中学物理元认识的训练教学方案

1、第 第 页中学物理元认识的训练教学方案元认知“是个体对自身认知过程的知识和意识,也可称为检验、调整和评价个体思维技能。”元认知这一概念的内涵笔者认为可以分为三个部分:元认知知识(指认识自己的认知过程所需的一切知识);元认知技能(指认识、评价、监督、调控自己的认知过程所需要的一切技能);元认知体验(指伴随认知过程所产生的理智和情感的体验)。而个体的元认知知识与元认知技能的综合那么表现为其元认知水平”。将元认知概念及其理论引入中学教学,那么,强化同学的元认知意识、增进同学的元认知知识、进展同学的元认知技能、提高同学的元认知水平,就必定进入我们的教学目标,使教学目标不再单指向各技能层次的知识的获得,

2、而将向认识活动的过程移动,并且由认知目标扩展到了元认知目标;教学目标不再单指向外显型的行为目标,将更多地向内隐型的心理活动目标移动;教学目标不再以老师掌握的外控型目标为满意,而向同学自控型的目标进展。教学目标的扩展和深化,必定引起教学内容、教学方法以及教学评价诸领域的相应改变。显着,同学的元认知知识和技能,是同学学会学习的基础,今日的教改应当深入到这个层次。1、元认知知识的传授元认知知识涉及的面很宽。例如,关于学习活动的元认知知识有:知道学习有哪些环节,明确各环节的要求,理解怎样才能做到这些要求的建议等;关于认知活动的元认知知识有:了解认知有假设干心理过程,明确每一心理过程有假设干环节或子过程

3、,理解个体心理过程有品质的差异及改善品质的假设干策略等;关于学科学习的元认知知识又是因学科的不同而不同的,关于物理学习的元认知知识有:知道物理学习有概念、规律、试验、思想方法等假设干方面,明确学习每一方面的意义和详细要求,理解学习物理知识的不同层次的水平差异等。课堂教学的内容主要由教科书提供,各学科教科书中隐藏着以上元认知内容的某些部分。但教科书是以各学科知识结构为系统来编写的,关于元认知的内容是不系统的,而且往往是隐含的、点滴的,散见的,因此需要发掘教材中的元认知成分,并加以系统化。而且元认知知识与科学知识在同学心目中的地位也是不一样的:后者是各种重要的、非重要的考试的对象,而前者从不是考试

4、的对象,因而多数同学只把后者作为学习对象,于是加大了教学的难度。同时,还有一些元认知知识(如认知活动)是不涌现在教材中的,因此还需要补充一些讲座和文字材料、音像材料或微机软件。元认知理论的引入,使教学内容由教科书中外显的知识深入到了书中隐藏的元认知因素;使教学内容由以教材为主扩展到课外教育书籍或老师针对自己同学撰写的补充材料;使教学内容以学科内容为主而又渗透了须要的、少量的、能为同学接受的心理学内容及行为规范、学习习惯等教育内容。笔者于最近六年时间中,努力致力于元认知知识的传播。除物理课堂教学渗透外,还在仔细洞察分析同学学习习惯现状的基础上,针对同学实际分拟“作业要求”、“怎样上好早读”、“怎

5、样上好课”、“怎样在家复习功课”等一、两千字的短文印发给同学,和其他老师一起向同学宣讲短文内容,努力扩展同学有关学习活动的元认知知识。组织一、两百个同学参与的“学习与心理”系列讲座,和其他老师一起讲演关于立志、意志、情感、留意、记忆各专题,努力扩展同学关于认知过程的元认知知识。2、元认知技能的训练元认知技能是区分于记忆力、想象力、思维技能等一般认知技能的非常技能,这种非常技能通过意识(元认知方面的认识和倾向)、判断(对自己知识、技能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、心情实施调整掌握)表现出来的。其中,核心是调控。对某一详细的元认知活动来说,调控又可分为相统一的两

6、个阶段。一个是监测,即对自己某一认识活动的判断和评价;一个是掌握,即对继续下去的认知活动的调整。掌握以监测为基础,监测以掌握为目的。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,元认知技能的培育与各种一般技能的培育一样,是通过行为规章的训练来完成的。同时,元认知技能又是较一般认知技能层次更高的技能,因而关于元认知技能训练的难度必定大于一般认知技能训练的难度。我们先来看一个含有元认知知识教学及技能培育的教学过程。为了培育同学良好的解题习惯,首先需要回答什么是良好的解题习惯,于是结合课堂教学渐渐向同学传授有关物理的良好解题习惯的元认知知识:第一、解题前充分思维的.习惯。用心地、认

