元认知理论与化学教学，本文主要内容关键词为：理论论文,化学论文,元认知论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
元认知理论是20世纪70年代中叶由美国的心理学家弗拉威尔（J ·H·Flavell）提出的关于儿童认知发展的心理学理论，在这里弗拉威尔首先使用了元认知（metacognition）的概念。 元认知的提出可以使我们从更深的层次上理解人类学习和解决问题的过程，把握学生进行有效学习的实质，因而它对于教育教学实践具有重要的指导意义。近年来，随着终身学习、学会生存、使学生学会学习等一些新教育理念的提出，元认知已成为世界范围内教育心理学研究的热点问题之一。
一、元认知理论
元认知是指人类对其自身认知活动的认知，即认知主体对自己的认知能力、任务、目标、认知策略、心理活动等方面的认识，其实质是认知主体对自己的认知活动的自我意识、自我监控和自我调节。从这里看到，元认知能力不同于认知能力，它们有着本质的区别。认知能力是指那些能使认识主体获得知识和解决问题的能力，元认知能力则是指认知主体对自己获得知识和解决问题的过程进行调节和监控的能力。弗拉威尔认为，元认知包括元认知知识、元认知体验和元认知监控三个成分。
1.元认知知识
指认知主体在认知实践活动中积累起来的关于认知活动的一般性知识，它包括：①有关认知主体的知识，它是认知主体对于人的认知规律，对于自身的认知能力、自己与他人以及自己内部各种认知能力相似和差异的认识。②有关认知任务的知识，是指认知主体对认知活动的要求和任务的认识。③有关认知策略的知识，它是认知主体在进行认知活动、完成认知活动的任务和要求时，对所采取的有效的认知方式或方法的认识，也就是说，在认知活动中，应采取什么样的认知策略才能更好地完成认知任务。
2.元认知体验
它是认知主体在认知活动中所产生的认识体验和情绪体验。元认知体验可能出现在认知活动的每一个环节。它可以是对成功时喜悦的体验，也可以是对失败时沮丧的体验；可以是对知的豁然体验，也可以是对不知的困惑体验。认知主体对这些体验有时可能清楚地意识到，有时可能是下意识的；它们有时可以持续很长时间，有时瞬间即逝。元认知体验在认知活动中起着重要的作用，愉快、喜悦的体验可以引导认知活动进一步深化，进而圆满地完成认知任务，而失败、沮丧的体验可能会导致认知活动的终止。
3.元认知监控
它是指认知主体在进行认知活动的过程中，把自己正在进行的认知活动作为意识对象，不断地对其进行自觉的监控、调节的过程。在具体的认知活动中，它表现为通过不断地对认知结果进行检测，形成反馈机制，对认知计划、认知策略等进行修正，使顺利地达到认知目标，完成认知任务。
在认知活动中，元认知知识、元认知体验和元认知监控三种元认知成分是互相联系、互相影响的。元认知知识可以指导人们根据自己的认知特点和能力确定认知目标、选择恰当的认知策略，进行有效的认知活动，在这里元认知知识既为形成积极的元认知体验提供了条件，又给实施元认知监控打下了基础。在认知活动中，持续稳定的元认知体验可以发展成为元认知知识，同时积极参与元认知监控过程，对认知活动起着导向作用。元认知监控所产生的每一结果也都会对元认知体验的产生有着这样或那样的影响，而且在元认知监控过程中不断被调整、修正后的认知策略又会成为元认知知识的内容。在认知活动中，元认知知识、元认知体验、元认知监控和认知行为组成了一个互动的统一体，共同实现对认知活动的监控、反馈和调节作用。
二、从元认知理论看学习的过程
