元認知學習理論在機械類課程教學中的應用研究論文
元認知學習理論在機械類課程教學中的應用研究論文
一、引言
2l世紀是知識經濟時代，由於受經濟全球化的衝擊以及我國高等教育內部發展規模持續增長等因素的影響，我國高等工科教育發展面臨的內外環境發生了一系列深刻的變化。然而，目前高等工科院校在教學上依然存在著許多弊端，主要表現為教學觀念固步自封，忽視了學生在學習中的主體地位;教學方法單調呆板，“滿堂灌”和平鋪直敘仍是現行主打的教學方式;教學評價形式單一，缺乏對學生靈活運用知識的能力以及學習能力的評估;等等。這些弊端的存在對高等工科院校創新性人才培養質量勢必產生負面的影響。
在深化教學改革的浪潮中，高校教師應如何真正做到以學生為本?如何培養學生的自主學習能力和可持續發展能力，以實現對其知識、能力和素質三方面的綜合培養目標?這是擺在我們每一位高等工科院校教師面前的一項亟待解決的重要課題。而元認知學習理論為這一問題的解決提供了必要的指導思想和理論基礎。
二、元認知與自主學習能力的關係
元認知概念是美國心理學家弗萊維爾在20世紀70年代提出來的。所謂元認知就是對認知的認知，是指有關個體認知過程的知識和對個體認知過程進行的監控與調節。我們所謂的感覺、思維或想象都屬於認知活動，而元認知則是對這些認知活動的認知。
元認知學習理論包括元認知知識、元認知體驗和元認知監控三個方面。元認知知識是指個體透過經驗積累起來的關於認知活動的一般性知識，分為個體元認知知識、任務元認知知識和策略元認知知識三類。元認知體驗是指伴隨認知活動所產生的認知體驗和情感體驗。積極的元認知體驗會激發人的認知熱情，調動人的`認知潛能，從而影響人的學習速度和有效性。元認知監控是個體對自身認知活動的理解以及任務執行情況的認識。它表現為主體根據自己的認知特點和學習要求，制訂計劃，選擇策略，評價其有效性，以及對學習結果進行檢查和修正。
元認知知識、元認知體驗和元認知監控在人的認知活動中是緊密聯絡、互為影響的。元認知知識的掌握，有利於產生積極而準確的元認知體驗，有利於有效的元認知監控;積極的元認知體驗，有利於動態地對認知活動進行調節，並由此積累正確的元認知經驗和知識;有效的元認知監控又有利於產生積極的元認知體驗，同時獲得更豐富的元認知知識。這三個方面協同作用、迴圈往復和有機結合即構成了個體元認知水平，它是學習者自主性學習能力的核心體現。
三、元認知學習理論在機類課程教與學中的應用
運用元認知學習理論，筆者在“材料成形工藝基礎”等機械基礎課程的教學中，試行以學生為主體，教師為主導的教學理念，開展了形式多樣的開放性教學的嘗試，讓學生在專業基礎課程的學習中既培養了工程實踐能力，又提高了自身的元認知水平，收得了較好的教學效果。
1.轉變傳統教學方式，營造良好元認知知識環境。在傳統的知識注入型教學過程中，教師是教學活動的主角，學生在課堂上往往欠於獨立思考，只需按部就班地接受、吸納、記住教師灌輸的知識就行了，而對於“材料成形工藝基礎”等專業基礎課程，具有實踐性強、基礎性強、內容龐雜、技術涵蓋面廣等特點，若按傳統方式教學，則易造成學生“一看就懂，一學就會，一用就錯，一考就忘”的局面。要想改變這種授課狀況，首先就要將學生置於課堂主體地位的環境，為學生主動建構知識創造必要的條件。
(1)基於問題的討論式教學，增強教學活動的互動性。如在介紹特種鑄造前，先讓學生自己對所學的砂型鑄造方法來個小結，引導學生從模型、鑄型和充型三個方面總結出砂型鑄造的基本特徵：即模型用木模、鑄型用砂型和在重力作用下充型，並歸納出砂型鑄造的優缺點，再啟發學生在此基礎上發散思維，鼓勵其大膽突破思維禁錮，提出問題：如果模型不用木模，鑄型不用砂型，還可以用什麼替代?在壓力或其他外力作用下充型又將如何?由此引出了各種特種鑄造方法的特點及工藝。基於問題的討論式教學，充分地激發了學生的創新意識，讓課堂煥發出靈性和活力。
