试论高中化学课堂中学生元认知能力的培育

1、试论高中化学课堂中学生元认知能力的培育内容摘要：通过对元认知本质内涵的认识、元认知能力在化学学习中作用的分析以及化学课堂教学培养学生元认知能力策略的探讨，发现元认知能力对高中新课程教学实施和教会学生如何学习等具有十分重要的意义。关键词：元认知本质；元认知能力；化学课堂；培养一、元认知理论的实质和作用“元认知”（meta-cognition）这一术语是美国心理学家弗拉维尔（J.H.Flavell）最早在1976年提出来的，它包括元认知知识、元认知体验和元认知监控等方面，是“以认知过程的结果为对象的认知，或是调节认知过程的认知的活动”。1983年介绍到我国后即引起心理学界及教育界的重视，近年来已由

2、理论探讨发展到学科教学领域。1、元认知理论的实质元认知理论的实质是人们对认知活动的自我意识和自我控制。在具体的学习中，学生对学什么、如何学、何时学、为何学、学习受何因素的影响及其相互关系，产生明晰的自我意识和自我体验，而学习方法、学习调控的执行过程仅仅是元认知活动的结果。2、元认知理论的作用元认知理论在学习策略中的主要作用有：可以使学生意识和体验到学习情境中有哪些变量；可以使学生意识和体验到自己拥有可供选择的学习方法，并且明了这些学习方法与学习变量的关系，自觉地选择、安排、使用和调整学习方法；可以使学生能够根据学习情境的特点，激活学习方法的使用，尽可能提高学习过程的有效性。如学生感觉到原子结构

3、理论太抽象、有机合成应用不够灵活、验证实验不如探究实验感受深刻、综合运用理科知识分析解决问题不够熟练等等，可能影响下一次的综合能力水平测试。元认知能力水平的高低制约着学生解决问题的能力。在面对某一化学题目时，首先，解题者要会读，理解题意。在理解题意的同时，他会依据自己的知识水平做出判断：这道题是不是他擅长的类型？是不是他能力水平易解决的范围之内？他会感受到这道题能不能做得对，预感到成功的喜悦或失败的焦虑。然后，激活长时记忆中原有的知识策略，来判断是用曾经用过的方法还是重新寻找解题策略。这些就是在元认知知识和元认知体验的指导和调节下提出的，然后他就会一步一步将问题的条件和目标分析出来，并选择和制

4、定适当的解题方法，同时在元认知的监控和统帅下，对解题过程的每一步实施监控。例如，某个学生在化学学习的过程中，对自己的学习方法和效果不断地进行评价、总结、完善、补充和修正，从而具有更多的元认知，元认知水平不断提高，问题解决能力也逐步提高。二、培育学生元认知能力的策略元认知能力是区别于记忆力、想象力、思维能力等一般认知能力的特殊能力。这种特殊能力通过意识(元认知方面的认识和倾向)、判断(对自己知识、能力现状及认知特点的评价)等心理活动及调控行为(对自己学习目标、手段、情绪实施调节控制)表现出来的。其中，核心是调控。对某一具体的元认知活动来说，调控又可分为相统一的两个阶段。一个是监测，即对自己某一认

5、识活动的判断和评价；一个是控制，即对继续下去的认知活动的调节。控制以监测为基础，监测以控制为目的。元认知知识的获得与学科知识的获得一样，是通过信息的传递来完成的，元认知能力的培养与各种一般能力的培养一样，是通过行为规则的训练来完成的。同时，元认知能力又是较一般认知能力层次更高的能力，因而关于元认知能力训练的难度必然大于一般认知能力训练的难度。1、增强学生元认知学习的意识性元认知水平提高必须经过元认知训练和体验。元认知训练的主要内容是教会学生如何根据自己认知的特征、材料的特点以及学习任务和要求而灵活地制定相应的计划，采取适宜有效的版策略，并在学习活动中积极地进行监控、反馈、调节，及时地修正策略和

