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方案设计类问题解决中发展学生元认知的尝试

日期:2018-06-15 20:17:53 浏览次数:
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  摘要:方案设计题是近几年高考的热点之一,难度大、综合性强。运用元认知思想设计的“自我提示表”有利于帮助解决复杂的方案设计问题。在培养元认知能力时,需要按照由浅入深的原则,将提炼提示语的行为从自发走向自觉。
  关键词:实验方案设计;有机合成;化学解题;元认知;提示语
  文章编号:1005–6629(2017)4–0044–05 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
  1 方案设计类题型的特点
  方案设计题在高考中常见的是有机合成和实验方案设计,这两类题要求学生能根据设计的目的和有关反应原理,结合所提供的仪器和药品等,设计出合理的方案和步骤。这类题型是近几年高考的热点之一,年年必考,具有很高的连续性和稳定性。由于设计方案时需考虑的因素很多,如制备或合成的条件控制,物质的分离和提纯,方案的简约性和经济性,对提供的试剂进行合理取舍等,所以,这是一类难度大、综合性强的题型。学生如不学会用适当的方法指导自己进行思维的加工,并且在分析和解决问题的过程中不断有意识地进行自我诘问、自我反省,那幺这类复杂的问题是较难被解决的。
  2 元认知简介
  2.1 元认知的概念
  元认知(metacognition,又译反省认知、后设认知),是美国心理学家弗拉维尔(Flavell)于20世纪70年代在其着作《认知发展》中提出来的。是个体对自己的注意、记忆、思维等认知活动的认知[1],是“为完成某一具体目标或任务,认知主体依据认知对象对认知过程进行主动的监测,以及连续的调节和协调”[2]。后来,他对元认知进行了更简练地概括——反映或调节认知活动的任何一方面的知识或认知活动。
  2.2 波利亚的元认知思(转载自:www.BdfQy.Com 千 叶帆 文摘:方案设计类问题解决中发展学生元认知的尝试)想
  着名数学教育家波利亚在《怎样解题》一书中给出的“怎样解题表”对数学解题的影响巨大,他给出了一系列的解题提示语,如:未知数是什幺?已知数据(指已知数、已知图形和已知事项等的统称)是什幺?条件是什幺?这些问题不是问别人,而是问自己,实际是解题者的自我反省。这些问题并没有直接涉及问题的具体内容,完全是针对主体自身思维,是对自身解题思维活动的反诘,是自我监察,自我意识,自我预测,自我调节,自我监控[3]。
  在《怎样解题》中,波利亚提出了“目标意识”,即“盯着目标”。波利亚指出:目标启示着手段,对目标的考虑可能会启发找到一个途径。考虑了目标,问题就一个接着一个出来了;……这些提问引导了一条“倒退”的途径;如果能发觉了推出问题未知量的“已知量”,那就可以把这些“已知量”选做辅助问题的目标,就可以从后往前推了[4]。
  2.3 元认知和认知的区别
  元认知和认知是两个不同的概念,二者的关系可以从以下几方面来分析:
  2.3.1 活动内容
  认知活动的内容是对认知对象进行某种智力操作,如书写硫酸铝中加入碳酸钙的反应的方程式,是按照化学方程式书写时遵循的质量守恒、电荷守恒进行书写和配平。而元认知活动则是以对认知活动进行调节和监控为活动内容,如在书写上述方程式时涉及的元认知可以有:该反应发生的原理是什幺?各物质的作用分别是什幺?我是否见过类似原理的反应?我书写离子方程式时是否已经明确各物质是否能拆成离子形式?是否有未参加反应的离子存在?
  2.3.2 活动对象
  认知活动的对象是外在的、具体的事物,如硫酸铝、碳酸钙在离子方程式中能不能拆开,铝离子是以氢氧化铝的形式存在的,书写离子方程式时需要遵循质量守恒和电荷守恒定律,而内在的、抽象的认知过程或认知结果等则是元认知的活动对象。因此,元认知活动必须把自身作为一种独立的客体看待。如我有没有认清该反应的反应物和生成物?质量守恒定律和元素守恒,哪一种能最快速帮助完成配平?我是否见过类似原理的反应?认知活动的目的是使认知主体取得认知活动的进展,而元认知活动的目的是监测认知活动的进展,并间接地促进这种进展。
  2.3.3 活动目的
  元认知和认知活动在终极目标上是一致的,它们都是为了使认知主体完成认知任务,实现认知目标。
  2.3.4 作用方式
  认知活动可以直接使认知主体取得认知活动的进展,而元认知只能通过对认知活动的调控,间接地使主体的认知活动有所进展。
  2.4 元认知的结构
  元认知由元认知知识、元认知体验和元认知监控等构成。元认知知识包括认知主体的知识、认知对象的知识和认知活动的策略知识。元认知体验是指主体伴随着认知活动而产生的认知体验或情感体验。元认知监控是指主体在进行认知活动的全过程中,根据元认知的知识、体验积极地对认知活动进行积极的、及时的、自觉的监控和调节,以达到预定目标的过程。元认知监控包括制定计划、实际控制、检查结果和采取补救措施等四个环节。
  元认知知识、元认知体验和元认知监控三者互相依赖、相互制约,有机构成一个对认知活动具有高水平的自我意识、自我调节功能的开放的动态系统。
  2.5 元认知的作用
  信息加工心理学家发现,“元认知水平是影响学习效率的重要条件”[5]。在认知活动中始终处于支配地位。元认知与一般能力倾向存在独立性,实验发现[6]:元认知可以弥补一般能力倾向的不足,它是作为与一般能力倾向相对独立的一种因素起作用的。
  3 帮助学生发展元认知的一个尝试
  3.1 建立方案设计类题型的自我提示表
  依据波利亚的“怎样解题表”,结合元认知的结构,列出了方案设计类题型的四部曲,第一步,运用元认知知识,紧盯设计目标,根据目标为自己确立完成任务的子目标;第二步,根据提供的试剂,逐项完成子目标,实现元认知体验;第三步,结合原料或产品的性质,对现有方案进行检验和反思,实现元认知的监控功能;第四步,调整完善方案,形成最终设计。依据上述四部曲,得到如下自我提示表,见图1。

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