知對(duì)于大學(xué)生思維能力的培養(yǎng)具有自我意識(shí)、計(jì)劃、組織和監(jiān)控的作用,培養(yǎng)元認(rèn)知能力有助于引導(dǎo)大學(xué)生注意自己的思維過程和方式,便于檢驗(yàn)、反省并形成習(xí)慣。

(三)培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的需要

很多大學(xué)生由于長(zhǎng)期受應(yīng)試教育和傳統(tǒng)教學(xué)理念的影響,學(xué)習(xí)方式一般表現(xiàn)為接受學(xué)習(xí),即過于強(qiáng)調(diào)接受和掌握知識(shí),死記硬背,忽略了主動(dòng)參與、學(xué)習(xí)體驗(yàn)、積極探索和創(chuàng)新,由此成為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和發(fā)展的阻力。資料表明,國(guó)內(nèi)外創(chuàng)新教育仍處于摸索階段,還沒有一個(gè)成熟的普適的操作方案,比較一致的看法是創(chuàng)新是有許多因素共同作用的結(jié)果,其中培養(yǎng)元認(rèn)知能力被認(rèn)為是一條有效的途徑。[4]

三、物理教學(xué)中培養(yǎng)大學(xué)生元認(rèn)知能力的策略

物理學(xué)是自然科學(xué)中一切學(xué)科的基礎(chǔ),現(xiàn)代物理學(xué)已成為自然科學(xué)中站在最前列、發(fā)展最成熟的學(xué)科,建立了一套從基本原理出發(fā)的理論體系,并發(fā)展出一套成熟的方法,如理論演繹同實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)相結(jié)合的方法,建立模型即抓住主要矛盾忽略次要因素的方法。[5](P72)物理教學(xué)任務(wù)中除了要傳授系統(tǒng)的傳授知識(shí)以外,同時(shí)也要意識(shí)到這套理論體系給元認(rèn)知能力培養(yǎng)提供了營(yíng)養(yǎng)豐富的土壤。因此,在物理課堂與實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師應(yīng)有意識(shí)的將元認(rèn)知理論滲透進(jìn)去,利用元認(rèn)知策略進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),這對(duì)幫助學(xué)生更好的學(xué)習(xí),使學(xué)生的潛能得到更有效的開發(fā)具有重大意義。

在具體的物理教學(xué)過程中,筆者認(rèn)為教師有意識(shí)的注意以下幾個(gè)環(huán)節(jié)可以有效地豐富學(xué)生元認(rèn)知知識(shí)和體驗(yàn)、加強(qiáng)元認(rèn)知監(jiān)控,有利于元認(rèn)知能力的培養(yǎng)。

(一)整合零碎的知識(shí)片段

懷特海認(rèn)為“支離破碎的信息或知識(shí)于文化毫不相干”。[1](P1)我們的教育體制將知識(shí)分解到了不同的學(xué)科和課程中,如果缺乏對(duì)知識(shí)關(guān)聯(lián)性的把握,對(duì)多數(shù)學(xué)生而言,結(jié)果只能是積累了大量分散注意力的零散知識(shí)。學(xué)生被動(dòng)的接受不連貫的思想概念,沒有任何的火花閃爍,結(jié)果導(dǎo)致頭腦里裝滿一知半解的理論知識(shí),而達(dá)不到教育使學(xué)生“通過樹木看見森林”的效果。

進(jìn)入大學(xué)之前,經(jīng)歷了長(zhǎng)期求學(xué)過程中知識(shí)的積累,學(xué)生已經(jīng)具備一定的認(rèn)知能力和認(rèn)知結(jié)構(gòu)。進(jìn)入大學(xué)后,豐富的物理知識(shí)—— 力、熱、光、電以及眾多的專業(yè)課學(xué)習(xí)會(huì)對(duì)原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)形成沖擊。只有將新信息吸收進(jìn)來并結(jié)合到學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中,即個(gè)體把外界刺激所提供的信息整合到自己原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)內(nèi),就像消化系統(tǒng)就營(yíng)養(yǎng)物吸收一樣,學(xué)生才能形成具有一定功效的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)。而這個(gè)過渡過程需要教師有針對(duì)性的依據(jù)物理知識(shí)間的有機(jī)聯(lián)系和邏輯順序而形成層次明確、脈絡(luò)清晰、整體性強(qiáng)的知識(shí)體系,重新建構(gòu)學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

(二)將思想融入教學(xué)過程中

懷特海對(duì)教育的精辟論述“教育所要傳授的是對(duì)思想的力量、思想的美、思想的條理的一種深刻認(rèn)識(shí)”。[1](P21)我們?cè)谡n堂上不管向?qū)W生灌輸?shù)氖鞘裁粗R(shí)細(xì)節(jié),他在以后生活和工作中遇到這種細(xì)節(jié)的機(jī)會(huì)是很小的,即使遇到了,也不會(huì)記起你曾教過他,真正有價(jià)值的教育是拋開課本和筆記,滲透在學(xué)生身心中,能夠解決不同的問題的能力。因此在物理課堂與實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中除了注重專業(yè)知識(shí)的傳授外,還要有意識(shí)的灌輸物理思想和思維方法,引導(dǎo)學(xué)生了解物理學(xué)家的認(rèn)知過程,豐富元認(rèn)知知識(shí)和體驗(yàn)。例如引導(dǎo)學(xué)生閱讀一些科學(xué)家的傳記和科學(xué)發(fā)展史,將一些科學(xué)家或課程相關(guān)領(lǐng)域中的學(xué)術(shù)帶頭人的創(chuàng)新成果的產(chǎn)生歷程引入到課堂中來,以自然、誘導(dǎo)的方式培養(yǎng)元認(rèn)知能力。

