元认知概念及能力培养方法

317200 浙江省天台中学 褚人统

近二十几年来，元认知(Metacognition)成为心理学研究的热点之一，并对教育实践产生了一定影响.本文力图对“元”概念的产生、元认知的性质、结构、中学数学元认知能力培养方法等有关研究进行概述，以便与同行磋商.

1 元认知概念

1.1 “元”概念产生的哲学根源

“元”概念产生于对内省法的自我证明悖论的哲学思索.Comte认为内省法存在“自我证明悖论”：同一器官如何能够同时既是观察者又是被观察者?1956年，哲学家AlfredTarski为解决这一悖论引进了“meta”即“元”的概念.他认为，元认知即关于认知的认知(“metawhatever”refersto“whateveraboutwhatever”).他针对客体水平提出了元水平的概念;客体水平是关于客体本身的表述，而元水平则是关于客体水平表述的表述.存在于客体水平和元水平之间的这种区别，使得我们可以将一个过程作为两个或两个以上同时进行的过程来分析.其中，任何一个较低层次的过程都可成为一个较高层次过程的对象.因此，内省法可看作是认知主体对客体水平所进行的意识作出元水平的言语表述，这样一来，关于内省法的自我证明悖论就得到了解决.Tarski的“元”概念在解决了自我证明悖论的同时，也给心理学家以某种启发，从而导致意识及认知的元认知模型的产生.

元认知模型有三个特征：

①监测，即信息从客体水平向元水平流动，它使元水平得知客体水平所处的状态;

②控制，即信息从元水平向客体水平流动，它使客体水平得知下一步该做什么;

③元水平具有某种模型，这一模型包括目标以及达到目标的方式.

在元认知模型中，元水平通过与客体水平之间进行信息的往返交流(亦即反复的监测和控制)达到认知目标.

1.2 元认知的性质

1.2.1 概念

在众多的元认知定义中，以元认知研究的开创者Flavell所作的定义最具代表性.1976年，他将元认知表述为“个人关于自己的认知过程及结果或其它相关事情的知识”，以及“为完成某一具体目标或任务，依据认知对象对认知过程进行主动的监测以及连续的调节和协调”.1981年，他对元认知作了更简练的概括：“反映或调节认知活动的任一方面的知识或认知活动”.A.Brown与L.Baker也认为，元认知是“个人对认知领域的知识和控制”.可见，元认知这一概念包含两方面的内容，一是有关认知的知识，二是对认知的调节.也就是说，一方面，元认知是一个知识实体，它包含关于静态的认知能力、动态的认知活动等知识;另一方面，元认知也是一种过程，即对当前认知活动的意识过程、调节过程.作为“关于认知的认知”，元认知被认为是认知活动的核心，在认知活动中起着重要作用.

1.2.2 元认知和认知的区别

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等人研究认知水平相当的被试者在元认知能力上是否存在差异.被试有两组：LD儿童和正常儿童，两组儿童的IQ(智商)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.结果表明，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：其一，LD儿童关于自己的解题技能的知识较不准确;其二，LD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的实验也证明了元认知能力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：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;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.这样就可以认为，元认知和认知的区别主要表现在以下几个方面.

(1)活动内容.认知活动的内容是对认知对象进行某种智力操作.如，对一列数字求和，就是将一列数字按照有关的运算法则相加.元认知活动的内容则是对认知活动进行调节和监控.如，阅读中的元认知活动有：确定阅读目的、自我提问以检查阅读效果、若发现错误则纠正等.

(2)对象.认知活动的对象是外在的、具体的事物.如，阅读的对象是某段文字材料，回忆的对象是过去经历过的某种事情.元认知的对象是内在的、抽象的认知过程或认知结果等.

(3)目的.认知活动的目的是使认知主体取得认知活动的进展.如，个体将一列数字相加，为的是得到这列数字的和，这是认知活动的目的.元认知的目的是监测认知活动的进展(即给主体提供有关进展的信息)，并间接地促进这种进展.如，为了确认所得到的和是正确的，个体重复加了一遍，这种为确认结果而进行的自我检查就是元认知目的的体现.当然，元认知和认知活动在终极目标上是一致的，即：使认知主体完成认知任务，实现认知目标.

