基于活動卡的元認知策略在初中物理電學實驗中的運用

【摘 要】電學作為初中物理教學中的重要知識，貫穿整個物理學科。探索電學實驗教學方法是當前初中物理教學研究的重點，將元認知策略應用在電學實驗中是一種新的教學方法。該方法能夠讓學生在電學實驗教學中充分理解教師提出的實驗要求，合理解決實驗中的問題，并且準確得到實驗結果。因此，本文探討基于活動卡的元認知策略在初中物理電學實驗中的運用。

【關鍵詞】教學方法;元認知;活動卡;初中物理

【中圖分類號】G633.7? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2021）22-0058-02

1? ?元認知策略概述

元認知即主體對自身的認知，包括對認知能力和認知過程的認知。元認知并不是單獨存在的，其與記憶、語言等一起組成智力，因此元認知能力也決定了主體的智力水平。元認知策略是認知過程中使用的策略方法，在完成認知任務和分析認知因素的基礎上，對認知資源和認知過程進行有效的調控。元認知策略在教學過程中的作用主要是讓學生有計劃地對自己的學習進行有效合理的評價[1]。

2? ?基于元認知的物理電學實驗要求

在物理實驗中，元認知知識包括三點：一是個人，二是任務，三是學習策略，因此，可從這三個方面對物理電學實驗提出要求[2]。

2.1? 觀察能力

觀察能力在物理電學實驗中主要是對現象特征進行全面且準確的描述，因此，元認知知識包括：①個人，對個體的自我控制，表現為能否集中注意力完成對物理電學現象的描述。②任務，在教材和教師的指引下，知道自己需要在什么時候觀察怎樣的電學現象，電學現象有哪些特征，是否需要對比，與哪些電學現象對比。③學習策略，在觀察電學現象前，按照實驗要求，知道觀察哪些電學現象，在觀察過程中通過對比找出電學現象的不同

之處。

2.2? 數據處理能力

數據處理能力包括數據收集、整理、分析，因此，元認知知識包括：①個人，在物理電學實驗過程中認真記錄實驗的各種數據，規范讀取實驗結果，保證讀數精確，分析數據之前建立合理的邏輯關系。②任務，在物理電學實驗中知道需要記錄哪些實驗數據，知道利用何種工具來進行數據讀取，會使用各種工具。另外，還需對數據進行分類排列，按照實驗任務進行相應的數據計算。在分析數據階段，知道研究對象與相關因素之間的關系，能夠分清主次關系、數量關系等。③學習策略，在測量前，了解物理電學實驗中需用到的數據采集工具，知道如何正確使用測量工具，得到正確的數據。測量中，盡量做到不估讀。數據整理時，一旦發現有問題，必須進行驗算。數據分析時，可以使用一定的方法對相關數據進行分類，將電學中的物理邏輯關系類比數學中的比例函數關系，將研究對象設定為比例函數中的Y值，相關因素設定為比例關系中的X值，利用實驗數據尋找Y與X之間的關系。在整個分析過程中，應做到注意力集中，對比分析研究對象和相關因素的數據。

2.3? 操作能力

操作能力即按照電學實驗步驟進行操作，元認知知識包括：①個人，了解物理電學實驗儀器的操作要求和注意事項，知道實驗步驟，在思想上足夠重視。②任務，知道如何操作實驗儀器，制定合適的實驗步驟，避免實驗誤差增大，從而影響實驗效果。③學習策略，按照規范和要求使用實驗儀器，了解實驗內容和實驗步驟，實驗中觀察自己的實驗步驟與周圍同學的實驗步驟是否相同，實驗現象是否相同等，及時對自己的實驗進行調整。

3? ?元認知策略對物理電學實驗的提升作用分析

初中生對元認知策略的理解和運用還處于較低的水平，這需要教師采取一定的方法在實驗教學中啟發學生對元認知策略的認識，提升學生的物理實驗能力[3]。

3.1? 重新對實驗活動卡進行設計

實驗課中，非常重要的一點是不能打破實驗的連續性，如教師突然打斷學生來進行糾正和講解，會使學生的實驗思維出現斷層。為避免這一情況，物理學習活動卡（以下簡稱活動卡）就顯得非常重要。學生在閱讀和完成活動卡的過程中，能夠在潛移默化中形成元認知策略思維，促進整個實驗的實施。

3.2? 分組策略

初中物理電學實驗存在一定的難度，學生難以獨立完成，這就需要學生之間開展合作，從而鍛煉學生的團隊協作精神。如“探究電流與電壓關系”實驗涉及的電路連接、儀器使用、串聯電流表等對初中生而言操作難度較大，部分學生無法單獨完成實驗，教師可根據學生的操作能力進行分組。在分組時，教師可將相對外向的學生與相對內斂的學生分為一組，這樣既能讓學生實現性格互補，又能保證實驗的順利進行，學生的實驗能力也能得到較大的提升。

