元認知策略在高中生物教學中的探索

浙江 厲 萍

元認知策略在高中生物教學中的探索

浙江 厲 萍

一、問題提出的背景

小A是一名非常機靈的男生，特別愛做課外輔導資料中的難題，每攻克下一道特難的題都使他信心滿滿。但是小A的成績總是不能拔尖，尤其是選擇題的錯誤率特別高。在學習中，小A信奉“理解就行”，特別煩那些要記、要背的基本概念。

小B非?；顫?，他的成績很不穩定，有時，他能答出大家都答不出的問題，讓同學都很驚嘆，但是如果老師請他解釋一下，他卻說不清楚。很多時候，小B會說自己也不清楚為什么這樣解答，只是“憑直覺”。

小C是名刻苦的女生，上課一刻也不松懈地緊跟著老師，筆記記得無比細致，基本概念背得滾瓜爛熟，平時的小測驗成績不錯，可是到了綜合性強的考試，成績就會一下子落后很多，特別是遇到難題，小C緊張得幾乎不能靜下心來看完整道題，她說自己面對難題，“腦子嗡的一下就懵了”。

我們不難注意到，學生的個體差異是巨大的，也許每個班里都會有幾個小A、幾個小B、幾個小C。我們會嘗試以分層作業、個別輔導等方式來應對學生的差異，但是我們也不難發現，這樣的方式主要能解決的是學生知識點上的一些“漏洞”，而隨著時間的推移，同類型的“漏洞”仍然會出現在同類型的學生身上——小A一直還是概念不清、小B一直還是成績不穩定、小C一直還是畏懼難題。

筆者認為，學生在學業成績上的差異只是一種表象，而引起這種表象上的差異的更深層次的原因，是在于學生元認知策略上的差異。

二、元認知策略對學習的意義

1.什么是元認知

美國心理學家弗拉維爾（Flavell）在其著作《認知發展》中提出了元認知的概念，他將元認知定義為“反映或調節認知活動的任一方面的知識或者認知活動”。元認知具有兩個獨立又相互聯系的成分：元認知知識和元認知控制。元認知知識是對有效完成任務所需技能、策略及其來源的認知——即知道“做什么”；元認知控制則是運用自我監視機制確保任務能成功地完成——即知道“如何做”。

2.元認知策略的意義

有的學生在考前反復地復習書本、筆記（刻苦的小C），認為書上的每句話、每個概念都記住了，而有的學生在考前拼命地多做難題（機靈的小A），覺得唯有加深難度才能應對考試，結果他們的成績都不理想。老師和家長可能會要求學生“反思自己的學習，找漏洞”，但真正的問題在于：許多學生并不知道如何反思，如何監測自己是不是真的“懂了”，只有等到考完了，才發現自己又栽在類似的“漏洞”上了。

元認知策略強調認知主體對認知過程以及認知結果的自我監控、自我調節、自我管理及自我完善。在認知活動進行的實際過程中，根據認知目標及時評價、反饋認知活動的結果與不足，正確估計自己達到認知目標的程度、水平，發現問題、及時修正。

隨著元認知有關研究的深入，許多專家認為，教育的目標之一就是要幫助學生學會使用有效的元認知策略，教學生有效的元認知策略能幫助學生學會思考他們的思維過程，充分發揮學生個體認知的優勢、彌補認知方面的不足，從而使學生的認知過程得以優化，使學生的認知水平得以提升。

三、元認知策略在高中生物學課堂中的探索

在課堂教學中，班級學生面對的是相同老師、是相同的PPT、相同的板書、相同的講授過程，而老師面對的是千差萬別的學生，其中有小A、有小B、有小C、小D等，他們在長期的學習實踐中已經無意識地形成了各不相同的認知特點——也即他們各自的認知策略各有不同，但又各有欠缺。那么，如何讓有著不同認知特點的學生在相同的課堂中各取所需地形成有效的認知策略呢？