(4)作用方式.认知活动可以直接使认知主体取得认知活动的进展;而元认知只能通过对认知活动的调控，间接地使主体的认知活动有所进展.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.

1.2.3 元认知的结构

Brown认为元认知包含两大成分：关于认知的知识和对认知的调节.关于认知的知识是个体关于他自己的认知资源及学习者与学习情境之相容性的知识，即个体关于自己的认知能力、认知策略等的知识，以及在何种问题情境下应该运用何种认知策略、如何最佳地发挥自己能力的知识.对认知的调节指一个主动的学习者在力图解决问题的过程中所使用的调节机制，包括计划、检查、监测、检验等.这两部分具有不同的性质.关于认知的知识是稳定的、可意识到、可表述的，它随着个体年龄的增长而发展.对认知的调节不太稳定，通常是无意识地进行的，故不易表述，它更多地依赖于任务和情境，而不依赖于年龄.即使是年幼的儿童，在某些任务中也能运用这种调节过程，这些任务通常是那种对个体来说具有一定难度、但又不是太难的任务.

Flavell认为元认知的两大主要成分是：元认知知识和元认知体验.所谓元认知知识，是指个体所存储的既和认知主体有关又和各种任务、目标、活动及经验有关的知识片断.Flavell认为元认知知识主要有三类：其一，个体元认知知识，即个体关于自己及他人作为认知加工者在认知方面的某些特征的知识;其二，任务元认知知识，即关于认知任务已提供的信息的性质、任务的要求及目的的知识;其三，策略元认知知识，即关于策略(认知策略和元认知策略)及其有效运用的知识.Flavell特别强调这三类知识的交互作用，他认为，不同个体会依据特定的认知任务对策略作出优劣的判断.所谓元认知体验，即伴随并从属于智力活动的有意识的认知体验或情感体验.他在认为有很多元认知体验是关于在某一认知活动中你已取得的进展或你将取得的进展的信息.Flavell认为，在认知活动中，元认知知识和元认知体验是相互作用的.一方面，元认知体验能导致元认知知识的增加、删除或修改，个体在认知活动中会发现目标、策略、元认知体验和任务之间的关系，然后将这些发现同化至现有的元认知知识系统中;另一方面，元认知知识可以帮助个体理解元认知体验的意义以及元认知体验对于认知行为的暗示.两者的关系还体现在：有时它们是部分重叠的，有些元认知体验可看作是进入意识的元认知知识片断.

照Brown和Flavell对元认知结构的分析，可以发现，两人都认为元认知知识是元认知的成分之一，但关于元认知的另一成分，他们却有不同的看法.Brown的另一成分是对认知的调节，而Flavell则没有这一表述.这一区别的来源在于，Flavell分析的是作为静态的知识结构的元认知，而Brown分析的则是既是知识实体、又是动态过程的元认知，即分析对象的不同造成了分析结果的差别.其实，从两人对元认知的定义可以很清楚地看出，他们都认为元认知不仅包括关于认知的知识，也包括对认知的调节.Flavell的另一成分是元认知体验，而Brown并没有提及.其实，Brown所提出的调节技巧如计划、检查、监测、修改、评价等，无一不是与所谓的元认知体验紧密相联.有些技巧的应用会导致元认知体验的产生，有些技巧的应用则受到元认知体验的驱动和指引.也就是说，元认知体验伴随着认知调节的整个进程，离开了它，认知调节是不可能进行的.

因此，综合两人的观点，我们认为元认知由三个部分组成：元认知知识、元认知体验、认知调节.也就是说，其一，我们认为元认知具有双重状态，它既是一个静态的知识实体，也是一个动态过程，因此，认知调节应属基本成分之一;其二，元认知体验与认知调节在性质上是不同的，前者是认知主体的一种情感或认知的体验状态，而后者是一种过程(或技巧)，因此应该将元认知体验与认知调节分离开来，作为两个相对独立的成分.这三个方面虽然相对独立，实则密不可分.一方面，认知调节既受到元认知体验的激发和指引，同时又以元认知知识为基础;另一方面，认知调节的每一步都会使个体产生新的元认知体验，同时也会丰富、发展个体的元认知知识.并且，元认知知识和元认知体验之间也是相互影响的(见上文Flavell的观点).这三个方面相互作用、循环往复，三者动态有机的结合即构成了元认知.

