科学教学中学生元认知能力的培养-最新教育文档

1、科学教学中学生元认知能力的培养本文从元认知知识、元认知体验、元认知监控三方面的内容来认识元认知 理论，通过对元认知理论的学习，从情境中激活元认知意识，在实践中积累元 认知体验，在评价中强化创设反馈机制来阐述元认知理论在教学中的初步应 用，并用教学中的具体实例体会元认知能力的培养途径，为今后科学课堂教学 的全面提高奠定基础。小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。科学素养的形成 是一个长期的过程，早期的科学教育将对小学生科学素养的形成产生决定性作 用。在科学课教学中，学生是学习的主体，科学课的教学应建立在满足学生发 展需要和他们已有经验的基础上，提出他们自主学习、自我探索的课题和活动

2、方式，指导他们自我发展和科学的探索方法，帮助他们体验教学活动的过程和 方法，使他们了解科学技术和社会的关系，并学会乐于与人合作，为今后的科 学学习和发展打下基础。通过科学课程的学习，有利于小学生形成科学的认知 方式和科学的自然观，发展他们求知的个性，开发他们的创造技能，为此，建 立以元认知能力培养的课堂教学方法和教学模式是十分必要的。一、理论依据元认知是 1976 年由美国著名心理学家弗拉威尔最先提出，他认为元认知就 是对认知的认知，它包括元认知知识、元认知体验、元认知监控三方面的内 容。1. 元认知知识：是个体关于自己或他人的认识活动、过程、结果或与之有关 的知识。在学习过程中表现为：对个人

3、学习能力、学习特点、学习方式的认 识；对学习目标及制约学习任务完成的因素的认识；对学习策略种类及各种策 略特点的认识。2. 元认知体验：是个体伴随着认知活动的展开而产生的认知体验或情感体 验，如经验、教训、心得、失败的沮丧、成功的喜悦等。在能够引起个体对自 己的行为和思想进行思考、做出情绪反应、进行自我控制的情绪中，最容易产 生元认知体验。而学习的成功与否，在很大程度上取决于学生对认知活动本身 及活动的质量进行大量的反省或体验。1/ 73. 元认知监控：是个体在认知活动进行的过程中，对自己的认知活动积极进 行监控并相应调节，以达到预期的目的。由此，元认知的实质就是对认知活动 的自我意识和自我监

4、控进行反馈。人通过控制自己的意识而相应地调节自己的思维和行为，从而减少认知活 动的盲目性，提高认知活动的效率与成功的可能性。科学教师元认知意识的全 面提高是科学教学中元认知能力培养得到深入实施的前提，它包括教师自主发 展意识的提高，教师在科学探究过程中自我意识的提高，教师对元认知相关知 识了解性的提高，教师对学生自我监控、自我调节指导策略的提高等。学生元认知意识的提高是科学教学深入实施的保证，它包括学生科学探究 目标意识的提高，科学探究中自我独立思考、互相合作意识的提高，科学探究 中自我反思习惯的形成和反思深度的技能性提高等。在学习过程中，学生不仅 要知道学什么、何时学、为何学、如何学，还要有

5、意识地调节自己的认知加工 过程，认识和掌握科学的学习方法和学习策略，并自觉监控和调节自己的学习 过程，从而尽快地学会学习，真正成为学习的主人。二、具体实施从元认知的角度来考虑，学生的学习活动并不仅仅是对所学材料的体验和 识别、加工和理解的认知过程，而且还是一个对该过程进行积极监控、调节的 元认知过程。在学习过程中，学习效率的高低、学习成功与否取决于元认知能 力的强弱和是否学会学习。元认知使学生从过去的盲目探索学习变为策略性高 效的学习，使学生不仅把教学内容作为认知的客体，同时还把学习情景当作认 知的客体，了解自己的学习能力特点、所掌握知识的水平，选择恰当的学习方 法。元认知使学生意识到自己 “

