基于活動(dòng)卡的元認(rèn)知策略在初中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用

【摘 要】電學(xué)作為初中物理教學(xué)中的重要知識(shí)，貫穿整個(gè)物理學(xué)科。探索電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法是當(dāng)前初中物理教學(xué)研究的重點(diǎn)，將元認(rèn)知策略應(yīng)用在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中是一種新的教學(xué)方法。該方法能夠讓學(xué)生在電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中充分理解教師提出的實(shí)驗(yàn)要求，合理解決實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，并且準(zhǔn)確得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此，本文探討基于活動(dòng)卡的元認(rèn)知策略在初中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)方法;元認(rèn)知;活動(dòng)卡;初中物理

【中圖分類號(hào)】G633.7? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? 【文章編號(hào)】1671-8437（2021）22-0058-02

1? ?元認(rèn)知策略概述

元認(rèn)知即主體對(duì)自身的認(rèn)知，包括對(duì)認(rèn)知能力和認(rèn)知過(guò)程的認(rèn)知。元認(rèn)知并不是單獨(dú)存在的，其與記憶、語(yǔ)言等一起組成智力，因此元認(rèn)知能力也決定了主體的智力水平。元認(rèn)知策略是認(rèn)知過(guò)程中使用的策略方法，在完成認(rèn)知任務(wù)和分析認(rèn)知因素的基礎(chǔ)上，對(duì)認(rèn)知資源和認(rèn)知過(guò)程進(jìn)行有效的調(diào)控。元認(rèn)知策略在教學(xué)過(guò)程中的作用主要是讓學(xué)生有計(jì)劃地對(duì)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)行有效合理的評(píng)價(jià)[1]。

2? ?基于元認(rèn)知的物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)要求

在物理實(shí)驗(yàn)中，元認(rèn)知知識(shí)包括三點(diǎn)：一是個(gè)人，二是任務(wù)，三是學(xué)習(xí)策略，因此，可從這三個(gè)方面對(duì)物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)提出要求[2]。

2.1? 觀察能力

觀察能力在物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中主要是對(duì)現(xiàn)象特征進(jìn)行全面且準(zhǔn)確的描述，因此，元認(rèn)知知識(shí)包括：①個(gè)人，對(duì)個(gè)體的自我控制，表現(xiàn)為能否集中注意力完成對(duì)物理電學(xué)現(xiàn)象的描述。②任務(wù)，在教材和教師的指引下，知道自己需要在什么時(shí)候觀察怎樣的電學(xué)現(xiàn)象，電學(xué)現(xiàn)象有哪些特征，是否需要對(duì)比，與哪些電學(xué)現(xiàn)象對(duì)比。③學(xué)習(xí)策略，在觀察電學(xué)現(xiàn)象前，按照實(shí)驗(yàn)要求，知道觀察哪些電學(xué)現(xiàn)象，在觀察過(guò)程中通過(guò)對(duì)比找出電學(xué)現(xiàn)象的不同

之處。

2.2? 數(shù)據(jù)處理能力

數(shù)據(jù)處理能力包括數(shù)據(jù)收集、整理、分析，因此，元認(rèn)知知識(shí)包括：①個(gè)人，在物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)的各種數(shù)據(jù)，規(guī)范讀取實(shí)驗(yàn)結(jié)果，保證讀數(shù)精確，分析數(shù)據(jù)之前建立合理的邏輯關(guān)系。②任務(wù)，在物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中知道需要記錄哪些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，知道利用何種工具來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，會(huì)使用各種工具。另外，還需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類排列，按照實(shí)驗(yàn)任務(wù)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)計(jì)算。在分析數(shù)據(jù)階段，知道研究對(duì)象與相關(guān)因素之間的關(guān)系，能夠分清主次關(guān)系、數(shù)量關(guān)系等。③學(xué)習(xí)策略，在測(cè)量前，了解物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中需用到的數(shù)據(jù)采集工具，知道如何正確使用測(cè)量工具，得到正確的數(shù)據(jù)。測(cè)量中，盡量做到不估讀。數(shù)據(jù)整理時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題，必須進(jìn)行驗(yàn)算。數(shù)據(jù)分析時(shí)，可以使用一定的方法對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，將電學(xué)中的物理邏輯關(guān)系類比數(shù)學(xué)中的比例函數(shù)關(guān)系，將研究對(duì)象設(shè)定為比例函數(shù)中的Y值，相關(guān)因素設(shè)定為比例關(guān)系中的X值，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)尋找Y與X之間的關(guān)系。在整個(gè)分析過(guò)程中，應(yīng)做到注意力集中，對(duì)比分析研究對(duì)象和相關(guān)因素的數(shù)據(jù)。