(三)用充滿想象力的方式去教學(xué)

目前,大學(xué)畢業(yè)生進(jìn)入社會(huì)后,作為行業(yè)新手,通常要遵照他人的吩咐按規(guī)定的程序去工作,這種形式可以傳授知識(shí)而被大家認(rèn)可,但是可能導(dǎo)致一種不幸的后果——長(zhǎng)時(shí)間按固定程序工作使人想象力變得遲鈍。所以教育應(yīng)起到這樣的作用:促進(jìn)對(duì)構(gòu)成該職業(yè)基礎(chǔ)的各種一般原理做富于想象力的思考,從而使經(jīng)過想象力思維能力鍛煉的學(xué)生,在進(jìn)入專業(yè)技術(shù)的學(xué)徒階段時(shí),能夠?qū)⒕唧w事實(shí)與普遍原理相結(jié)合,將這種固定的程序賦予其意義,而不是只獲得由單調(diào)乏味的工作所帶來的經(jīng)驗(yàn)。不管是物理課堂教學(xué)還是實(shí)驗(yàn)教學(xué),都需要注意將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合,引發(fā)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)應(yīng)用的思考并成為習(xí)慣,開拓學(xué)生的視野。將想象力與學(xué)習(xí)結(jié)合,有利于加強(qiáng)學(xué)生的元認(rèn)知監(jiān)控。

(四)開展研究性學(xué)習(xí)

研究性學(xué)習(xí)在國(guó)外又稱主題研究,是主要圍繞專題、問題、課題和項(xiàng)目的提出與解決來組織學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)。在物理教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí),首先教師組織學(xué)生從生活實(shí)踐或?qū)W習(xí)課程中選取他們感興趣的研究專題,然后指導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)研究的方式,就選取的研究專題進(jìn)行必要性和可行性論證,制定研究方案并組織實(shí)施,最后撰寫研究報(bào)告。在整個(gè)過程中,提出并解決問題的主體是學(xué)生,教師只在必要的時(shí)候把握一下方向和提供一些方法上的指導(dǎo)。物理研究專題的廣泛和靈活使得研究性學(xué)習(xí)具有綜合性和交叉性的特點(diǎn),不同于一般的學(xué)科學(xué)習(xí)。這就更要求學(xué)生勤于觀察、善于思考,學(xué)會(huì)交流與合作,探索解決問題的方法和途徑,從而使學(xué)生親身感受知識(shí)的形成過程,領(lǐng)悟科學(xué)研究方法和思維方法。[6]

總之,我們教育教學(xué)的最終目的就是讓學(xué)生會(huì)運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去學(xué)習(xí)、工作和生活,而元認(rèn)知能力則伴隨著這一目的。在物理教學(xué)中運(yùn)用元認(rèn)知策略正是希望通過這個(gè)良好的平臺(tái)來提高學(xué)生的元認(rèn)知能力,幫助其終身學(xué)習(xí)。同時(shí)也要認(rèn)識(shí)到,元認(rèn)知能力的培養(yǎng)是一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的過程,需要教師和學(xué)生的共同努力,在教與學(xué)中共同成長(zhǎng)。

[1][英 ]懷特海著,徐汝舟譯.教育的目的 [M].北京:生活·讀書·新知三聯(lián)書店出版社,2002.

[2]Flavell J H.Metacognition and cognitivemonito ring:Anew area of cognitive development alinquiry[J].American Psycho logist,1979,34(10):906-911.

[3]尹洪藻,畢華林.學(xué)習(xí)能力學(xué) [M].青島:中國(guó)海洋大學(xué)出版社,2003.

[4]計(jì)麗娟,何亞云,張 鋒.對(duì)創(chuàng)新教育實(shí)施途徑的思考 [J].云南師范大學(xué)學(xué)報(bào) (教育科學(xué)版),2002,3(5):41-44.

[5]趙凱華主編.物理學(xué)照亮世界 [M].北京:北京大學(xué)出版社,2005.

[6]龔黎華.物理教學(xué)中研究性學(xué)習(xí)的研究 [J].江西教育學(xué)院學(xué)報(bào) (綜合),2006(6):67-69.

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1008-6471(2010)03-0103-02

2010-07-17

本文系高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)“光信息科學(xué)與技術(shù)”(編號(hào):TS10669)的部分研究成果。

王穎 (1977—),女,河北定州人,河北大學(xué)物理學(xué)院講師,主要從事教育教學(xué)方法研究。