6、该学什么 ”、“为什么学习 ”、“怎样学”，进而提高 学习的主动性。因此，培养学生的元认知能力对于教会学生自主学习具有重要 的现实意义。1. 情境中起步，激活元认知意识。元认知强调元认知意识，教师只有增强自 身的元认知意识，才能主动并有效地去指导学生将元认知要素渗透于科学探究 中，去努力构建有意义的科学知识。小学生在科学启蒙学习时， “知”之甚少， 好奇心却 “浓 ”。2/ 7因而探究心理的形成对具有好奇心、求知欲强的小学生来讲本身就是一种 满足，一种乐趣。这时，就可以在学习新知识之前，提出与课文有关的一些情 景，亦即适时提供 “刺激 ”，引起学生的好奇与思考或引起学生的认知冲突。 “刺 激”

7、就是一种学习任务，可以用设置问题情景或活动情景呈现出来，它设置了未 知问题和学生已有经验之间的矛盾，引起学生愿意探索求知的意向。“创设问题情景 ”就是在教学内容和学生求知心理之间制造一种不协调，把 学生引入与问题有关的情景中去，在他们的心理上造成一种悬念，从而使学生 的注意、记忆、思维凝聚在一起，以达到智力活动进行探究的最佳状态。如“水的变化 ”一课，当学生在教师出示的热水杯杯盖上发现许多小水珠并 很想知道是怎么回事的时候，教师要做的决不是做出权威的解释，而是引导学 生结合已知道的蒸发知识，鼓励他们进行推测，当他们猜想小水珠可能是水蒸 气变成的时候，教师再激发学生进一步思考水蒸气是怎么变成小水

8、珠的，需要 什么条件，能用实验证明你的猜想吗？ 通过探究，学生们就明白了小水珠是 水蒸气遇冷凝结而成的。获得结论的孩子们高兴不已，在不断探索和追求中，他们通过自己已有的 知识解决了问题，在实践中感受了快乐。在活动中，创设情境诱导学生追求解 决问题的意愿，把学生当作认知活动的主体，让学生自主学习成为可能，从而 学会自觉或不自觉地运用元认知意识来指导学习。2. 在实践中积累，丰富元认知体验。元认知强调认知体验或情感体验，包括 知的体验和不知的体验。在教学中，应用各种策略给予学生充分认知体验和情 感体验的机会，使他们体验到科学探究的乐趣，归纳科学探究的方法，领悟科 学思想精神。小学生以形象思维为主，

9、因此教学的直观性、鲜明性就显得尤其 重要。小学生感兴趣的刺激不是眼前认知体验的事物，而是未知的通过努力就可 以认知的事物；不是低于自己生理发展的知识，而是高于自己生理发展的、能 够掌握的知识。元认知体验伴随着学习的全过程，而其中经历的各种体验，将对今后学习 的情感态度、解决问题的策略选择等方面起着重要的导向作用。3/ 7如教学 “落叶变成了什么 ”一课时，笔者先向学生提出这样的问题让他们思 考： “你们知道落叶会变成什么？ ”一“石激起千层浪 ”，学生对落叶的变化进行了 各种猜测： xx会被虫子吃掉。 xx没有变化，被埋在土里了。 xx会变成肥料吧！孩子们各抒己见，活跃的思维引发了探究的兴趣。

10、那么，他们的猜测究竟 对不对呢？笔者利用学校的有利条件，带领孩子们到校园的林荫道去看个究 竟，通过孩子们动手查找，他们找出了各种变化程度不同的落叶，学生们带着 浓厚的兴趣去思考、探究： 学生翻开那厚厚一层叶子时，发现下面的泥土 是黑的，就高兴地叫： “我知道了，落叶会腐烂变成肥料，因为落叶下的土是黑 色的。”“我看到落叶上有洞，肯定被虫子、蚂蚁等咬过。 ”落“叶会变黄， 可能因为被太阳晒干了。 ”学生又在落叶中找到并发现刚落下的叶子是绿的，然后变黄、变枯、最后 变烂。收集了这些资料，孩子们兴奋地交流着彼此的收获。在每一次自主探究活动中，教师注重指导学习策略和方法，要舍得花时间 让学生去讨论和探

