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物理问题解决与元认知研究【摘要】文章结合具体学科，分析了元认知在物理问题解决过程中的作用，以及如何通过物理问题解决对元认知进行有效开发。 【关键词】物理；问题解决；元认知 元认知( Metacognition）是弗拉维尔70年代提出的，此后关于元认知的研究越来越多，这些研究主要集中于阅读理解、记忆和问题解决三大领域，其中问题解决中的元认知研究是九十年代才开始的。研究表明学习能力强的学生元认知水平较高，元认知策略可以修补知识水平的欠缺以及补充、完善问题。 本文采取与具体学科相结合的方式，从物理学科的特点出发，从元认知的实质出发，探讨元认知在物理问题解决过程中的作用以及如何对其有效开发。 一、元认知在物理问题解决中的作用 1976年弗拉维尔对元认知的定义:一个人所具有的关于自己思维活动和学习活动的知识及其实施的控制，是任何调节认知过程的认知活动。 1979年Kluwe认为：元认知是明确专门指向个人的认知活动的积极的、反省的认知加工过程； Schraw & Dennison( 1994)定义：元认知是关于个人对自己学习反省、理解、控制的一种能力。元认知概念包括三方面的内容：元认知知识、元认知体验、元认知监控三种成分。三者相互作用，相互联系，其中元认知监控是元认知中的核心成分，它是学习成功的关键。 1. 元认知对物理问题解决的目标进行修正。[1] 元认知使得解题过程具有明确的目标指向性，使解题者的心理活动都朝着目标靠拢。目标是问题解决者主观经验的知觉，它既是问题解决的开始，也是问题解决的归宿，它对问题解决的进程进行指导。解题中问题解决者要监控其解题计划，制订切实可行的目标，致使物理问题解决得以顺利进行。 2. 元认知操作驱动物理问题解决的策略。解决物理问题需要一定的策略。策略是在思维模式的作用下反应出来的，它影响着物理问题解决的效率。问题解决者在解题过程中通过以下方式进行认知操作。（1）激活思维并制定策略，即以目标为出发点，将物理材料放入已有的知识背景中，在操作系统的作用下激活认知结构。在元认知基础上，根据材料系统在认知结构中的相似性，寻求物理认知结构中的“相似点”，把问题改组为适合原有知识的形式，或把以前知识通过经验加工成适合现有问题的形式，从而制订解题策略；（2）改组和实施策略，即通过对问题解决进程的反馈，面对问题，有多种解题方法，问题解决者要进行自我评价，实质上就是对问题解决策略的评价，如果发现目标确信无疑而又达不到或不能顺利达到目标时，则将怀疑其策略，有必要对策略进行调整。 3. 元认知增强解题者在物理问题解决中的主体意识。鉴于物理学科的特点，一般解决物理问题有一定的困难，这就要求解题者能自我激活，发挥自我作用，排除障碍，产生问题解决的欲望。而元认知在整个问题解决过程中存在着内反馈的调节。（1）通过元认知知识，使解题者能审清题意，对问题的类型、难易程度、所用的知识有初步了解，使其能主动选择有效解题策略；（2）元认知体验的自我启发作用，调动非智力因素参与，产生“知”与“不知”的认知体验和情感体验，产生一些新的思路和方法，对原有的思维进行扩充，可以克服障碍，调动解题者的积极性和自信心；（3）元认知的监控作用，体现在解决问题的整个阶段，解题的前计划，解题过程中的监测，解后的评价、反思。 二、通过物理问题解决对学生进行元认知开发 学生的元认知能力往往在解题过程中体现，并在解题过程中培养出来，龚志宁（1999）研究发现元认知策略导致学困生成绩低于优生。有人曾经对比优生与物理学困生解题过程研究中。