元认知训练对提高农村留守小学生数学成绩有效性的研究
任科
〔摘要〕自从核心素养被提出以来，人们对核心素养的培养日益重视。核心素养更多地需要在具体学科中培养，在小学，数学就是最重要的培养核心素养的学科之一。元认知训练是提高学生核心素养的重要策略。本文的研究采用提高数学元认知的方法探究元认知训练对提高农村四年级留守学生数学成绩的有效性。研究发现，元认知训练能提高农村四年级留守学生的数学元认知水平，从而提高学生的数学成绩。
〔关键词〕元认知训练;数学成绩;留守学生
〔中图分类号〕G44 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1671-2684（2020）05-0010-05
一、问题的提出
虽然素质教育已经提倡和实施了好多年，但是现阶段，考试成绩仍然是衡量学生学习能力和教师教学能力的一项很重要的指标。在小学阶段，数学是很重要的一门课，也是产生学困生比较多的一门学科，所以提高学困生的数学成绩就成为数学教师的重要任务。
在广大农村，尤其是偏远山区，由于家庭经济条件所迫，学生的父母都会出去打工，家里只有孩子的祖辈照顾和教育孩子，而孩子的祖辈教育孩子往往是力不从心。所以留守儿童中，学困生显得格外多，尤其在数学学科上。本研究旨在探索通过元认知训练来提高农村留守学困生的数学学业成绩的有效性。
二、理论背景
元认知这一概念最早是由 Flavell 定义的，Flavell 是元认知理论的开创者之一。元认知是指对认知的认知，是个体对认知操作的监控和调节[1]。研究普遍认为元认知是智力的主要成分，所以人们在认知过程中需要元认知知识和元认知技能，在人的发展过程中，尤其是在儿童学习过程中，元认知更是有着十分重要的作用。
国内外有关学者关于元认知提出了几种智力模型。国外以斯腾伯格的智力三维理论与戴斯和奈格莱瑞的“ PASS 智力理论模型”为代表，斯腾伯格的智力三维理论包括三个亚理论，即智力成分亚理论、智力经验亚理论和智力情境亚理论，认为智力分为三种层次，即元成分、操作成分和知识获得成分。PASS 智力理论提出了人类智能活动的三级认知功能系统的理论模型：“计划、注意、同时性加工—继时性加工”模型。这两种理论都把元成分作为最重要的部分，由此可以看出，提高智力可以从元认知入手。国内则以董奇的思维结构理论作为代表。董奇认为人的思维结构包括目标系统、材料系统、操作系统、产品系统和监控系统五大成分，其中监控系统处于核心地位，起着支配作用，其他几个成分则起到调节作用。这里的监控系统就是指一个人的元认知，它的水平直接体现了一个人的智力水平。
提高学生元认知能力主要从以下几个角度入手：一是增加学生的元认知知识，让学生意识到，提高元认知能力对他们的学习提高有重要影响。二是提高学生在学习过程中的自我监控意识和能力，通过对学习的反思、评价、反馈等方面的强化，形成自发的监控过程。三是培养学生在学习过程中主动调节自己的认知方式，培养学生的学习主动性。培养学生对认知活动主动控制的能力，强化其认知活动的计划性、策略性、调控性。
同时，元认知是可以通过训练，也就是元认知训练后天习得的。前人已有的关于元认知训练研究包括小学高年级儿童元认知发展、不同类型儿童元认知发展水平的比较、学习不良儿童元认知发展的规律、学习不良儿童与普通儿童元记忆监测和控制的比较等。训练方式包括言语活动、提问法、讨论法、传授法等。元认知训练有通用型元认知训练和学科型元认知训练两种类型。本次实验采用学科型元认知训练方式。
元认知能力对一个人来说是很重要的。笔者通过相应的元认知能力测试，测试了三个小学学困生，元认知能力测试采用的是ONeil的状态元认知问卷，发现他们的认知能力、元認知能力比学业成绩优秀的学生明显低。
三、实验设计
（一） 研究目的
在前人研究的基础上，探究元认知训练对农村留守四年级学生数学学业成绩的影响。
（二）研究假设
元认知训练能够提高农村留守四年级学生解数学题的元认知水平，从而更有效地提高农村留守四年级学生的数学成绩。
（三）研究对象
参加本次实验研究的对象是笔者所在的甘肃省武威市凉州区的一所农村山区学校的四年级学生，全班有学生33人。全班学生经过调查确认，28人为留守儿童。然后把这28人随机分为两组，即对照组和实验组，每个组都是14人。
（四）研究工具
1. 数学元认知问卷
本实验研究采用张雅明[1]编制修订的“儿童元认知问卷”作为留守学生元认知水平前测和后测的测量工具。修订后的量表包括30个项目，具体包括6个测量维度：自我认知（1-5题）、策略（6-10题）、动机信念（11-15题）、计划（16-20题）、监控（21-25题）、调节（26-30题）。每个项目还伴随着一个 5 分量表：1 = 非常不同意，2 = 不同意，3 = 既不同意也不反对，4 = 同意，5 =非常同意。调查问卷在训练前和训练后分别发给所有受试者。通过将30 个项目的数值相加，得到该学生的元认知水平得分，得分高表示该学生的元认知水平高，反之则低。
