元认知理论在高中物理教学中的应用

杭周强

【摘  要】元认知反映了认知的策略，对学习有指导价值。在高中物理学习中，学生不仅要建立起基本的物理知识体系，还要学会学习物理的基本方法。本文从分析元认知理论的概念和特点出发，探讨了元认知理论在高中物理教学中的应用。

【关键词】高中物理;元认知理论;教学应用

中图分类号：G633.7      文献标识码：A      文章编号：0493-2099（2021）29-0096-02

Application of Metacognition Theory in Physics Teaching in Senior High school

（Guanlin Middle School， Yixing City， Jiangsu Province，China） HANG Zhouqiang

【Abstract】Metacognition reflects cognitive strategies and has guiding value for learning. In high school physics learning， students must not only establish a basic physics knowledge system， but also learn the basic methods of learning physics. Starting from the analysis of the concept and characteristics of metacognitive theory， this article discusses the application of metacognitive theory in senior high school physics teaching.

【Keywords】Senior high school physics; Metacognitive theory; Teaching application

一、元認知理论及其特点

（一）元认知理论

美国心理学家弗拉维尔提出了元认知理论，元认知反映了学习的策略和方法。学习是一项包含大量技巧的人类活动，如果学生能够认识到学习活动的本质，并且根据需要及时监控学习过程和调整学习方法，会使学习效果更好。因此，元认知理论对学习者而言具有极其重要的实用价值。如果学习者能够清晰地认识元认知理论，并在学习实践中应用元认知理论，则能够使自己的学习更为高效。

（二）元认知理论的特点

元认知理论具有三大特点：（1）元认知中的知识特点。学习者在学习中主要面对的是各种知识。如果知识太难，学习者将难以掌握;如果知识太易，学习者又得不到发展。在元认知理论中，学习者应该选择难度适中的知识来学习。（2）元认知中的体验特点。学习者在学习中会产生各种不同的心理状态，比如激动、高兴、失望、困惑等。这些心理状态包括了积极的和消极的两个部分。元认知理论认为学习者应该保持积极的学习心理状态，以获取较好的学习体验。（3）元认知中的监控特点。学习者在学习中如果能够有效监控自己的学习状态，有助于调节学习策略，获得较好的学习效果。在平时的学习中，学习者根本就意识不到对学习监控的价值，因而他们也得不到调整学习策略的机会。元认知要求学习者对学习进行有效监控。

二、高中物理中的元认知理论应用

（一）元认知理论在基础知识学习中的应用

基础知识是构建学科知识体系的大厦，起到基础铺垫的作用，高中物理中的基础知识组成较为复杂，而且内容较多，需要安排大量课时。只有抓实基础知识教学，才可以进一步发展学生的物理素养，因此，每位高中物理教师都十分重视基础知识的教学。教和学是统一的整体，两方面缺一不可，在实际教学中高中物理教师重视教，而常常忽视学。在元认知理论指导下的高中物理教学中，教师必须重视学生的学，可以通过帮助学生安排学习方法、学习步骤、学习目标等来实现高效率的学。比如，在《牛顿第三定律》教学中，教师首先花费五分钟时间来帮助学生制定学习计划。教师提出几个包含学习目标的问题：（1）你如何去辨别相互作用力？（2）牛顿第三定律是如何建立起来的，它的核心内容包括什么？（3）如何区分相互作用力和平衡力？接着，教师要求学生自己安排一次自主学习。学生自主学习的方法主要是阅读课本，以及和其他学生展开讨论。由于有了明确的学习目标，学生在心中制定了详细的学习计划，他们仔细地分析着课本中的每一句话，从中寻找有用的答案。接着，他们和其他同学一起讨论，寻找生活中的实例来证明自己所得到的结论。学生讨论过后还不肯罢休，他们用手边的橡皮筋、橡皮、铅笔等做了实验。在学生基本上完成自主学习后，教师再要求学生说一说他们自主学习的收获。在教学的最后阶段，教师提出一个问题让学生思考，问题为：“人在地面上行走，在这个问题中能够哪些那些平衡力和相互作用力？”这个问题具有一定的综合性，可以检查学生是否真正掌握了本节知识。在学生回答完这个问题后，教师对学生学习上存在的问题进行点评，并要求学生在课外继续学习，完善自己的知识体系结构。在本次教学中，教师充分发挥了元认知理论中自我体验和自我监控因素，提升了学生的学习效果。

