劉華揚

(廣東北江中學(xué)，廣東 韶關(guān) 512026)

1 引言

新課程的核心理念是“人本思想”,而“人本”的核心是學(xué)生的自主學(xué)習(xí)．自主學(xué)習(xí)相對于被動、機(jī)械和他主學(xué)習(xí)而言,更為強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)成果等方面進(jìn)行自我設(shè)計、自我管理、自我調(diào)節(jié)、自我監(jiān)控、自我評價和自我轉(zhuǎn)化等．自主學(xué)習(xí)能激活學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,促進(jìn)學(xué)生思維能力發(fā)展,優(yōu)化學(xué)生思維品質(zhì),養(yǎng)成終生學(xué)習(xí)能力．

以探究的方式學(xué)習(xí)物理,可以使學(xué)生領(lǐng)悟到物理奇妙莫測、應(yīng)用廣泛的“本色”,滿足學(xué)生好奇、好動、好思的學(xué)習(xí)心理,能夠引導(dǎo)學(xué)生主動建構(gòu)物理知識,主動獲取物理信息,主動參與物理科學(xué)實踐活動等．探究也能使學(xué)生關(guān)注生活、關(guān)注自然、關(guān)注社會熱點,因此探究式教學(xué)是一種溝通學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與人文素養(yǎng)交融的渠道．

元認(rèn)知,指的是人對自己認(rèn)知過程的認(rèn)知,元認(rèn)知能力,是人區(qū)別于動物所擁有的一種能力,元認(rèn)知能力關(guān)乎個人在認(rèn)知過程中知識的調(diào)節(jié),以及學(xué)習(xí)和思維活動中知識的控制．因此在科學(xué)探究過程中,元認(rèn)知能力至關(guān)重要,我們在科學(xué)探究中要著重培養(yǎng)學(xué)生的元認(rèn)知能力．

筆者在物理課堂中將探究式教學(xué)與元認(rèn)知能力培養(yǎng)相結(jié)合,提出一種物理教學(xué)的新思路,旨在發(fā)展學(xué)生的元認(rèn)知能力,同時追求更高的教學(xué)效率,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展．

2 元認(rèn)知概述

元認(rèn)知(metacognition)由美國心理學(xué)家約翰·弗拉維爾(J.H.Flavell)于1976年提出．這一概念提出后很快成為認(rèn)知心理學(xué)的熱門課題,并受到教育心理學(xué)家的熱切關(guān)注．此后多位心理學(xué)家都對元認(rèn)知做了定義,雖然每個人的定義和側(cè)重點不盡相同,但基本思想都是一致的,即元認(rèn)知是對認(rèn)知過程的認(rèn)知．

元認(rèn)知包括元認(rèn)知知識、元認(rèn)知體驗和元認(rèn)知監(jiān)控．元認(rèn)知知識是認(rèn)知主體關(guān)于自己或他人的認(rèn)知活動、過程、結(jié)果以及相關(guān)信息的知識．元認(rèn)知體驗是認(rèn)知主體隨著認(rèn)知活動而產(chǎn)生的一種認(rèn)知或情感體驗．元認(rèn)知監(jiān)控是認(rèn)知主體為使認(rèn)知活動達(dá)到預(yù)定目標(biāo)而對認(rèn)知活動所進(jìn)行的監(jiān)測和調(diào)控．這3個方面雖相互獨立,實則密不可分．元認(rèn)知知識是產(chǎn)生元認(rèn)知體驗的基本條件,元認(rèn)知體驗是形成元認(rèn)知監(jiān)控的前提,元認(rèn)知監(jiān)控是元認(rèn)知的目的和核心,這3個方面相互作用,循環(huán)往復(fù),三者動態(tài)有機(jī)的結(jié)合，即構(gòu)成了元認(rèn)知．

