为深度学习而思：反思日志促进大学生元认知发展的实证研究*

2022-09-27卜彩丽

现代教育技术 2022年9期

卜彩丽李飒王静张思董乐

卜彩丽1李飒1王静1张思2董乐3

（1．河南师范大学教育学部，河南新乡 453007；2．华中师范大学人工智能教育学部，湖北武汉 430079；3．河南师范大学数学与信息科学学院，河南新乡 453007）

元认知作为批判性思维的基础和创造性思维的重要预测因子，是实现深度学习的重要内部因素；而学生元认知能力的提升，是当前高校培养一流人才的重要途径。基于此，文章在明晰反思日志、元认知与深度学习三者关系的基础上，根据反思理论设计了反思日志撰写框架并进行了三轮迭代设计。之后，文章以“教学系统设计”课程为例，通过实证研究验证了反思日志促进大学生元认知能力发展的有效性，结果发现：学生的反思水平随着反思日志的不断撰写而持续提升，反思水平的提高有效促进了学生元认知能力的发展，撰写反思日志可作为提升大学生元认知能力的重要策略。文章的研究成果丰富了深度学习相关理论研究，也为促进学生高阶思维发展、推动深度学习落地提供了实践参考。

反思日志；反思水平；元认知能力；深度学习；高阶思维

引言

培养学生的批判性思维和创造性思维，促进学生深度学习，既是一流本科课程建设的要求，也是当今社会人才需求的重要导向[1]。而元认知作为批判性思维的基础[2]、创造性思维的重要预测因子[3]、实现深度学习的重要内部条件[4]，是确保高阶思维发展、深度学习落地的重要抓手。元认知是对认知的认知，培养元认知能力能够帮助学生找到有效的、适合自己的学习方法，从而促进学生自主学习[5]。元认知也是调节思维和学习的重要动力[6]，其运行水平将直接影响认知过程的有效性[7]，即学习效果的好坏和学习效率的高低。因此，不管是从培养人才的要求出发，还是从学生学习的现实需要出发，元认知能力的培养都显得格外重要。

反思日志是学生在课下以文字为主要形式，对学习过程和学习结果进行批判性再认识的活动。撰写反思日志的过程，实际上就是学生明晰学习计划、审视学习过程、衡量学习结果、调节学习不足、调整学习状态的过程。反思日志中的批判、计划、监控、调节等元素，能够为反思水平和元认知能力的提升提供重要依据[8][9]。另外，反思作为深度学习过程的最后关键环节[10]，其水平的提升是保障深度学习落地的重要因素[11]。

鉴于反思日志和元认知、深度学习的紧密关系，本研究参考已有的相关研究成果，以促进学生的深度学习为目标、以元认知能力的提升为着力点、以撰写反思日志为路径，经过一学期的准实验研究实践，尝试探析反思日志对大学生元认知能力培养的实际效果，从而丰富元认知能力提升的实践路径，为高等教育培养具有批判性思维和创造性思维的一流人才提供重要支撑。

一反思日志相关研究

1 反思日志及其应用研究

对于“反思日志”的概念，可从不同角度来理解。例如，Berthold等[12]从过程与方法角度理解学习日志，认为学习日志是在教师的指导下，学生使用认知和元认知策略，对学习内容进行精细加工和反思的自我引导方式写作；Paul[13]从内容角度指出反思日志不仅应该包含回顾学习过程、分析学习过程和结果，还要包含思考该学习对于未来的意义；而刘清堂等[14]从目的角度认识反思日志，指出在反思日志里学习者分析自己的学习目标达成、学习内容掌握、学习策略的使用效果等情况，以期在下一个学习阶段取得更好的学习成效。结合已有研究成果和自身研究实践，本研究提出：①反思日志是以文字形式记录反思内容但又不仅限于文字，可以附加图片、思维导图等；②反思日志是对学习过程、结果、风格、策略等系统的再认识过程；③反思日志不仅仅是简单的信息记录，还可反映知识建构、监控调节、批判思维、能力提升的过程。