对于人类学习过程的理解，不同的学习理论有着自己的观点。如行为主义的学习理论把学习过程看成是刺激与反应的联结，它关注的是刺激的强弱和次数；而奥苏伯尔的认知结构同化理论则把学习过程看成是原有的知识对新知识的同化，它重视的是已形成的认知结构中的知识与要学习的新知识是否发生联系。以往的学习理论的一个共同特点就是：在研究学习者的学习能力时，都很注重记忆力、注意力、想像力以及思维能力等在学习过程中的作用，把学习理解为是对认知材料进行感知、记忆、理解、加工的过程。但是，在元认知理论看来，学习过程并不仅仅是对所学的材料进行感知、记忆、理解、加工的认知过程，而且同时也是一个对该过程进行积极监控、调节的元认知过程。认知过程进行的效果如何，在很大程度上取决于认知过程的运行水平。元认知在学习过程中起着认识学习对象和自己的学习能力、确定学习目标、选择学习方法、评价学习结果、根据对学习结果的评价调整学习目标和学习方法的作用，它是完成学习任务的重要保证。
心理学实验和教育教学实践都表明，学习成绩优秀的学生和学习成绩不好的学生的差异主要表现在元认知的发展水平不同。学习成绩优秀的学生具有较多的有关学习任务和学习策略等方面的知识，他们在学习过程中能够很好的监控自己的学习活动，灵活地运用各种学习策略，并能及时对学习中的错误进行修正，最后完成自己的学习任务。而学习成绩差的学生则不善于根据学习任务选择和运用有关学习策略去进行有效的学习活动，更不能很好地运用认知结果对自己的学习过程进行有效的监控，即使发生了认知错误也浑然不知。例如，在教学实践中，我们经常要对学生的学习结果进行测验，测验结束后，如果立即对学生进行访谈，我们会发现，优秀学生能够比较清楚地回忆起自己解答问题的过程、能够判断解答的正确与否、并能对测验结果进行比较准确的预测；对于学习成绩不好的学生，他们对自己解答问题的过程模糊，对学习成绩的预测与实际情况相比较也有很大的差异，这说明学习成绩差的学生不能清楚地认识自己的学习能力和学习结果，也就是说，他们的元认知水平不高。
元认知理论把人类的学习理解为是在反馈的基础上认知主体对认知过程和结果不断进行自我监控、自我调节、自我管理的过程，它强调学习者自身的主动性、自觉性和主体作用，较为成功地说明了人类学习过程的本质，这是对学习理论的重大贡献。事实上，元认知理论的提出正是20世纪中叶以来控制论、系统科学、信息科学和计算机科学的产生和飞速发展对心理学特别是元认知心理学研究领域产生了重要影响的结果。从信息加工理论的观点看，人类的学习活动实际上是人的大脑对所接受的信息进行加工处理的过程，这一过程可用图1扼要地来说明。 在这里反馈起着非常重要的作用，而通过反馈进行自我监控、自我调节、自我管理正是元认知的实质。
三、化学教学中元认知能力的培养
从上面的理论探讨中看到，元认知在学习中起着非常重要的作用。对元认知的掌握就形成了元认知能力，学生具备了元认知能力就学会了如何进行学习。所以，要提高化学教与学的效率，在化学教学中，我们不仅要培养和训练学生的观察能力、记忆能力、思维能力等，而且必须把培养和发展学生的元认知能力作为一项重要教学任务来完成。下面就化学教学中培养学生的元认知能力问题谈几点自己的看法。
1.以学生为主体，充分调动学生学习化学的主动性和积极性
元认知能力是学生在对自己的认知活动进行自我意识和自我监控的过程中逐渐形成的，它是以学生对学习活动积极主动的参与为基础的。因此培养学生的元认知能力首先要转变传统的以教师为中心的教育教学观念，确定学生是学习主体的思想，充分发挥学生的学习主动性和积极性，使学生由被动的学习者转变为主动的学习者。在教学中，建立民主型的师生关系和强化人际互动是转变教学观念、确定学生是学习主体思想的两项重要措施。在民主型的师生关系中，师生可以共同制定教学目的和内容、选择教学方法，学生能够积极地参与教学活动、自觉地承担责任，因而学习的主动性可以得到充分发挥。人际互动指的是学生和学生以及学生和教师之间的平等交往或角色互换。在人际互动的过程中，教师的指导作用和学生的积极参与能够有机地结合在一起，学生之间的交往合作能够激发起学生的学习动机和主人翁意识。这样，在化学教学中教师不应再是化学事实和理论的描述者和灌输者，而应从教学的中心和权威变成学生学习化学的支持者、辅助者，要多开展化学活动，能够利用恰当的教学手段和方法激发学生学习化学的积极性和主动性。在此基础上，通过引导学生对化学过程和现象的观察、推理、思维等，使他们形成化学的有关知识体系，实现从自己内部对学习化学的过程及结果进行控制和评价。
