在化学新课程中培养学生元认知能力的教学策略研究

在化学新课程中培养学生元认知能力的教学策略研究

19世纪70年代美国心理学家弗拉威尔在探究儿童认知发展时，提出了元认知理论。元认知理论的提出使得人们可以从更深的层次认识人类学习和解决问题的过程[1]。元认知是对认知的认知，即主体对自身认知活动的认知，实质是认知主体对自己认知活动的自我意识、自我监控、自我调节过程。对于学生而言，元认知是在学习活动中，学生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，从而根据自己的学习结果，不断调整自己的学习策略和学习目标，最终找到适合自己的学习方法，取得良好的发展，完成学习任务的能力。元认知理论为新一轮的课程改革“以培养学生的全方面素质为主旨，倡导学生的自我评价能力，强调实行以化学实验为主的科学探究活动”[2]的实施提供了理论依据。那么在新课程背景下，应如何贯彻新课程理念，更好地在化学教学中培养和提高学生的元认知能力呢？结合元认知理论对漳州市高一学生在化学新课程学习中的元认知情况进行问卷调查，针对调查的情况，研究提出了在化学新课程中培养学生元认知能力的教学策略。1问卷调查情况及分析1.1调查对象漳州市芗城中学及立人学校高一年级学生。芗城中学为公立学校，而立人学校为私立学校。1.2调查方法采用问卷调查的方法对两所中学高一学生在化学新课程学习中的元认知情况进行调查。为了保证调查的真实可靠，要求学生实事求是，不互相讨论，集中填写，并当场收卷。1.3调查结果及分析在芗城中学及立人学校各发出250份调查问卷，其中芗城中学回收217份，立人中学回收221份。回收率分别达到86.8%和88.4%。问卷调查内容涉及3个方面：(1)对学生元认知知识的调查——学生对新课程学习的了解；(2)对学生元认知体验的调查——学生学习新课程知识的情感体验；(3)对学生认知监控的调查——学生学习新课程知识的反思。1.3.1对学生认知知识的调查——学生对新课程学习的了解表1对三维目标的了解从表1可以看出2所学校的学生对三维目标的了解情况极差。表2对重难点知识的了解表3学生做笔记的方法在做笔记的方法上，芗城中学的学生主要是记下板书的主要内容。在和学生的交谈中得知部分老师讲课快、板书乱，基础知识差的学生主观上想记下全部内容，但时间及做笔记的速度不允许。立人学校的学生记下全部板书的内容比例超过50%。2所学校的学生从不做笔记的各占了5%、6%。表4学生的复习习惯表5学生的学习方式在复习习惯上，芗城中学及立人学校各有部分学生从不复习，比例达到了6.0%及5.0%。大部分学生能够进行复习。其中芗城中学有63.1%的学生能够进行针对性复习，而30.9%的学生坚持每天复习。在立人学校有43.9%的学生能够进行针对性复习，而有51.1%的学生能够坚持每天复习。《高中化学课程标准（实验）》提出改变学生的学习方式，提倡探究式、自主式及合作式学习等多种学习方式。在学生的学习方式上，从表5可看出芗城中学的学生接受式学习所占比例为38.2%，而立人学校的学生所占比例为50.2%。大部分学生仍采用接受式学习。采用探究式学习的学生所占比例很少，仅占5.1%及3.2%。表6教师培养学生学习兴趣的方式在培养学生的学习兴趣上，教师主要采用联系生活实际的方式。从表1～6可以了解到学生的元认知知识薄弱，没有丰富的认知策略，对认知任务不足。表现在：大部分学生对三维目标、重难点知识不了解；大部分学生仍采用接受式学习，很少采用其他学习方式；由于学生的基础知识薄弱，记笔记更多的是将老师所传授的内容全部记下，缺乏有效的记笔记的方法。1.3.2对学生元认知体验的调查——学生学习新课程的体验表7探究实验教学的情况《普通高中化学课程标准（实验）》提出要开展以化学实验为主的多种探究活动，体验科学研究的过程。从表7看出大部分教师偶尔开展探究实验教学，有些老师从没采用过探究式实验教学，与新课程的要求还存在着很大的差距，这种情况直接造成了学生元认知体验的缺乏，进而影响学生的元认知行为。