化學解題元認知能力的測評與發(fā)展研究

丁佐宏 馬宏佳

摘要：以化學解題環(huán)節(jié)為主線，用問卷調(diào)查的方式研究發(fā)現(xiàn)，要提高學生的化學問題解決能力，必須提高解題過程的元認知能力水平；學生關(guān)于解題過程的元認知能力水平可以用問卷調(diào)查的方式進行測量，也可以通過一定形式的訓(xùn)練加以提高。

關(guān)鍵詞：解題過程；元認知能力； 問卷調(diào)查

文章編號：1008-0546（201１）０５-00０５-0３中圖分類號：G63３．８文獻標識碼：Ｂ

doi：10.3９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０５４６．２０１１．０５．００２

解決問題的過程是知識內(nèi)化吸收、再外化應(yīng)用的過程，提高化學問題解決能力是化學學習的重要目標之一。從精神的角度看，解決化學問題就是學生運用化學知識在精神層面進行的一次戰(zhàn)斗。要取得這場戰(zhàn)斗的勝利，首先必須做到知己知彼。知己，除了知道自己掌握了哪些化學知識以外，還需要了解自己對化學解題的元認知能力。知彼，除了全面了解問題信息以外，還要知道解題過程以及各環(huán)節(jié)應(yīng)注意的事項。也就是說，化學解題能力的提高既有賴于化學知識的掌握水平的提高，也有賴于解題元認知能力水平的提高。

為了了解學生在解題過程中的元認知能力水平，筆者以化學解題環(huán)節(jié)為主線，設(shè)計了問卷調(diào)查表，對學生進行了問卷調(diào)查。

一、問卷調(diào)查表的設(shè)計依據(jù)

１．元認知能力

元認知是認知主體對自己的認知過程、結(jié)果或與之相關(guān)的活動的認識。其實質(zhì)是主體對自身認知活動的自我意識和自我調(diào)控［１］。在具體的解題過程中，元認知的作用主要表現(xiàn)為：選擇有效的解題策略，監(jiān)控解題的具體過程，不斷獲取和分析反饋信息，評價各種解題策略的可行性和有效性，堅持或改變解決問題的方法和手段，并及時調(diào)節(jié)自己的思維過程等［２］。

在化學解題過程中，元認知能力主要包括元認知知識和元認知監(jiān)控兩個方面，它們相互聯(lián)系，相互作用，對解題過程進行計劃、監(jiān)控和調(diào)節(jié)。 元認知知識是個體關(guān)于自身或他人的認知活動、過程、結(jié)果、任務(wù)和方法等方面的知識。在解題過程中，元認知知識包括三個方面：①對個人因素的認識，即關(guān)于個體自身在解題方面的技巧、能力和特點等方面的知識。②對任務(wù)和目標因素的認識，即關(guān)于個體在解題過程中所涉及的各種有關(guān)信息的認識。③對策略因素的認識，即關(guān)于個體對于完成解題任務(wù)所需要的認知方法等方面的知識，如解題策略的種類、特點、應(yīng)用的條件、認知策略的有效性等。元認知監(jiān)控是指個體在解題過程中，將自己正在進行的認知活動作為意識對象，不斷對其進行積極、自覺的監(jiān)視、控制和調(diào)節(jié)，以期達到預(yù)定目標。按照解題的進展過程，相應(yīng)的監(jiān)控策略有四種：①制訂解題計劃，②控制解題過程，③檢查解題結(jié)果，④采取補救措施［３］。

２．化學解題的思維過程

化學解題的思維過程一般可分為審題、破題、解答和驗證等幾個環(huán)節(jié)。

審題是解題的前提。解題時需要判斷的依據(jù)、計算的數(shù)據(jù)等都通過認真、仔細的審題才能得到。審化學題時應(yīng)當注意以下幾點：①題型；②題目要求；③化學事實與實驗現(xiàn)象；④涉及的化學概念與理論；⑤可能應(yīng)用的方法等等。