2 中学数学元认知能力培养方法

元认知能力就是指学生在学习中，对认知过程中自我意识、自我监控的能力;它以元认知知识和元认知体验为基础，并在对认知过程的评价、控制和调节中显示出来.因而，元认知能力的培养可以促进一个人的智力发展和创新能力的提高，养成一种高效的学习和思考问题的习惯，对学生的学习具有重要的意义.数学作为一门逻辑性、推理性很强的学科，对学生的元认知能力的培养就更具有重要的意义.从分析数学学习的机制可知，学生在学习数学时的认知活动不仅是对数学材料的感知、记忆、思维和想象的认知过程，同时也是通过自我意识，对该认知过程进行积极的监视、控制和调节的元认知过程.因而，学生数学学习的认知过程进行的有效性如何，最终还依赖于学生数学的元认知过程的运转水平，如对策略的选择和策略效果的评价、及时反馈和对该过程的进程、方向、结果的评价、控制和调节等.这些实际上也就是学生的数学元认知能力，它直接影响学生数学学习方法的优劣和学习进程的快慢，从而影响学生的数学学习能力.

为了适应元认知能力培养的教学要求，笔者在中学数学的教学中，将数学元认知能力的培养与知识的传授有机地结合起来，总结出如下五个方面的做法.

2.1 使学生能自觉地调整和优化学习心理

调整和优化学生心理，主要目的使学生能自觉地调整和控制自己的数学学习行为，建立起喜爱数学、迷恋数学的学习情感，增强对能反映数量形式和空间形式的数学学科的关心.如果一旦建立这种良好的学习心理，那么当他碰到困难时会乐意地想办法克服困难.从而进一步增强学习信心，改善自身的学习机制，产生自觉的数学学习行为.总之，良好的学习心理是培养学生数学元认知能力(数学认知过程的自我意识和调控能力)的心理基础.但教学的实践告诉我们，良好的学习心理并不是靠说教就能培养起来的，而是要求教师精心设计教学、及时给学生鼓励，以促使学生良好心理的发展.具体地说，教师在教学中要把握以下几个环节：

首先，教师要发挥教学艺术、教学魅力以及人格魅力对形成学生良好的学习心理的强大感染力.在教学中，教师教态和蔼可亲，语言生动有趣，知识渊博精深，日常生活事务处理中时时表现出良好的数学修养等，都可使学生产生轻松愉快的情感，并使学生从喜欢老师到喜欢数学课，从喜欢数学课到对数学知识的追求、渴望和满足，从而产生积极的数学学习行为.

其次，教师要针对学习情况，不失时机地进行激励，使学生产生强烈的自我需要，挑动他们学习数学的积极性.我在数学教学中常用的方法就是组织各种教学讨论课.在讨论中让学生充分地自我表现，鼓励他们大胆讲、大胆做、大胆提问、大胆向别人挑战.在教师的鼓励下，学生精神饱满，心情愉快、注意力集中，并且一直处于跃跃欲试的状态之中.

再次，教师通过对学生学习成果的及时反馈，使学生获得种种成功的情绪体验.

2.2 有针对性的、系统地传授元认知知识

元认知知识的获得主要通过元认知知识的传授来实现的，而为了实现元认知知识的传授，教师就必须掌握元认知知识，在教学中注意收集、整理、研究有关数学学习的元认知知识，以便进行有针对性、策略性的传授和培养.一般而言，数学的元认知知识来源主要有三个方面：首先是现成的元认知知识;数学学科作为一门基础性的学科，有着完整的学科体系，并且前人已经积累了大量的、丰富的元认知知识;如数学学科特点、学习方法、思维方法等，这是数学元认知的主体，教师应对此有足够的注意，并认真发掘整理.其次，是教师本人在学习数学过程中的元认知知识的积累;这主要是总结自己的学习经验.再次，是教师从学生学习中收集有关元认知的知识;这主要是指既有个性特点和创造性，又具有普遍适用和启发意义的学习经验.

