物理学科尖子学生的元认知优势分析，本文主要内容关键词为：尖子论文,学科论文,物理论文,优势论文,学生论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
高中物理历来被视为中学教与学的“困难学科”，而物理学科的尖子学生又往往因其科学素质好、智力品质高、学习能力强受到师生和高校的青睐。对此，有必要研究这些尖子学生在学习物理学科中主要有哪些优势。
笔者致力于中学生物理学习心理及学科优秀人才培养的研究，在我校高中96级理科实验班探索元认知技能训练和提高元学习能力与学习效率的方法，取得了初步成效。该班学生在第十二届全国中学生物理竞赛中获奖的有13人，其中获全国一、二等奖各1人，获全国三等奖5人，获四川省三等奖6人；杨雨来同学代表四川省参加全国决赛获三等奖，被保送北京大学，其余有8人分别被保送清华大学、浙江大学、同济大学等全国重点高等学校。本文通过对这部分尖子学生在物理学习中所表现出来的元认知优势的分析，探索和研究尖子学生的学习过程和思维过程及其规律，以便进一步指导学生更有效地学习和思维，提高学习效率。
现代认知心理学认为，人的认知过程主要包括3个方面：第一，人是积极的信息加工者，即一个人对外来刺激的效应取决于感知者对刺激的类化和解释。第二，刺激的解释依赖于刺激本身的属性和感知者的先前期待和比较标准，也就是说，刺激不是在孤立状态下发生反应，而是在与先前的学习经验的相互联系中产生作用的。第三，个人总是试图组织自己的经验，组织的特点包含着选择和简化，这种选择和简化又必然随着人与情境的差异而有所不同。由此，就不可避免地引入对认知的认知，即对认知的感觉、加工、评价、监控和调节等一系列元认知理论，并在学习心理研究领域发展形成一种研究人是如何意识和控制自己学习的元学习理论。事实证明，具有元认知能力优势的学生，学习的主动性、自觉性、自主性都较强，其主要表现是：善于激励自己勤奋学习；善于确定学习目标；善于选择能达到目标的最适合自己的学习方式和学习手段；善于自我监控并调节学习行为，及时修正或采取补救措施；善于总结自己成功和失败的教训，完善学习方法，从而形成学习的良性循环。
一、目标明确，自我激励
作为认知活动中积极的信息加工者，学习活动前的自我监控，首先表现为善于自己激励自己的学习动机。除广义的社会动机和成才信心外，物理学习的尖子学生通常对物理知识内容有良好的体验，能确立明确的学科学习目标，因而对物理学习十分投入。比如，他们认为自己对物理的兴趣和追求主要是因为：“物理知识与生活中的现象的联系较为密切，研究物理问题不会觉得枯燥”；“物理的思维方式使人受益匪浅，一些精巧的物理公式具有数字和艺术的美感”；“物理是一门灵活运用所学知识的学科”；“学好物理有利于自己的进一步拓展”，等等。正因为这样，他们不是把物理学习视为不得已而为之的包袱，因而能够较好地将自己的远期学习目标与中、近期学习目标联系起来，将成才的志向与能力的锻炼结合起来，将学习动机与对学科的兴趣和激情调动起来，在学习中表现出明确的自我意识、强烈的实现自我价值的欲望和较高的学习自觉性与主动精神。
所谓动机，是指一种“有所为”或“有所不为”的内在力量，是学习者内在的需求，只有与动机有关的刺激才能引起积极的反应。笔者认为，自我激励主要就是对动机的激励，其表现和作用可以概括为：①引起学习的兴趣；②激发达到目标的愿望；③领悟学科的意义和价值。事实证明，成功的学习一定伴随着强烈的动机。成功的教育也首先在于帮助学生激发和调动强烈的内在动机。对于物理教学来说，只有通过揭示物理学科自身内在的趣味和价值，引导学生认识到物理学习的意义和价值，清楚学习的目标和任务，形成自我激励机制，才能使他们在学习过程中充分发挥主体作用，有效地使学习过程成为个人藉以改变自身的手段，促使自身的潜能转化为学科优秀人才所具有的人格特性。
二、学习策略和思维特点
元认知理论确信人是积极能动的主体，在学习活动中，人不仅能计划未来而且能够监视现在，有效地控制正在进行的学习过程。这种学习活动中的自我监控，表现为个体善于讲究策略，不断调控和完善自己的学习方法和学习手段，最终形成最适合于自己个性特点的行之有效的学习方法。元认知能力较差的学生，其学习方法通常长时期停留在“表面的方法”上，即迫于外部施加的正强化和负强化（如社会、家庭或师生的褒扬或惩罚，升学或就业的压力等）而完成学习任务。其学习策略以记忆、抄录、模仿为主，对物理概念和规律缺乏较深的理解，容易孤立、片面、机械地理解物理现象，不善于知识迁移，在稍复杂多变的问题面前往往束手无策。对物理学习尖子学生进行的分析表明：由于具有较强自我动机激励的意识和能力，其学习方式能较快地适应和转化，大都能达到“深层方法”与“成就方法”的有机结合，在学习中表现为渴求获得较宽的知识面，能在概念的较高水平上进行思考，在元认知水平上知道自己应该完成什么任务和采取什么样的策略，并从获取最大成就的努力中体验到愉悦。他们对自己的学习策略和思维特点作出了如下一些评价：
