实验认知活动中的元认知理论对物理实验教学研究的启示

毕世熙

【摘 要】本文笔者对认知心理学、元认知论进行了介绍，论述了元认知理论给物理实验教学带来的启示，这一启示将给物理实验教学研究提供一种新的方法。

【关键词】初中物理教学；认知；元认知；实验教学；启示

认知心理学兴起于本世纪50年代中期，随之得到迅速发展。认知心理学运用信息加工观点来研究人的认知活动，其研究范围主要包括感知觉、注意、表象、记忆、思维和语言等心理过程或认知过程，认知心理学家将认知看作是对信息的加工。认知活动主要表现为对客观外部世界刺激信息的获取、贮存、加工和使用等过程。

70年代以来，元认知（metacognition）的研究已引起世界各国的极大关注，迄今已成为心理学界和教育学界的一个世界性前沿研究课题。美国心理学家弗拉维尔（Flavell，1978）认为：元认知就是指主体对自身认知活动的自我意识、自我评价和自我调控。即对“认知”的认知，又被译作“反省认识”。元认知的作用主要表现为：学习者能根据学习活动的要求，选择适当的认知策略，监控认知活动过程，不断取得信息并反馈信息，评价每种认知策略的有效性，坚持或更新解决问题的方法和手段，及时调节自己的认知过程。

元认知基本内容包括三个方面，即元认知知识，指关于认识活动的一般性知识；元认知体验，指伴随着认识活动产生的一种认知体验和情感体验；元认知监控，指对自己的认识活动进行积极的监控和调节。元认知的实质是人对认知活动的自我意识、自我监控、自我调节。对元认知研究的理论丰富了认知心理学的发展，元认知成为认知心理学研究的热点。

一、教师应注意让学生用元认知调节认知加工资源有限的缺陷

认知加工的各个阶段，无论是感觉登记、注意的选择、记忆的广度和容量都有其极限。这是学生本身认知活动中的主要障碍，若认知活动是简单的刺激—反应联结。则学生可以接受的能量是无限的。而事实上。实验内容的难易程度，学生已有知识经验的结构，认知加工策略等，导致学生每一阶段的认知有能量限制。因此实验中教师不能主观要求学生在短时间内掌握大量信息。应给学生留有思考的时间，让短时记忆信息进入长时记忆，纳入学生的认知结构。这其中还有注意资源的分配，对于一些能自动加工的过程不需要注意资源。而遇到某些新接触的复杂的观察和操作时，学生往往不善于合理地分配注意资源，忽视了对重要信息的注意，而过多地关注次要信息，舍本求末。为此，学生需要用元认知有意识地调节注意资源的分配，教师也要善于引导学生将注意集中于重要的信息进行加工。

二、教师应加强策略性知识的传授

实验中，具备较强元认知能力的学生，在面临新任务时，元认知被激活。确信自己的认知能力与实验内容要求相符合时，便开始实验，并在实验过程中监控思维发展。灵活地应用各种策略达到目标；而元认知能力差的学生，虽然也具有有关实验材料、学习目标、实验策略类型等方面的知识，但不善于根据材料、实验任务不同而灵活采用不同的策略。因此。教师在知识传授中不仅要让学生拥有有关策略的一般性知识，还必须让学生清楚地知道何时、何地、怎样以及为什么使用这些策略，重视策略教学，让学生对策略进行“反思”和“领悟”。忽略策略使用的教学，学生往往不能判断哪种策略是有效的。策略教学的同时，还可向学生提供关于策略价值方面的信息，强化学生将策略存储到长时记忆中去。

三、教师应关注对学生思维过程的监控

在实验中，教师不能只重视实验结果，而缺乏对实验过程中学生思维的监控。应让学生充分暴露思维过程，展示分析思路，纠正思路的偏差。教师也不能总是教给学生正确的思维过程来解决问题，因为教师给学生的往往是专家的分析思路、思维过程，而对中间出现的不适当思路调节，新思路的寻求与评价，以及最终思路的定向过程隐藏起来，不利于学生思维过程的指导和训练。为此，实验前教师要从学生所具有的思维水平来审视、思考、设计实验思路，实验中让学生自主地发挥思维的主动性、积极性、能动性对思维过程进行监控，注重过程监控教学。当学生思路发生障碍时，教师给学生一些恰当点拨与提示。学生运用提示信息，调整思路，反复思考，最终找到解决问题的答案。学生只有自己选择正确的思维方向才能真正学会思维。

四、教师应善于激发学生认知活动的动机

动机是驱动学生进行实验活动的一股推动力量。应使学生清楚地意识到自己将要进行的认知活动的重要意义。例如，认识到实验能巩固理论知识，培养思维能力，而且从根本上认识到物理是一门实验科学，每个概念的建立、每个定律的发现。都有其坚实的实验基础，实验是物理学发展的推动力量。由对实验深刻的认识，会产生对实验活动本身感兴趣的内在动机，推动认知活动进行深水平的加工，进而持久地在认知活动中进行元认知监控。为此，教师应采取措施进行激发学生实验动机的教学。

以上浅谈了几点元认知对物理实验教学的启示，要想更好地将元认知理论应用到物理实验教学中，促进实验教学的改观，还需要我们结合物理实验教学实践深人地探讨和研究。

参考文献：

[1]张庆林主编.元认知发展与主体性教育.兰州：西南师范大学出版社，1998年

[2]李维主编.认知心理学研究.杭州：浙江人民出版社，1997年