3 元認(rèn)知能力培養(yǎng)模式的構(gòu)建

學(xué)生的元認(rèn)知能力隨年齡的增長而增強(qiáng),并呈“先慢后快”的發(fā)展趨勢．在高中階段,學(xué)生大多處于15-18歲,這一時期認(rèn)知結(jié)構(gòu)的各種要素發(fā)展迅速,認(rèn)知能力不斷完善,是培養(yǎng)和提高元認(rèn)知能力的最好時機(jī)．探究作為物理課堂重要的教學(xué)和學(xué)習(xí)方式,既為學(xué)生提供了運用各種學(xué)習(xí)方法、科學(xué)方法和元認(rèn)知方法的機(jī)會,又能充分激發(fā)學(xué)生的元認(rèn)知體驗和監(jiān)控意識,因此探究式教學(xué)將成為元認(rèn)知能力培養(yǎng)的重要途徑．

為了能成功地將元認(rèn)知訓(xùn)練與科學(xué)探究活動相結(jié)合,我們嘗試將元認(rèn)知能力培養(yǎng)嵌入以下培養(yǎng)模式中(見圖1).

這一模式主要包含4個環(huán)節(jié).

(1) 自我認(rèn)識、任務(wù)評價．認(rèn)識探究課題是哪方面的問題,涉及哪些知識,探究活動的性質(zhì)、難易程度、所需工具、手段的種類,探究課題的最終目的和對探究者和探究活動的要求等．認(rèn)識自己掌握了哪些與探究活動相關(guān)的知識,已有知識是否能滿足探究要求,根據(jù)自己先前表現(xiàn),判斷自己的認(rèn)知風(fēng)格,在探究能力方面有哪些優(yōu)勢和不足．

圖1 元認(rèn)知能力培養(yǎng)模式

(2) 目標(biāo)設(shè)置、策略計劃．制定探究計劃,確定探究可能用到的方法,策略,確定探究需要進(jìn)行哪些活動,收集哪些資料,活動需要采取哪些方法和步驟,小組如何分工等．

(3) 策略執(zhí)行、監(jiān)控調(diào)節(jié)．實施計劃,根據(jù)探究體驗,不斷評價探究過程,獲得探究活動質(zhì)量的信息,找出探究中出現(xiàn)的偏差并適時調(diào)整計劃,選用恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ?/p>

(4) 反思策略結(jié)果、過程評價．反思制定的計劃是否實現(xiàn),哪些方法、策略發(fā)揮了作用;總結(jié)策略有效的條件;評價自己及小組在整個探究過程中的表現(xiàn);對探究中的“新、異”情況進(jìn)行反思．

循環(huán)的模式,體現(xiàn)元認(rèn)知能力的發(fā)展是一個循序漸進(jìn)的過程,只有經(jīng)歷多次探究、反復(fù)進(jìn)行自我評價、策略計劃、和過程反思,才能豐富元認(rèn)知體驗、內(nèi)化元認(rèn)知知識．

4 案例

下面通過案例“曲線運動”的探究教學(xué)來詳盡地闡述這一元認(rèn)知的培養(yǎng)模式.

4.1 情景引入

圖2

細(xì)線下面懸掛一個鋼球,細(xì)線上端固定在鐵架臺上，將圓形瓶蓋置于水平桌面上,使鋼球靜止于瓶蓋的圓心．用手帶動鋼球,讓鋼球獲得初速度,使它沿圓形瓶蓋邊緣做圓周運動(見圖2)．

① 提出問題:鋼球為什么可以做勻速圓周運動?

② 任務(wù)評價:探究課題是哪方面的知識;探究課題所需的方法手段．

③ 自我評價:有了力學(xué)知識和牛頓第二定律知識做基礎(chǔ),總體上可以把握探究過程．但為了更好地完成探究任務(wù),還需推演出向心力的表達(dá)式,以幫助確定探究方案．

④ 計劃安排:小組成員協(xié)商探究方案,實驗技能較好的學(xué)生在旁監(jiān)督指導(dǎo)．反復(fù)琢磨教師所講解的演繹、歸納等邏輯方法,總結(jié)它們的適用條件和范圍,在探究過程中勤問“為什么”．小組成員要建立和諧互助的關(guān)系,敢于發(fā)表看法．

⑤ 目標(biāo)細(xì)化:勻速圓周運動中的向心力的探究——如果物體做勻速圓周運動,其中的向心力的來源如何確定.