上述研究成果表明，反思日志在促进学生知识理解、元认知能力提升等方面具有积极作用。但是，国内反思日志研究存在一些不足：①研究对象上，与国外相比，国内多以初高中学生为主，对大学生元认知能力发展的重视程度不够；②研究数量上，国内有关反思日志促进元认知能力发展的实证研究较少，且缺乏最新研究成果；③国内现有研究对反思日志促进元认知能力提升的内在机制缺乏探讨和深度剖析，需要进一步提升研究深度。

鉴于此，本研究以大学生为研究对象，在探析反思日志对大学生元认知能力和学习成效影响之内在机制的基础上，以“教学系统设计”课程为例开展实证研究，尝试主要解决以下问题：①大学生反思水平是否会随着反思日志的持续撰写而不断提升？②经过一学期的研究实践，大学生的元认知能力是否得到了发展？③反思日志是否促进了大学生元认知能力的发展？

2 反思日志影响元认知和深度学习的内在机制

探究反思日志影响元认知和深度学习的内在机制，是本研究立论和有效开展实证研究的基础。对于反思日志影响元认知的内在机制，研究者多从认知心理学角度出发，通过挖掘反思日志与元认知三策略（即计划、监控、调节策略）之间的天然联系[20]，阐明其内在机理。认知心理学主要是对人们高级认知过程的研究，如思维、创造性、问题解决等[21]。随着认知心理学的发展，反思逐渐被纳入“元认知”的概念之中[22]。元认知是以认知活动为对象，并不断对其进行计划、监控、调节的活动过程[23]。而撰写反思日志是对认知活动的回顾、批判和再认识，是一种“学习者以自身经验、活动或身心结构为对象，以反身性的自我观察、分析、评价、批判、修正等方式进行的学习”[24]。反思日志中的分析、评价、批判、修正等环节，正是实时监控、调节补救、优化计划的体现。

而对于反思日志影响深度学习的内在机制，本研究以元认知能力提升为突破口，通过元认知能力提升来促进深度学习。元认知包含元认知知识、元认知监控、元认知体验三个要素[25]：①元认知知识是关于认知活动过程、结果及策略的认识，这是总结学习经验和高效学习方法、促使学生学会学习的关键；②元认知监控是对认知过程的监督、控制和调节，这是保持高度学习投入、及时发现学习问题并修正解决的保障；③元认知体验是指伴随认知活动而产生的情感体验，积极的学习体验会进一步激发学生的内部学习动机[26]，使其保持主动学习、快乐学习的状态。以知识能力为基础、以监控调节为关键、以情感体验为动力，学生的学习将会更主动、更高效、更优质，深度学习也将更易实现。

综上，利用反思日志促进元认知能力提升并最终促进深度学习是有迹可循、有理可依的，这为反思日志促进大学生元认知发展之实证研究的展开提供了重要的理论支撑。

二研究设计

本研究采用准实验研究法，结合问卷调查法和内容分析法，在一学期的研究实践过程中收集、编码学生的反思日志，以衡量其反思水平变化；之后，对学生的元认知能力进行学期前测和学期后测，以评估其元认知能力发展情况；最后，对反思水平与元认知能力进行相关性分析，以验证反思日志促进元认知能力发展的有效性。

1 研究对象和实验环境

本实验以河南省H大学2019级教育技术学专业的51名大二本科生为研究对象，实验环境为该专业必修课程“教学系统设计”。青年大学生的思维敏捷，接受新事物快，学习能力较强，但是长期以教师为中心的应试教育，导致他们善于且乐于被动接受和浅层学习，而缺乏主动思考、自我计划和自我调节、发现问题和解决问题的深度学习能力。而“教学系统设计”课程的教学主要分为课前自主学习、课中问题解决和课后反思拓展三个阶段，注重培养并提升大学生的反思能力、元认知能力等高阶思维能力。其中，在课后反思拓展阶段，为了促进学生的知识建构并便于对学习过程、结果等进行监控与调节，本实验要求学生学完一章就撰写一次反思日志，以让学生通过持续不断的反思，逐渐养成对学习过程进行自主计划、自我监控和及时调节的习惯，同时帮助学生加深知识理解、促进知识的迁移与应用。