而元认知知识的传授在数学学科中，则主要有以下四个方面的内容：第一，有关数学教材、数学知识的结构特点、难易特点、思维特点、方法特点等.传授这些内容的意义在于使学生明确这些特点后可以采取相应的策略进行学习;第二，有关数学学习任务方面的知识，主要是学生在不同的学年，学习不同的教学内容时所要达到的认知目标，传授这些内容的目的是让学生作好心理准备、调整心理状态、明确学习目标，从而调动学生的积极性和主动性，力争达到目标;第三，有关数学学习策略方面的知识，主要是指学生的思维方法、学习方法、学习步骤、行为步骤等内容.传授这些内容的意义在于使学生能选择有效的途径，从而实现学习的目标;第四，有关学生群体和个体的知识，主要是指学生受心理、生理发展水平限制而呈现出来的思维特点、记忆特点、个性特点、兴趣爱好特点、情感特点等方面的知识.传授这些知识的意义在于帮助学生找到适应自己特点的学习方法和学习策略.

2.3 指导学生学会提出与学习有关的问题，并指导制定学习计划

教师应教会学生在良好的学习心态下，面对具体的学习任务：首先教会学生能对与该学习任务有关的学习情景(包括学习材料、学习环境、学习时间、学习数量)进行分析，从而明确学什么、为什么学、怎么样学等问题，并估计自己的学习特点，自己的长处和短处等因素，以便更好地选择有效的学习方法做准备.

其次，引导学生考虑具体的学习计划(或步骤)，明确先学习什么，再学习什么以及选择怎么样的学习方法.一般来讲，学习计划都应该在老师的指导下，让学生独立确定或相互讨论确定.

这样，从整体着手提出问题，又从具体落实拟订计划，学生就拥有一个较完整的学习步骤和方法，这有利于完成学习任务.同时，再按计划实施教学的过程，维持或补充或修正自己的学习行为.当然，监控、调整的目的在于强化学生的自我意识，在于帮助学生明了“是什么”，“为什么”.同时，让学生体验“为什么这样是可行的”.这就是学习过程中元认知的要求.

2.4 提高学生解题中的自我体验、监控、和调节水平

解答习题是学生数学学习行为的重要内容.因而，提高学生元认知水平还应该包括学生在解答习题过程中的自我体验、监控和调节水平.

笔者在指导学生学习时，帮助他们设计了一份《自我检测表》，定期进行检测.具体应该包含以下内容：

(1)是否明确本单元的学习目标;

(2)有无学习计划;

(3)是否对本单元内容感兴趣;

(4)能否排列、比较本单元的知识;

(5)能否理解本单元的教学内容;

(6)能否调整目标和计划;

(7)能否调整、保持良好的学习情绪;

(8)能否独立克服学习中的困难;

(9)能否保证预习、认真听课和复习;

(10)能否合理分配学习时间;

(11)对自己的能力是否有信心;

(12)能否选择适合自己的学习方法;

(13)对自己的学习结果是否满意;

(14)自己有没有经常地观察别人的学习方法和学习状态.

通过对照自测表，学生对自己的学习心理、学习过程、学习结果等情况进行评价，就能不断提高他们的元认知监控能力.

教学实践表明：这种训练不但能提高学生解题的正确率，而且能使学生深入了解为什么要做某一件事，从而提高学生解答习题中的元认知水平.

2.5 让学生学会评价学习的结果

具体的活动(包括解答习题)结束后，教师还应该引导学生认真地评价自己从提出问题到制定、实施计划，及所达到的效果.作为这次学习活动的反馈，以进一步优化学习心理、强化自我意识，从而提高调控能力.而学习结果是学习过程的产物，反映出基本的学习进程.因而，评价时我就引导学生从学习结果出发，对自己的学习过程进行反省，目的是“强化成功，纠正错误”，促进学生元认知水平的提高.由于作业天天做，每天都会产生学习的结果.因此，重点就放在平时作业的反省上.而作业反省主要是“错在哪里”、“为什么会错”、“你能否自己纠正错误”.

通过评价学习的结果，学生对整个学习过程进行反省，这样就可以使学生进一步产生“学什么”、“为什么学”、“这样学”、“为什么这样可以学”等自我意识和自我体验.并通过这种自我意识和自我体验，监控今后的学习行为，从而提高学习的策略水平.

1 陈琦，刘儒德主编.当代教育心理学［M］.北师大出版社，2004，6