7、真地阅读题目,分析题目所描述的物理现象,弄清已知量、所求量和繁体结构,在估量解题方向的基础上选择最正确解题方案,都需要通过充分思维。第二,利用图形帮助解题的习惯。图形能够把题目所描述的或者思索过程中的物理现象详细化、形象化、模型化,使已知与未知条理化。第三,解题中书写须要文字表达的习惯。文字表达是思维外显的方式之一,书写文字表达的过程也是理清解题思路、订正偏差的过程。第四,解后反思的习惯,端详答案的正确性、真实性,回顾解题所用的知识、技能、思想方法,使解题中取得的感性阅历渐渐积累、升华为理性的知识、观念。讲解中既说明什么是良好的解题习惯,而且也说明为什么这是良好的解题习惯,以便于同学在理解的基

8、础上去实践。但是,同学明确什么是和为什么是良好的解题习惯到情愿实践到真正形成良好的解题习惯,往往还有一个很长的过程。尤其是解后反思,许多同学认为不须要,即使认为须要也不想付诸实践,同学在这个问题上的元认知意识一般比针对自己学习方法的元认知意识要差得多。于是,老师在传授元认知知识的基础上,需要创设问题情境,为同学提供实践机会,开展元认知技能的训练工作。例如为培育解后反思的习惯,某次训练中老师给出如下课外练习:“把四个阻值均为1欧的电阻与电动势为6伏,内阻为1欧的电源连接起来,要使外电路消耗的电功率为最大,其外电路的总电阻是多少?这四个电阻应当怎样连接?”请同学们用完可能多的方法去解这个问题。由于

9、教材中已删去了电源最大输出功率的内容,因而同学们没有现成的思路可以利用。老师收集同学的多种解法,让同学陈述自己的思路,将各种解法的主要思路反馈给全体同学。在这以后,解后反思的元认知过程就开始了。老师首先让各种解法的同学表达是如何得到这种解法的,促使同学把自己(和同学)的认知过程作为讨论对象。其次让同学争论这些解法是否可以归类,促使同学评价同一认知结果的不同认知过程,由于不同解法收集了七、八种之多,使得归类工作富有制造性,同学争论得很有爱好。最末全都认为主要解法有三类:一类是利用输出功率P的关系式求极值。其中又有利用P与外电阻R的关系和P与干路电流I的关系两种方法。每一方法中由于求极值的方法的不

10、同而又有物理思想相同,数学思路不同的各种解法。第二类是径直利用物理判断解决问题。如当外电阻等于内电阻时,P有极大值。或电路中电流为短路电流的一半时,P有极大值。第三类是用穷举法解决问题。算出这四个电阻全部可能接法消耗的电功率,其中必有一个功率最大反过去就找到了功率最大时外电路的总阻值及各电阻的接法。归类工作完成之后,进行第三步,让同学争论还有没有其它解法,促使同学利用有意的思索激活相关知识,进一步获得元认知体验。结果同学们发觉进行比较归类有提示新的思路的作用。由于P还与端电压U有关系,于是又找出用P与U的关系和P与I、U的关系的两种属于求极值一类的解法并获得一个新推论:当端电压等于干路电流与内

11、阻的乘积时,P有极大值。这很多解法使同学们兴奋并思路开展,于是又进行第四步,争论哪种解法更好,促使同学评价不同思路在达到解题这个认知目标中的优劣,为认知过程的调控打下认识基础。同学们认为第三类解法局限性大,假如不给外电阻的状况就无法运用;第一类解法最正规;第二类解法简捷,但需要具有相关的物理知识。第五步,请做错或做不起的同学表达缘由,促使同学把出错的认知过程也作为讨论对象,进一步为认知过程的调控打下认识基础。同学们发觉做不起的缘由主要是数学知识不熟,不会求极值。做错的思路主要是两种:一种认为电路中电流越大,消耗的功率也越大因而将四个电阻并联;一种认为电阻越大,消耗的功率越大,因而将四个电阻串联

