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物理問(wèn)題解決與元認知研究論文
【摘要】文章結合具體學(xué)科，分析了元認知在物理問(wèn)題解決過(guò)程中的作用，以及如何通過(guò)物理問(wèn)題解決對元認知進(jìn)行有效開(kāi)發(fā)。
【關(guān)鍵詞】物理；問(wèn)題解決；元認知
元認知( Metacognition）是弗拉維爾70年代提出的，此后關(guān)于元認知的研究越來(lái)越多，這些研究主要集中于閱讀理解、記憶和問(wèn)題解決三大領(lǐng)域，其中問(wèn)題解決中的元認知研究是九十年代才開(kāi)始的。研究表明學(xué)習能力強的學(xué)生元認知水平較高，元認知策略可以修補知識水平的欠缺以及補充、完善問(wèn)題。
本文采取與具體學(xué)科相結合的方式，從物理學(xué)科的特點(diǎn)出發(fā)，從元認知的實(shí)質(zhì)出發(fā)，探討元認知在物理問(wèn)題解決過(guò)程中的作用以及如何對其有效開(kāi)發(fā)。
一、元認知在物理問(wèn)題解決中的作用
1976年弗拉維爾對元認知的定義:一個(gè)人所具有的關(guān)于自己思維活動(dòng)和學(xué)習活動(dòng)的知識及其實(shí)施的控制，是任何調節認知過(guò)程的認知活動(dòng)。 1979年Kluwe認為：元認知是明確專(zhuān)門(mén)指向個(gè)人的認知活動(dòng)的積極的、反省的認知加工過(guò)程； Schraw & Dennison( 1994)定義：元認知是關(guān)于個(gè)人對自己學(xué)習反省、理解、控制的一種能力。元認知概念包括三方面的內容：元認知知識、元認知體驗、元認知監控三種成分。三者相互作用，相互聯(lián)系，其中元認知監控是元認知中的核心成分，它是學(xué)習成功的關(guān)鍵。
1. 元認知對物理問(wèn)題解決的目標進(jìn)行修正。[1] 元認知使得解題過(guò)程具有明確的目標指向性，使解題者的心理活動(dòng)都朝著(zhù)目標靠攏。目標是問(wèn)題解決者主觀(guān)經(jīng)驗的知覺(jué)，它既是問(wèn)題解決的開(kāi)始，也是問(wèn)題解決的歸宿，它對問(wèn)題解決的進(jìn)程進(jìn)行指導。解題中問(wèn)題解決者要監控其解題計劃，制訂切實(shí)可行的目標，致使物理問(wèn)題解決得以順利進(jìn)行。
2. 元認知操作驅動(dòng)物理問(wèn)題解決的策略。解決物理問(wèn)題需要一定的策略。策略是在思維模式的作用下反應出來(lái)的，它影響著(zhù)物理問(wèn)題解決的效率。問(wèn)題解決者在解題過(guò)程中通過(guò)以下方式進(jìn)行認知操作。
�。�1）激活思維并制定策略，即以目標為出發(fā)點(diǎn)，將物理材料放入已有的知識背景中，在操作系統的作用下激活認知結構。在元認知基礎上，根據材料系統在認知結構中的相似性，尋求物理認知結構中的“相似點(diǎn)”，把問(wèn)題改組為適合原有知識的形式，或把以前知識通過(guò)經(jīng)驗加工成適合現有問(wèn)題的形式，從而制訂解題策略；
�。�2）改組和實(shí)施策略，即通過(guò)對問(wèn)題解決進(jìn)程的反饋，面對問(wèn)題，有多種解題方法，問(wèn)題解決者要進(jìn)行自我評價(jià)，實(shí)質(zhì)上就是對問(wèn)題解決策略的評價(jià)，如果發(fā)現目標確信無(wú)疑而又達不到或不能順利達到目標時(shí)，則將懷疑其策略，有必要對策略進(jìn)行調整。
3. 元認知增強解題者在物理問(wèn)題解決中的主體意識。鑒于物理學(xué)科的特點(diǎn)，一般解決物理問(wèn)題有一定的困難，這就要求解題者能自我激活，發(fā)揮自我作用，排除障礙，產(chǎn)生問(wèn)題解決的欲望。而元認知在整個(gè)問(wèn)題解決過(guò)程中存在著(zhù)內反饋的調節。
�。�1）通過(guò)元認知知識，使解題者能審清題意，對問(wèn)題的類(lèi)型、難易程度、所用的知識有初步了解，使其能主動(dòng)選擇有效解題策略；
�。�2）元認知體驗的自我啟發(fā)作用，調動(dòng)非智力因素參與，產(chǎn)生“知”與“不知”的認知體驗和情感體驗，產(chǎn)生一些新的思路和方法，對原有的思維進(jìn)行擴充，可以克服障礙，調動(dòng)解題者的積極性和自信心；
�。�3）元認知的監控作用，體現在解決問(wèn)題的整個(gè)階段，解題的前計劃，解題過(guò)程中的監測，解后的評價(jià)、反思。
二、通過(guò)物理問(wèn)題解決對學(xué)生進(jìn)行元認知開(kāi)發(fā)
