精选精练 强化能力
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摘要：实践训练是学习物理知识的一个环节，是运用知识的一个方面，也是培养学生物理能力的基本途径之一。元认知理论对物理习题教学有着很强的指导作用，元认知是个人对自己的认知加工过程的自我监控、自我评价、自我调节，简单地说，就是对认知的认知。实践证明，学生的元认知能力可以通过系统的训练得到提高。
关键词：习题教学；元认知能力；元认知训练
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1671―0568（2013）21―0145-03
知识可以通过记忆、理解而得到深化，而能力只有通过应用才能得到培养、获得升华。作为现行高考“3+1”考试方式，能力的养成显得特别重要。高考中所考查的能力主要有：阅读能力、理解能力、迁移能力、处理数据的能力、分析信息能力、解决实际问题的能力和创新能力等，科学实践是学习物理知识的一个环节，是运用知识的一个方面，也是培养学生上述能力的基本途径之一。但是，有的学生总是说：“我已经做了几千个题目，可是考试时我还是做不出来，得不到理想的分数，这是为什么呢？”我国物理学家严济慈先生说过，“做习题可以加深理解，融会贯通，锻炼思考问题和解决问题的能力。一道习题做不出来，说明你还没有真懂；即使所有的习题都做出来了，也不一定说明你全懂了，因为你做习题有时只是在凑公式而已。如果知道自己懂在什么地方，不懂又在什么地方，还能设法去弄懂它，到了这种地步，习题就可以少做。”这段话虽然朴实，却很精辟。一方面说明能力的获得并不是靠搞题海战术形成的，而是在思维的基础上，通过综合与应用而获得，这就是元认知。可见，元认知理论对物理习题教学有着很强的指导作用。
一、元认知理论
元认知是个人对自己的认知加工过程的自我监控、自我评价、自我调节，简单地说，就是对认知的认知。这是一种高级认知活动，是一种高级心理反应。所以，元认知能力是人的智慧技能处于最高层次的能力。元认知能力不是与生俱来的，它是个体在长期的认知活动中逐渐发展起来的。人的元认知能力发展表现为如下几个特点：
1.元认知能力随年龄增长而增强。人们在学习的过程中，认知活动是随年龄增长从无到有、从少到多而逐渐增加的，由此，人的元认知能力也只能从无到有并随年龄的增长而增强。
2.元认知由环境干涉逐渐发展到自我控制。孩童时代由于自控能力较差，通常需要在家长、教师等他人的指导、要求和监督下才能做到，一旦离开了成人的指导和安排就束手无策或偏离目标。随着对认知规律、学习材料的熟悉与掌握，以及对自身特点和有关策略的逐步了解，自我调控的经验也逐步增多，于是对认知或学习的自我调控就逐步从无到有、由弱到强并由低级向高级发展起来。
3.元认知由被动接受逐渐发展到主动学习。孩童时代由于本身认知水平的相对低下，也就很难做到对自己的认知活动有一个较好的认知，并对自己的认知活动进行必要的自我调控。此时，一方面在外力影响下能通过自己学习获得；另一方面，如果他们能表现出认知活动的自我调控，也大多是无意识或不自觉进行的。但伴随这种无意识或不自觉调控活动的多次进行，儿童在此过程中得到了对自我调控活动的强化，同时随着年龄的增长，认知活动的增多以及水平的提高，这种无意识的自我调控便逐渐发展为一种有意识的活动方式。随着时间的推移，这种有预定目的、需要付出很大意志努力、有意识的自我调控，经过在认知活动中的反复实践，逐渐变得娴熟，最后达到几乎不需要少量注意就能自然而然地操作。
4.元认知活动从局部到整体。从学生元认知的发展来看，首先发展起来的应该是对自己认知活动的某个部分或某个局部加以监控，这是由于儿童发展过程中，其知识水平较为低下和经验较为贫乏所决定的。随着年龄的增大，知识的丰富，儿童逐渐能够对自己的认知活动的整体加以计划、监控和调节。
二、学生元认知能力的培养
1.科学实践中学生元认知能力培养的基本思路：
（1）元认知知识的直接指导。元认知知识是自我监控活动的重要组成部分，它包括监控活动主体自我监控活动中各因素的认识和理解。这里尤其要注意对元认知知识中条件性知识的理解，它对于灵活地运用策略、进行自我监控至关重要。直接指导的内容应包括策略是什么，为什么进行策略的学习，何时何地运用策略，以及如何评价策略的运用情况等。