破題是解題的關(guān)鍵或突破口?；瘜W題的突破口往往是：某一典型的或特殊的實驗現(xiàn)象；某一特定的或關(guān)鍵性的反應(yīng)；某一隱含的數(shù)量關(guān)系；某一重要的實驗操作與步驟；某一給定的“新”信息與方法等等。在破題時要善于根據(jù)問題的具體情況，審時度勢，隨機應(yīng)變，及時調(diào)整思路，找出解決問題的突破口。

解答既是解題的主要環(huán)節(jié)，又是解題的表現(xiàn)形式。解答過程的要求主要是：①程序合理：條理清晰、邏輯嚴密；②思路簡捷：思維靈活、方法得當；③敘述規(guī)范：表述完整、重點突出。

驗證是解題思維過程的最后一個環(huán)節(jié)，也是最容易被忽視的一個環(huán)節(jié)。它是用給出的已知實驗事實與現(xiàn)象或反應(yīng)原理與數(shù)據(jù)等，驗證已經(jīng)得出的結(jié)論或數(shù)據(jù)是否合理，對不合理的結(jié)論或數(shù)據(jù)進行補救和修正。

二、問卷調(diào)查表的內(nèi)容

問卷調(diào)查表的具體內(nèi)容包括１６項，見表１。表中Ａ為“肯定是”，Ｂ為“有時是”，Ｃ為“一般不”。

三、調(diào)查統(tǒng)計過程與數(shù)據(jù)

筆者運用上述問卷調(diào)查表對南師大化科院化學教育專業(yè)四年級的學生進行了調(diào)查研究，調(diào)查樣本數(shù)為６１人。具體過程為：

第一階段，在學期開始時用該問卷調(diào)查表進行問卷調(diào)查，計算出Ａ、Ｂ、Ｃ三種選擇所占的百分比，即前測。

第二階段，在開設(shè)的“中學化學習題研究”課中，對這些學生進行解題研究和訓(xùn)練。

第三階段，在學期結(jié)束時用該問卷調(diào)查表再進行一次問卷調(diào)查，計算出Ａ、Ｂ、Ｃ三種選擇所占的百分比，即后測。

調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表２。

四、調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析

１．審題環(huán)節(jié)

在元認知知識水平，由第１、２、３項數(shù)據(jù)可知，絕大部分學生在審題時，無論是學期開始還是結(jié)束時，都注意到題型、題目作答要求和題目所給信息。說明學生在審題環(huán)節(jié)的元認知知識水平較高。

在元認知監(jiān)控方面，第４項數(shù)據(jù)表明，部分學生在學期開始時，對有關(guān)化學知識的回憶產(chǎn)生一定的困難，只有４１．０％的學生表示肯定能回憶，在學期結(jié)束時這一比例上升了２０．７％，說明經(jīng)過一學期的學習，這方面的能力得到了提高。第５項數(shù)據(jù)表明，大部分學生在審題后還沒有馬上思考解題方法的意識，即使經(jīng)過一學期的學習后，這種情況也沒有改變?？赡芩麄冋J為要等到破題之后才會思考解題的方法。

２．破題環(huán)節(jié)

在元認知知識方面，第６項數(shù)據(jù)可知，７２．１％的學生有尋找解題突破口的意識，這一比例在經(jīng)過解題訓(xùn)練后有所提高。

在元認知監(jiān)控方面，第７項將問題與原型匹配的比例，在學期開始時認為“肯定是”的比例只有１６．４％，而認為“一般不”的比例則達到２７．９％。第８項將問題分解為子問題，在學期開始時認為“肯定是”的比例只有３１．１％，而認為“一般不”的比例則達到２４．６％；這說明學生原有的元認知監(jiān)控能力較差。經(jīng)過一學期的解題訓(xùn)練，這兩項的比例都有了比較明顯的改觀，第７項認為“肯定是”的比例提高了１６．４個百分點，認為“一般不”的比例則下降了１６．４個百分點；第８項認為“肯定是”的比例提高了１６．４個百分點，認為“一般不”的比例下降了８．２個百分點；這說明這一學期進行的解題訓(xùn)練教學取得了比較明顯的效果，學生關(guān)于破題環(huán)節(jié)的元認知監(jiān)控能力得到了一定程度的提高。