根据元认知理论，元认知体验能够对学生的认知行为产生影响，消极的元认知体验会阻碍学生认知行为的进行。从表8中看出在化学新课程的学习中，芗城中学及立人学校的学生认为顺利的分别只有2.3%、0.5%。而芗城中学的学生认为难度大的比例达到了45.2%。表8新课程的学习体验1.3.3对学生元认知监控的调查——学生学习新课程的反思表9学生的听课效率听课效率高的学生对知识的掌握程度较好。从表2我们发现学生普遍对章节重难点不了解，从表9可以看出学生的听课效率令人担忧。根据元认知理论，上述的情况反映出了学生的自我监控能力较差，认识到听课效率差却没有采取有效的措施提高听课效率。表10自我反思的情况自我反思是认知主体对认知过程及结果进行思考。在自我反思上，芗城中学及立人学校不懂的比例达到了65.9%及62.9%，而懂得反思及自我提问的学生比例仅占34.1%及37.1%。表9及表10反映出学生元认知监控能力差。2在化学新课程中培养学生元认知能力的教学策略通过上述的调查了解到，在新课程背景下，学生元认知情况很不能令人满意，这势必会对新课程的实，施造成很大的阻碍。为了改变这种状况，为了提高学生的元认知能力和水平，提高学生学习新课程的效率，使新课程得以有效地实施，提出以下教学策略。2.1重视“过程与方法”目标，传授元认知知识《普通高中化学课程标准（实验）》在课程目标上设置了三维目标[3]。2所学校的学生对三维目标的了解极少。三维目标中“过程与方法”目标是教师传授给学生化学学习的方法，即学生认知策略的知识。教师要传授给学生科学探究的基本方法；培养学生发现问题，独立思考的能力。让学生会用观察、归纳、概括等方法对信息进行加工；以及评价、反思、调控自己的学习过程。教师要使学生具备这些能力，就要在平时的教学过程中，结合具体的教学内容，运用这些方法进行教学，逐步使学生认识到这些方法的用途。在探究实验中，就要培养学生探究的基本方法；进行实验，就要培养学生用观察法获取信息的能力；在单元小测或练习反馈的时候，要使学生学会反思、评价，从而监控自己的学习活动；在单元、章节复习中，要培养学生归纳、总结的能力。“情感态度与价值观”的设置使学生能够从情感上对化学产生兴趣，使学生能够更好地学习化学，在此基础上，学生会主动地学习化学，主动地掌握化学学习需具备的方法。而“知识与技能”目标为学生掌握化学学习的方法奠定了基础，学生具备一定的化学基础，能够更好地理解和掌握化学学习的方法。2.2重视学生对听课效率的自我评价，提高元认知意识听课效率能够决定学生知识掌握的情况。从调查中发现芗城中学及立人学校的学生听课效率差。这就要求教师注重让学生对自己的听课效率进行自我反思，对听课的过程和结果进行自我评价，使学生的听课效率能够有效地提高。正如“评价最重要的意图不是为了证明，而是为了改进”[4]。自我评价过程也是元认知过程。要引导学生评价自己上课时是否能够专心，评价上课时哪些因素会促使自己产生无意注意，评价自己上课时对化学实验的兴趣，评价自己上课时做笔记的情况，评价自己对知识的理解程度，进而采取有效的改进措施。2.3培养自我提问、自我反思的习惯，加强元认知监控自我提问是培养反思能力的方法，自我提问、自我反思能够提高学生的元认知水平。自我反思是主体自觉对自己的认知活动进行回顾、思考、总结和评价的过程[5]。反思是认知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，反映了自我意识、自我监控及自我调节进行的强弱[6]。教师应该努力培养学生自我提问、自我反思的习惯，使他们能够经常性自我诊断，以很好地完成认知任务。在完成每一节课的授课内容后，让学生进行自我提问、自我反思。这节课的重难点是什么？有哪些知识点？应该怎么样学习本节课的知识？是否可以用什么方法将本节课零散的知识点串起来？如何记忆本节课的知识点？是简单复诵、累积复诵、有意义的组织还是精致化？在学习完一个模块或一个阶段的知识后，是否可以将同类知识点进行归纳？应该怎么样归纳？学习元素化合物的知识与化学的思原理知识有哪些不同？