⑥ 探究流程.

教師: 鋼球在做勻速圓周運動,什么力提供向心力?

圖3

分析探究:學(xué)生動手畫圖(見圖3),對鋼球進(jìn)行受力分析,并在教師引導(dǎo)下找出提供向心力的合力．繩子的拉力和鋼球的重力提供向心力，向心力的大小為mgtanθ.

問題討論: a. 實驗的原理是什么?

b. 根據(jù)實驗原理,你們需要知道哪些物理量?

c. 哪些物理量是必須測量的? 哪些物理量可以不測?

d. 需要哪些實驗儀器呢?

⑦ 模型延伸.

a. 變速圓周運動中的向心力的探究——如果物體做變速圓周運動,其中的向心力的來源如何確定.

b. 一般曲線運動的探究——如果物體的運動軌跡不是直線,而是曲線,如何對一般的曲線運動進(jìn)行研究．

4.2 變速圓周運動分析

一鏈球運動員在拋球前正加速旋轉(zhuǎn),鏈球在該過程做的是加速圓周運動并把視頻中將要拋出前的某一鏡頭暫停,讓學(xué)生觀察與前面的勻速圓周運動有何不同.

① 觀察結(jié)論:鐵鏈斜了,但圓心并不在鐵鏈方向上(教師畫出抽象示意圖).

② 問題討論:這樣的合力將對鏈球的運動產(chǎn)生怎樣的效果?

圖4 鏈球受力分析

③ 學(xué)生討論并回答:(前面已經(jīng)分析過,學(xué)生應(yīng)該能分析出)把該合力分解,如圖4，F(xiàn)n指向圓心,提供向心力,改變物體的運動方向;Fτ與物體速度方向一致,改變物體速度的大?。?/p>

4.3 一般曲線運動分析

讓學(xué)生把做圓錐擺的繩解下,把球置于桌面,手握住繩一端,讓球在桌面上做加速圓周運動,觀察加速過程中繩是否過圓心．

① 拓展延伸:比變速圓周運動更為常見的運動是一般曲線運動．在物理學(xué)中,我們把運動軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運動叫做一般曲線運動．那么如何對一般曲線運動進(jìn)行研究呢?

圖5

② 組間討論(教師參加):在教師引導(dǎo)下從極限思想的角度思考對一般曲線運動進(jìn)行分析，可以把曲線分割成很多小段圓弧，圓弧的彎曲程度不一樣,說明它們具有不同的半徑．然后分析某點的運動時,就可以按圓周運動處理了(見圖5)．

4.4 探究評價

① 反思評價:對探究中的表現(xiàn)、認(rèn)知和情感方面的收獲進(jìn)行評價．

② 個人評價:學(xué)生在探究中通過參與實驗,實驗基本操作技能有所提高,真正體驗到了通過自己的努力獲得知識的喜悅,增強(qiáng)學(xué)好物理的信心．

③ 組內(nèi)評價:對探究中小組表現(xiàn)進(jìn)行評價．例如，在探究中小組成員配合較好,大家思維都很積極等．

④ 組間評價:展示小組探究方案、實驗記錄表、所查找的相關(guān)資料,小組代表敘述小組探究過程(包括遇到的問題及問題是如何解決的)及組內(nèi)評價結(jié)果．教師和學(xué)生共同參與評選最佳探究團(tuán)隊,最佳探究方案,最佳實驗員,最佳實驗記錄表等．

5 結(jié)語

通過對曲線運動逐步深入的探究,學(xué)生在認(rèn)知物理現(xiàn)象的過程中也鍛煉了自己的認(rèn)知能力,因此探究為元認(rèn)知能力的發(fā)展提供了一條有效的途徑．在探究過程中,有意識地指導(dǎo)學(xué)生對探究過程和方法進(jìn)行計劃、監(jiān)控、調(diào)節(jié)和評價,在促進(jìn)科學(xué)探究順利進(jìn)行的同時,學(xué)生的元認(rèn)知能力也會得到訓(xùn)練和發(fā)展．