发现元认知能力的高低一定程度决定物理成绩高低。为了让学生“学会学习”，我们应加强学生物理问题元认知能力的培养。 1．激发学生的自我意识和培养学习动机。元认知能力的发展以一定的心理发展水平为基础，元认知在学生自我意识产生之后才发展起来。如果没有自我意识，学生不能对自己正在操作的认知对象进行积极的计划、监测、评价、反思。自我意识是以主体及其活动为意识对象，对人的认知活动起着监控作用。在解题学习中，人的自我意识是对自己在问题感知、表征、思考、记忆和体验的意识，对自己的目的、计划、行动以及行动效果的意识。 2．剖析思维过程，加强思路教学。以往教师解题只注重解题过程本身以及解题的结果，而忽略学生元认知作用的过程。元认知是认知的认知，元认知时刻在发挥作用，要提高学生的元认知水平，应该让学生体会教师的元认知发挥过程。遇到一个新问题时，向学生示范自己如何分析、寻找有效策略，最终解决问题的整个过程。有时教师也会进入死胡同，但有能力排除障碍。有时教师也犯错，但他运用元认知监控可以修正问题…总而言之，展示教师思维过程，将教师自身过程的自我监控、自我调节展现给学生。[2] 3．传授解题的元认知策略 （1）善于利用波利亚“自我提示语” Polya波利亚在他的解题理论著作中所给出很多提示语，都是属于元认知的范畴。在解题时经常自觉地运用这些提示语，是提高解题元认知能力的有效途径。如果问得合适，就可能引出好的答案，引出正确的想法。他的基本模式为： 第一步——阅读题意，表征问题；第二步——拟定计划，执行步骤；第三步——评价和反思 （2）同学之间相互质问（Inquiry）和争论（Argument） 质问是学生常采用的方法。学生对一些问题常常被动的接受，争论很少受到重视，但它与询问一样重要，（下转第194页）（上接第184页）通过争论对问题的理解能力比被动地接受强四倍，对一些思考型强的、有多种解法的问题，留给学生讨论，让学生说出自己的解题思路。为什么那样做？原因是什么？为什么选择这种方法？让同学之间相互质疑和争论，每个人对自己和他人的做法进行深入思考和反思，使学生对自己所解的题目有更深层的含义。 4．加强不良结构问题的教学 结构不良问题(ill-structured problem)相对结构良好问题（well-structured problem ），学生经常面对的是结构良好问题，目标定义明确，提供多种解题方法，而结构不良问题比较模糊，问题不明确，具有不清楚的目标和多样的解题方法，同时又属于开放型题目，对问题很难得到明确的方法。学生对知识不能迁移，而教育者往往对这方面重视不够。国外有这方面的研究，表明经过结构不良问题的训练，学生的元认知解题能力有很大提高。 总之提高学生物理问题解决的元认知水平非一朝一夕所能实现的，需要师生共同协作。教师应把学生的元认知能力培养纳入自己的教学目标中，在问题教学中，不断渗透元认知知识和策略的训练内容。调动学生的主体意识，注意元监控的实施，只有这样，学生的元认知水平在物理问题解决中得到开发。 【参考文献】 [1]朱德全，宋乃庆.谈数学教学中的问题解决与元认知开发[J].学科教育研究，1997，（6）． [2]周丽芳.元认知及其培养[J].天津市教科院学报，2002，（1）.希望对您有帮助。

