第五章 元认知概述

元认知概述 第5章​ 元认知的发展与培养 第1节​ 元认知概述 1、​ 元认知的概念与结构 2、​ 元认知在学生认知能力发展中的作用 第2节​ 元认知在教学中的应用 1、​ 过程启发式教学思想 2、​ 元认知训练方法 3、​ 学科教学中的元认知培养 第一节　元认知概述 导入： 我们先来看些例子： ​ 在一本教科书里的要点下划线 ​ 一边听讲座一边做笔记 ​ 到超市前写出一张购物清单 ​ 阅读了某张税收表格的说明后感到迷茫 ​ 再次阅读某本书中某个特别困难的段落 我们为什么这样做？——元认知 现代教育更要使受教育者不但要学习知识和技能，而且首先要学会学习。美国未来学家阿布文·托夫勒曾经说过，未来的文盲不再是不识字的人，而是没有学会学习的人。 学会学习是指在明确的学习动机的支配下，学习者自觉的发展学习能力，善于根据自己的特点和任务的特点选择学习策略，能独立自主的从事和完成学习活动并取得良好效果的过程。由此可见，要学会学习，学习者必须发展自主学习能力，驾御整个学习过程。而元认知既是自主学习的心理基础，在整个学习过程中又扮演着“指挥官”的角色，是保证学习得以顺利进行的重要因素。学生学习自主性的发挥必须以一定的心理发展水平为基础，也就是要“能学”。从发生学的角度来看，自主学习是在自我意识产生之后才出现的，自我意识应该是自主学习最基本的内部条件。这是因为，如果没有自我意识的形成，个体不可能有“主我”与“客我”的分化，就不可能既将自己视为学习活动的主体，又将自己视为学习活动的客体，有意识的控制、调节自己正在进行的学习活动。在现代认知心理学中，自我意识大致等同于‘元认知’。由此可见，如果学生的元认知能力没有发展起来，就不可能将自己的学习活动作为意识的对象，主动做出监控和调节，也就无以发挥学习的自主性。 一、元认知的概念： 研究者们对元认知作了不同的界定： ​ 1981年Flavell将元认知定义为“反映或调节认知活动的任一方面的知识或者认知活动”。 ​ Brown和 Baker认为元认知是“个人对认知领域的知识和控制”。 ​ 董奇(1989) 认为“元认知实质上是人对认知活动的自我意识和自我调节”。 ​ 张庆林(1995)把元认知解释为“是一个人对自己的认知加工过程的周围觉察、自我评价和自我调节”,即元认知反映的是主体自己“认知活动”的认知,表示主体的的认知活动本身。 ​ Yussen认为，“宽泛地讲，元认知可认为是反映认知本身的知识体系或理解过程”. ​ Weinert则将元认知描述为“第二层次的认知:对思维的思维，关于知识的知识，对活动的反省” ​ Patricia认为，“元认知指关于心智运作的任一方面的知识，以及对这种运作的导向过程”。 ​ Sternberg通过对比元认知和认知的区别来揭示元认知的含义:“元认知是‘关于认知的认知’；认知包含对世界的知识以及运用这种知识去解决问题的策略，而元认知涉及对个人的知识和策略的监测、控制和理解”。 这些研究者的观点虽然从表述上看各不相同，但都具有一个最基本的共同点，即元认知是以“认知”本身为对象的，是关于“认知的认知”。 这也是元认知最根本的特征所在，也是我们普遍接受的观点。 因此，元认知过程实际上就是指导、调节我们的认知过程，选择有效认知策略的控制执行过程。其实质是人对认知活动的自我意识和自我控制。 元认知与认知究竟有无区别? ​ 就连在元认知研究中颇有影响的Nelson也认为，“元认知与纯粹的认知之间并不是那么容易区分的”。 ​ 那么，元认知与认知这两个概念究竟有无区别? ​ Slife、Swanson 等人的实验研究对这一问题作出了肯定的回答 Slife 等人的实验研究 Slife 等人研究认知水平相当的被试在元认知能力上是否存在差异。 被试有两组：学业不良儿童和正常儿童，两组儿童的IQ 分数无显著差异，且在10 道数学题及数学成就测验的得分上是匹配的。即两组被试在认知能力上处于相同水平。 该研究中的元认知指标有两项：一项是关于自己解题技能的知识；另一项是对自己解题成绩的监测 在进行问题解决时,两组被试在两项元认知指标上存在显著差异: ​ ①学业不良儿童关于自己的解题技能的知识较不准确; ​ ②学业不良儿童在监测自己的解题成绩时较不准确，倾向于高估。 认知水平相当的被试在元认知方面却有不同的表现。可见，元认知与认知是可以分离的两个概念。 