元认知策略应用于轮机工程专业识读图样教学的实验研究

于哲夫，路慧彪，邹玉堂

(大连海事大学，辽宁 大连 116026)

一、引言

机械图样是根据投影方法并遵照国家标准绘制的用于机械制造、机械维护等用途的图样。它是工程技术人员借以表达和交流技术思想的工程语言。

识读机械图样在机械制图课程中占有重要地位，也是学习的难点之一。调研发现，在机械类高等职业课程体系中，在平均100 课时的机械制图课中，读图部分占20 课时左右。［1］轮机工程专业作为一个近机械类专业，学生需要具备阅读和绘制机械图样的能力，以适应后续专业课程的学习和毕业后实际工作的需要。尤其是识读机械图样的能力，作为学习船舶辅机、柴油机、船舶管理等后续课程的基础，与专业课程的学习效果有着重要的联系。近几年来，大连海事大学轮机工程专业的机械制图课程一直稳定在72 学时，但所讲授内容却逐步增加，如近年来增加了CAD 部分，所以用于读图教学部分的课时十分有限。另外，由于招生规模扩大等因素的影响，轮机专业的生源质量较以前有一定下降。船舶本身及其主机和辅机都是非常复杂的机械产品，涉及的机械类型繁多，客观上对学生的识读机械图样能力提出了较高的要求。如何克服上述困难，使学生的识读机械图样能力达到大纲要求，为后续课程学习扫清障碍，这是作为制图老师必须思考的问题。

元认知是美国著名心理学家弗拉维尔于20世纪70年代提出的，它是个体关于自己的认知过程的知识和调节这些过程的能力。［2－3］元认知由三种心理成分组成:元认知知识、元认知体验、元认知监控。元认知策略是一种典型的学习策略，指个体对自己整个学习过程的有效监视及控制的策略。［4］学习时，学习者要学会使用一些策略去评估自己的理解、预计学习时间、选择有效的计划来学习解决问题。元认知策略是关于认知过程的知识，以及通过计划、监控和评价等过程进行调整的行为，因而它可以协调各种学习策略。［5］该策略被许多学者应用到语言教学实践中，取得了很好的教学效果。［6－7］

本文尝试将元认知策略引入机械制图课程读图部分的教学实践中，以帮助轮机专业学生改进识读机械图样方法，提高识读机械图样能力，从而帮助学生夯实专业基础，提高学生专业课程学习能力。采用实验对比的方法对轮机专业的两个班级进行教学实验，以分析利用元认知策略对提高轮机专业学生识读图样能力的效果。

二、研究对象和实施方法

1．研究对象

以大连海事大学轮机工程专业的两个授课班级共120 名学生作为研究对象，其中A 班为参照班，B 班为实验班，由两个同等资历的教师分别授课，这两个班级在第一学期画法几何部分的考试成绩的各项指标基本相同。在第二学期识读图样部分的学习过程中，对B 班实施基于元认知策略的教学，A 班不实施。

2．读图教学中元认知策略的实施方法

所谓“策略”是指解决问题的方式，它在人类的认知活动中居重要地位。元认知策略大致可分三种，即计划策略、监控策略和调节策略。［8］在教授读图内容时，对B 班具体实施如下策略。

(1)计划策略与读图教学

计划策略包括设置学习目标。在轮机专业的识读机械图样的教学实践中，先由教师搜集与轮机专业相关的各种零件图和装配图，在第二学期一开始，就交给学生看，让学生更加明确学习识读图样的目的，深入了解他们在该阶段所要达到的学习目标。通过构建读图的知识导图(见图1)，可以让学生更明确了解每节课的学习目标。比如，由挖切构成的组合体的主要识读方法是线面分析法，该方法对于初学者有一定难度，过去轮机专业的学生对该部分内容的重要性也认识不够，但通过导图让学生明白线面分析法是组合体识读的重要方法，而组合体识读又是零件图识读的基础，零件图识读是装配图识读的基础，零件图和装配图这两图的识读又是学习专业课的基础，从而端正学生对由挖切构成的组合体识读部分内容的学习态度，明确了学习目的。

图1 读图的知识导图

给学习做计划就好比是足球教练在比赛前针对对方球队的特点与出场情况提出对策。比如识读零件图，学生在面对图样时应当有一个一般的“对策”。着手识读图样前，教师应当帮助学生制订一个步骤表。步骤表中主要内容是:先读标题栏，了解机件信息，确定机件类型;再从主视图入手，联系其他视图确定机件形状;接着分析尺寸标注;最后分析技术要求等。可以说元认知策略本身在零件图识读过程中起了很大作用，学生可以从理性的方法中感悟到计划策略的有效性，所以识读零件图过程本身可以培养学生元认知能力。在这样的教学过程中，学生既达到了学习目标，又能在学习活动中合理选取学习方法。这样不断主动建构学生的内部心理表征，从而更有效地促进学生学习的积极性。

(2)监控策略与读图教学

领会监控与读图教学。领会监控是一种具体的监控策略。熟练的读者在阅读材料时自始至终都使用这一策略。熟练的读者在头脑里有一个领会的目标，诸如发现某个细节、找出要点等，于是为了该目标而浏览课文。熟练的读者会因达到目标而体验到一种满足感，会因没有达到目标而产生一种挫折感，然后采取补救措施，比如重新浏览材料，或者更仔细地阅读课文。一些研究表明，有许多学生都缺乏这种领会监控技能，总是把重复(如再读一遍)作为他们的主要策略［9］。为了帮助这样的学生，德文(Thomas Devine)建议使用以下策略以监视并提高他们的领会:变化阅读的速度、中止判断、猜测、重读较难的段落。［10］