2 反思日志撰写框架的编制与迭代

（1）反思日志撰写框架的编制

3) 解吸时间。已吸附花青素后的树脂，加入70%的乙醇溶液经25℃摇床振荡解吸1 h、2 h、4 h、8 h及12 h，过滤定容至25 mL，测其吸光度并计算解吸率。

由上文分析可知，反思日志能够在计划、监控、调节三个方面影响元认知能力。基于此，在对反思日志撰写框架进行设计时，需要考虑该框架能够指导学生有意识地对自己的学习计划、过程和不足等进行反思。关于反思的内容或维度，Mezirow[27]提出的内容反思、过程反思、前提反思三层反思内容系统在国际上应用广泛。考虑到此反思内容系统完整地囊括了对认知加工的内容、过程、结果三个方面的反思，也涉及对元认知能力的培养，符合实验需求，因此本研究以此反思内容系统为指导编制反思日志撰写框架，具体如表1所示。

反思日志撰写框架的提出，为学生撰写反思日志提供了思路和方向。由于“教学系统设计”课程共有七章内容，学生每学完一章就要撰写一次反思日志，故课程结束后学生共写了7次反思日志。学生每次写完反思日志，都需提交至学习通的“作业”功能区，由教师进行批改。

表1 反思日志撰写框架

类型特征描述题项设置内容反思对“是什么”进行反思，如对具体的知识内容、经验事实进行反思，从不同的观点解释经验，而不仅仅是描述通过这一章的学习，你学到了什么？你目前所学和你未来的学习、工作、生活有哪些相关性？你还想学习哪些知识？过程反思对“怎么做”进行反思，如对学习策略、方法等进行反思，评价并分析其效果和优缺点在课前预习时，你会制定学习目标和计划吗？在自主学习和小组协作学习中，你是怎么做的？你的学习方法是什么？是否需要调整或改进？前提反思对“为什么”进行反思，如对学习过程中表现出来的情感、态度、信念、价值观及其背后的原因等进行反思，有深度思考，往往体现处理问题视角的转变你对自己这一章的学习是否满意？为什么？你对自己在小组中的表现是否满意？为什么？你对老师的教学是否满意？你有何教学建议？

（2）反思日志撰写框架的迭代

进行两章内容的学习后按照传统的“学生提交，教师批改”方式对学生的反思日志进行分析，本研究发现：学生反思的内容偏客观陈述，而缺乏对学习体验、疑问、不足等方面的深度思考，反思水平整体不高。基于此，为帮助学生完善反思内容、推进反思深度，本实验从第三次反思开始为学生提供并阐释高层级反思的衡量指标，学生由此了解到了反思成功标准，之后可以对照标准改进、完善自己的反思日志。而通过对学生后续两章的反思日志进行分析，本研究发现：仅仅依靠教师评价，不利于学生之间的相互借鉴与学习；另外，由于缺乏学习共同体之间的交流互动，反思的气氛较为低沉，学生反思的主动性也不强。基于此，为充分调动学生反思的积极性，增加学生之间的交互，本实验从第五次反思开始在教师评价的基础上增加同伴互评和优秀反思日志展示活动。综上，自第一次反思日志撰写框架的设计开始，经过第三次反思和第五次反思时反思日志撰写框架的迭代优化，最终形成了反思日志撰写框架的三轮迭代设计，具体如图1所示。

图1 反思日志撰写框架的三轮迭代设计

3 研究工具与编码方法

本研究采用准实验研究法，同时以问卷调查法、内容分析法为主要的数据收集与编码方法。其中，问卷调查法用来收集学生的元认知能力前、后测结果，而内容分析法用来收集和编码学生对各章学习的反思水平。本研究使用SPSS 26.0软件进行数据分析，同时对学习反思水平和元认知能力的前、后测结果分别进行配对样本t检验，以获得学生反思水平提高和元认知能力提升的情况。在此基础上，本研究进行反思水平与元认知能力的相关性分析，以验证反思水平提高对元认知能力提升的重要促进作用。

