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发展元认知促进初中物理探究式教学
作者:宋笑蓉 发表时间:2019年10月11日 浏览量:63 分享到空间
合肥市第五十五中学 宋笑蓉
摘 要:本文首先分析探究式学习和元认知发展之间的关系,接着在教学实践中将二者结合,形成初中物理元认知探究式教学的实施方法;并通过教学设计案例,展示元认知初中物理教学的实施过程。本次实践对学生的元认知能力和物理成绩均有一定的提高,可见通过元认知探究式教学方法,能训练学生的元认知能力,提升学生的探究学习能力。
关键词:元认知,初中物理教学,探究式教学,元认知与探究学习
引 言:元认知的研究对于开发学生智力,解决“教会学生如何学习”、“实现学生自主学习”等问题都具有重要意义,因此,元认知研究在世界各国受到了重视,在教育领域中得到了广泛的应用。我国的中小学教育课程改革,强调探究式教学的理念,以培养学生自主学习,促进学生全面发展为目标。而发展学生的元认知水平,能够有效提高学生探究式学习的能力。因此,如何提高学生的元认知能力,形成科学有效的探究式教学模式正是本文要研究的课题。
一、元认知与探究式学习的相干性分析
1.探究式学习离不开元认知的指导和监控,元认知的发展也需要探究式教学来实现
1976年,Flavell在《认知发展》一书中,提出了元认知的概念“主体对自身认知活动的认知,其中包括对正在发生的认知过程(动态)和自我的认知能力(静态)以及两者相互作用的认知”,其核心意义是:元认知是主体对认知的认知。国内的研究者大多认可元认知包含三个要素:元认知知识、元认知体验和元认知监控。元认知知识包含个体对认知主体、认知任务和认知策略三个方面的认知;元认知监控包含个体对自身认知活动的监测和控制;元认知体验是主体在认知活动时产生的认知体验和情感体验,积极的认知体验可以激发主体的学习兴趣和学习动机,调动主体的认知潜能。
探究式学习,是需要学生积极参与的学习方式,需要学生积极的观察现象、发现问题、自主设计并完成实验、分析证据得出结论、在交流中对结论进行评价反思。学生的整个探究学习过程,是一种自主学习过程,离不开对探究过程的计划、监测、控制和评价,这些正是学习者元认知的要素。
探究式学习离不开元认知的支持。同时,学生的元认知能力在探究学习的过程中得到了锻炼和提升。元认知能力和探究学习能力在学习过程中是紧密联系,相互促进的。
2.科学探究的要素与元认知要素紧密联系
探究学习的七个要素也就是探究过程中的七个环节,在探究活动中每个环节都有着元认知的参与,下面对元认知与探究学习的联系做个说明。
元认知知识、体验和元认知监控贯穿探究学习的全部环节,指导和控制着探究学习。元认知知识主要体现:学生能提出问题,学生对自己原有知识的认知以及对思维能力的认知,对自己设计的实验方案是否科学合理的认知。元认知监控主要体现:学生对整个探究过程的计划、控制、调节和评价,在探究过程中能发现问题、克服困难、解决问题,能修改和完善探究实验、实现探究目的。探究过程的挫折感、失败感会产生一种消极的元认知体验,有可能阻碍认知过程的顺利进行,需要教师在课堂探究中引导帮助学生掌握元认知策略,提高思维能力和技能,树立信心、形成稳定的学习动机,促进探究学习的成功。
探究学习的过程同时也训练、发展了元知识、元监控和解决问题的能力,学习的成功使学生获得自信、激励学习兴趣,获得积极的元认知体验,元认知体验在元认知监控和元认知知识之间相互联系,使元认知知识不断丰富完善。
二、探究环节与元认知发展相结合,形成元认知探究式物理教学
学生课堂学习的过程不仅包含学科知识、技能的习得,也包含学生元认知能力的提高,即学生学习能力的提高。因此,课堂教学要在知识与技能目标基础上,发展学生的元认知水平,提高学生自主解决问题的能力,这是更高的目标。这种教学可称之为元认知教学。
元认知教学需要教师引导学生经历知识形成、产生和发展的过程,养成独立思考的习惯、探索解决问题的策略。在课堂中,通过探究式教学方式可以使学生经历科学知识的生成过程,加深对物理知识的理解和科学方法的掌握。探究环节与元认知发展相结合,形成元认知探究式物理教学。
三、 元认知探究式初中物理教学设计方法
教师在进行教学设计时,可以从以下两个途径实现元认知能力的训练,促进探究式教学效果。(1)创设问题情景,训练元认知知识和策略,促进探究式教学效果。(2)使用多种提问,训练元认知策略和理解能力,促进探究式教学效果。
1. 创设问题情景,训练元认知知识和策略,促进探究式教学效果
在探究式教学中,如何将学生引入探究课题,激发学生的学习兴趣和探究动机,将学生的注意力集中到探究课题上,是教师首先要解决的问题。教师引入课题的方式主要有两种:一、可以直接提出探究问题;二、可以设置问题情景,师生共同引出探究课题或者引导学生自己提出探究课题。根据元认知学习理论和探究式学习理论,创设问题情境可以让学生在一定的物理情景中联系大脑中已有的相关知识和经验去思考问题,发现自己的知识不能很好地解释新问题,感受到新知识与自己原有知识之间的冲突,从而形成学生的认知需要和学习动机。可见创设问题情境能更好的实现学生的元认知发展和探究式学习目标,因此本文选择创设问题情境的方法引入新课,并尝试用几种不同的方式创设问题情境,实现探究课题的引入。
(1)创设问题情境,设计课堂演示实验、引入新课。