2. 解题能力测试题
为测量学生训练前后的数学解题水平，前测采用了训练前学校组织的期中考试作为测量工具，后测采用了训练后学校组织的期末考试作为测量工具。两场考试的试卷均由教研室数学老师进行研讨编制，两套问卷在题型、题目数量、问题的结构以及难度方面都严格匹配，因此可用于本研究的前后测。
（五）实验设计
四、实验过程
本实验安排在四年级的第一个学期进行，实验时长为半学期，采用前测—训练—后测的准实验设计。
（一）前测
实验组与对照组以班级为单位同时进行前测。前测的主要项目有“儿童元认知问卷”、小学四年级数学期中考试卷。
前测分两次进行，首先进行的是小学数学期中考试，考试由学校统一安排、统一批改。期中测试的第二天对学生进行“儿童元认知问卷”的施测，问卷的指导语如下：“同学们好，我们接下来将用 15-20 分钟左右的时间进行问卷调查，该问卷是为了了解同学们在解答数学问题时的一些情况，不是考试，我们会对你的答卷严格保密，同学们请根据自己的实际情况回答。该问卷共有 30题，每一道题目老师将会匀速读两遍，请在老师读完题后再答题。每一道题目都是一句话，如果你的实际情况跟这句话叙述的内容完全符合，那么请在这句话后的括号里填 A;如果这句话叙述的内容比较符合你的实际情况，那么请在这句话后的括号里填 B;如果这句话叙述的内容与你的实际情况比较不符合，那么请在这句话后的括号里填 C;如果你的实际情况跟这句话叙述的内容完全不符合，那么请在这句话后的括号里填 D。接下来请同学们先在问卷上写下自己的姓名、性别、出生年月以及班级，如果同学们没有什么疑问，那么我们接下来开始正式答题。”问卷施测在班主任维持纪律的情况下进行，主试以中等速度将问卷中的每一个题目读两遍，学生在听完两遍后开始答题。
（二）对学生进行元认知训练
我们首先区分开元认知训练和认知训练，认知训练在教学中常常使用，主要对学生的注意力、记忆力、思维力、情绪能力这四个方面进行训练，帮助学生提升认知水平。注意力训练包括视觉注意力训练和听觉注意力训练。
记忆力训练一方面教给学生一些好的、有效的、提高记忆速度和效果的记忆方法，另一方面努力培养学生良好的记忆习惯，比如及时复习、反复记忆的习惯，在充分理解所记忆的东西的基础上再记忆的习惯等[2]。
思维力训练主要通过做一些智力游戏题、脑筋急转弯、解答灵活的数学应用题等方式进行训练。
情绪能力训练主要指情绪控制力训练，主要通过学生之间的不良情绪交流与分享、场景式自由情绪演练、情绪管理体验、情绪管理训练等步骤进行训练。
元认知训练有通用型元认知训练和学科型元认知训练两种类型。我们这里采用适用于数学的学科型元认知训练，见表1，即解题元认知策略训练，训练内容是教师自编的教案和习题，共11课时。在每一个单元的内容学习过程中，进行1次系统训练，一次系统训练由16课时组成，每周进行2课时，共进行8周。采用教师讲解、学生自我提问、小组互相提问等方式教学[3]。
（三）后测
后测安排在训练结束后的下一周进行。后测与前测的测试内容相同，分两次进行，实验组与对照组同时进行。第一次先进行“儿童元认知问卷”的测量，采用的测量问卷与前测完全相同，问卷测量的指导语也与前测时相同，完成问卷的时间为 15～20 分钟，被试填写问卷时由班主任维持纪律，主试负责分发问卷、阅读指导语、依次读题以及回收问卷。第二次后测为学生的数学期末考试，期末试卷与前测组织结构相同，由同一批老师编制，两次试卷的难度与区分度差距较小。考试由学校统一安排，试卷由学校数学教师统一批改[4]。
五. 实验结果及分析
将前后测的原始数据录入 Excel 后，利用 SPSS 23.0软件进行分析。
（一）实验组与对照组的前测比较分析
为检验实验班与对照班在接受训练前元认知水平与数学解题水平是否一致，首先对两组的元认知问卷测试结果进行了双侧 t检验（见表 2），由于检验结果t=0.759，无显著差异，可证明两个班级接受训练前在小学数学应用题解题元认知水平上处于相同水平。对两个班级的数学期中考试的成绩进行了双侧t检验，由于检验结果t=0.063，无显著差异，可证明两个班级接受训练前的数学解题水平也不存在显著差异[5]。
（二）实验组与对照组的后测比较分析
由表 3可知，对照组与实验组的期末考试成绩双侧 t检验结果为t=1.946，存在顯著差异。对照组与实验组的元认知问卷后测的双侧 t检验结果为 t=0.657，两组 0.05水平上无显著差异[6]。
（三）实验组前后测比较与对照组的前后测比较分析