应该分别采用哪些方法来学习？通过自我提问、自我反思，总结成功的经验，分析失败的原因，学生的学习能力水平将得到提高。通过自我提问、自我反思、调控思维发生过程，引导思维走人正确的方向，最终得出正确的结论。2.4充分运用探究实验教学，培养元认知能力课程改革提倡在科学探究过程中培养学生的元认知能力，而化学课程标准中强调要在化学课程中实施以化学实验为主的科学探究方式。在探究过程中的每一个环节，从提出问题、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等每一个过程都需要学生参与[5]。探究实验要求学生掌握必要的元认知知识。在科学探究过程中将充分体验到成功的喜悦或失败的困惑；通过反思与评价对认知结果进行监控，及时采取补救措施，使得探究活动最终达到理想效果。例如，在探究钠与硫酸铜溶液的反应的产物这个过程中，启发学生要明确自己应具备相当的元认知知识：钠具有很强的活泼性，钠会与水反应生成NaOH，NaOH会与反应生成……在探究过程中，学生发现产物是而不是Cu，由此产生了疑惑，通过反思得出钠与硫酸铜溶液反应过程中，由于钠的活泼性，会先与水反应，产物再和硫酸铜反应，而不是钠直接与硫酸铜发生置换反应。这样能过发现问题并解决问题，最终得出结论。2.5促使学生掌握有效的做笔记和复习的方法，提高元认知水平记笔记是学生课堂学习的重要学习策略或技能。笔记方法是元认知知识的一部分。记笔记能够改善学生的学习，能够提高学生对知识的掌握。有效的笔记策略能够提高学生的听课效率。迈特等人提出了自我监控笔记模式[7]，学生通过理解教师对课程内容的要求及教学中的重难点问题，用简单术语记下一些教师强调的资料、板书内容、教材强调的概念、法则、要点，在课后进行进一步的加工、修改、完善笔记的内容，最终形成一整套的关于化学各类知识点的笔记模式。完善的笔记内容有利于学生课后的复习及对知识的深加工。复习方法也是元认知知识的重要组成部分。有效的复习方法能够提高学生的知识掌握情况。对于元素化合物知识的复习要注意构建一个从点到线到面到树状的知识结构，并且在复习的同时，结合化学基础概念、基本理论[8]。在新课程背景下，要注意将复习与生产、生活、环境、自然、能源等社会问题紧密结合，让学生在化学学习的同时认识到化学对社会的重大意义。2.6培养学生的兴趣，丰富元认知体验爱因斯坦曾经说过“兴趣是一个人最好的老师”[9]。人类对某一样东西感兴趣，在与之相接触时，内心便会产生一种或喜悦或满足的无认知体验，这种体验会促使他们有不断地想去接触所感兴趣事物的冲动。教师要努力激发和发展学生学习化学的兴趣，让他们获得学习化学的满足感，促使他们主动学习化学。教师可以通过紧密联系生活实际，将生活中的一些学生熟悉的事物和课程紧密结合，紧紧抓住学生的满足感和熟悉感来引起学生注意。也可以开展多样的课外科学探究活动，用一些简单有趣的小实验来吸引学生的注意，在活动中注意让学生体验到满足感和快乐。2.7提倡多种学习方式，完善元认知化学新课程倡导多种学习方式，特别是自主、合作、探究的学习方式。元认知与自主学习关系密切，他是个体独立学习不可缺少的条件，对自主学习的决定作用更为显著[10]。在进行自主学习前，根据元认知理论要对学生进行训练，对学习计划过程、学习的自我监控和调节过程、学习的自我评价、学习的意志控制过程进行训练。对学生进行元认知训练之后，让学生进行自主学习，才能保证学生自主学习的效果。新课程强调，教学是教与学的交往、互动，师生双方相互交往、相互沟通、相互启发、相互补充，在这个过程中教师与学生分享彼此的情感、体验和观念[11]。在合作式学习过程中，师生共同制定目标，教师启发引导学生的思给发展，并且交给学生必要的学习方法，时刻注意指导学生调控学习过程，最终完成学习任务。探究式学习构建了“创设情境、提出问题、组织教学、互动探究、启发引导、整合拓展等环节”，其中提出问题、互动探究、整合拓展是学生的活动。探究式学习要求学生学会自我思考、自我提问，从而培养评价和