11、究，因为学生对新知识的理解与获得，更重要的是通过实际 感知来完成的，在正确引导下，时间往往决定着理解程度的深浅。因此，在活 动中，教师应充分发挥其主体作用，让学生多 “动脑 ”想一想、多 “动手”做一做， 以丰富其元认知体验。再如 “物体在水中的沉浮 ”一课，学生通过观察实验现象发现，有的物体在 水中上浮，有的物体在水中下沉，那么有什么办法可以让上浮的物体下沉，而4/ 7让下沉的物体上浮呢？教师让学生充分利用各种实验材料自主探究，20 分钟后，学生通过实验想出了十几种方法：拿橡皮泥捏成小船会浮在水面上；橡皮 泥放在小纸船上也可以浮在水面上；把木筷和橡皮泥绑住；铁钉放在泡沫上 由此就揭开了沉浮的

12、秘密。3. 在评价中强化，创设反馈机会。元认知强调主体在进行认知活动的全过程 中，将自己正在进行的认知活动作为意识对象，不断地对其进行积极、自觉地 监督控制和调节。施良方先生指出： “所谓元认知，是指人们对认知过程的监 控。”在科学课教学中，根据元认知的要求，我们不仅对每个活动单元要制定操 作计划，更重要的是要在组织实施后及时地评价、反馈认知活动中出现的各种 情况，发现认知过程活动的不足，及时修正，调整认知策略，采取补救措施。 这样减少了认知活动的盲目性，提高了认知活动的效率与成功的可能性，在以 上环节中，核心环节是评价反馈机制。在教学过程中，教师应该为学生提供一个和谐、民主的反馈环境，每个人

13、 都可以自由地评价他人的学习方法和策略，愉快地接受他人畅所欲言的评价。 教师还要逐步引导学生从以教师为主导的外部反馈转化为学生自己的内部反 馈，并形成习惯。如“观察水”一课，背景：教师为学生准备了一小包食盐和一小包沙，告诉 学生“你们想了解沙和盐放入水中会有什么样的变化？它们的变化有什么不同？ 请同学们从塑料水槽中取出两杯水，分别放入沙和食盐，请仔细观察沙和食盐 在水中会有什么变化。 ”小组活动后汇报：师：有的组不停地在搅拌，那你能观察到什么？师：我看大家都有好多发现，我们一起来听一听。生：我们不停地搅，后来盐不见了，沙子还在。生：有少许轻一点的沙子浮在水面上，其它都沉到水底；盐不是一放下去

14、就溶解的，要过一会儿才溶解。生：放沙子的水稍微变得脏了一点。师：还有没有其它的？5/ 7生：我们没有搅拌，盐溶化得很慢。有一些已经溶化了，还有一些沉在水 底，我相信过一会儿它就会溶化。师：你们都说盐溶解了，那谁能把大家说的汇总一下，哪些现象说明盐溶 解了？生：水好像变清了。生：盐一会儿就不见了，搅拌的时候没去注意它，再看的时候，发现一点 儿都没有了。生：可以证明盐溶解了，只要尝一下水变咸了，说明盐已经充分溶解在水 中了。师：大家都认为盐在水中看不见了，水变咸了，说明盐在水里溶解了。板书：看不见、溶解。那么沙溶解了吗？（生齐答：不溶解）你的判断标准是什么？生：沙子在 没有放之前是一粒粒的，放入水

15、中后，搅拌了很长时间还是一粒粒的。师：没有变化。那最后怎么样？有学生说：沉到水底。教师对学生的学习行为进行发展式课堂反馈，通过沙和食盐在水中显著不 同的变化，充分调动学生原有的对溶解现象的认识和 “理解 ”。使学生比较直观 地体验到沙在水中没有溶解，而食盐已经溶解了，从而初步形成溶解的概念。 教师的反馈语使学生经历对观察结果的简单整理、概括的活动过程，经历一个 概念获得的完整过程。由教学实例充分体验到，教学中对概念的评价监控与反馈，从中实现了体 验者对知识的输入、加工、深化等调节作用。这样，就可以通过调控自己的行 为而相应地调控自己的认识，使知识在此得到深化。不断地调节、不断地反馈 就可以不断地深化认识，使知识的掌握上升到一个新的层次，从中也学到了掌 握知识的方法。6/ 7思想家卢梭明确提出要教给学生学习的方法，他说： “问题不在于教他各种 学问，而在于培养他爱好学问的兴趣，而在这种兴趣充分增长起来的时候，教 他们研究学问的方法。 ”在科学课堂的教学中，不仅要培养学生对科学探究的