筆者在課堂中嘗試“基礎重溫——典例助跳——規律初得——再跳一跳”四個環節的元認知策略，其中每一個環節分別重點針對某一方面存在認知欠缺的學生。在這四個環節的進行過程中，可以引導盡可能多的學生按環節逐步監控、自我調整，發揮各自認知特點中的優勢、發現并彌補各自認知特點中的不足，并逐漸形成這樣的一種有效的元認知策略。

下面，以“神經沖動的產生與傳導”內容中的兩個典型問題的突破為案例來闡述這四個環節的元認知策略。

案例一：電流表指針的偏轉問題

1.基礎重溫

回顧兩個問題：①神經纖維膜內膜外的電荷分布有什么規律？②電流表指針為什么會偏轉？

我們知道，神經纖維在靜息時，膜內外的電荷分布規律是：外正內負，受刺激后，興奮點的電荷分布是外負內正。把電流表接在神經纖維的膜上，當電流表兩極的電荷分布不一致時，電流表指針將發生偏轉。

2.典例助跳

在電流表指針偏轉的問題上，我們經常會接觸到三種典型的情況：靜息時的指針方向判斷、刺激涉及一個神經元時的指針方向判斷、刺激涉及兩個或更多神經元時的指針方向判斷。嘗試判斷這三種情況下的指針偏轉。

【例1】靜息時（畫出電流表指針的指向）

【例2】在一個神經元軸突上，有下面有幾個刺激點（如下圖），判斷下面的問題。

問題 答案刺激a點，指針發生 次偏轉，方向？ 2，先左后右刺激b點，指針發生 次偏轉，方向？ 2，先左后右刺激c點，指針發生 次偏轉，方向？0刺激d點，指針發生 次偏轉，方向？ 2，先右后左

【例3】刺激涉及2個或2個以上神經元時（如下圖），判斷下面的問題。

問題 答案刺激a點，指針發生 次偏轉，方向？ 2，先左后右刺激b點，指針發生 次偏轉，方向？ 2，先左后右刺激c點，指針發生 次偏轉，方向？ 1，向右刺激d點，指針發生 次偏轉，方向？ 1，向右

3.規律初得

通過以上三種典型情況的分析，我們可以知道電流表指針偏轉的根本原因在于：電流表兩極的電荷分布不一致，存在電位差，從而導致指針偏轉?？梢缘贸鲭娏鞅碇羔樒D的基本規律是：

①靜息時，應當看清電極是否接在膜的同側。當電極接在膜的同側，則指針不偏轉。

②當發生刺激時，指針偏轉次數的基本規律是：

偏1次：因為興奮僅可經過其中一極；

偏2次：因為興奮先后經過兩極。

4.再跳一跳

以上我們分析的都是刺激神經纖維上的某一個位點時的情況，當刺激位點增多，興奮有可能不止一次經過電極，這時候，情況會變得更為復雜，來挑戰一下吧！例如：

將靈敏的電流表的兩極如下圖所示分別置于膝跳反射反射弧中的a處外表面和b處的內表面，若在c、d兩點同時對神經細胞給以能引起興奮的刺激，則刺激后電位表指針的偏轉情況是（注意：ac＝db） （ ）

A.先左后右，再向右

B.先右后左，再向左

C.先左后右，再向左再向右

D.先右后左，再向右再向左

【答案】C

案例二：動作電位示意圖的問題

1.基礎重溫

當神經元受刺激時，會產生神經沖動，也即動作電位，一個動作電位包括去極化、反極化、復極化幾個過程，這個過程可以用動作電位示意圖直觀地表達。靜息電位和動作電位的膜內外電荷分布及原因如下。