由表 4可知，实验组的元认知问卷前后测成对样本 t 检验结果为t=2.842，存在显著差异，实验组的数学期中期末成绩的成对样本t 检验结果为 t=1.938，存在显著差异，训练后实验组的元认知水平与数学解题水平均有显著提高。
由表5可知，对照组的元认知问卷前后测成对样本 t 检验结果为t=1.859，无显著差异，对照组的数学期中期末成绩的成对样本 t 检验结果为 t=2.682，有显著差异，前后测数据比较，对照组的元认知水平无显著提高，而数学解题水平有了显著提高。
六、实验讨论
从表2可知，实验组接受元认知训练前，实验组和对照组的元认知水平和数学解题水平都不存在显著差异，两组是同质的。接受元认知训练后，两组发生了什么变化呢？
从表4可知，实验组接受元认知训练后，元认知水平有了显著提高，数学解题水平也有了显著提高。这基本符合我们的假设，元认知训练有助于提高学生的元认知水平，从而提高数学解题水平。
然后我们还要做进一步的对比。再看对照组前后测的变化，从表5可知，对照组的元认知水平没有显著提高，这与我们的假设是一致的。但是对照组的数学解题水平有了显著提高，我们推测，经过半学期的学习，学生们的数学解题水平都有了显著的提高，不管是实验组和对照组。但是与对照组相比，实验组的数学解题水平的提高更显著，从表3可以看出。对此，我们应归功于元认知训练的帮助，它明显提高了实验组的数学解题水平。从表5我们还看到，前后测比较，对照组的元认知无显著提高。而表4显示，实验组的元认知水平有了显著提高，这正体现了元认知训练的效果。
但是，从表3我们还看到，实验组接受元认知训练后，实验组和对照组的数学解题水平存在显著差异，但元认知水平差异不显著。对照两组前后测数据可以发现，实验组元认知水平的提高幅度明显大于对照组元认知水平的提高幅度，只是没有达到显著性水平。也许这提醒我们，在元认知训练方面我们还有很多工作要做，师生要共同逐步探索适合课堂需要和学生需要的元认知训练策略。
七、实验结论
元认知训练能够提高农村留守四年级学生解数学题的元认知水平，从而更好地提高农村四年级留守学生的数学学业成绩。
八、对提高小学生元认知水平的建议
当前一线小学数学教师的课堂教学内容中往往会涉及一些元认知的策略，教师也常常会在无意识的情况下使用这些策略，但是真正关注元认知策略并对学生进行系统培训的教师却少之又少，这些学习策略多是以碎片的形式被教师讲授。因此对小学数学教师有以下几点建议：
（1）加强对元认知策略在小学数学领域应用的学习
教师作为学生学习道路上的引路人，在专业领域的眼界与知识面应广于学生，因此教师应主动学习元认知策略的相关知识。只有教师更深入地了解了相关知识，才能够对这种训练方式是否能够有效地提升学生的数学学业成绩有自己的判断，只有教师内心认可了这种教学方式，才有可能在自己的课堂中主动向学生讲授这种学习模式。
（2）加强对学生元认知策略水平的关注
只有在教师更好地了解学生真实水平的情况下，教师才能更好地对学生施加影响。教师在关注学生学习策略总体水平的同时，也应关注学生个体的元认知策略水平。对于小学生而言，不同年级的小学生思维水平也不同，这意味着不同年级的学生所能接受的元认知策略也有所不同，这就要求教师在对学生的元认知策略进行训练时要关注学生的思维发展水平。同一年级的学生，由于学生个体素质等各方面也存在差异，因此教师在对学生施加影响时应充分考虑学生条件，选择适合学生的训练内容与训练方式。
（3）加强对学生元认知策略的系统训练
当前一线教师的课堂中渗透着不少元认知策略知识，领悟力较好的学生通过观察学习可能会较好地习得这些策略知识，但是领悟能力弱或数学基础较差的学生可能会在听课过程中忽略这种知识，因此建议教师在教学过程中拿出时间对这些零散的学习策略进行一个系统的总结，更重要的是拿出整块的时间对学生进行元认知策略训练。这种训练不仅能高效地加深学生的理解，加强学生的印象，更能让学生在这种训练中习得更多更好的思维模式，让这种有效的学习方式迁移到其他科目的学习中去。
参考文献
[1] 张雅明. 元认知发展与教学[M]. 合肥：时代出版传媒股份有限公司，2012.
[2]高茂军，王英兰. 核心素养引领下的课堂教学革新[M]. 天津：天津出版传媒集团，2017.
[3]黄权柳. 元认知训练对高一学生化学学科成绩的影响研究[D]. 武汉：华中师范大学，2015.
[4]付佳. 元认知训练对小学数学学习困难学生解题干预的个案研究[D]. 长春：东北师范大学，2012.
[5]董世斌，张庆林. 元认知训练对提高中学生解答数学应用题能力的实验研究[J]. 心理发展与教育，2004（2）：62-68.
[6]郭成. 元认知训练对小学生数学问题解题能力的影响[J]. 西南师范大学学报（自然科学版），2004（1）：128-133.
（作者单位：甘肃省武威市凉州区张义镇常水小学，武威，733000）
編辑/张国宪 终校/卫 虹