2.3? 操作能力

操作能力即按照電學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，元認(rèn)知知識(shí)包括：①個(gè)人，了解物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的操作要求和注意事項(xiàng)，知道實(shí)驗(yàn)步驟，在思想上足夠重視。②任務(wù)，知道如何操作實(shí)驗(yàn)儀器，制定合適的實(shí)驗(yàn)步驟，避免實(shí)驗(yàn)誤差增大，從而影響實(shí)驗(yàn)效果。③學(xué)習(xí)策略，按照規(guī)范和要求使用實(shí)驗(yàn)儀器，了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)中觀察自己的實(shí)驗(yàn)步驟與周圍同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟是否相同，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否相同等，及時(shí)對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。

3? ?元認(rèn)知策略對(duì)物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)的提升作用分析

初中生對(duì)元認(rèn)知策略的理解和運(yùn)用還處于較低的水平，這需要教師采取一定的方法在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中啟發(fā)學(xué)生對(duì)元認(rèn)知策略的認(rèn)識(shí)，提升學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰3]。

3.1? 重新對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)卡進(jìn)行設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)課中，非常重要的一點(diǎn)是不能打破實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性，如教師突然打斷學(xué)生來(lái)進(jìn)行糾正和講解，會(huì)使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維出現(xiàn)斷層。為避免這一情況，物理學(xué)習(xí)活動(dòng)卡（以下簡(jiǎn)稱活動(dòng)卡）就顯得非常重要。學(xué)生在閱讀和完成活動(dòng)卡的過(guò)程中，能夠在潛移默化中形成元認(rèn)知策略思維，促進(jìn)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施。

3.2? 分組策略

初中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)存在一定的難度，學(xué)生難以獨(dú)立完成，這就需要學(xué)生之間開(kāi)展合作，從而鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。如“探究電流與電壓關(guān)系”實(shí)驗(yàn)涉及的電路連接、儀器使用、串聯(lián)電流表等對(duì)初中生而言操作難度較大，部分學(xué)生無(wú)法單獨(dú)完成實(shí)驗(yàn)，教師可根據(jù)學(xué)生的操作能力進(jìn)行分組。在分組時(shí)，教師可將相對(duì)外向的學(xué)生與相對(duì)內(nèi)斂的學(xué)生分為一組，這樣既能讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)性格互補(bǔ)，又能保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ材艿玫捷^大的提升。

3.3? 積極開(kāi)展實(shí)驗(yàn)討論，反思實(shí)驗(yàn)過(guò)程

首先，活動(dòng)卡是根據(jù)初中物理教學(xué)理念中，關(guān)于最大限度地讓學(xué)生參與教學(xué)，幫助學(xué)生盡快步入自主性學(xué)習(xí)軌道的要求設(shè)計(jì)的。在開(kāi)展物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)之前，教師要給學(xué)生留出充足的時(shí)間進(jìn)行活動(dòng)卡設(shè)計(jì)，讓學(xué)生討論活動(dòng)卡的內(nèi)容。通過(guò)設(shè)計(jì)活動(dòng)卡，學(xué)生能熟悉物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行思考，同時(shí)小組成員展開(kāi)討論，這不僅能確定實(shí)驗(yàn)要求，還能培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。在學(xué)生設(shè)計(jì)活動(dòng)卡的過(guò)程中，教師要扮演引導(dǎo)者的角色，盡量不要打斷學(xué)生的討論，主要工作是巡視、觀察學(xué)生設(shè)計(jì)活動(dòng)卡的動(dòng)態(tài)過(guò)程以及完成情況。活動(dòng)卡設(shè)計(jì)完成后，教師應(yīng)對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的活動(dòng)卡進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，以提升學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的熟悉程度，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展。