3.3? 積極開展實驗討論，反思實驗過程

首先，活動卡是根據初中物理教學理念中，關于最大限度地讓學生參與教學，幫助學生盡快步入自主性學習軌道的要求設計的。在開展物理電學實驗之前，教師要給學生留出充足的時間進行活動卡設計，讓學生討論活動卡的內容。通過設計活動卡，學生能熟悉物理電學實驗內容，對發現的問題進行思考，同時小組成員展開討論，這不僅能確定實驗要求，還能培養學生的合作精神。在學生設計活動卡的過程中，教師要扮演引導者的角色，盡量不要打斷學生的討論，主要工作是巡視、觀察學生設計活動卡的動態過程以及完成情況。活動卡設計完成后，教師應對學生設計的活動卡進行簡單分析，以提升學生對實驗的熟悉程度，推動實驗教學的開展。

其次，物理電學實驗結束后，數據的分析、整理是必不可少的環節。教師要引導學生圍繞實驗現象、實驗中出現的問題以及實驗數據誤差進行討論，強化學生對物理電學實驗過程的印象，深化學生對實驗的理解。在“測定物質的密度”實驗結束后，針對各組學生所測量的物質的密度值，教師應認真分析學生整理的物質密度數據，發現數據中存在的問題，并引導學生展開相應的討論。如可提出“測量出的物體密度為何與理論值存在一定的偏差”這一問題，引導學生回憶實驗過程，從活動卡的設計、實驗步驟、實驗儀器的使用等方面，對數據偏差進行有效的分析討論并得出合理的解釋。

4? ?總結

4.1? 元認知策略在物理電學實驗中的作用

將元認知策略應用于物理電學實驗，不僅能提升學生對元認知策略的認識，而且能夠提升學生對物理電學理論知識的認知和實驗能力。實驗前的活動卡設計、人員分組策略，實驗中組員的團結協作、數據記錄，實驗后數據的整理、分析、反思討論，都對學生具有較大的幫助。此外，元認知策略在物理電學實驗中的應用，能使學生從被動參與實驗轉變成自主地完成實驗，能夠讓學生積極參與實驗的各環節，提升學生的自主探究能力和團結協作能力。因此，元認知策略能夠在潛移默化中提升學生的綜合能力，幫助教師高效完成教學任務。

4.2? 元認知策略在物理電學實驗中的具體實施

在物理電學實驗中體現元認知策略對教師的要求并不高。教師要充分利用配套教材開展活動卡的設計活動，引導學生在設計過程中理解物理電學實驗任務和要求以及實驗原理，并且制定合理的實驗步驟以及實驗數據記錄方案，理順實驗思路，這有利于提升學生的實驗設計能力。在活動卡的幫助下，學生能夠規范實驗儀器的操作，避免在實驗中出現問題，保證實驗順利完成。實驗結束后數據的整理也是一個重要的步驟，能夠很好地培養學生的數據整理能力和分析能力，引導學生對發現的數據問題展開討論，提升學生的實驗綜合能力。

另外，元認知策略能夠在一定程度上改變學生對物理教學的認知，提升教師的教學能力。基于活動卡的元認知策略在初中物理電學實驗中的運用，對教師也提出了新的能力要求，首先教師要充分理解元認知策略，其次要對物理電學實驗的教學過程進行重新設計，具有把控實驗過程的能力等。

4.3? 研究反思

元認知策略能夠很好地輔助教師的教學工作。在科學技術不斷發展的今天，先進的實驗儀器和設備不斷更新，更加智能便捷、采集數據精度更高的儀器不斷涌現，物理電學現象也能更加直觀地展示出來，這對教師和學生在計算機方面的知識儲備提出了更高的要求。計算機能夠使學生和教師更加直觀地感知物理電學實驗，同時使數據采集和處理也更加簡便，也給教師今后的研究指明了方向。

【參考文獻】

[1]狄保忻.問題驅動下初中生物理元認知能力的培養研究[J].名師在線，2021（6）.

[2]崔梅.元認知理論下初中物理解題常見問題[J].中學數學，

2021（2）.

[3]金秋豪.元認知對初中生物理建模的影響探究[J].數理化解題研究，2021（2）.

【作者簡介】

戈曉燕（1980～），女，漢族，江蘇蘇州人，本科，中小學高級教師。研究方向：基于核心素養的課堂教學。