Swanson 的实验 Swanson 的实验也证明了元认知与一般能力倾向的独立性。 Swanson 依据元认知能力的高低和一般能力倾向的高低,将被试分为四组: ​ 高元认知- 高能力倾向组、高元认知- 低能力倾向组、低元认知- 高能力倾向组、低元认知- 低能力倾向组。 他对四组被试解决问题的成绩进行比较,发现: ①无论一般能力倾向的高低,高元认知组的解题成绩都优于低元认知组; ②高元认知—低能力倾向组的成绩优于低元认知- 高能力倾向组。即,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独立的一种因素起作用的。 ​ 这两个实验均证明元认知是不同于一般认知的一种独立的结构。 ​ 因此,从本质上来讲,元认知是不同于认知的另一种现象,它反映了对于自己“认知”的认知,而非“认知”本身。 ​ 但在同时,我们也应看到元认知与认知活动在功能上是紧密相联的,不可截然分开,两者的共同作用促使个体实现认知目标。 二、元认知的结构： 元认知主要包括三种成分（J.Flavell）：元认知知识、元认知体验、元认知监控 （一）元认知知识 1．个人因素：有关个人作为学习者的知识 个体内差异的认知、个体间差异的认识、人类认知的普遍性特征的认识。 （1）个体内差异：如有关自己更擅长数学而不是化学的知识。又如：有的人通过阅读比通过听讲会学得更好等信念。 （2）个体间差异：一种关于他人的社会认知技能的信念。如：如你关于父母比大多邻居对他人的需要和情感更敏感的信念。 （3）认知普遍性：关于人类的心理一般是什么的知识或信念。 例如：无需读书就能知道一个人的短时记忆容量是有限的，且十分容易出错。 又如：你也知道，人们有时理解、有时不解，有时理解错误或误解，稍后你可能回忆起现在没能回忆起来的内容。 2．任务因素：有关材料或任务的知识 （1）与任何认知任务中人们所遇到和处理的信息性质有关。个体已认识到这种信息的性质对你处理信息的方式有着重要影响。 例如：你从经验得知，理解并记住复杂且不熟悉的信息通常是困难且费时间的。你也知道，如果可供你使用的信息缺乏且不可靠的时候，这意味着基于这种信息的判断和结论可能是错误的。 （2）涉及任务要求的性质。即使可供适用的信息完全相同，你也知道其中的一些任务更难，要求更高。 例如：你知道，记住一个故事的要点比记住故事的确切字句要容易。 （二）元认知体验 1．概念：伴随认知活动而产生的任何认知体验或情感体验。 三种元认知体（J.Flavell）： 短暂的体验：你在短期内可能怀疑自己是否真正理解别人为什么这样做？ Pre-During-Post认知活动持的体验：预感到在将参加的活动中会失败 与在认知活动中所处的地位有关：你的朋友或学生未能理解你的意图 （三）元认知监控 1、概念：个体在认知活动过程中，能不断评价学习过程，并能适时地调整计划、选用恰当的方法，以保证任务的有效完成．元认知监控是元认知的核心． 2、学习监控结构：计划、监视、调节 元认知检测和自我调节：问题解决过程中一个人如何支配自己的认知活动。 如：某生坐下来做功课，计划着学习的次序的行为都是检测和自我调节活动，这与元认知知识有关。 　　若某人关于自己经常出现粗心的加法错误的元认知知识，导致她重复检查对某个问题的解答，或更可能导致寻找电子计算器。 反过来，他的元认知检测和自我调节可能导致新的元认知知识。 元认知知识、元认知体验和元认知监控三者的关系： 相互联系、相互影响和相互制约。 元认知能力和一般认知能力 元认知与智力、阅读能力、数学能力等认知能力有一定的关系。但元认知并不等于认知能力和能力倾向。 Swanson（1990）研究表明：如果没有元认知策略的使用，一个人即使有很强的一般认知能力，在解决问题过程中也得不到有效的发挥。反之亦然。 一般来讲，一般认知能力与先天的素质的联系较紧密，而元认知能力主要是靠后天习得的。这正是教学发挥作用的用武之地。 三、元认知在学生认知能力发展中的作用 （一）元认知是学生智力开发的新突破口 （二）元认知能促使学生学会高效率 元学习：学习过程中的元认知。是指学生在学习活动中能做到事前确定学习目标、制定有助于目标实现的学习计划、选择有助于目标实现的学习方法，并在学习过程中及时发现学习方法上存在的问题，及时作出相应调节，从而大大提高学习活动的效率和成功的可能性。 （3）​ 元认知能极大的增强学生的主体意识和主体能力 第二节　元认知在教堂中的应用 ​ 对于人来说，认知活动是随着年龄的增长从无到有，从少到多而逐渐增加的。 ​ 受此制约，元认知也只能从无到有并随年龄的增长而增强 心理学研究表明： ​ 随着年龄增长，儿童的元认知能力按照从外控到内控; ​ 从无意识到有意识再到自动化; ​ 从局部到整体的方向发展。 从年龄与发展的关系上看： ​ 儿童从小学四年级到初中一年级，元认知能力变化较小； ​ 从13岁到16岁期间元认知发展变化较大，在不同方面表现出不同的发展趋势。 元认知不是先天就有的，这也就说明元认知需要在后天习得，即元认知可以在后天加以培养，以促进其发展。 常用模式——启发式 教学活动中启发式教学运用中的误区 1.​ 启发式成了简单的问答式 问题简单——学生没有深入思考和独立钻研 2.​ 以结果为中心的启发 　“结果中心”的启发：在教学过程中，针对具体的问题，教师头脑中先有了一个结果，而学生头脑中还没有，老师就通过所谓的“启发式”提问，一步一步的提问，一步一步引导学生接近答案。教师千方百计地把这个结果问出来。——导致学生对教师提问的依赖。 过程启发式教学 　是指向思维过程和思维方法的启发式。它的基本实施步骤是根据学生学习知识、技能所需要的高效思维方法，按思维流程相应的启发式问题，根据所设计的问题启发学生思考，并逐步过渡到让学生自己向自己提出问题、自我启发。 　过程启发式也采用提问法，但并不是指向答案，而是指向方法。 一个8kg的大气球拖着一个2kg的木箱，以4m/s的速度匀速上升，当上升到高空800m时木箱脱离气球。当木箱着地时，气球又上升了多少米？ 　　以结果为中心的启发式提问方式： 　　气球开始时是什么运动？——匀速运动 　　木箱脱离后，气球作什么运动“——加速运动 　　要计算加速运动的距离应该用什么？应该知道哪些量？——初速度、加速度、时间 　　加速度怎么计算呢？…时间怎么计算呢？… 　　过程启发式： 　　首先，呈现下面的思考步骤（1），告诉学生解决物理力学计算题都应按此步骤思考。指导学生一步一步的循序思考（2）。 （1）​ 步骤 1.​ 仔细审题。明确题目的已知和未知条件，特别是隐含和定性条件。 2.​ 物理分析。画图进行受力分析和运动分析。 （2）​ 步骤 1　仔细审题。定性的已知：匀速运动； 隐含的已知：气球又飞行的时间＝木箱从脱离到着地的时间 2​ 物理分析。画图进行受力分析和运动分析。 3　充分推理：充分利用以上两步的信息进行顺向和逆向推理，找到解题思路。 4　解题反思：列出算式，分步骤、合逻辑地解决问题，并进行解题后思。 元认知训练方法 1.​ 叙述理由法 一项实验证明（Dominowski,1990），要求学生在解决问题时自己解释理由，能够引发执行的控制加工过程，如调节、计划、注意问题特征等，这些活动导致问题解决的成功率更高。另一个实验也证明（Berardi-Coletta等，1995），向学生问“你为什么那样做”之类的问题，可以促使学生把注意力从指向问题本身转变为指向自己在解决问题时正在做什么，从问题的水平移至加工过程的水平，即观察问题解决者自身的认知加工过程的水平。因此，在教学中，当老师发现学生在思考困难问题的过程中，思路受阴或“误入歧途”时，就要打断他的思考并询问他“为什么这样认为”，“结果怎么来的”等等问题。 出声思维是指伴随学习者的思维过程而出现的言语活动。它可能是思考者的自言自语，也可能是由实验者引发出来的被试者的言语活动。研究证明，出声思维法能调动学生正确使用自我监控策略，从而提高学习知识和解决问题的效率。运用出声思维法的研究已经为我们提供许多有效措施。例如让学生在学习过程中讲出自己解决问题所依据的规则或理由；让学生陈述问题的目标及达到目标的计划；叙述并评价自己解答问题思考过程的优缺点；发现并述说解题过程中可能不同的思维方向(或思路)等都有利于调动自我监控策略的功能，提高学习的效率。 2.​ 他人提问法 虽然出声思维法被证实是有效的自我监控策略培养方法，但学生由于所处心理发展阶段的限制不一定能自觉地使用此法。因此需要外部线索的提示来督促学生运用自我监控策略。一般可采取两种方式：一种是训练者(教师或实验者)在被试解决问题的过程中提供一些指向自我监控的问题；另一种是学生之间相互提问。