2.通过化学问题解决培养元认知能力
在化学教学中，化学问题解决就是根据有关信息，应用适当的手段和方法，对所遇到的化学问题给予解答。这些问题可以是化学科学研究中的理论问题，也可以是生产生活实际中所涉及到的化学问题。化学问题解决的一般过程如图2所示。
如，在美国化学教科书——《社会中的化学》（Chemcom）中， 关于Riverwood的Snake河中鱼死亡原因的调查，就要求学生先从有关报道中收集资料，然后列出待确定的可能引起鱼死亡的五个事实问题，通过分析，确定不可能引起鱼死亡和可能引起死亡的原因，最后对自己提出的理由进行论证。化学问题解决是高级的学习活动，同时也是一个信息加工的过程。在这个过程中，有目标的制定、有根据自己的认知特点选择认知策略及解决问题的步骤、有问题解决成功与失败的体验、有对问题解决结果的评价等。由此看到，化学问题解决过程始终有元认知的积极参与，离开了元认知的过程，化学问题解决过程就要受到阻碍。因此，在教学中，教师可精心设计学生感兴趣的化学问题，通过问题解决过程很好地训练和发展他们的元认知能力。
3.进行化学学习方法教育
化学学习方法不同于化学科学的研究方法，化学科学的研究方法主要是化学科学家在研究化学时所应用的方法，如观察、实验、模型、归纳等方法；化学学习方法是指学生在学习化学知识时所采用的方法，如预习、复习、总结、观察、记忆、思维等。二者虽然不同，但却有着密切的联系，化学学习方法来源于化学科学的研究方法，许多化学科学的研究方法可直接成为学习化学的方法。化学学习方法积极参与学习的元认知过程，在学生的化学学习中起着非常重要的作用，恰当的化学学习方法可以提高学生学习化学的效率，取得事半功倍的结果，学习方法选用不当会导致学习上多走弯路，甚至失败。传统的教学一直强调的是教师的“教法”，轻视学生的“学法”。在现代学习化学中，教学目的是要使学生“学会学习”，而学习方法则是学会学习的基础。所以，在现代化学教学中，要培养学生的元认知能力，保证学生有效地进行化学学习，必须重视化学学习方法教育。化学学习方法有以下几个特征：①强烈的个体性，即每个学生都有自己适宜的学习方法；②学习方法因学习内容的不同而发生变化，如学习元素化合物知识的方法就不同于学习物质结构理论的方法；③具有学科特点，即有些学习方法是学习化学时所特有的，如化学实验在掌握大量的化学现象和事实中起着重要的作用；④化学学习方法是学生自己建构的，教师的学习方法指导只有被学生接受纳入到自己的学习方法体系中才能发挥应有的作用。进行化学学习方法教育应充分考虑到它的以上几个特征，这样会收到好的效果。
4.重视学生对学习化学结果的自我评价
对学习结果进行评价是学习活动的基本环节，而学生对学习结果进行自我评价则是元认知的重要组成部分。多少年来，我们一直重视的是教师对学生学习结果的评价，学生根据教师的评价结果来调整自己的学习活动。显然，这种评价是被动的评价，不是学生主动的评价，它不利于学生元认知能力的形成。要形成元认知能力，必须重视学生对自己的学习方法、过程、结果等进行自我评价。但是，学生自我评价能力的形成不是一蹴而就的，它是在教师的指导下逐步发展起来的，所以重视学生的自我评价并不否定教师评价的作用，它作为一种外在的手段能够促进学生自我评价能力的形成。在化学教学中，教师除了对各种必要的化学测验要及时反馈结果，帮助学生进行自我分析和评价，促使他们的自我评价能力形成外，积极开展多种多样的化学探究活动对学生自我评价能力的形成也起着非常重要的作用。在化学探究过程中，根据探究目的，学生会不断的进行自我评价和调节，在教师的指导下，学生的自我评价会发展成为调节探究活动的关键因素，这实际上是形成了元认知能力。
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