①学生元认知能力相关数据收集：参考Oxford等[28]、汪玲等[29]编制的元认知能力测量量表，本研究结合实验需要和大学生心理发展特点的分析，对原量表中的题项进行删减、修改和增加，编制了包含个人基本信息（2道题）、主要问题（51道题）的大学生元认知能力调查问卷，分为陈述性知识、程序性知识、条件性知识、计划、信息管理策略、监控、调节、评价与反思八个维度。在信度方面，经计算得到问卷总的Cronbach’s 𝛼值为0.851、八个维度的Cronbach’s 𝛼值也均在0.7以上，说明问卷信度较高。在效度方面，问卷的内容效度经过了专家和专业教师的评判，故效度较高；而结构效度计算结果显示，问卷的KMO值为0.890，Bartlett检验=0.001＜0.05，说明问卷具有良好的效度。问卷确定后，本研究以每位同学的问卷总得分为分析单元，通过前、后测结果来衡量学生持续撰写一个学期的反思日志后其元认知能力的变化。

②学生反思日志的收集与编码：为使选取的反思日志更具代表性，本研究从学生写的7次反思日志中选取学期初、学期中、学期末所分别对应的第一次反思日志、第四次反思日志、第七次反思日志进行编码分析，共得到153篇反思日志。收集工作完成后，就需要对学生的反思日志进行内容分析和编码，以探究反思日志水平的变化和反思日志对元认知能力的影响。关于反思水平编码框架，国内外比较经典的是Hatton等[30]提出的描述性写作、描述性反思、对话性反思、批判性反思四层反思水平编码体系。本研究将此反思水平编码体系作为衡量学生反思水平的依据，且为了方便后期统计分析，同时将上述四个层级的反思水平从低到高分别赋值为1分、2分、3分、4分。确定编码规则后，本研究将每一篇反思日志作为一个分析单元，由任课教师和教辅人员两人组成编码员，分别对153篇反思日志进行反思水平评价和编码，结果发现：两人评价结果完全一致的反思日志数量有140篇。根据信度公式计算得出两人的相互同意度为0.915，Cronbach’s 𝛼值=0.956＞0.95，说明反思日志水平编码结果的信度较高。

图2 不同轮次学生反思得分的频数分布图

三研究结果

1 学生反思水平的变化分析

对三次反思日志学生的得分情况进行频数、平均值、标准差的描述性统计后，可以得到两个主要结论：①学生的反思水平普遍提升。如图2所示，在第一次反思中，处于描述性反思层级的学生最多；在第四次反思中，处于对话性反思层级的学生最多；而到了第七次反思，处于批判性反思层级的学生最多。以上数据分析表明，随着反思日志的持续撰写，学生的反思水平不断提升，反思内容也在不断优化。②学生之间的反思水平差异逐渐减小。如表2所示，在第一次反思中，学生的反思内容差异较为显著，反思质量参差不齐，标准差为0.80；而到了第七次反思，学生普遍达到较高的反思水平，反思质量差异明显减小，标准差降为0.67。

表2 不同轮次学生反思得分的平均值和标准差变化

最小值最大值平均值标准差第一次反思142.080.80 第四次反思142.770.79 第七次反思243.390.67

与此同时，本研究将学生第一次反思水平、第七次反思水平作为变量，对其进行配对样本t检验。检验前，首先要判断各变量是否符合正态分布，故本研究采用S-W正态分布检验法。探索性分析结果显示，＞0.05，故符合正态分布，可以进行配对样本t检验。反思内容前、后测配对样本t检验结果如表3所示，可以看出：显著性Sig.值为0.000，说明与学生的第一次反思水平相比，第七次反思水平确实有了较大程度的提升。可见，通过撰写反思日志，学生逐渐开始思考知识对于自己的价值和意义，以及所学知识与先前知识的联系，如此学生便可在知识的整合、重组过程中加深对知识的理解，并在提问质疑、寻求解答的过程中发展批判反思能力。

表3 反思水平前、后测配对样本t检验结果

变量均值标准差t值自由度Sig.值前测2.080.80-16.099500.000*** 后测3.390.67

注：***表示p＜0.001。

2 学生元认知能力的变化分析

为进一步检验学生元认知能力的发展情况，本研究将学生第一次反思和第七次反思的元认知能力水平作为变量，对其进行配对样本t检验，结果如表4所示。可以看出，Sig.值为0.025，后测均值大于前测，说明经过一学期的研究实践，学生的元认知能力得到了显著提升，能逐渐在课前、课中、课后恰当地使用计划、监控和调节策略，实现对知识的深入理解和高阶应用。