6、过程，以便尽快有效地达到目标。在实际教学过程中，关键是抓住学习过程的自我监控，训练方法主要是运用自我反省学习方式强化成功、矫正错误。教师主要培养学生以下五方面的意识：（1）清晰地了解化学问题的意识。要求学生准确、全面地把握问题的任务，明确问题的特点、要求以及达到的程度。（2）掌握化学问题特点的意识。每个化学问题有自己的特点，应培养学生认真分析每个问题的结构、难度、突破口和关键，以利于拟订计划。（3）使用策略的意识。不同的解题策略，在解决问题之前，要求学生考虑有哪些策略可供使用，哪些策略解决当前问题最好，要有意识地选择并运用有效的解题策略。（4）把握自己学习特点的意识。引导学生充分认识自己的认知

7、特点。（5）解题过程进行自我调节的意识。培养学生在学习过程中，能敏锐地判断出现的困难、障碍，准确分析其出现的原因，并能适时地进行调整。2、强化科学知识发生过程的教学在化学课堂教学过程中，存在着淡化“过程”偏重“结果”的现象，死套公式，死记解题方法，机械模仿，用简单重复过程代替丰富多样的知识发生过程，结果不利于启迪学生积极思维。化学课堂教学的各个组成部分还是孤立存在的，而是相互联系、互为因果的。教学中老师应当注重问题解决的思维过程，采用合适的思维方法，抓住已知和未知、新旧知识之间的联系，使“静”态知识内化到“动”态的教学思维中去思考和认识，因为课堂教学中的学生过程，实际上是知识的发生过程，也是揭

8、示和建立新旧知识联系的过程。例如，在元素周期律教学中，将“静”态的元素周期律变为“动”态的“元素性质（金属性和非金属性）强弱比较”的卡片游戏，让学生在活动中自己在课外学习元素周期表中的120元素的性质及元素金属性和非金属性强弱比较方法。课前教师将学生分成三人一组，布置每组做120号元素卡片（卡片上有元素符号、名称、原子序数及原子结构示意图）。课堂上根据元素性质进行排序。310号元素的金属性和非金属性分别进行排队。1118号元素的金属性和非金属性分别进行排队。1、3、11、19号元素金属性进行排队，也可以进行其它组合的比较，以便进行同一主族的金属性和非金属性强弱的比较。最后可以让120号元素一起

9、进行元素性质的比较，结果班里出现了一片混乱的现象：“氮、氧、硫、氯”；“锂、铍、钠、镁、铝”不知怎样进行排列了。这时老师就不失时机的进行说明：我们平时进行元素性质的比较一般是在“同一周期”或“同一族”的前提下进行比较的，也就是强调：“随着元素核电荷数的递增元素性质呈周期性的变化的规律。”这就是“周期性变化”的内涵所在通过“元素卡片”游戏，学生深刻地周期律的内涵所在。因此，加强知识发生过程的教学，是形成程序性知识、建立良好知识结构的需要，也是培养学生元认知能力，高效率地激发学生思维活动的需要；加强知识发生过程的教学，符合元认知的监控性特点，因为监控总是对过程的监控，离开过程，监控作用也就无从发挥

10、；加强知识发生过程的教学就是为了使学生在教学过程中加强知识发生过程的教学就是为了使学生在教学过程中加强元认知体验，使学生的元认知能力在教学中得到培养，在化学问题解决过程中得到发展。3、积极为学生提供学习过程反馈在化学问题解决的教学中注重及时反馈，就是要求教师及时引导学生多反思、回顾和总结，通过总结、回顾和反思，使个人的元认知能力得到更高层次的发挥。因此，教师在讲授知识和训练技能时就应提醒学生可能遗漏了某些重要事项或细节，告诉学生学习目标和目标的检测方法，做到预防与补救同抓，及时、准确、适当地对学生的监控活动做出评价，促进元认知能力的发展。例如，对化学基本概念、基本理论的内涵和外延的理解等。教师

11、还必须提供适当的练习材料供学生运用知识和技能，并指导学生学会运用新知识和技解决问题的方法。如果学生真正理解了新知识和掌握了有关技能，但还是不能成功地应用到解决问题中去，师生可以从下列几个方面去寻找原因：学生过度焦虑，缺乏问题解决的敏感性，策略不够多样化、缺乏即兴解决能力、冒险精神、灵活性、意志力和系统的方法等。学生若对所学的知识经常遗忘，师生可以从下列几个方面去找原因：机械学习潜在的有意义材料；对教材的组织和安排不当；学科内容不充足，准备不够；对概念或原理混乱；对错误概念和错误理解不能及时纠正；不恰当的学习速度与复习；对材料的呈现缺乏组织与解释的教学技术；缺少实验操作和练习等。4、运用元认知理