３．答題環(huán)節(jié)

在元認知知識方面，由第９、１１項數(shù)據(jù)可知，大部分學生認為答題時條理清楚、推理準確、表達完整、重點突出很重要，這一比例在經(jīng)過解題訓(xùn)練后都有所提高。第１０、１２項數(shù)據(jù)表明，學生在數(shù)量意識和創(chuàng)新意識方面的元認知知識水平不高，大部分學生選填了“有時是”，選填“肯定是”的比例均不到一半，其中第１０項只有１８％。經(jīng)過一學期的解題訓(xùn)練，這２項中選填“肯定是”的比例均有所提高，但也只有３６．１％，說明學生在這些方面的元認知能力還有待于進一步加強。

在元認知監(jiān)控方面，由第１３、１４、１５項數(shù)據(jù)可知，學生在迅速調(diào)整解題思路、運用題給信息和提取有關(guān)知識方面的能力較差，大部分學生選填了“有時是”，選填“肯定是”的比例均不到一半，最高的第１４項只有４１．０％。經(jīng)過一學期的解題訓(xùn)練，這３項中選填“肯定是”的比例均有了較大程度提高，其中第１４項提高了２２．９％，第１５項提高了２６．２％，第１３ 項提高了８．２％。說明學生在這些方面的元認知能力能夠提高。

４．驗證環(huán)節(jié)

第１６項數(shù)據(jù)表明，學生對答題后進行驗證的元認知知識水平不高，選填“肯定是”的比例只有３２．８％，還有９．８％的學生選填了“一般不”。經(jīng)過解題訓(xùn)練后，選填“肯定是”的比例上升了１４．７％。

五、結(jié)論

從實際教學情況看，有些學生的化學解題能力較差的原因，不是對化學知識的掌握程度不夠，而是解題的元認知能力水平較低，表現(xiàn)為思維品質(zhì)較差，對解題過程的認識不全面，對解題環(huán)節(jié)的注意點沒有注意等等，最終導(dǎo)致解題的失敗。因此，要提高學生的化學問題解決能力，除了要求學生掌握足夠的化學知識以外，還要提高他們解題的元認知能力。

學生解題的元認知能力，雖然體現(xiàn)在解題過程中，但是并不能通過評分顯示出來。因為試卷評分只是顯示解題的結(jié)果，沒有對影響解題結(jié)果的諸多因素加以分析和顯現(xiàn)。因此，需要通過其他方式才能測量出學生對解題過程的元認知能力水平。通過上述問卷調(diào)查與分析，我們認為：問卷調(diào)查可以在一定程度上測評學生解題的元認知能力水平。

與其他認知能力一樣，學生解題的元認知能力水平也可以通過實踐、認識、再實踐、再認識的過程得到提高。上述問卷調(diào)查的數(shù)據(jù)中，后測與前測相比較，選填“肯定是”的數(shù)據(jù)有１１項明顯增大，說明結(jié)合解題有意識的培養(yǎng)和訓(xùn)練，可以比較明顯地提高學生解題的元認知水平。

參考文獻

［１］張文新，谷傳華．創(chuàng)造力發(fā)展心理學［Ｍ］．合肥：安徽教育出版社，２００４：１８３～１８７

［２］林美鳳．談化學教學中元認知能力的培養(yǎng)策略［Ｊ］．化學教育，２００３，（７～８）：２９

［３］嚴業(yè)安．化學教學中元認知能力培養(yǎng)的初探［Ｊ］．化學教學，２００６，（１１）：１８