2.典例助跳

【例4】在離體實驗條件下單條神經纖維的電位示意圖如下，下列敘述正確的是 （ ）

A.ab段的Na＋內流是需要消耗能量的

B.bc段的Na＋外流是不需要消耗能量的

C.cd段的K＋外流是不需要消耗能量的

D.de段的K＋內流是需要消耗能量的

【答案】C

【例5】下圖表示動作電位傳導的示意圖。下列敘述正確的是 （ ）

A.軸突膜處于②狀態時，鉀離子通道關閉，鈉離子通道大量開放

B.處于③與④之間的軸突膜，由于鈉離子通道大量開放，膜外鈉離子大量涌入膜內

C.軸突膜外側局部電流的方向與興奮傳導方向相同

D.a處只有在興奮傳到后才能合成神經遞質

【答案】B

3.規律初得

通過上面兩個例題的對比，不難看出：在動作電位示意圖中，曲線左側上升段不一定表示去極化和反極化。

在例4中，圖示表達的是神經纖維上某一個位點的膜電位隨時間的變化，橫軸為時間。按時間順序，一定先發生去極化與反極化，后發生復極化，因此例4的ab與bc段為去極化與反極化，ce段為復極化。在例5中，圖示表達的是某一時刻纖維上各點的電位變化，橫軸為神經纖維各點的位置。例5圖中興奮由左往右傳導，因此圖中⑤所對應的位置為最新的興奮點，此處發生的是去極化，而它的左側位置已經處于反極化狀態，更左側則已經處于復極化狀態，而它的右側位置尚未發生興奮。因此，⑤～③為去極化和反極化，③～①為復極化。

當然，如果例5中，興奮的傳導方向變為從右往左，那么神經纖維上各點對應的去極化、反極化、復極化狀態也要發生對應的變化。

經過以上分析，我們在解答“動作電位示意圖”相關問題時，應當注意：

①分析動作電位的示意圖時，應注意橫軸的含義；

②當圖示表示“某一時刻纖維上各點的電位變化”時，應注意興奮的傳導方向。

4.再跳一跳

有時，題中并沒有直接畫出動作電位的示意圖，而是以表格、數據、圖形等其他形式來呈現膜電位的變化，在判斷神經纖維的各點處于去極化、反極化、復極化的哪一狀態時，尤其要注意“規律初得”中總結的注意點。例如：

研究人員為了研究神經沖動在神經纖維上的傳導過程，用適宜強度的刺激去刺激離體的神經纖維，并在某一時刻測定神經纖維不同位置（A～E）的膜電位情況（圖甲），研究結果如表乙所示。請回答相關問題。

（1）該離體神經纖維的靜息電位為__________，測定該電位時需將電流表的兩極置于膜的__________（填“兩側”“內側”或“外側”）。

（2）B點膜電位形成的離子基礎是__________，該點膜正處于過程__________（填“去極化”或“復極化”）。

【答案】（1）80mV 兩側 （2）鈉離子內流 去極化

四、結語

讓我們再回到文章一開始：機靈的小A不怕難題，但是基礎概念不清，上述四個環節中的“基礎重溫”可以幫助小A及時監控自己認知過程中概念的清晰度，及時彌補不足；活潑的小B成績不穩定，上述四個環節中的“規律初得”可以幫助小B反思問題的核心規律，抓住解題關鍵，提高準確率；刻苦的小C基礎扎實但是比較畏難，有了前三個環節的逐步積累，能夠獲得信心去挑戰“再跳一跳”。而四個環節中的“典例助跳”以較低難度例題的訓練，讓大多數學生獲得成功的元認知體驗，從而促進學生自覺、積極地參與認知活動。

這樣的一種元認知策略，并不能解決所有學生的所有知識點上的問題，但是可以給具有不同認知特點的學生在認知過程中提供逐步自我監控的依據，使他們發現自身的優勢與不足并及時根據監控結果有針對性地作出調整。經過一段時間的訓練，這種逐步自我監控的方法會形成習慣，從有意識地使用內化為下意識地使用，從而形成學生的一種有效的元認知策略，提升學生的認知能力。

（作者單位：浙江省杭州市源清中學）