淺談培養(yǎng)學(xué)生物理元認知能力的策略

吳來林

摘 要：物理學(xué)習(xí)過程是一個創(chuàng)造性的過程，是一個高級的心智活動，元認知在這種心智活動中起著重要作用.培養(yǎng)學(xué)生物理元認知能力的策略：強化對培養(yǎng)學(xué)生物理元認知能力的認識；構(gòu)建對培養(yǎng)學(xué)生物理元認知能力的可操作平臺；袒露教師元認知過程.

關(guān)鍵詞：物理元認知；構(gòu)建；可操作平臺

1 問題提出

1.1 問題背景

很多學(xué)生尤其是高中學(xué)生都感慨“物理難難于上青天”，究其原因之一是學(xué)生的物理元認知能力匱乏所造成的.傳統(tǒng)的教學(xué)中沒有真正認識到元認知能力的重要性，沒有從認知心理學(xué)的角度去探索、調(diào)控和優(yōu)化教學(xué)方法，只重視學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的形成而忽視學(xué)生認知結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，傳授知識與提高思維品質(zhì)培養(yǎng)能力成了相互剝離的兩張皮，所以，培養(yǎng)學(xué)生物理元認知能力是解決學(xué)生物理學(xué)習(xí)難的有效方法.

1.2 元認知理論概說

“元認知”，也稱反思認知或自我認知，是美國社會認知心理學(xué)創(chuàng)始人約翰·弗拉維爾在對兒童的思維過程進行研究的基礎(chǔ)上提出的.他指出，元認知是主體對自身認知活動的認知，包括元認知知識、元認知體驗和元認知監(jiān)控.所以說元認知，就是對認知的認知，具體地說，是個人關(guān)于自己認知過程的知識和調(diào)節(jié)這些過程的能力：對思維和學(xué)習(xí)活動的知識和控制.例如學(xué)生對自己學(xué)習(xí)的認知活動的再認知、再思考及進行積極的監(jiān)控.元認知的實質(zhì)是人的自我監(jiān)控.元認知的作用是從深層次提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和從根本上提高學(xué)習(xí)的效果.

1.3 元認知能力與物理學(xué)習(xí)的關(guān)系

物理學(xué)習(xí)過程是一個創(chuàng)造性的過程，是一個高級的心智活動，元認知在這種心智活動中起著重要作用.一是在元認知的作用下，學(xué)生能夠保持或修正思考路線，調(diào)控解決物理問題的方法；二是在元認知的作用下，學(xué)生能夠?qū)ξ锢韱栴}目標進行修正或調(diào)控；三是在元認知的作用下，促使學(xué)生主動解決問題.

2 培養(yǎng)學(xué)生物理元認知能力的策略

2.1 強化對培養(yǎng)學(xué)生物理元認知能力的認識

元認知能力與一般認知能力（智力）有一定關(guān)系，但不等同于一般認知能力.有關(guān)研究表明，一個人如果沒有元認知策略的使用，即使有很強的一般認知能力，在解決問題中也得不到有效發(fā)揮.反之，如果一個人有很強的元認知能力，即使一般認知能力不高，也能在解決問題中表現(xiàn)很好.可見，元認知能力不但能促進一般認知能力的發(fā)揮，而且也能彌補一般認知能力的不足.而一般認知能力與先天素質(zhì)聯(lián)系緊密，元認知能力主要靠后天習(xí)得，培養(yǎng)學(xué)生元認知能力對提高教學(xué)質(zhì)量和促進學(xué)生素質(zhì)全面發(fā)展，是有實際意義的.一是要求學(xué)生準確地把握問題實質(zhì)，明確問題指向，認真分析物理問題的關(guān)鍵詞、突破點，形成問題的認知；二是要求學(xué)生在解決問題前主動考慮可行方案、最佳方案，進而選擇行之有效的方案；三是引導(dǎo)學(xué)生及時分析學(xué)習(xí)中的困難或收獲，并實時做出調(diào)控或總結(jié).

2.2 創(chuàng)造條件，構(gòu)建培養(yǎng)學(xué)生物理元認知能力的可操作平臺

學(xué)生的元認知能力大體可通過三條途徑獲得：一是通過學(xué)生自身學(xué)習(xí)自我獲得；二是結(jié)合學(xué)科教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的元認知能力；三是通過專門的訓(xùn)練獲得.顯然，學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間，最有效的方法是結(jié)合學(xué)科教學(xué)對學(xué)生的元認知能力進行培養(yǎng).那么，如何結(jié)合物理學(xué)科教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的元認知能力呢？筆者認為培養(yǎng)學(xué)生元認知能力應(yīng)該以物理知識、物理思維方法、物理技能為載體，融合新課程理念，落實新課標三維教學(xué)目標，構(gòu)建起可操作平臺.為此，在物理教學(xué)中必須注意以下策略：

（1）目標激勵和目標強化.在物理進行中，教師應(yīng)當強化學(xué)生的目標意識，用目標去激勵學(xué)生學(xué)習(xí)和解決問題.例如在物理解題中，首先應(yīng)當讓學(xué)生明確問題目標，即問題應(yīng)當達到什么終結(jié)狀態(tài)，然后使學(xué)生明確為了達到目標應(yīng)當做些什么，這樣學(xué)生就能自覺制定解題計劃，設(shè)計解題策略，調(diào)節(jié)解題過程，從而達到問題的最終解決.再如探究某一新課內(nèi)容，同樣應(yīng)當讓學(xué)生明確問題的終極目標以及為達到這一目標而應(yīng)當做什么，怎么做等等.教師在備課時就應(yīng)當充分考慮這方面的設(shè)計，而且教師應(yīng)當設(shè)計一些有梯度的系列目標去引導(dǎo)學(xué)生.