西南大学全日制本科学生毕业论文（设计）工作管理规定 （试行） 西校[2005]132号 毕业论文（设计）是实现人才培养目标的综合性实践教学环节，是本科学生开始从事科学研究和工程设计的初步尝试。它以培养学生综合应用所学理论知识和基本技能、分析解决实际问题能力、独立工作能力和创新能力为重要目标，是对学生科研能力、综合素质的全面检验。 1．选题的时间和程序 毕业论文（设计）选题工作应在第七学期的第5周前进行，各学院可以根据实际提前，但不得延后。各学院要安排指导教师确定选题题目，学院组织评审确认，审查通过后向学生公布。学生在教师的指导下，可根据自己的兴趣、特长确定选题，学生与指导老师实行双向选择。指导教师和论文（设计）题目确定后，学院于第7周前将《西南大学毕业论文（设计）选题汇总表》送教务处实验实习科备案。指导教师制定指导计划和指导程序，向学生传达毕业论文要求及有关规定，下达任务，填写《西南大学本科毕业论文（设计）任务书》（简称《任务书》）。《任务书》一经审定，指导教师不得随意更改，如因特殊情况需要变更的，必须经学院同意、批准，报教务处备案。 2．选题要求 毕业论文（设计）的选题可分为：“工程设计”、“软件开发”、“产品开发”、“科学实验”、“专题研究”等类型。对各类毕业论文（设计）的选题要求是： （1）应符合专业培养目标，体现综合训练的基本要求。 （2）尽可能面向经济建设、面向社会，与生产、科研、教改和实验室建设等实际相结合，此类题目的比例应达到或超过80%。 （3）题目要有一定的工作量、难度适当，在规定的时间内经过努力能够完成。 （4）尽可能结合学生的特长和就业需要。 （5）理工科专业应严格控制综述论文的比例。 3．开题程序 根据《任务书》，学生查阅文献，制定研究方案，进行前期准备，然后向指导教师申请开题，经认可后在一定范围内组织开题论证会，通过论证指导教师同意后，方能进行毕业论文（设计）的实施阶段。 1．毕业论文（设计）的指导教师应由学术水平较高、实践经验丰富的教师或工程技术人员担任，一般应具有中级以上职称(其中高级职称教师比例应高于50%)，且近三年内在公开学术刊物上发表过论文。初级职称的人员一般不单独指导毕业论文（设计）。 2．为确保质量，应控制每位教师指导学生人数，具体人数由各学院根据情况规定。提倡建立以指导经验丰富的教师为组长的毕业论文（设计）指导小组对学生进行指导。 3．指导教师应能提供指导毕业论文（设计）的条件，不具备指导条件者，不宜担任指导工作。首次独立担任毕业论文（设计）指导工作的教师，应认真学习本规定，并由学院指定经验丰富的教师帮助他们做好指导工作，以保证毕业论文（设计）的质量。 4．在校外单位结合课题研究进行的毕业论文（设计），可聘请校外单位具有中级职称以上人员担任指导。学院应指定中级职称以上教学科研人员参与指导工作，了解和掌握毕业论文（设计）进度情况及质量，并协助解决有关问题。 5．指导教师的职责 （1）指导学生做好毕业论文（设计）选题工作，了解题目目的、要求、主要内容、进行方式、工作量大小等，供学院审查。题目确定后，做好收集资料和设计条件准备等工作，并向学生下达任务书。 （2）审定学生的毕业论文（设计）方案和工作计划，定期检查学生的工作进度和工作质量，引导学生在独立思考的基础上分析解决论文（设计）工作中遇到的各种疑难问题，严格要求学生。 （3）指导学生正确撰写毕业论文（设计）。 （4）按等级制评定学生初评成绩，并给出评语。 1．在教师指导下，独立完成一项选定的专题研究或设计任务，完成任务后按照培养目标及教学基本要求撰写出研究论文，或者编写出设计说明书并绘制出必要的图纸等。 2．在毕业论文（设计）工作中，应综合应用所学理论和基本技能，分析解决实际问题。通过学习、研究与实践，使理论深化，知识拓宽，专业技能延伸。 3．应学会根据题目的要求，进行调研、资料收集与处理；特别要注意收集国外该领域的最新研究进展，充分利用计算机、数字图书馆和工具书；毕业设计应掌握有关工程设计程序、方法和技术规范，努力提高工程设计计算、理论分析、图表绘制、技术文件编写的能力。