12、论引导学生反思元认知理论认为人能有效地控制自己的思维活动和学习过程，这就深化和拓展了反思的观念，不仅使反思的内涵与步骤更清晰、更容易把握，而且使反思由过去单纯的心理现象变成一种实践行为。在化学学习中，反思是发现的源泉，是训练思维、优化思维品质的极好方法。所谓反思就是从一个新的视野，多层次，多角度地对问题及解决问题的思维过程进行全面的考察、分析和思考，从而深化对问题的理解，优化思维过程，提示问题本质，探索一般规律，沟通知识间的相互联系。通过反思可以增强科学意识，优化思维品质；通过反思可以引导学生追踪化学家的思维行踪，像化学家一样思考问题；通过反思可以拓宽思路、优化解法、完善思维过程；通过反思可以

13、沟通新旧知识的同化和迁移，深化对知识的理解。那么，怎样在教学中引导学生反思呢？例如，在讲化学平衡时，设计如下一些与原来学习情景相似的问题情景进行练习：CaCO3为何难溶于水、可溶于酸？Al(OH)3为何既可溶于强酸又可溶于强碱？Cl2可溶于水，为何用饱和食盐水收集？向NaCl饱和溶液中加HCl，为何会有沉淀生成？浓盐酸中加浓H2SO4，生成HCl气体，为什么？向饱和Na2CO3溶液中通入CO2，为何有白色晶体析出？在教学中引导学生反思新旧知识去解决旧问题，这样可以帮助学生在原有知识的基础上，较好地学习新知识，深刻地理解、灵活地运用新知识。5、加强对学生元认知操作的指导为了使元认知训练取得较好的

14、效果，教师应根据学习过程的特点，按阶段在针对性地进行元认知指导。化学知识是一个实践性、理论性、科学性和系统性很强的体系。为了降低难度、分散难点，教科书往往把一个系统的知识分成若干个知识点，学生需要经过较长时间的学习后才能回过头来进行小结，这样不利于培养学生把握全局、理解基本原理能力的培养，以致学生只关心学会了几个概念和定律，而不注意学会了什么思考方法和策略，难以将学到的知识有效地用来解决新的问题。在化学教学中，教师必须挖掘教材中的内在联系，使知识系统化、网络化，从不同角度加深对概念的理解，并使新旧知识逐步形成知识网络，进而内化为认知结构。在学习活动前，老师应指导学生对学习活动进行计划和安排，为

15、学习活动做好各种准备；在学习活动中，教师应首先指导学生明确学习的目标、对象和任务，其次还要教授学生学习策略，指导学生根据学习材料和自身特点选择恰当的学习方法；在学习活动后，教师应指导学生对自己的学习状况及效果进行检查、反馈和评价，并指导他们认真分析学习中的错误，及时地采取补救措施。正如叶圣陶先生指出的“教是为了不教。”通过元认知训练，引导学生总结评价，促使学习策略的优化。元认知是学习策略的核心成分，在学生的具体学习过程中，学习方法的应用和学习策略的形成是在元认知的调节和控制下进行的。因此，在教学过程中，不断指导学生进行自我提问：我的学习方法、策略是否适当、有效？我的学习计划、程序是否符合学习规

16、律和化学学科特点？我对学习的难度估计是否准确、我的学习方法、策略有何优点及不足？这样不仅可以使学生明确学习策略为什么有用，为什么使用策略比不使用策略有效，另外可以通过学生对自己学习方法和策略的不断总结、评价、拓展、优化，既激发了学生运用策略的积极性，更促使学生形成适合自己的学习方法和策略系统。通过元认知策略的培养，学生可以养成制定学习计划、选择学习方式、安排学习任务、监控学习过程、评估任务完成情况的习惯，学生的元认知能力有了明显的提高，从而探索出培养学生元认知的有效途径、措施和方法，使学生“学会学习”，真正成为自主学习者。当前，把元认知因素融合到化学及各科教学中，是深入进行教学改革，培养德智体全面、和谐发展的人材的可行的新思路。我们应当根据学生现状，针对一个年级、一个班级、一个学生反复进行指导与训练，努力激发学生的元认知意识，提高学生监测、调控自己认知过程的能