（二）元认知理论在实验中的应用

学生在实验中可以最大限度地发挥主动性。在以往的实验教学中，教师往往会事无巨细地包办，以为这种教学效果比较好，实验教学方法完全在教师的控制下进行，学生对自己的认知过程缺乏监控和调节。针对这个问题，教师可以使用元认知理论来指导实验教学，帮助学生监控他们的实验过程，并适时地调节他们的实验学习。教师可以预先帮助学生制定实验计划，再在实验过程中提出引导问题，通过这些教学手段来帮助学生监控和调节实验学习。比如，在《测定电池电动势和内阻》实验教学中，教师可以关注学生对实验学习的认知，引导学生制定实验计划，监控实验过程。首先，教师提出问题：“联系我们前面所学的知识，想一想可以采取什么样的方法来测定电池的电动势和内阻？”学生通过回顾和思考，提出了一些方法。教师和学生一起讨论，去伪存真，最终一致商定采用测量路端电压和干路电流的方式来计算电池的电动势和内阻。在明晰了实验原理后，教师提供器材，让学生自主选择需要用到的器材，再提出几个问题，以引导学生关注认知过程，问题为：（1）应该如何选择实验器材？（2）在实验中应该注意哪些实验细节问题？（3）应该采取什么方法来处理实验数据？在学生回答问题后，教师再让学生实验，要求学生将实验过程中遇到的各种问题记录下来，以提醒他们监考自己的实验学习。在本次实验教学中，教师采用了各种手段让学生来注意到实验学习的过程，而不仅仅是知识和技能本身。学生在这种环境下，遇到问题时会主动思考解决方法，还会不断地调整自己的实验策略，尽量使自己从实验中获取更多的知识。

（三）元认知理论在复习中的应用

复习是一个查漏补缺、提升能力的过程，极具价值。在通常的情况下，高中物理教学中的复习主要是教师通过复习课的方式来开展。复习课是在教师主导下的复习教学，教师通过全面的讲解来复习知识点，并采用具有一定综合性的题目来训练学生的物理能力。在元认知理论下的复习教学中，教师应该采用有效的教学方法，来引导学生凸显出他们在知识体系上存在的缺陷，并使他们根据自身的需要展开针对性的复习。比如，在《静电场》这一章教学结束后，教师要求学生对本章展开反思，并提出问题：“这一章的学习已经结束了，你们有哪些收获？在哪些方面还存在不足？请你们将自己的思考写在纸上。”学生通过反思，将自己学到的各种公式、规律等写在纸上，并将学习上存在的薄弱点写在纸上，这个过程让学生了解到了他们在本章学习上存在的不足。在复习教学中，教师将学生在本章学习上存在的普遍问题使用课件展示出来，让学生关注到问题，教师适当地点评这些问题，以强化学生对这些薄弱知识点的认识。在本章复习结束后，教师提示学生要经常进行复习，而不能仅仅依靠固定的复习课复习。在本次复习教学中，教师通过引导让学生认识到了自己在学习中存在的缺陷，帮助学生展开了针对性的复习。由于学生认识到了自己在总体学习中的问题，因此他们会制定一定的计划，并且按照计划开展复习。在复习中，学生能够监控到自己的复习情况，并适当调整，以提升复习状态。

元认知理论在高中物理教学中有重要的应用。教师可以通过有效的教学策略来帮助学生建立起对学习的认知，从而使他们学会学习。元认知技能的掌握可以实现学生的终生学习、终生发展。在教学中，高中物理教师应利用元认知理论，指导高中物理教学，帮助学生夯实物理学基础知识，提高学生动手做物理实验的能力，从而提高学生的物理核心素养。

参考文献：

[1]郭常勇.元认知理论在教学改革中的应用研究[J].中学物理教学参考，2015（06）.

（责任编辑  范娱艳）