（2）元认知技能的规程化训练。自我监控的培养离不开基本技能，因为掌握基本技能是进行自我监控的重要基础。同时，通过基本技能的训练，人们又逐渐认识到要灵活、有效地运用基本技能，必须具备相关的自我监控知识和实际自我监控能力。规程化就是把基本技能分成若干有条理的小步骤，在其适宜的范围内，作为固定程序，要求活动主体按此进行活动，并经过反复练习使之自动化。
（3）元认知训练要在真实情况中操作，以形成和提高迁移能力，从而保证迁移。教师在例题教学中做学习示范，让学生在解题过程中学会应用元认知知识监控解题过程，再让学生在练习中去感受和体会。
2.解题过程的监控。解题思维过程的监控是从解题方向的确定到解题计划的实施，最后到解题目标的实现，整个思维过程是一个有机的整体。对思维全过程的调控要从思维的各个环节的调控入手，思维全过程的调控一般包括定向控制、定序控制、定论控制和解题反思四个环节。
（1）定向控制是对物理问题解决的总体方向的控制，它是根据题目信息、解题目标和自己已有的认知水平而做出的方向性选择。
（2）定序控制是对物理问题解决的方法、策略、步骤和程序的控制，这就要求解题者不但要有严格的推理能力和熟练的运算能力，而且要有灵活的解题策略以及利用物理思维模式简化解题过程的能力。
（3）定论控制是在解题后检查其结论是否和解题目标相一致，若没有达到目标，就要利用反馈信息来纠正偏向，并通过改变策略，由此，使思维活动最终回到正确的轨道上来。
（4）解题反思是学生自觉地对解题过程进行回顾、思考、总结、评价、调节的过程，是学生在解题以后，对自己的思维路线、方式、策略和所得结论进行回顾与评价。解题顺利、成功时，要考虑解题的关键步骤会用到哪些物理模型和方法，若解题过程中遇到了挫折，也要仔细分析，找出原因。教训还是经验，虽然角度不同，却从不同的两个侧面强化了元认知体验。为此，笔者在每次练习后都要求学生自我反思；在每个单元测验后组织学生进行归因分析，填写考试分析表（表1），把学生的错误集中起来，以问题、例题的形式在班级中进行讨论，并加以反思。因此，反思是认识过程中强化自我意识、进行自我监控、自我调节的重要形式。反思活动的深度和广度，反映自我意识、自我调节的强弱。在反思过程中，可以使元认知能力得到实际的锻炼和提高，通过反思后的总结、提高，则可以使元认知能力不断得到补充、丰富和完善。
在解答物理题时可提出以下问题来控制自己的解题思维过程：
表2 控制自己解答物理题时所用的提问
3.示例。如在理解杆子施力的特征时，设计如下：
绳对小球的弹力的方向大小。
（1）定性分析右侧三个图象中小球可能的运动状态并思考以下情况中绳对小球的弹力大小。
①小车静止；
②小车向右以加速度a匀加速；小车向右以加速度2a匀加速；
③小车向右以加速度a匀减速；小车向右以加速度2a匀减速。
（2）再分析以下情况中杆对小球的弹力的方向、大小。
①小车静止；
②小车向右以加速度a匀加速；小车向右以加速度2a匀加速；
③小车向右以加速度a匀减速；小车向右以加速度2a匀减速。
三、元认知分析过程：
1.审题阶段：
（1）题目描述了怎样的物理情景？
小球挂在不同运动状态小车上的绳子和杆子拉力情况。
（2）题目描述了哪几个物理过程？
小车不同方向的加速、匀速 、静止等过程。
（3）题目研究的对象为哪几个？
车、小球。
（4）题目提到有哪些关键词？
匀速、静止、加速、向右。
（5）题目中给定了哪些已知条件？
相对静止。
2.求解阶段：
（1）可用哪些规律？（牛顿第二定律、平衡方程）
（2）解答本题分几步完成？（三步：确定研究对象、受力分析、列方程）
（3）状态分类是否正确？（正确）
3.反思阶段：
（1）答案是否正确？经检验，答案正确。
（2）以本题为基础试编写几个类似的题目并解答。
编写类似题目如下：
①如果让小车从斜面上滑下来将如何分析？
②如果绳子下有两个小球将如何处理？
参考文献：
[1]林崇德，沈德力.自我监控与能力[M].杭州：浙江人民出版社，1997.
[2]裘国祥.元认知：理论与教育实践[M].杭州：浙江人民出版社，2001.
[3]黄和平.创新方案[M].合肥：安徽科学技术出版社，2011.