引导学生通过感官去听去看,仔细观察实验,发现了什么物理现象?由这个现象去思考,产生了什么疑惑,提出了什么问题?再由若干个问题中提炼出一个主要问题作为本节课的探究目标,从而引出探究课题。这种方式既锻炼了学生的探究能力,观察力、注意力和思维力,又训练了学生的元认知能力。
为了有效激发学生学习兴趣,形成学习动机,发展元认知能力;演示实验的设计也要遵循一定的要求,实验现象应直观、可见度高,便于学生观察、思考;实验操作应简单易做,便于演示;实验应简单鲜明,使学生集中注意力于主要物理现象。
教学案例:初二物理 《科学探究 凸透镜成像》这节课,引入课题就可以用演示实验创设问题情境,用一个放大镜(凸透镜)去观察你身边的物体:如一只勺子或者别人的眼睛。近看,远看,你看到了什么?改变距离看到的物体的像一样吗?有什么变化?为什么会出现不同的像?为什么像有这样的变化?学生在观察现象、思考问题的过程中认知到自己的原有知识无法解释实验现象。教师提出本节课就来探究问题:凸透镜成像有什么规律。从而使学生产生求知欲、形成学习动机。
(2)创设问题情境,利用生活中的实例、引入新课。
引导学生发现生活中的物理现象,这些现象有什么相同点吗?为什么会产生这种现象?你可以解释吗?用以有的经验、知识去解释是正确的吗?产生了什么疑惑?学生思考发现无法解释这些生活中的物理现象,从而引出探究课题。
教学案例:初二物理《动与静》
师:世界上有绝对静止的物体吗?请你举例说明。学生:课桌、树、房子等是静止。,师:地球是静止的吗?生:不是,地球围绕太阳转动。师:既然地球在运动,那么课桌、房子能说是静止的吗?生:不能,它们也是运动的。此时学生应监测到自己认知的矛盾错误、感受到认知的失衡。师:世界上没有绝对静止的物体,我们平时描述一个物体是静止的说法是不科学的,那么,在物理学上我们该怎么描述一个物体是运动还是静止的呢?通过本节课的学习我们就能解决这个问题。
2. 使用多种提问,培养元认知策略和元认知理解,促进探究式教学效果
开学初,初二物理第二章第一节 快与慢的教学中,在对学习效果的反馈提问中,发现学生物理学习方法、思维能力、物理知识的理解并没有达到要求,有相当一部分学生学习效率差,对知识的理解几乎为零,更不会应用,究其原因是:已经习惯了被动接受、死记硬背的学习方式,不会甚至懒于动脑思维,不知道物理学习的方法是需要逻辑思维,要理解才能掌握,学生以为自己已经学会了,其实根本没有理解物理知识的本质,当然更不会应用知识去解决问题。造成学习不良的原因主要有两个:一、部分学生缺乏元认知知识,缺乏对自己物理知识掌握程度的正确认知,造成学习不踏实、不努力;二、缺乏元认知策略、不会正确有效的使用认知策略,缺乏逻辑思维能力、不会探究式学习。
因此,作者在课堂教学中采取探究式提问的方式,或者围绕科学探究的过程设计猜想策略问题单、实验设计策略问题单、实验记录数据问题单和实验数据分析问题单等系列问题单,尝试对学生进行元认知策略的培训,着重元理解能力和问题解决策略的培养,促进探究式教学效果。
探究式提问课例:初二物理《动与静》这节课的探究要素是提出问题,猜想与假设。
第一类问题:是什么?为什么?
提问1:小明坐在正在行驶的汽车里,小明是运动还是静止的?为什么?
对于老师提出的问题,学生会习惯性的看书找答案,而不是自己去思考去探索,教师应鼓励他们用自己的知识和经验大胆猜想,并指出:物理知识必须要靠自己思考,才能真正理解。这里让学生反省自己的学习方法,认知到物理学习的正确策略,发展其元认知策略和元认知知识。
一部分学生会回答:小明是运动的,因为车正在行驶。一部分学生不参与,还有少部分学生在思考:也许小明不是运动的?那是为什么呢?
老师可以进一步提问,提供思维支架,促使学生进一步思考,训练逻辑思维能力。
第二类问题:还有可能是别的什么答案?为什么?
提问2:小明也有可能是静止的,你能解释一下吗?
元认知知识较好的学生,能根据问题调动已有知识来解决问题,并用语言表达出来:对于汽车,小明是静止的,因为小明坐在车上。
还有一部分学生自己不能解决问题,可以倾听同学的观点,得到启发,从而弥补自己认知的不足。同学们各抒己见,互相评价,丰富知识、提高元认知策略和监测能力。
学生主动参与课堂问题的解决,积极思考,大胆回答,不但学习了知识,锻炼了思维,还获得了积极的元认知体验;而积极的元认知体验又会促进学生的学习兴趣和动机,培养探究的精神。
四、 结论
本研究把元认知的发展和探究式学习能力的培养紧密结合,尝试形成新的元认知探究式物理教学模式,力求在提高学生物理成绩的同时发展其元认知能力和探究式学习能力,实现学生全面发展。在课堂教学中,学生在学习开始时,知道提出探究问题、做好自我知识准备,能明确学习目标和任务要求;能集中注意力,有稳定的学习动机。学生在学习过程中,能做好学习计划、能设计探究实验方案和步骤,能对探究学习活动发展情况进行检测、反思、评价和调整,能对自己和他人认知过程进行监控。学生在学习活动结束时,能对学习结果进行检测、评价和反思,从而调整自己的探究学习策略,完善探究学习能力,实现自主学习能力的发展和元认知的提升。
把元认知和探究学习相结合的教学模式还需要在今后的教学实践中继续研究,教师在教学中还应融合其他教学模式,取长补短,形成符合时代要求和先进理念的有效教学模式。
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