在教学中，教师可向学生提出这样的问题：你是如何确定这一解题步骤的？你认为这一步骤对这道题有何作用？你如何确定这一步骤是最有效的？在一项问题解决的研究中发现，利用一些通用性问题(如“……和……有相似之处”，“如果……将会发生什么”)来训练中学生和大学生针对课文内容相互提出策略性问题并相互讨论，能够提高他们的用自我监控策略的主动性。 3.​ 自我提问法 他人提问虽有助于学生使用自我监控策略，但自我监控策略的调用毕竟是属于一种自我调节性的行为。所以我们提倡采用“自我提问单”的方式来培养学生掌握自我监控策略的积极性。所谓自我提问法就是在自我监控策略训练中，通过提供一系列供学生自我观察、自我评价和自我控制的问题清单，不断促进学生自我反省而提高问题解决能力的方法。自我提问法对于学生有如下帮助：确定学习的目的；辨别出问题的重要部分；提出需要理解了题意之后才能给予正确回答的问题；考虑问题答案的时候，控制自己的注意指向。这一训练方法能导致学生积极监控自己的学习活动，并能使其采用一定的学习策略。自我提问单使学生更加意识到解决问题时自己的认知加工策略，更有意识地调节自己的认知加工过程，更自觉地使用所学到的有效知识工具和策略方法。 4.​ 其他方法 解决学科问题的通用思维策略和元认知监控策略 七条策略：①解题时，不要匆忙解答，先要准确理解题意；②从整体上把握题意；③在理解题的整体意义的基础上判断解题的思路方向；④充分利用已知条件（顺向推理）；⑤要善于运用双向推理（顺向推理和逆向推理相结合）；⑥克服思维定势，进行扩散性思维；⑦解题后要总结思路，举一反三。 以上七条策略中，策略1至3是分析问题（表征问题）阶段上的思维策略，策略4至6是解决问题（思维推理）阶段上的思维策略，策略7是解题后反思（思路概括）阶段上的思维策略。 元认知训练课堂教学模式 第一阶段是策略“感悟”阶段，就是让学生感受和领悟策略的运用对成功解决问题的意义，让学生体验到什么是好的思维方法、什么是差的思维方法。一般是采用正反两个例子，一个运用了良好策略，一个运用的不良的策略，让学生通过比较，产生感性的认识，以此来积累元认知的体验。 第二阶段是策略“尝试”阶段。在这个阶段，让学生模仿“感悟”阶段上的例题来解决一个类似的问题。此时只是一种模仿性的“生搬硬套”，是从具体实例到另一个具体实例的类比。但是这样的“生搬硬套”有利于学生初步学习运用刚刚体验到的良好策略，实现“近迁移”。在这个阶段上，学生可以进一步增强元认知的体验，使学生进一步体验到“好”方法的优越和如何使用这个“好”方法。 第三阶段是策略“反思”阶段。在策略感悟和策略尝试的基础上，帮助学生将感性认识上升为抽象的策略性知识，此时出现了策略的归纳，出现了策略的名称，完成了从具体到抽象的过渡，为下阶段的运用所学到策略进行自我监控打下了基础。 第四阶段是策略“运用”阶段。在教师的指导之下，学生自主练习监控自己将刚刚所学到的策略运用到一系列问题解决中去。一旦学生经过策略反思，将感性认识归纳上升为抽象的策略性知识，就要指导学生练习运用策略性知识，使其在真正理解的基础上能达到熟练运用的程度。所以，从时间上说，这一阶段是教学的主体，占用的时间最长。策略运用阶段的练习大多是限制性的，练习什么，说什么话，都是由老师规定的，学生自由发挥的余地不大，而且，练习由易到难、由简单到复杂，由模仿到创造性运用，由限制到逐步开放。 第五阶段是策略的“迁移”阶段。如果说策略应用的练习限制性和封闭性比较大，那么策略迁移的练习的自由度和开放性就非常强了，一般可以让儿童自由思考，不加限制，充分发挥儿童的求异思维和发散思维。如，给儿童的问题是：“有序思考的思维方法除了用在这里，还可以用到什么地方？”这样的问题不仅解除对儿童思维的限制和束缚，而且有利于策略性知识的条件化，能迁移到更广泛的背景中去，防止策略性知识的僵化现象。在实验过程中，教师经常看到小学生在策略迁移的练习中想出在实验教材编写时没有想到的新异答案。 第六阶段是“巩固”阶段。一条策略在课堂上教了、用了之后，如果学生以后不去用，也会逐渐忘记。因此，要通过运用这种策略的巩固练习，使学生牢固掌握所学到策略。这一阶段一般放在课后进行。为了防止遗忘、培养学生良好的思维习惯、促进策略性知识向能力的转化，教师应把所教的策略性知识渗透到平时的教学中去。 讨论：结合所学学科专业谈如何进行元认知的培养