制图教师在教授读零件图和读装配图的过程中，引导学生在读图前先要建立一个领会的目标，并使用德文的策略以监视并提高读图能力:

第一，中止判断。如果某些线条结构想不太明白，不要急于给出实体形状，继续看下去。通过联系其他视图填补这一信息空隙，增加更多的机件的形状信息。第二，猜测。当所读的某些机件结构想象不明白时，养成猜测的习惯。猜测不清楚部分的含义，并且读下去，看看自己的猜测是否正确。第三，重新阅读较难的图形，尤其是当信息仿佛自相矛盾或模棱两可时。

集中注意力与读图教学。集中注意力也是监控策略之一。注意力和金钱、能源一样，是一种有限的资源，在某时刻，只能注意有限的事物。引导学生在阅读图样时学会将注意力在图样的整体和局部之间经常转移。不管是形体分析法，还是线面分析法，实质都是把注意力从整体集中到某个局部，联系其他视图，搞清局部结构，再把注意力从局部还原到整体，来搞清整个机件的结构形状。

(3)调节策略与读图教学

调节策略是指根据对认知策略的效果的检查，及时更正、调整认知策略。在对认知的调节和监控过程中，对学习过程进行评价是其中一个主要内容，该策略同时还要求让学生积极参与学习评价的过程。

针对轮机专业的实际需要，制图教师在教授零件图和装配图部分时会强化读图训练。先期由制图教师搜集大量与轮机专业相关的零件图和装配图，在通过一定课时的讲授之后，在课堂内选取较难的图样交由学生进行解读，现场由其他学生对其进行评分。这样一方面可以检测被评价者学习的效果，及时更正、调整其学习策略，另一方面还能有效地调动学生积极主动地参与学习评价过程，让全体学生在这个评价系统中朝着良性的方向科学地发展。

三、结果与分析

以大连海事大学轮机工程专业的两个授课班级作为研究对象，A 班为参照班，B 班为实验班，这两个班级在第一学期画法几何部分的考试平均成绩分别为A 班74．4 分、B 班75．3 分，使用SPSS数据分析软件，得到的成绩各项指标是基本相同的(见表1)。在第二学期，读图部分的学习过程中，对B 班实施基于元认知策略的教学，A 班不实施。在第二学期期末的考试中，A 班与B 班成绩出现显著差别(见表2)，B 班的平均成绩为82．14分，明显领先于A 班。

表1 A、B 班试验前学生成绩的正态分布

表2 A、B 班试验后学生成绩的正态分布

A、B 班实验前制图课成绩没有显著差别，实施元认知策略教学模式后，B 班制图课成绩明显好于A 班。通过对两个班级在后续专业课的学习情况进行调查，也得到了相同的结果。据教授两班船舶辅机课程的老师反映:B 班学生在阅读各种机械图样的能力方面明显超过A 班，可以更好地理解各种辅机设备的工作原理及各个零件间的装配关系。可见，将元认知策略引入识读图样教学，可以显著提高轮机专业学生的元认知水平和机械制图的学习成绩，尤其可以提高学生识读图样能力。

四、结语

通过实施基于元认知策略的识读图样教学方法，可以显著提高轮机专业学生的读图能力，进而改善相关专业课程的学习效果。作为教师，在教学过程中引入元认知策略，可以提高“教”的质量和“教”艺术，取得更好的教学效果。当然针对不同班级、不同专业，也要坚持以人为本，因材施教。另外，本文只是将元认识策略应用于识读图样教学的初步研究，对实验效果的评估也仅使用了考试成绩和对后续相关课程授课教师访谈两种测量手段，试验样本相对较少，教学效果的指标和测量手段也比较单一。在后续教学实验研究中应进一步完善实验设计，选取更全面的教学效果变更和测量方法，以总结出能够推而广之的图样识读教学模式。

［1］王丽娟．关于高职轮机工程专业机械制图教学方法探讨［J］．清远职业技术学院学报，2012 (6):113－115．

［2］FLAVELL．J．H．Metacognitive aspects of problem sovling［J］．The Nature of intelligence，1976:232．

［3］FLAVELL．J．H．Cognitive monitoring in:Children，oral communication skill［M］．New York:Academic Press，1981．

［4］琦，刘德儒．教育心理学［M］．北京:北京师范大学出版社，2005．

［5］靳玉乐．自主学习［M］．成都:四川教育出版社，2005．

［6］刘亦春．学习成功者与不成功者使用英语阅读策略差异的研究［J］．国外外语教学，2002 (3):24－28．

［7］戚宏波．中国外语学习者自主意识分析［J］．外语教学，2004 (3):90－92．

［8］郭亨杰．心理学——学习与应用［M］．上海:上海教育出版社，2001．

［9］李小芳，易立新．成功阅读者与不成功阅读者的阅读策略研究［J］．武汉科技学院学报，2006(6):107－109．

［10］DEVINE T．G．Teaching study skills:a guide for teachers［M］．Newton Massachusetts:Allyn and Bacon Inc，1987．