（2）創(chuàng)設(shè)思維場景，活化思維活動.在物理教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)思維場景（包括學(xué)生的知識經(jīng)驗和問題情景）可以激發(fā)學(xué)生思維的靈活性和遷移性，從而學(xué)生的元認知能力在這種情景中得到有效地開發(fā).具體策略是為學(xué)生創(chuàng)設(shè)合理的問題情景，具體講要注意以下幾點：一是要注意問題情景的“小步距”和“有序性”，使之一步一步地逼近物理問題的終結(jié)狀態(tài)；二是要注意問題情景的“發(fā)散性”和“矛盾式”問題情景的創(chuàng)設(shè)，讓問題情景具有變式，充滿矛盾，及時揭示矛盾，隨時引導(dǎo)學(xué)生解決矛盾，促使學(xué)生主動思維，主動反饋；三是創(chuàng)設(shè)問題情景要“精”，切忌“泛”而“雜”；四是問題情景要有啟發(fā)性，使得課堂活起來，強化學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力.

（3）構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)認知結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化.在物理教學(xué)中，教師必須溝通教材知識的內(nèi)在聯(lián)系，使知識系統(tǒng)化，整體化.及時引導(dǎo)學(xué)生溝通新舊知識，使得新舊知識逐步形成精密的鎖鏈，形成知識網(wǎng)絡(luò).譬如在學(xué)習(xí)高中電磁學(xué)問題的過程中，及時務(wù)必讓學(xué)生建立與力學(xué)知識方法的聯(lián)系，形成“電學(xué)問題，力學(xué)方法”的共識，學(xué)生在解決電磁問題時就能夠自覺運用力學(xué)原理去解決問題了.

（4）培養(yǎng)良好的反思習(xí)慣.反思是認知過程中的重要形式，不僅使學(xué)生元認知能力得以實際鍛煉和提高，而且可以使元認知能力不斷得到補充、豐富和完善.例如在物理解題訓(xùn)練中，經(jīng)常讓學(xué)生對解題的過程、方法技巧、題目立意、條件變換以及解題得失等進行反思，從而強化元認知監(jiān)控意識和能力，提高物理學(xué)習(xí)的效率.

（5）訓(xùn)練學(xué)生表征問題的技巧和能力.物理學(xué)習(xí)困難的學(xué)生，大多數(shù)是看到一個物理問題，或公式亂套一通，或頭腦一片空白，不知所措，這也正是學(xué)生元認知能力匱乏的表現(xiàn)之一.在物理教學(xué)中，教師針對性訓(xùn)練學(xué)生表征問題的能力，將有利于提高問題解決的速度和質(zhì)量.具體策略是：一是逐字逐句讀題，達到問題的字面理解；二是分析題目中對物理問題有意義的信息，并與相應(yīng)的物理概念聯(lián)系起來，用規(guī)定的物理符號表示（包括已知量和目標量），并提醒自己關(guān)注題目中的隱含目標和關(guān)系；三是通過畫示意圖、畫圖像、想象物理情景等方法，對物理問題形成直觀的表征，努力將問題情景與學(xué)習(xí)過的物理知識建立聯(lián)系，正確建立各物理量間的聯(lián)系，以達到解決問題的目標.

2.3 袒露教師元認知過程，剖析思維過程

在物理進行中，無論是教師在課堂上展示的解題過程、方法和結(jié)果，還是一個物理原理的推導(dǎo)過程、一個實驗的方案設(shè)計或是一個問題的解讀等，說到底是教師認知的結(jié)果而非過程.做為教師，都有這樣的體會，學(xué)生解不出題目或想不到應(yīng)該這樣做時，學(xué)生困惑的目光是那樣的無助，學(xué)生肯定在問“我咋想不到這樣做呢”.所以，教師讓學(xué)生 “看見”教師的思維過程，讓學(xué)生“鉆入”教師的腦子里，讓學(xué)生清清楚楚“看見”教師的思維過程是很重要的.這就要求教師研究學(xué)情，精心備課，力求課堂有恰當?shù)摹皟夯毙?，接近學(xué)生思維，從學(xué)生思維點切入和展開，甚至可以有意暴露些“錯誤”，讓學(xué)生自己充當監(jiān)控教師解題或分析的老師，從而提高學(xué)生的元認知能力.

培養(yǎng)學(xué)生的元認知能力是一項復(fù)雜而重要的工程，在平時的教學(xué)中，把培養(yǎng)學(xué)生元認知能力滲透進去，在潛移默化中養(yǎng)成，這樣不僅讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，還為學(xué)生終生發(fā)展打下堅實基礎(chǔ).