摘要：文章介绍了元认知和自主学习的概念，阐述了元认知对自主学习的促进作用以及如何在物理教学中培养和发展学生的元认知。
关键词：元认知 自主学习 教学 学生
中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：
由于长期受应试教育和传统教学理念的影响，物理教学方式是以被动接受为主要特征的。在此情况下，学生的学习方式一般表现为接受学习。这种传统的教学方式与学习方式都过于强调和突出接受与掌握知识、死记硬背和机械训练，忽视了学生的主动参与、学习体验、积极探索和创新，成为学生进一步学习和发展的阻力。如何促进学生学习方式的变革，已成为当前正在进行的基础教育课程改革的核心环节。高中的《物理课程标准》也直接点出：“在课程实施上注重自主学习，提倡教学方式多样化”。这场“学习革命”是要学生从被动性、封闭性的接受学习向自主性、独特性、体验性、研究和探索性的自主学习转变。培养学生的自主学习对学生学会学习、提高自身的素质和能力及可持续发展有着极其重要的作用，而元认知能力的培养和提高能大力促进学生的自主学习。
1元认知理论与自主学习概述
1.1元认知
元认知（metacognition）是美国心理学家约翰•弗拉维尔（J•H•Flavell）于1976年提出的。所谓元认知，就是对认知的认知，是个体对自己的认知活动和结果的自我意识、自我评价、和自我调控。元认知包括元认知知识、元认知体验和元认知监控，这三个方面的内容。
1.1.1元认知知识
元认知知识是个体关于自己或他人的认知活动、过程、结果、影响因素等方面的知识。元认知知识大致可分为三部分：关于认知个体的知识，关于认知任务的知识，关于认知策略的知识。关于认知个体的知识是指个体具有的关于自己和他人作为认知加工者的所有知识。这方面的知识可以再细分为以下三类：①关于认知个体内部差异的知识。比如，学生认识到自己的兴趣、爱好、能力水平以及认知方面存在的不足。②关于个体间差异的知识。比如，学生认识到自己的物理分析能力很强，某个同学的数学能力很强。③ 关于个体认知水平和影响认知活动的各种因素的知识。比如，知道记忆、理解有不同水平，知道注意在认知活动中的重要性，知道人的认知能力可以改变。关于认知任务的知识与个体在进行认知活动时获取的信息有关。比如，有关认知材料的特点，有关认知的目标和任务等。关于认知策略的知识则是进行认知活动和完成认知任务时知道有哪些策略，各种策略使用的条件和范围，对于不同的认知活动，什么样的策略可能是有效的等等。
1.1.2元认知体验
元认知体验是伴随着认知活动而产生的认知体验和情感体验。元认知体验的持续时间可短可长，在具体内容上可以很简单，也可以很复杂，可以是对知的体验，也可以是对不知的体验，它在认知活动进行之前、之中或之后都有可能产生。比如，在进行力学部分测试之前，学生觉得对力学知识掌握的很牢靠，处理起力学问题才思敏捷，考试一定能成功。元认知体验通常与个体在认知活动中所处的位置，正在取得和可能取得的进展有关。比如，学生感觉到在理解某个电学概念时突然遇到障碍，或感觉到正要解决的电磁学问题是一个困难的问题。另外，元认知体验特别容易发生在能激发高度自觉思维的认知情景中。比如，当学习掌
握某个物理规律时，学生不仅要考虑这个规律涉及哪些物理概念、物理情景、物理过程、适用的条件、数学表达式及其含义等，还要反复思考：这样理解对不对，有没有遗漏的点。元认知体验在认知任务的完成中起着重要的作用。比如，学生突然意识到自己并未完全理解刚做过的一道叙述较长、有关物理知识与实际生活相联系的题，便会促使他重新阅读，或者重新考虑究竟什么地方没理解。
1.1.3元认知监控
元认知监控是指个体在进行认知活的全过程中，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、自觉的监控、评估和调节，以迅速达到预定的目的。它主要包括以下几个方面：制定计划、预计结果和选择策略；实际监控认知过程、修正、调节认知策略；评价认知行动、策略的效果及自己达到认知目标的程度和水平；在认知活动偏离认知目标时采取补救措施。元认知监控是元认知的核心。一般来说，元认知监控与认知目标、认知课题和认知情景等因素密切相关。比如，学生能根据某一类物理问题的特点，选择合适的解答方法，评价每一步的有效性，及时调整思路并检查结果；学生在学习电磁学知识一段时间后，会反思、评价所应用的学习方法的优劣，并调整计划、改进方法等。
