| 标题 | 元认知能力在生物高考问题解决思维中的应用 |
| 范文 | 郑婷婷 【摘 要】 在阐述元认知能力和问题解决的思维的含义基础上，以近年来的高考生物试题为例分析元认知能力在高考生物科问题解决的思维中的应用：利用元认知知识，建立高中生物知识体系，提升问题解决效率；增强元认知体验，提高知识迁移效率；通过元认知技能，提高“搜集—捕获—解释”思维。 【关键词】元认知 高考生物 问题解决 思维1元认知能力的基本含义 元认知是关于个体自我认知过程的知识和调节这些过程的能力，是对思维和学习活动的知识认知的控制。我国心理学家陈英如（1996）曾指出，“主体元认知知识的丰富性，元认知体验的深刻性以及元认知技能的能动性，将直接影响主体使用策略的自觉性水平和有效性水平”。一般而言，元认知成分主要包括三个部分：元认知知识、元认知体验和元认知技能，且三大成分相辅相成，密不可分。 2问题解决的思维的基本含义 思维是人接受信息、存贮信息、加工信息以及输出信息的活动过程。一个典型的问题解决的思维过程由准备、立题、搜索、捕获和解释构成。①准备即信息积累阶段，为准备解决某个具体问题而有目标地积累信息的过程；②立题是思维主体对已接受的基本信息的一个总反映或跃迁、繁衍和深化的表现形式；③搜索是明确目标下的思维，是围绕目标进行的有针对性的、全方位的思维，包括问题分解和设计搜索方案两个阶段；④捕获即搜索的结果，例如通过资料查询、实验观察等获取相关信息；⑤解决问题的过程随着搜索——捕获而逐渐升级，而实行一次对全过程的综合整理称为解释。 新课程高考试题强调能力立意，学生解答问题时，是一个问题解决的过程而不仅是回忆知识的过程。学生须将自己的问题解决过程作为意识对象，积极地加以监控并且能够在必要时采取适当的补救策略来解决解题中出现的障碍。因此问题解决的思维过程既是一个认知活动过程，更是一个元认知活动过程。以下以近年来的高考生物试题为例，分析并总结元认知能力在高考生物学科问题解决的思维中的作用。 3 元认知能力在高考生物科问题解决中的应用例析 3.1利用元认知知识，建立高中生物知识体系，提升问题解决效率 问题解决的元认知知识包括学生对自身的解题技巧、能力和特点等的认识；对个体在解题过程中所涉及的各种有关信息的认识；个体完成解题任务所需要的认知方法等方面的知识，如解题策略的种类、特点、应用的条件、有效性等。教师在教学中应使学生关注元认知知识，并对自己的认知活动特点及规律有所了解。在此基础上，教师帮助学生建立适合自己的生物知识体系。使学生能够在特定的情境中有效提取相关知识，并有指向性地解决问题。 [例题1]（2012. 福建，1）下列有关豌豆的叙述，正确为是（ B ） A. 萌发初期，种子的有机物总重量增加 B. 及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害 C. 进人夜间，叶肉细胞内ATP合成停止 D. 叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多 浅析：该题以豌豆生命活动现象为背景，具体考查豌豆细胞代谢相关知识。例题涉及多个知识点。一些学生由于缺乏元认知知识，无法采取正确的策略，难以具体联系豌豆生命活动现象，例如学生不了解叶子黄化是由于叶绿素水解造成，难以与色素吸收光波的知识点联系，缺乏对问题指向性理解，得不出答案。当学生具有适合自己的生物知识体系，看见D选项时，由“叶绿体”“红光”将问题解决的“立题”定为“捕获光能的色素和结构”，从而“搜索”相关知识：叶绿素能够吸收红光并使叶片呈现绿色，分布于叶绿体上。由此分析可知，叶片黄化是由叶绿素缺乏引起的，缺乏叶绿素，叶绿体吸收红光将减少，故排除D选项。 3.2 增强元认知体验，提高知识迁移效率 问题解决中所涉及的元认知体验包括了在学习相关知识过程中的元认知体验和在问题解决的思维中所涉及的元认知体验。