表4 元认知能力前、后测配对样本t检验结果

变量均值标准差t值自由度Sig.值前测180.8019.50-2.314500.025* 后测186.5519.84

注：*表示p＜0.05。

3 反思水平与元认知能力的相关关系分析

为了解学生反思水平提高与元认知能力提升的相关关系，本研究对学生的反思水平与元认知能力进行了相关性分析，结果如表5所示。可以看出，=0.000，相关系数值为0.810，说明反思水平与元认知能力之间的相关关系极为密切。也就是说，反思水平的不断提升，能有效促进学生元认知能力的发展；当学生能够达到对话性反思乃至批判性反思的高层级水平时，学生对自己的学习活动进行计划、监控和调节就会更加游刃有余。

表5 反思水平与元认知能力的相关性分析结果

反思水平平均分元认知能力后测反思水平平均分Pearson相关性10.810** 显著性（双尾）---0.000 N5151 元认知能力后测Pearson相关性0.810**1 显著性（双尾）0.000--- N5151

四结语

国内外关于深度学习的研究已经蔚然成风，但极少从反思日志出发、通过元认知能力提升来促进深度学习。本研究在明晰反思日志与元认知发展、深度学习关系的基础上，形成了包含内容反思、过程反思、前提反思的反思日志撰写框架，开展了以撰写反思日志为路径、以提升大学生元认知能力为目的的实践探索。研究结果表明：学生的反思水平随着反思日志的持续撰写而不断提升，反思日志成为学生反省学习状态、发现学习问题和不足并及时查漏补缺的思维工具；反思水平的提高有效促进了元认知能力的发展，大学生在撰写反思日志的过程中，其元认知计划、监控和调节策略得以充分运用，能在课前制定更清晰、更具适切性的学习计划，课中有意识地监控自己的学习状态、运用相关学习策略等并做出优化调整，课后针对存在的不足和问题予以及时修正、解决，在此过程中促进了知识的理解、内化、迁移和创造，进而促进了深度学习。因此，撰写反思日志可作为提升大学生元认知能力的重要策略，为进一步提升大学生批判性思维、创造性思维等高阶思维能力并最终实现深度学习提供了重要的认知基础和实践依据。

由于受研究周期和实验条件的制约，本研究通过反思日志验证得出的反思水平提高能够有效促进元认知能力发展的研究结论还只是对反思日志相关研究的一个初步探索，后续研究将进一步围绕“如何调动学生反思的主动性、如何增强学生的反思意识、如何提高反思质量”等重要问题进行深入解析。另外，本研究重在考察学生元认知能力的整体发展情况，而没有探究其各维度的具体变化情况，故后续研究将结合更深入的数据统计和分析方法，对学生元认知能力各维度的具体变化进行深刻、全面的探究与挖掘，以更好地“对症下药”，大力推动学生元认知能力的提升。

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Thinking for Deep Learning: An Empirical Study of Reflective Journals Promoting University Students’ Metacognition Development

BU Cai-li1LI Sa1WANG Jing1ZHANG Si2DONG Le3

As the basis of critical thinking and the important predictor of creative thinking, metacognition is an important internal factor for the realization of deep learning. And the improvement of students’ metacognitive ability is an important way to cultivate first-class talents in universities. Accordingly, on the basis of clarifying the relationship among reflective journals, metacognition and deep learning, this paper designed a writing framework of reflective journals according to the reflective theory and conducted three rounds of iterative design. Then, taking the “Instructional System Design” course as an example, this paper verified the effectiveness of reflective journals in promoting the development of university students’ metacognitive ability through empirical research. It was found that students’ reflective level continued to improve with the continuous writing of reflective journals, and the improvement of the reflective level effectively promoted students’ metacognitive ability development. In addition, writing reflective journals can be used as an important strategy to improve university students’ metacognitive ability. The research results of this paper could enrich the relevant theoretical research of deep learning, and provide practical reference for promoting students’ high-order thinking development and pushing the landing of deep learning.

reflective journal; reflective level; metacognition ability;deep learning; higher-order thinking