其次，物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，數(shù)據(jù)的分析、整理是必不可少的環(huán)節(jié)。教師要引導(dǎo)學(xué)生圍繞實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差進(jìn)行討論，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的印象，深化學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解。在“測(cè)定物質(zhì)的密度”實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，針對(duì)各組學(xué)生所測(cè)量的物質(zhì)的密度值，教師應(yīng)認(rèn)真分析學(xué)生整理的物質(zhì)密度數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中存在的問(wèn)題，并引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)相應(yīng)的討論。如可提出“測(cè)量出的物體密度為何與理論值存在一定的偏差”這一問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生回憶實(shí)驗(yàn)過(guò)程，從活動(dòng)卡的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)儀器的使用等方面，對(duì)數(shù)據(jù)偏差進(jìn)行有效的分析討論并得出合理的解釋。

4? ?總結(jié)

4.1? 元認(rèn)知策略在物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的作用

將元認(rèn)知策略應(yīng)用于物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)，不僅能提升學(xué)生對(duì)元認(rèn)知策略的認(rèn)識(shí)，而且能夠提升學(xué)生對(duì)物理電學(xué)理論知識(shí)的認(rèn)知和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?shí)驗(yàn)前的活動(dòng)卡設(shè)計(jì)、人員分組策略，實(shí)驗(yàn)中組員的團(tuán)結(jié)協(xié)作、數(shù)據(jù)記錄，實(shí)驗(yàn)后數(shù)據(jù)的整理、分析、反思討論，都對(duì)學(xué)生具有較大的幫助。此外，元認(rèn)知策略在物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，能使學(xué)生從被動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成自主地完成實(shí)驗(yàn)，能夠讓學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)的各環(huán)節(jié)，提升學(xué)生的自主探究能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。因此，元認(rèn)知策略能夠在潛移默化中提升學(xué)生的綜合能力，幫助教師高效完成教學(xué)任務(wù)。

4.2? 元認(rèn)知策略在物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的具體實(shí)施

在物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)元認(rèn)知策略對(duì)教師的要求并不高。教師要充分利用配套教材開(kāi)展活動(dòng)卡的設(shè)計(jì)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中理解物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)和要求以及實(shí)驗(yàn)原理，并且制定合理的實(shí)驗(yàn)步驟以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄方案，理順實(shí)驗(yàn)思路，這有利于提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。在活動(dòng)卡的幫助下，學(xué)生能夠規(guī)范實(shí)驗(yàn)儀器的操作，避免在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)問(wèn)題，保證實(shí)驗(yàn)順利完成。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后數(shù)據(jù)的整理也是一個(gè)重要的步驟，能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)整理能力和分析能力，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)問(wèn)題展開(kāi)討論，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)綜合能力。

另外，元認(rèn)知策略能夠在一定程度上改變學(xué)生對(duì)物理教學(xué)的認(rèn)知，提升教師的教學(xué)能力?；诨顒?dòng)卡的元認(rèn)知策略在初中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用，對(duì)教師也提出了新的能力要求，首先教師要充分理解元認(rèn)知策略，其次要對(duì)物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，具有把控實(shí)驗(yàn)過(guò)程的能力等。

4.3? 研究反思

元認(rèn)知策略能夠很好地輔助教師的教學(xué)工作。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備不斷更新，更加智能便捷、采集數(shù)據(jù)精度更高的儀器不斷涌現(xiàn)，物理電學(xué)現(xiàn)象也能更加直觀地展示出來(lái)，這對(duì)教師和學(xué)生在計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)儲(chǔ)備提出了更高的要求。計(jì)算機(jī)能夠使學(xué)生和教師更加直觀地感知物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)使數(shù)據(jù)采集和處理也更加簡(jiǎn)便，也給教師今后的研究指明了方向。

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【作者簡(jiǎn)介】

戈曉燕（1980～），女，漢族，江蘇蘇州人，本科，中小學(xué)高級(jí)教師。研究方向：基于核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)。