学习中的元认知体验表现为：在学习过程中意识到学习内容的难易程度和自己的掌握情况；在学习结束后产生的成功或失败的感受。元认知体验是个体对问题解决的经验总结。学生增强元认知体验，可有效提高对知识获取的知觉，从而提高对知识的处理能力和迁移能力，在问题解决的思维的立题阶段顺利实现知识的有效迁移。 [例题2]（2012. 福建，4）将小鼠B 细胞注入家兔体内，产生免疫反应后，家兔血清能使小鼠T 细胞凝集成细胞集团。而未经免疫的家兔血清不能使小鼠T 细胞凝集成团。T 细胞凝集现象的出现是因为（ C ） A.小鼠B 细胞诱导家兔产生细胞免疫 B.小鼠T 细胞诱导家兔产生体液免疫 C.小鼠B 细胞和小鼠T 细胞有相同抗原 D.小鼠T 细胞和家兔T 细胞有相同抗原 浅析：元认知体验欠缺的学生在学习相关知识“淋巴B细胞与体液免疫有关，淋巴T细胞与细胞免疫有关”时，只是对知识的机械记忆，对知识获取的知觉不足，未能真正理解引起体液免疫和细胞免疫的分别是生物体本身的淋巴B细胞和淋巴T细胞。元认知体验强的学生，知识获取的知觉较敏锐，知识迁移效率高。例题2中小鼠B细胞注入家兔的体内，产生免疫反应后，在家兔的血清中可以找到相应的抗体，而血清也可以和小鼠T细胞凝集，说明抗体对小鼠T细胞也会起体液免疫反应，根据抗原和抗体之间的特异性结合特点，通过知识迁移得到：小鼠的B细胞和小鼠T细胞具有相同的抗原。 3.3 通过元认知技能，提高“搜集—捕获—解释”思维 在问题解决时，元认知技能表现为学生在思维过程中将自己正在进行的认知活动作为意识对象，并不断地对其进行积极地调节和控制。在问题解决过程中的元认知技能活动的三个进程是：①根据问题的特定目标，在问题解决之前制订问题解决计划、预测结果、设计方案并预估其有效性；②在问题解决的思维进行的实际过程中，根据目标及时评价，反馈思维活动的结果和不足，正确估计自己达到问题特定目标的程度、水平，根据有效性标准评价各种认知行动和策略的效果；③在监视问题解决的思维活动的过程中，根据反馈信息，及时检查认知结果，及时调整并采取补救措施。元认知技能匮乏的学生在“搜集—捕获—解释”过程中，对自己解题的思维过程不能进行有效地反思与自我监控，不能及时转变思路、自我调节选择其他的有效的解决方法，过早草率地得出结论，从而导致解题错误。 [例题3]（2011. 福建，5）火鸡的性别决定方式是ZW型（♀ZW，♂ZZ）。曾有人发现少数雌火鸡（ZW）的卵细胞未与精子结合，也可以发育成二倍体后代。遗传学家推测，该现象产生的原因可能是：卵细胞与其同时产生的三个极体之一结合，形成二倍体后代（WW的胚胎不能存活）。若该推测成立，理论上这种方式产生后代的雌雄比例是（ D ） A. 雌∶雄=1∶1 B. 雌∶雄=1∶2 C. 雌∶雄=3∶1 D. 雌∶雄=4∶1 图1解题思路流程图 浅析：元认知技能匮乏的学生在问题解决时缺乏计划性，学生依据自己的推理进行解题，通常只考虑到一种情况，例如只考虑第一种情况得到的结果是：雌∶雄=2∶1，而并未意识到自己的不足，则不能反馈有效信息以及时检查认知结果并作出调整，而选择错误答案。元认知技能能力强的学生会有意识地制订问题解决计划，首先先得出雌火鸡（ZW）的卵细胞和三个极体有两种情况，然后根据题目所提供的信息对两种情况进行具体分析并不断反馈解题结果和不足，最后及时检查认知结果并调整后得出正确答案（解题流程如图1）。 【参考文献】 ［1］ 陈琦，刘儒德.当代教育心理学[M].北京：北京师范大学出版社，2007，383-387 . ［2］陈英和.认知发展心理学[M].杭州：浙江人民出版社，1996，317-318. ［3］杜晓新，冯震.元认知与学习策略[M].北京：人民教育出版社，1999，10-18. ［4］陆建身.生物教育展望[M].上海：华东师范大学出版社，2001，260. |
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