在具体的认知活动中，元认知知识、元认知体验和元认知监控是相互联系、相互影响和相互制约的。元认知知识有助于产生元认知体验和元认知监控的实现；元认知体验是形成元认知监控的前提，并不断发展元认知知识；元认知监控是元认知的目的和核心，它以元认知知识为基础，受元认知体验的激发和引导，使个体在认知活动中获得更多、更丰富的元认知知识和元认知体验。这三者的有机、动态的结合便构成了一个统一的整体——元认知。
1.2自主学习
在对自主学习（self-regulated learning）的界定中，比较有代表性的是美国华盛顿城市大学齐莫曼（B.J.Zimmerman）的观点。齐莫曼认为，当学生在元认知、动机和行为三个方面都是一个积极的参与者时，其学习就是自主的。他认为自主学习的动机应该是内在的或自我激发的，学习的方法应该是有计划的或已经熟练达到自动化程度，自主学习者对学习时间的安排是定时而有效的，他们能够意识到学习的结果，并对学习的物质和社会环境保持高度的敏感和随机应变能力。
概括地说，自主学习就是自我导向、自我激励、自我监控地学习。它实际上是指个体能自觉、主动地确定学习内容和目标，制定计划；能够主动营造有利于学习的物质和社会条件；在学习过程中，能够对学习时间、学习方式和学习进度做出自我监控、自我反馈和自我调控；对学习结果能进行自我检查、自我总结、自我评价和自我补救。自主学习具有能动性、有效性和相对独立性。[1]自主学习能使学生积极、主动地投入到学习过程中，可以充分发挥他们的主观能动性和创造性，使学生获得推理、批判性思维和解决问题的技能。
自主学习并非意味着教师已无存在的必要。它不排斥寻求他人的帮助。在学习中，学生渴望得到教师经常的指导、帮助和鼓励。在教学中，发挥好教师的指导作用，才能逐步培养起学生的自主学习能力。自主学习也是一个长期的、动态的过程，要帮助学生不断得到反馈，获取有效的学习策略，并最大限度地鼓励其自主学习。
2元认知对自主学习的促进作用
从上述对元认知和自主学习的概述中，可以发现两者在很大程度上是相通的。它们都强调个体对认知学习活动的自我监控、自我评价和自我调节。二者之间是相互关联、相互促进的，对元认知的培养和训练能有效地促进自主学习。元认知对自主学习的作用表现在以下几个方面：
2.1元认知知识能激发学生的内在学习动机，提高学生的自我效能感和目标意识，促使其思考并选择合适的认知学习策略。
在没有外部压力和要求的情况下，学生如果缺乏内在学习动机，就不可能自觉地确定学习目标、启动学习过程，自主学习也就无从谈起。因此，内在学习动机是自主学习不可缺少的内部条件。与自主学习有关的内在动机性成分主要包括自我效能感、目标定向、价值意识和学习兴趣等。自我效能感是指学生对自己是否有能力从事某种学习活动的判断，是学习自信心在某项学习任务上的具体体现。有关研究表明，高自我效能感的学生更愿意独立地从事学习活动。目标定向是指如果学生以掌握知识、发展技能为目的，那这种掌握性目标对自主学习的推动作用大一些；以显示能力、超越别人、获取赞许为目的表现性目标定向，对自主学习的推动作用相对要小些。价值意识是指学生预期到学习的结果或成功对自己具有的重要意义。作为自主学习的主体，学生可借助元认知知识中的个体元认知知识认识了解自己的学习兴趣、爱好、能力水平、学习特点、物理知识水平和物理认知结构特点，以增强自我效能感，明确学习目标，提高价值意识，增强学习上的自主性；借助于任务元认知知识可以了解学习任务和学习目的及影响任务完成、目标实现的因素；借助于策略元认知知识，可以了解在什么条件下使用什么样的学习方法，某一种学习方法对哪一类学习任务的完成特别有效，以灵活的选用和调节自己的学习方法。
2.2元认知体验能提高学生对学习活动的调节，能使学生及时修正学习目标，丰富和提高学习策略。
自主学习具有相对独立性，有时是在没有他人指导或帮助的条件下进行的。面对既定的学习任务，如果缺少相应的问题解决策略，即使有了较强的学习动机，学习活动也不能得以顺利进行。因此，拥有足够多的学习策略，并能够熟练地运用这些策略也是自主学习不可缺少的内部条件。一般的学习策略有分解学习目标、管理学习时间、理解学习内容、调控学习时的情绪等；具体的学习策略有作笔记、列提纲、作小结、复述、画示意图、分类、综合等。
