高中物理課堂教學中元認知訓練的研究回顧

近年來，隨著學科教學中對元認知的逐步了解，有關物理學科的元認知的研究逐漸出現。雖然這方面的研究還比較少，也不夠精確和系統，但我們仍可以找到一些相關的內容。

1997年，四川師范大學的姚云等人進行了“物理教學的元認知實驗研究”，他們選擇了初二年級無明顯差異的兩個班級作為實驗對象，按照董奇的8環節監控結構理論對其中的一個班進行了一學期的元認知的訓練，另一個班作為對比班。研究結果表明，實驗班的學生的整體元認知水平在實驗前后差異顯著；在實驗后，實驗班的總體水平高于對比班；元認知訓練對學生的學業成績有一定的影響，但并非絕對正相關。此外，他們還發現元認知訓練對中等生的效果最好。

山西師范大學教育系的程素萍進行了“解決物理問題的元認知訓練研究”。研究樣本為由同一老師任教的無明顯差異的3個高一年級班(127，128，129班)。他們根據實際教學情況編寫了《解決力學習題的思維訓練教程》，并引入King，Delcols等人的元認知訓練方法，對127班進行元認知監控訓練，對128班進行思維策略訓練，對129班不進行任何訓練。結果發現，解決物理問題的思維訓練對中等生的作用比較大；對于解決中等難度的習題127和128班比129班有明顯的提高；此外，從整體水平上來看，進行監控訓練的127班與128和129班相比都有顯著的差異。

2000年，蘇州大學的陶洪等人進行了“中學物理學習過程中自反饋與學習效果關系的相關研究”。研究的對象為普通中學從初二到高一的322人。通過問卷調查發現，被試的自反饋能力與物理學習之間有密切的正相關。

2001年，宋其爭、沃建中、林崇德進行了“高中生成就動機、物理學習成績對其自我監控的影響”。研究表明，成就動機和物理學習成績是影響物理自我監控能力的重要因素。從影響程度來看，成就動機的影響更大。不同層次的動機，其自我監控能力不同，即:高學習目標高成績目標者監控水平最高，其次是高學習目標低成績目標者，再次是低學習目標高成績目標者，最后是低成績目標低學習目標者。從成績方面來說，物理學習成績越好，其物理問題解決的自我監控水平越高。從認知上說，物理學的陳述性、程序性和策略性的知識對學生自我監控學習能力有著較大的影響。

2002年，上述三人在已有研究的基礎上，以314名高中生為被試，對物理學科問題解決自我監控能力的結構進行了研究。結果表明，與其它的模型相比，物理學科問題解決自我監控能力的五成分模型更為合理，即從物理問題解決的過程來看，其相應的自我監控能力由計劃、調節、觀察、檢驗、反思等五個方面的因素組成。

南京師范大學心理系的鄧鑄(2002-2003)進行了“簡單與復雜物理問題解決及狀態元認知”的研究。研究者采用了控制型作業分析與問卷相結合的方法，研究了高二學生簡單與復雜物理問題解決的表征機制及狀態元認知結構。結果顯示:(1)物理問題解決是對問題的表征狀態不斷轉換的過程，它受認知主體信息的提取、轉換、整合能力及狀態元認知的影響。(2)中學生物理問題解決中的狀態元認知主要由他的自我效能感、自我監測、策略系統三種成分構成。(3)復雜問題解決的關鍵是正確提取范疇性知識以形成對問題的深層表征。

江蘇省的中學老師黃皓燕(2002)在“高中物理教學中培養學生的自我監控能力”一文中闡述了她對學生進行了自我監控學習能力的調查分析。其研究結果發現：(1)個體對學習過程中各環節自我監控能力發展不平衡；(2)個體間自我監控能力發展具有不平衡性；(3)學生的自我監控呈波動性發展；(4)學生對學習過程的監控主要依賴于他控；(5)學生自我監控學習能力的培養基本上處于自然發展狀態。