“学新课时，力求掌握知识的精髓，不满足于概念和公式的记忆”；
“重视基础，缘因求果”；
“课后及时整理笔记和归纳……”；
“学习新课前，先熟悉一下内容，作一番大致的构思，然后认真听讲……”；
“把所有知识形成一个网络，从整体考虑”；
“对不同物理现象进行类比，从中发现异同”。
很明显，上述学习策略和思维特点具有相当的元认知水平。元认知理论认为，专家和新手的差异，并不在于对知识本身知道的多少，重要的是专家不仅知道的多，而且善于应用所学的东西，因为他所知道的东西是经过组织的，易于掌握，即他更善于学习更多的东西。面对大量的物理规律和纷繁的物理现象，尖子学生不是停留在浅层次的重复和对个别结论的记忆上。他们善于启动元认知经验，包括知的经验和不知的经验，对所学知识进行元认知加工，有目的、有计划、有系统地从整体上寻求知识内容主要思想的区别和联系，进而发现问题，组织信息，在较高层次上理解物理概念和规律。
事实证明，学生学习策略和思维活动中所表现出来的元认知技能是可以通过训练获得的。从元认知水平上诱导和培养学生的认知加工技能，促使其形成有效的学习策略与科学的学习方法，是提高物理教学效率的有效途径。
三、监控和评价
笔者调查研究物理学科尖子学生在学习活动中的自我监控和评价等认知加工过程，发现这些学生都有一些共同的做法。比如：
每周一次自我小结，不求全但求精，能弄懂二三个难点；
通过阶段性复习，寻求存在的问题，及时弥补薄弱环节；
力求弄懂平时作业中做错的题，找出错误的原因，并加以分析、改正和补救；
注重知识的掌握和吸收过程，而不是注重结果和成绩。
上述学习活动在元认知水平上至少具有3个特点，即：反馈性——对学习状态和效果的检查、反馈和评价；补救性——根据反馈结果对自己的学习采取补救措施；总结性——思考、总结学习的经验和教训，完善学习目标和方法。学习活动过程中的监控和评价的积极意义在于：成功地获取新知识有赖于已有的知识作基础，因而对已有知识的总结和鉴定是至关重要的。所谓“温故知新”就是这个道理。针对一定的学习目标，通过评定自己的能力、水平和缺陷，监控评价当前的学习状况，进而确定并完善学习策略，或坚持，或修正，或暂时放弃，等等，这是较高水平的元认知技能。具备这种技能的学生，在学习中往往能保持清醒、冷静的头脑，思路清晰、严谨，在对学科知识的理解和置疑、对教师教学成败的评价、对自己学习的优势和不足的认定等方面能够恰如其分，不盲从，不畏难，不骄不躁，从而在时间和精力上作出最有效的投入。
四、情绪的自我调节
由于物理现象的多样和新颖，物理过程的多变和复杂，物理问题的易混易错，使得学生在物理学习过程中总会出现错误与失败，由此不可避免地产生心理压力、焦虑乃至厌倦等情绪。但是，心理学研究表明，适度的焦虑，非但不是一种消极情绪，反而可以成为学习的动力。这种焦虑所引起的紧迫感和忧虑感能迫使学生注意力指向集中，思维紧张敏捷，行为镇定理智。然而过度的高焦虑和低焦虑却相反，或引起过分的紧张、慌乱、胆怯，以至自暴自弃、丧失信心，造成思维活动混乱、僵滞；或盲目乐观，自我感觉良好，甘居平庸，缺乏进取精神，以至思维活动趋于表浅或迟钝。
学习过程中的焦虑情绪是不可避免的，但焦虑的程度是可以调节的。物理学科尖子学生通常具有较高的情绪自我调节能力。比如，他们能够正视自己学习中高峰和低谷交替出现的现象，懂得如何调整自己，使大脑处于低谷的时间尽量缩短；面对暂时的挫折和失败有较强的承受力和忍耐力，不气馁，不服输，情绪稳定，表现出较好的心理素质和元认知技能；当学习中感到疲倦和出现厌倦情绪时，能够及时将自己的注意和兴趣投向新的物理内容和新的思维模式，或预习，或自学，或研究更深入更广泛的问题，以保持对学习的新鲜感、充沛的精力和舒畅的心情。
在元认知研究框架中发展起来的认知过程的自我监控和自我调节，自然包含情绪的自我调节技能。通过恰当的情绪调节，可以给学习过程提供一个健康的心理背景条件。对于物理教师来说，尤应重视对学生情绪的疏导，加强师生的思想交流，引导学生正确对待焦虑情绪，用理智战胜感情用事，正确认识成功与失败，激励、鼓舞学生对物理学习始终保持一种高昂的士气和持久的热情。
物理学科尖子学生脱颖于物理教学质量的大面积提高。对元认知理论的研究和对元认知技能的培养，无疑给物理教学改革的深化注入新的活力。笔者分析和研究物理学科尖子学生的元认知优势，旨在总结经验，为寻求一套物理教学进行元认知能力培养的行之有效的教学方法，作出进一步的探索。