物理学习活动是一个动态的思维过程，期间会有许多的困难、挫折、失误和失败。它们会在学生的心理上表现出相应的元认知体验，促使学生调动学习的积极因素，对原有的构想、目标和学习策略进行修正或重新确立，从而控制学习过程向最终的目标迈进。元认知体验贯穿在整个的物理学习过程中。通过元认知体验，可以补充、删除或修改元认知知识，把体验到的学习目的、手段和学习结果间的相互关系同化到元认知知识中，使学生的元认知知识更加丰富。元认知体验能使学生对学习策略进行主动的监控和调节。在更加丰富的元认知知识的作用下，学生根据不同的学习任务来确定不同的学习策略，体验到在学习过程中必须根据学习的实际情况，灵活地选择、安排、调整学习策略，并能根据学习任务的特点、学习情况的不同，选择最有效的学习策略。
2.3元认知监控能提高学生对学习活动的自我监控、自我评价和自我调节能力。
在学习过程中，学生难免会遇到困难和干扰，包括难以理解的问题、身心疲劳、情绪烦恼、外界干扰等。这时就需要学生努力进行自我调控，将学习坚持下去。因此，在自主学习中，学生对自身学习活动的监控、评价和调节能力是非常重要的。它可以帮助学生对学习的全过程进行评价、反思，并进一步强化这些能力。
元认知监控是通过元认知知识和元认知体验的相互作用来实现的。它对自主学习的影响主要表现在学生对学习的自我意识、自我监控、自我调节、自我评价和自我补救上。元认知监控能使学生在学习活动前制定计划，根据学习目标、任务和情景计划好各种活动，选择学习策略，预计结果；在学习活动进行的实际过程中，评价、反馈学习活动中的各种情况，发现存在的不足，及时修正、调整策略；在学习活动结束后，能根据有效评价标准和学习活动的结果，正确估计自己达到学习目标的程度水平，对发现的问题采取相应的补救措施。另一方面，学生的元认知知识大多来自于他们对学习活动的监控、调节的实际过程。善于对学习活动进行自觉或不自觉监控的学生，自然会获得更多的元认知知识。这样他们的元认知监控水平也自然不断提高，使得他们不仅能反思现在，而且能更好地计划未来，也使得他们在学习上的自觉性更加积极。
３对在物理教学中培养元认知的几点建议
自主学习是一种元认知监控的学习。学生的元认知水平直接影响着他们的自主性学习。要促进学生的自主学习，除了帮助他们明确学习目的、端正学习态度、培养学习兴趣外，还应重视对他们进行元认知能力的培养。国内有关研究显示，高中学生的元认知水平普遍偏低。[2]学生对教材特点、学习任务、学习策略、个人的能力及特点等有关的元认知知识，对如何有效地补救学习中的薄弱环节、作业和考试中的失误以及调控学习策略方面还存在很大的不足。要提高学生的元认知水平，可以从以下几个方面入手：
3.1积累学生的元认知知识
在高中，并没有专门的课程来介绍元认知，而且由于其知识层次高，理论性强，也不大可能向学生作系统、详细的介绍。因而，学生的元认知知识一般来自于平时教学中教师的传授和指导，来自于他们自己的体验和感悟。但在传统的应试教育中，教师在教学过程中追求的是对知识的高效传授、有效传授，而忽视了学生主体性作用的发挥，忽视了学生对知识的获取过程，忽视了学生对学习的意识和控制。为此，要转变教学观念，转换教师角色。在日常的教学过程中，教师要不断地反思和监控整个教学过程。通过反思，教师能意识到学生存在的差异，要引导学生对自己的知识水平、能力、特点、学习过程和效果进行反思，然后帮助学生利用自己的学习经验，在学习过程中真正获得对知识的理解和掌握；通过反思，教师容易发现学生的多样性，他可设法选择一个合理的时期，把必要的信息、技能教给学生。教师还可以针对不同的学生提供不同的建议，教给学生有关获取知识的策略和解决问题的策略，并让学生自己去体验。例如，对物理概念和物理规律的学习，一种方法是经过比较、类比、分析、归纳、综合等思维方法理解其本质，然后记忆掌握，另一种方法是从头到尾死记硬背。学生试过之后就会体验到那一种方法效果好，并试着用这种好的方法去学习新的知识。再如对物理问题的处理，教师可根据专家推荐的方法结合自己的教学经验，总结出一些在物理问题解决过程中常用的思维方法，然后向学生清晰的讲解各种解法的意义，并通过具体的例题来讲解各种方法的使用及使用的范围和条件。指导学生运用这些方法，还要他们反思：为什么用这些方法?这些方法怎么用？好在哪里？长期这样坚持，有助于培养学生的思维能力和分析判断能力，从而不断地积累元认知知识。
