元认知在高中物理教学中的渗透案例分析

楼建成

元认知是近年来心理学研究的热点之一.什么是物理元认知，如何将相关理论运用于物理教学是很多教师正在探索的问题.下面结合实例介绍笔者在高中物理教学中渗透该理论的具体操作.

一、物理元认知的概念及其内涵

1.物理元认知的概念.物理元认知是指，学习者对他人或自身的物理学习活动过程、结果以及相关事宜的认知和调控.物理元认知作为元认知系统的子系统之一，与其他元认知具有一些共同的地方.比如，学习者对自身认知能力和认知特征的具体认识以及有关元认知调控过程等.当然，它也有着自身较为独特的内容.比如，对物理学的总体认识，对物理学科特征的认识，对物理思维、物理研究方法、物理探究策略等的认知，以及对物理研究活动的独特体验等.

2.物理元认知的内涵.物理元认知包括物理元认知的知识、物理元认知的体验、物理元认知的监控.其中，元认知知识是学习者对物理认知活动的常规性认识，也是学习者对于物理认知活动影响因素，以及因素如何发生作用等问题的理解和认识；元认知体验是学习者在认知活动中的情绪体验，当学习者产生较为丰富且足够清晰的体验时，会向其中注入全部精力，并且注意力集中，思维也将处于高度运转状态，进而对具体的认知活动产生影响；元认知监控则是学习者在学习物理的过程中，有意识且积极地进行规划、调节、监控、评价和反思等，以实现预期的学习目标.

二、元认知在高中物理教学中的渗透案例

例如，在引导学生建构加速度的相关概念时，笔者是这样渗透元认知的.

1.教学难点分析.加速度是连接运动学与动力学的桥梁，在整个物理学体系中的地位至关重要，但是对学生而言，这一概念非常抽象.在学生的生活中，大多以速度、位移、路程等概念来描述运动问题，很少涉及对速度变化进行研究.在学习本节之前，学生不会自发地对加速度进行意义上的建构，也很难区分速度、速度变化量以及速度变化率之间的差别.如果教师在教学中只是照本宣科，将概念进行生硬的灌输，学生就很难明白加速度到底是怎么回事，所以必须改变以往的教学策略.

2.教学片断呈现.教师启发：我们一起来看一个实验.有两个斜面，一个比较陡峭，另一个较为平缓，我们将小车放于斜面顶部后让其自由下滑.请思考：两个斜面上的运动情况存在什么差别？学生1回答：在陡峭的斜面上，小车运动更快.学生2补充：在陡峭的斜面上，小车滑到底端的速度更大.教师评价：你们回答得很好.下面我来演示实验，请你们注意观察小车速度变化快慢的差别.教师进行演示实验，学生则进行针对性的观察.教师总结：实验现象很明显，小车的速度变化快慢的确存在差别.这一现象在生活中也广泛存在.请大家看课件上所呈现的例子，思考相应的问题.（1）公交车进站，如果速度在短时间减小为0，会出现什么情况？（2）在短跑比赛中，运动员是希望自己起跑过程的速度加快，还是速度减慢？（3）火车出发时，速度平缓提高，一段时间后达到高速；在射击过程中扣动扳机，子弹在一瞬间就不见踪迹.这表明什么？学生讨论后，给出相应的答案.教师引导：以上的实验和实例都说明速度的变化存在快慢之分，那么如何对这一内容进行描述呢？下面都是生活中的常见实例，你能通过对比，说明谁的速度变化得快吗？在比较的过程中，你可以联系运动快慢的比较以及速度的定义方式.实例1：小朋友滑滑梯，经过2 s，速度由0增加到3m/s；实例2：小球由高处自由下落，经过2 s，速度由0增加到20m/s；实例3：火车出发，经过100 s，速度由0增加到20m/s.学生回答：实例1和实例2都是历时2 s，而实例2有更大的速度增量，因此它的速度变化更快；实例2和实例3速度变化量一致，但是实例2耗时更短，因此也是它的速度变化更快；实例1和实例3速度变化量不同，所用时间也不同，我们可以将其速度的变化量与所用时间作比，从而得出单位时间内的速度变化情况，据此可以得出结论.教师评价：你们的思路很棒.物理学上，我们将速度的变化量与所用时间的比值称为加速度.它就是用來表征速度变化快慢的物理量.由此，加速度的概念成功被引入.

3.设计意图阐述.引导学生认识一个陌生的概念，笔者先以演示实验导入新课，为学生提供感性的认识，引发学生对现象本质的思考.在这一过程中，笔者对学生的回答予以肯定和鼓励，同时适当地进行补充，引导学生完善有关认知.接着，笔者引导学生联系生活实际，从已有的生活经验中寻找新知识的切入口，同时提醒学生注意学习策略，帮助学生掌握常规的物理概念定义方法.