2003年，福建師范大學物光學院的楊育玲進行了“元學習能力訓練對初二學生物理學習影響的實驗研究”，本研究以元學習理論為指導，根據教學和學習過程的基本規律，制定了元學習能力訓練的教學原則和教學方案。采取的教學方案是：學習前要求學生意識到與物理學習效果有關的四個因素；學習時增強學生對他人及自己物理學習認識過程的意識；學習后要求學生根據學習結果對整個物理學習過程進行反省。結果表明：從整體而言，初二學生中，學業成績優等生、中等生和差生的元學習能力水平表現出從高到低的規律，中等生與差生的元學習能力不存在顯著性的差異，但優生和中等生存在顯著性的差異；元學習能力訓練能顯著地提高初二學生的元學習能力水平；元學習能力訓練對不同層次學生的物理學習影響是不同的，對中等生的影響最為顯著的，而對優等生、差生的影響不明顯；元學習能力訓練主要體現為使學生在準備性、執行性、反饋性、補救性方面得到提高，集中體現在使中等生的準備性、方法性、執行性、反饋性、補救性方面得到顯著改善；元學習能力訓練能轉變學生的物理學習興趣和態度，提高他們的物理學業成績，中等生尤為明顯。

2004年，湖南師范大學的瞿珺在“中學物理教學中的元認知”一文中對元認知理論做了簡要的介紹，并結合中學物理教學，認真分析了物理元認知結構：物理元認知知識、物理元認知體驗、物理元認知監控的特點以及它們的關系。通過問卷調查的方式了解了現在中學生的物理元認知水平現狀，并對調查結果進行了分析，結合自己的教學經驗和教學實踐提出了在物理教學過程中培養學生的元認知能力的教學策略，并就如何在課堂教學和物理問題解決中進行元認知訓練提出了一些看法與建議。

2005年，西南師范大學青春進行了“高中學生形成物理概念的元認知訓練研究”，該研究運用了“問題啟發——參與互動”的元認知訓練模式，結合物理概念的教學對學生進行元認知訓練，以揭示提高物理元認知水平和形成物理概念的關系，該研究結果表明：（1）學生掌握物理概念能力和元認知水平呈顯著的正相關關系；（2）該訓練有效的提高學生的元認知水平和掌握物理概念的學業成績，其結果得到較好的保持和一定程度的遷移；（3）該訓練對不同水平學生效果不同，對中等學生最為顯著；（4）該訓練對男、女生均有效，但男生在效果的保持和遷移上優于女生。

此外，貴州省的董英華老師(2001)也進行了學生在學習物理過程中的元認知水平量表的設計；山西師范大學的郭建清、張軍鵬(2003)專門針對物理概念學習的自我監控能力設計了測試量表；楊敬北等中學教師針對物理問題解決中的反思進行了總結討論；廖小兵（2005）的元認知物理教學的研究，分課型呈現教學設計；周彬（2005）著重從加強元認知監控的指導等方面探討了對學生進行物理元認知訓練的途徑。然后，在以上實踐經驗的基礎上，總結出物理學習策略的教學技巧。還有不少物理教師和研究者選取有關利用元認知的思想結合物理某一方面的問題做了一些工作。研究者在課堂教學中對學生進行元認知訓練，培養學生的元認知水平，并對元認知及其與學生學習的關系進行了大量的研究，取得了許多研究成果，為我們進一步研究提供了重要的啟示。但是，我們也注意到，這方面的研究還存在一些問題。總的來看，我們認為，未來研究在以下幾個方面還有待進一步明確和加強。首先，在物理課堂教學中對學生進行元認知訓練的內容進行確定。其次，對學業成績不同水平元認知訓練怎樣做到更有針對性，怎樣促進優生或差生的元認知水平獲得較大的提高。

綜上所述，元認知訓練即對學生元認知知識、技能的教授、培養與開發。其主要內容是教會學生如何根據自己的特點、材料的特點、學習的任務與要求等靈活地制定相應的計劃，采取適當的有效策略，并在學習活動中積極地進行監控、反饋、調節，及時地修正策略和過程，以盡快和有效地達到目標。這實質上也就是設法讓學生學會學習。但是，當前對于元認知培養與訓練方法的討論主要只集中于兩點上，即訓練的有效性和無效性，以及訓練中的遷移問題。隨著元認知理論的進一步發展，以及越來越多的實驗證明元認知訓練的有效性，顯然，只把研究的注意力聚焦于訓練效果及遷移兩個方面已經不完全符合現實發展的情況了，更不能滿足教育實踐對“發展學生的智力”、“教學生學會學習”的廣泛要求。以此為契機，我們認為，關于元認知訓練的研究，應把重點轉移到訓練方法本身這一問題上，通過分析、比較現存的各種訓練方法的特點，發現或者創造出更好的方法來，為素質教育的實施提供有力的支持。同時，研究元認知訓練方法本身的問題，也必定可以對前述兩個方面作出更好的回答。