3.2丰富学生的元认知体验
传统的学习方式突出和强调了对知识的接受和掌握，使学生形成这样一种元认知体验：学习知识仅仅只是直接接受书本知识，死记硬背便可，这已成为学生学习发展的阻力。教师应使学生懂得学习知识不能消极地被动接受，而要主动地获取。要鼓励学生对原有书本知识的质疑和超越，乐于动手，勤于实践，学会灵活运用，使它们真正成为学生认知结构的一部分。如果缺乏相应的元认知体验，学生对自己的认知活动的认识和调控能力就弱。因此，教师在讲授知识和学习策略的同时，要让学生在学习活动中不断强化这些知识的应用，还应积极创设问题情境，让学生实际体验到运用不同学习方法和思维方法的不同效果，诱发学生产生元认知体验。如在物理习题教学中，可结合教学内容精心设计或选择适当的问题，让学生感到解题的必要和重要，思维策略的正确运用是解题的关键。要为学生提供各种各样的解题机会，让他们陈述自己的解题思路，对不同的解法进行归类，讨论其它的解法以及最优思路。教师要及时帮助学生进行分析总结，以加强和丰富他们的元认知体验。
3.3训练学生的元认知监控能力
元认知监控对学习具有维持、反馈和调节的作用，是学习成功的关键。而元认知监控的关键是学生能否比较明确地意识到自己的学习活动，以及能否积极、自觉的对学习活动进行监控。因此，教师在教学中要对学生进行自我审视、自我监控、自我调节的训练。通过大量的训练和实践，使学生将监控策略内化为自我监控的能力，并能在不同条件下灵活运用。
自我提问法对元认知监控的训练是十分有效的。它的模式是向学生提供一系列在问题解决的各个阶段供自己问自己的启发式问题，使学生在解决问题的过程中依据这些问题进行自我提问，从而启发思路，并对思维过程进行监控。例如，对物理计算题的审题，可以让学生自己问自己：①这道题描述的是什么样的物理模型？②物理情景、物理过程是怎样的？③这道题涉及到那些物理规律？④已知条件是什么？未知条件是什么？⑤能否画出物体受力示意图、运动草图或者是其它的平面示意图吗？等问题。也可以采用同学们之间互相提问的训练方式，或者讨论的形式。同学之间可以提问、讨论这样的问题：解决这个问题涉及到那些物理知识？还有别的可能的解法吗？为什么选择这种思路？如何确定这种思路是最有效的？等等。最后教师要对学生的讨论进行小结、评价。
在进行元认知监控的训练中，教师要注意创设一个和谐的、民主的学习环境，给学生提供反馈的机会，每个人都可以畅所欲言地评价和被评价；要不断提示学习目标，让学生明确学习的内容，以增强他们的监控意识；要注重引导学生对非智力因素的调控，比如对动机激发、努力程度、意志控制等方面的调控。
总之，在教学过程中对学生进行元认知的培养，可以促进他们更好地进行自主学习。而要培养元认知以促进自主学习是一个长时间的过程，这需要教师、学生双方共同努力，在教与学中不断地提高。
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Cultivating Metacognition to Develop Students’Ability of Self- regulated Learning in Physics Teaching
WEI XiangDong
(School of Maths-physics and Information Sciences，Xinjiang Normal University，Urumqi Xinjiang 830054)
Abstract:This paper mainly introduces the concepts of metacongnition and self-regulated learning, illustrates the function of metacongnition in developing students’ability of self-regulated learning,and also points out how to cultivating students’ metacongnition in physics teaching.
Key words: metacognition；self-regulated learning;teaching;senior middle-school students
