运用元认知策略，转变学生的科学前概念

吴晓肖

摘 要：元认知策略是心理学界以及教育界共同提出的新型教育理念，虽然元认知理论从提出开始至今的延续时间并不长，但在广大教师对其不断探索及完善之下获得了较为可观的成绩。近年来我国新课程改革不断推进，教育人士发现将元认知策略运用在中学科学学科的教育中有着极其显著的效果，在提升学生科学素养的前提之下，可以有效转变学生的科学前概念，是提高科学课堂教学质量的重要举措。本文将基于元认知理念对转变学生科学前概念的策略进行分析及研究，旨在为学生提升科学素养提供有利帮助。

关键词：元认知策略；科学前概念；科学学科

元认知也称为反省认知、超认知和反审认知，是学生对于自身认知过程的认知。学生可以通过元认知策略来了解、检验、评估以及调整自身的认知活动。元认知由元认知知识、元认知体验以及元认知监控三部分组成。元认知是近十几年来心理学家所研究的热点之一，通过不断研究可以发现，这种理念对教育实践产生了极大的影响，因此元认知的实质是学生在学习科学学科时的自我意识以及自我调节。

一、学生科学前概念的形成因素

1.对生活经验先入为主造成学生形成前概念

学生在日常生活中受到了各类自然现象的影响，潜移默化地影响了学生的感性认知，从而使学生形成前概念。但这些概念观点是错误的，教师要打破学生的传统观念。

2.学生个体差异性造成学生形成前概念

每个学生之间都有不同的个性特点，也就造成了学生存在较大的差异性。每个学生的思维逻辑方式、认知水平、生活经历以及性格方面都大有不同，因此学生的前概念也存在不同。部分学生可应用自身的概念解决问题，处理抽象概念并及时构建新概念，但大部分学生的概念能力较为低下，不能很好地对概念进行认知。

3.知识负迁移造成学生形成前概念

初中生的课业压力越来越大，尤其是学生在进行数学、英语、物理等主要学科的学习中形成了较为消极的学习态度，这些学科由于具备较强的抽象性，导致学生在学科之间形成错误的关联性，造成学生学习热情低下，从而出现知识负迁移的情况发生，也是导致学生形成错误前概念的主要原因。

4.大众化传媒造成学生形成前概念

随着信息技术的日益提高，信息技术已经深入学生的日常生活，学生通过报纸、杂志、网络、广播等途径所获得的科学知识并不是都具备科学性。初中生还缺乏鉴别能力，无法对接收的信息进行正确的判断，导致学生形成错误的前概念，削弱了学校对学生进行正确科学知识教育的效果。

二、运用元认知策略转变学生的科学前概念

1.合理创设情境减少认知冲突

课堂上的情境创设从根本上决定了学生的前概念转变过程是否顺利，同时也是学生有效学习、构建合理科学观念的重要途径。波斯纳认为：“概念转变过程的发生，是由于学生对前概念与科学概念之间产生的矛盾所引起。”因此，教师要想有效转变学生的前概念，需要设计认知冲突，促进学生进行前概念的转变。教师在创设课堂情境的过程中要确保创设的情境与学生学习的科学知识相融合，要全面覆盖教材中的科学知识点，同时还要适当融入生活中的科技事件。创设合理的情境可以帮助学生更好地掌握学习内容，让学生遵循科学知识力量去解决生活中发生的问题，从而达到学生可以利用科学知识进行迁移并解决实际问题的目标。教师要充分激发学生的好奇心，调动学生的求知欲望，让学生在学习过程中产生强烈的知识共鸣并获得良好的情感体验。在教学过程当中，教师可以在不同阶段对学生进行不同的问题情境创设，从而暴露出学生的错误前概念。要想合理有效地转变学生的科学前概念，就要通过大量的实践教学来进行研究。

例如，在初中科学第一册第一章当中的“科学入门”一课，教师可以向学生提出“科学家是如何进行科学探究的”这一问题，学生几乎都认为科学家是采用实验方法来进行科学探究的。教师得到答案之后可以要求学生阅读教材内容，让学生形成认知冲突，再让学生通过阅读教材打破“实验方法”这一错误前概念。接下来，教师可以利用“黑盒实验”进行问题情境创设，让学生充分体验科学家的探究过程，最后让学生结合自身体验联系教材，使学生形成全面的探究思维和科学逻辑思维。

2.利用元认知策略转变学生的前概念

对学生进行科学教育的目的不仅是培养学生的自主学习能力，还要以让学生独立自主探究为目标，增强学生的科学素养，从而打破学生的科学前概念。美国著名心理学家弗拉维尔（J·H·Flavel）在《认知发展》中提出：“元认知也称反审认知，是个体在对自身认知过程有所意识的基础上，对其认知过程进行自我反省、自我控制、自我调节，是关于自己认知过程的知识和调节这些过程的能力。”教师要充分运用元认知策略来有效转变学生的科学前概念，并在此过程中引导学生构建科学合理的概念，这是非常有效的一种教学方法。教师可以采用直接提问的方式，根据教材设计完善的问题层次，要由浅入深，对学生进行层次上的前概念转变，并将正确的科学概念进行透彻剖析。以下面例题为例进行分析：

小红发现一种身上长毛，并能在水中自由游动的生物，这种生物可能属于（）

A.两栖类动物 B.鱼类 C.爬行类动物 D.哺乳类动物

虽然经过“生物的分类”一课的学习之后学生已经了解了五大类动物的特点，但在解题时还是有很大一部分学生选择了错误答案，此时教师可以对学生进行提问，让学生在自身的认知冲突上转变前概念。教师：“哪些生物可以在水中游动但不属于鱼类？”学生：“青蛙、鲨鱼、鲸鱼、鸭嘴兽。”教师：“那这些生物之中哪个动物身上有毛？”学生：“鸭嘴兽。”教师：“鸭嘴兽是哪类动物？”学生：“哺乳类。”教师：“在刚刚你们列举的动物中还有哺乳类动物吗？”学生：“鲸鱼。”教师：“哺乳类动物的特征是什么？”学生：“身体生长毛发，胎生。”教师：“再来看这道题，这回知道正确答案了吗？”通过教师不断深入地提问，学生可以在回答过程中利用自己的认知逐渐对前概念进行转变，对自己的认知进行反思，这种教学方式还增加了师生之间的互动，使学生的学习兴趣被有效激发，有利于对学生进行科学概念的构建。

总而言之，教师在元认知策略下对学生进行前概念的转变过程中，要充分结合自身多年的教学经验，将教材内的知识点与元认知策略有效结合，同时還要将学生的基础知识掌握水平考虑进去。依据学生不同的认知水平以及学生的个性特点来设计有效的教学方法，并创设科学性极强的科学课堂。在转变学生前概念的过程中，利用元认知策略帮助学生自身建立起良好的科学思维，要让学生对自身的认知结构进行优化，从而有效提高学生的科学认知能力。相信在广大一线教师的不断努力探索下，可以在科学课堂上更好地利用元认知策略来转变学生的科学前概念，从而使学生建立完善正确的科学思维以及极高的科学素养，有效促进我国教育事业的发展。

参考文献：

[1]肖静.初中科学课堂转变学生前概念的策略及初探[D].上海：上海师范大学，2011.

[2]林光完.元认知水平与化学键概念学习的相关性研究[D].宁波：宁波大学，2015.

[3]袁维新.科学概念的建构性教学模式与策略探析[J].教育科学，2007（1）：24-28.