學(xué)生的元認知能力往往在解題過(guò)程中體現，并在解題過(guò)程中培養出來(lái)，龔志寧（1999）研究發(fā)現元認知策略導致學(xué)困生成績(jì)低于優(yōu)生。有人曾經(jīng)對比優(yōu)生與物理學(xué)困生解題過(guò)程研究中。發(fā)現元認知能力的高低一定程度決定物理成績(jì)高低。為了讓學(xué)生“學(xué)會(huì )學(xué)習”，我們應加強學(xué)生物理問(wèn)題元認知能力的培養。
�。�.激發(fā)學(xué)生的自我意識和培養學(xué)習動(dòng)機。元認知能力的發(fā)展以一定的心理發(fā)展水平為基礎，元認知在學(xué)生自我意識產(chǎn)生之后才發(fā)展起來(lái)。如果沒(méi)有自我意識，學(xué)生不能對自己正在操作的認知對象進(jìn)行積極的計劃、監測、評價(jià)、反思。自我意識是以主體及其活動(dòng)為意識對象，對人的認知活動(dòng)起著(zhù)監控作用。在解題學(xué)習中，人的自我意識是對自己在問(wèn)題感知、表征、思考、記憶和體驗的意識，對自己的目的、計劃、行動(dòng)以及行動(dòng)效果的意識。
�。�.剖析思維過(guò)程，加強思路教學(xué)。以往教師解題只注重解題過(guò)程本身以及解題的結果，而忽略學(xué)生元認知作用的過(guò)程。元認知是認知的認知，元認知時(shí)刻在發(fā)揮作用，要提高學(xué)生的元認知水平，應該讓學(xué)生體會(huì )教師的元認知發(fā)揮過(guò)程。遇到一個(gè)新問(wèn)題時(shí)，向學(xué)生示范自己如何分析、尋找有效策略，最終解決問(wèn)題的整個(gè)過(guò)程。有時(shí)教師也會(huì )進(jìn)入死胡同，但有能力排除障礙。有時(shí)教師也犯錯，但他運用元認知監控可以修正問(wèn)題…總而言之，展示教師思維過(guò)程，將教師自身過(guò)程的自我監控、自我調節展現給學(xué)生。
３.傳授解題的元認知策略
�。�1）善于利用波利亞“自我提示語(yǔ)”
Polya波利亞在他的解題理論著(zhù)作中所給出很多提示語(yǔ)，都是屬于元認知的范疇。在解題時(shí)經(jīng)常自覺(jué)地運用這些提示語(yǔ)，是提高解題元認知能力的有效途徑。如果問(wèn)得合適，就可能引出好的答案，引出正確的想法。他的基本模式為：
第一步——閱讀題意，表征問(wèn)題；第二步——擬定計劃，執行步驟；第三步——評價(jià)和反思
�。ǎ玻┩瑢W(xué)之間相互質(zhì)問(wèn)（Inquiry）和爭論（Argument）
質(zhì)問(wèn)是學(xué)生常采用的方法。學(xué)生對一些問(wèn)題常常被動(dòng)的接受，爭論很少受到重視，但它與詢(xún)問(wèn)一樣重要，（下轉第194頁(yè)）（上接第184頁(yè)）通過(guò)爭論對問(wèn)題的理解能力比被動(dòng)地接受強四倍，對一些思考型強的、有多種解法的問(wèn)題，留給學(xué)生討論，讓學(xué)生說(shuō)出自己的解題思路。為什么那樣做？原因是什么？為什么選擇這種方法？讓同學(xué)之間相互質(zhì)疑和爭論，每個(gè)人對自己和他人的做法進(jìn)行深入思考和反思，使學(xué)生對自己所解的題目有更深層的含義。
４.加強不良結構問(wèn)題的教學(xué)
結構不良問(wèn)題(ill-structured problem)相對結構良好問(wèn)題（well-structured problem ），學(xué)生經(jīng)常面對的是結構良好問(wèn)題，目標定義明確，提供多種解題方法，而結構不良問(wèn)題比較模糊，問(wèn)題不明確，具有不清楚的目標和多樣的解題方法，同時(shí)又屬于開(kāi)放型題目，對問(wèn)題很難得到明確的方法。學(xué)生對知識不能遷移，而教育者往往對這方面重視不夠。國外有這方面的研究，表明經(jīng)過(guò)結構不良問(wèn)題的訓練，學(xué)生的元認知解題能力有很大提高。
總之提高學(xué)生物理問(wèn)題解決的元認知水平非一朝一夕所能實(shí)現的，需要師生共同協(xié)作。教師應把學(xué)生的元認知能力培養納入自己的教學(xué)目標中，在問(wèn)題教學(xué)中，不斷滲透元認知知識和策略的訓練內容。調動(dòng)學(xué)生的主體意識，注意元監控的實(shí)施，只有這樣，學(xué)生的元認知水平在物理問(wèn)題解決中得到開(kāi)發(fā)。
【參考文獻】
[1]朱德全，宋乃慶.談數學(xué)教學(xué)中的問(wèn)題解決與元認知開(kāi)發(fā)[J].學(xué)科教育研究，1997，（6）．
[2]周麗芳.元認知及其培養[J].天津市教科院學(xué)報，2002，（1）.
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