(2)適時開展案例教學。案例教學是指在教師的精心組織策劃下，根據教學目的、教學內容的需要以及學生身心發展的特點，藉助對典型案例的分析來詮釋比較抽象複雜的概念或理論，揭示錯綜複雜的問題或關係的一種教學方法。其基本思想是培養學生自主學習的能力，養成獨立的判斷和認識事物的能力。在講到鑄造工藝一節時，筆者穿插了以下案例：2012年2月20日，遼寧鞍鋼鑄造車間，在澆鑄一個大型鑄鋼件接近結束時發生砂型型腔噴爆，造成13人死亡、17人受傷的重大事故，筆者以案發相關報道資料中的大量圖片為實記，將學生帶入觸目驚心的“現場”，深入案情分析問題，從專業視角找出事故發生的直接原因和間接原因。學生在案例的分析過程中，不但需要運用剛學習到的鑄造工藝知識，同時還接觸到了生產運作、生產管理和生產監控等新資訊，對知識進行重構，去發現、分析和解決案例中的實際問題，並在解決問題的過程中發展和獲得新的認知能力。
2.強化元認知體驗，培養元認知能力。通常，學生在學習中理解了某個知識點，但並不等於會運用這個知識，運用好知識的前提是具有運用這種知識的意識，而這種意識的建立難以透過教師單方面的講授來完成，它還需要經歷相應過程的體驗。體驗可以透過以下方式得以強化：其一是實操式體驗，如協同培養、深入企業車間、瞭解生產實際、開展工程訓練、課程實驗、課程設計等;其二是探究式體驗，即透過以問題或任務為導向，以專案驅動的學習體驗，如課題研究、學業競賽等;其三為討論式體驗，如前所述的討論教學、案例教學、作業展示等。讓學生在學習互動過程中，講出自己解決問題所依據的規則或理由，發現並敘述解題過程中可能存在的不同思維方式及不同解決方案，藉助語言暴露其內隱的思維過程，進而對問題解決產生影響。
無論哪種方式的體驗，都蘊含著認知體驗和情感體驗兩個方面，在體驗中學生認識到自己是怎樣想的，自己的想法是怎樣起作用的，從而對認知活動的結果加以設想和預估，對思維過程進行審視和監控。教師在教學中應注意挖掘和強化這種體驗，提高學生的元認知意識，激發學生的學習情趣，這是培養學生元認知能力的有效途徑。
3.完善元認知監控，提高教學效果。從元認知角度看，學習不僅是對學習材料進行識別、加工和理解的認知過程，也是對該過程進行監控、調節的過程。元認知監控表現為學習者對自己所從事的學習活動進行積極而自覺的計劃、檢查、評價、反饋、控制和調節，它是學習者自主學習能力的主要體現，是影響學業成績的關鍵因素。
為此，筆者利用網際網路技術，在網路教學平臺和課程網站上，開設線上學習、自檢自測、拓展訓練、線上問答等資訊渠道，為學生學習的自我監控保駕護航，使學生對學習的過程自我把控，對學習的效果及時總結。這種對學習的自我監控是元認知策略的核心，也是反映學生自我學習能力的一個重要方面。改變課程考核方式，完善教學過程。課程考核本身是實現教學目的和檢測學生學習成果的一種手段，課程考核的目的不僅是為了考察學生是否完成和深化了對所學知識的建構，實現了課程目標的程度，更是為了檢驗和改進學生的學習和教師的教學，從而有效地提高學生的自主學習能力。因此，課程考核必須與教學緊密結合，成為教學的一部分，體現教學並服務於教學，寓教於考，以考促學。筆者對課程考核採取了多種形式相結合的方式，教學過程中的課堂討論、作業情況、任務展示、學習態度等方面都在考查之列，並按40%的比例計入課程總成績，期末考試佔60%，重點考查學生對知識的分析、理解、歸納和應用能力。
四、結語
心理學研究證明，自主學習能力具有很強的可塑性，這就要求教師在教學中不應只是傳遞知識，重視單一的結論，而更要善於總結規律，突出規律產生的過程及其中所體現的科學方法，充分運用元認知學習理論，採取恰當的教學方式，營造良好的元認知提升環境，以之引導學生正確地自我評價學習結果，自我調節學習策略，自我監控學習的有效性，從而使學生在學習過程中表現出更多的主觀能動性，提高教學效果。