12、。这两种思路的错误都在于作了依据不充分的物理判断。在以上争论的基础上,老师对用求极值的方法和用物理判断求解物理量的最大值或最小值问题进行了总结,说明白这两种方法的特点、联系、区分及选用原那么。第六步,让同学说说解后反思的收获,或者说说自己是否能够听懂得各种解法,是否能够掌控各种解法,在其它类似的状况下估量自己是否能想起并正确运用这些解法,促使同学进一步评价自己有关的知识与技能现状,进一步激发把自己(和同学)的认知过程作为对象来讨论的意识,进一步感受伴随认知过程所产生的理智的和情感的体验。这些争论原来已超出了一题多解的范围而进入了元认知的领域,但当老师把同学的思维闸门打开之后,同学的思路往往不肯

13、定按老师预先的设想进行。同学们又提出了新的问题。这道题按求极值的方法求出当R=r=1欧时,输出功率P有极大值,而所给外电路的四个电阻也恰好可以组合为1欧的电阻。那么假如外电路给的是三个1欧的电阻或五个1欧的电阻,用它们不能组合为刚好1欧的电阻时,答案又该是多少呢?于是再进一步争论,全都认为,找一个组合,使该组合的总阻值比其它组合的总阻值更接近1欧就可以了。又有同学提出,我们对这个问题全貌还不清晰,要真正的清晰这个输出功率改变的问题,应当画一个输出功率随外电阻改变的P-R图象。画出的图象又促使同学们修正自己的判断:由于图线最大值的两那么不对称,因而应将全部可能的外电阻值最接近1欧的一大一小两个值

14、带入公式计算出功率,谁输出功率大,谁就是答案。同学们感叹:没想到这个问题表面上看不难,却能这么深入地想下去,真有意思。这个教学过程,对我们有以下几点启示。第一,元认知过程与认知过程是相互交织、渗透的。元认知是对认知的认知,因而它发生在认知之后,但不断地对正在进行的认知的各个局部进行认知,就使元认知与认知相互交织、渗透,有时能相互剥离,有时竟不能。从教学的角度看,这两者能区分就区分,以有利于同学元认知意识的形成;不好区分的就不区分,由于这两者能同样是为同学的进展作贡献的。在这个例子中,通过解后反思这个认知与元认知交织过程,同学对有关物理知识、思想方法、数学知识及其技能都得到增长和强化,同学对自己

15、认知过程的监测、掌握技能得到了训练,从中获得了把认知过程作为讨论对象的胜利的体验。老师有须要反思整个教学过程的环节,适当区分认知与元认知,以获得有关元认知教学的反馈。对同学那么只要留下解后反思好,把自己或同学的思路进行深入讨论很有须要的印象就达到元认知教学的基本目的了。为了从概念上区分认知与元认知(由于元认知也是一种认知),我们不妨把对客体的认知称为客体认知,而把对客体认知的认知称为元认知。第二,教学过程中,师生的相互作用加强了。老师的教学设计,不但要能指导同学的认知活动,而且要能掌握同学的元认知活动较客体认知更高层次的思维活动,老师对同学的作用加强了。同学的思路是老师用几个程序性问题打开的,

16、而同学思路一旦打开,就由他自己的方式开展,反过来又作用于老师,老师备课时只能在明确的教学目标下,决断争论的主题,对可能的结果作大致的估量,不可能、也不须要把一切状况部估量到,对同学的反作用老师应学会临机应变,同学对老师的作用也加强了。第三,把元认知引入教学,需要相应的教学时间。加强了元认知知识的传授和元认知技能培育等教学内容,自然需要增加相应的教学时间,特别是为了让更多的同学开展思维,加入到元认知活动之中,需要留足充分思索、充分争论的时间。如刚才所举的例子,且不说让同学在课外思索争论所用的时间,单在课堂上汇合争论结果都需要较多的时间。为了获得元认知教学的时间,一是细心安排每堂课的教学内容,适当减削讲解时间,增加师生共同活动时间,以便呈现思维过程,并以它为对象进行争论、讨论。一是由课堂向课外延展,利用课外活动时间传授非单纯学科的元认知知识。当然上述详尽争论只能是典型,不可能多,须认真选择和设计,以带动零星训练。由以上的启示可知,将元认知引入教学后,其元认知训练与一般教学是相互渗透的,并不增加新的教学方法,只是各种教学方法运用频率、运用时间的比例有所改变,使其中教育式