专题研究应掌握实验、测试技能，提高对实验结果的分析能力和解决问题的能力。 4．通过毕业论文（设计），树立正确的设计思想，培养学生严肃认真的科学态度和严谨的科学作风，团结协作精神和敬业精神。 5．毕业论文（设计）应符合规范化要求（见附件1）。 6．学生应积极、主动、独立自主地完成毕业论文（设计），努力有所创新。要有实事求是的科学态度，严禁抄袭、剽窃他人成果。 7．尊敬教师，服从安排，自觉爱护教学仪器设备和公共设施，坚持节约，杜绝浪费。 8．严格遵守纪律,论文期间一般不得请假,因特殊情况必须请假者须经指导教师同意后,再按相关规定办理。 毕业论文（设计）成绩按优、良、中、及格、不及格五级评定，答辩小组参考导师评阅意见和交叉评阅意见，并根据论文答辩情况给出论文的成绩。学生毕业论文最终成绩以答辩委员会审定的成绩为准。 评定学生毕业论文（设计）成绩时，必须严格掌握标准，实事求是，正确反映学生的工作态度、业务水平和能力素质。评定“优秀”成绩的学生人数一般不超过本专业毕业学生总数的30%，评定“良好”成绩的学生人数一般不超过本专业学生总数的50%。 学院应成立毕业论文（设计）形式审查小组，在论文交叉评阅前应先进行形式审查（形式审查内容及要求见附件），形式审查合格者才能参加评审和答辩。 有下列情况之一者，毕业论文成绩不及格： （1）未按要求完成论文（设计）任务； （2）论文质量差，达不到本科论文水平； （3）毕业论文（设计）形式审查不合格，并未按要求及时修改； （4）抄袭、剽窃他人研究结果。 毕业论文（设计）成绩不及格者，应予重做合格后，再发给相应证书。重做不合格或不重做者，毕业时只发给肄业证书。重做由所在专业安排，一般在校内进行，费用由学生自理。 对于抄袭、剽窃他人研究成果者按考试作弊处理，违反知识产权保护法者，由作者本人承担相应法律责任，指导教师3年内不得指导本科学生毕业论文。 1．指导教师的意见和论文成绩 指导教师根据学生在毕业论文（设计）期间的表现和毕业论文（设计）的质量写出评阅意见，并按等级给出成绩。 毕业论文（设计）评阅的参考项目 选 题 选题符合专业培养目标，体现综合训练的基本要求； 题目与生产、科研、教改和实验室建设的结合程度； 题目的工作量和难易度。 能 力 与 态 度 工作态度，遵守纪律，团结互助，在规定时间内完成论文； 应用文献资料的能力； 综合运用知识能力； 实验（设计）能力； 计算机和外文应用能力； 对实验结果的分析能力。 质 量 水 平 论文的科学性，实用性和创见性； 论文的撰写水平； 插图（图纸）的质量； 论文的规范化程度。 2．交叉评阅人意见和论文成绩 学生毕业论文（设计）经由指导教师审阅后，在答辩前两周交学院毕业论文（设计）答辩委员会，由答辩委员会指定教师（具有高级职称）进行交叉评阅，必要时也可聘请校外相关专业人员为交叉评阅教师。评阅教师评阅后，写出评阅意见。 3．答辩小组意见和论文成绩 答辩工作在主管院长的领导下，由答辩委员会主持进行。答辩委员会的组成要有专业课和技术基础课教师参加。答辩委员会可决定成立若干答辩小组负责小组答辩工作。答辩小组的成员为3～5人，由具有副教授以上职称教师组成。 答辩结束时，答辩小组根据学生答辩情况写出具体答辩评语，根据论文及答辩情况，并参考指导教师和交叉评阅人的意见给出论文成绩，连同答辩记录交给学院答辩委员会审核，最后由学院统一向学生公布成绩。 在校外进行毕业论文（设计）的学生，其论文形式审查、交叉评阅和答辩一律回校进行。 1．学生毕业论文（设计）答辩后，其全部资料（含任务书、开题报告、论文（设计）、软盘、评阅记录、答辩记录、图纸等）由学院统一收回（属生产中直接需要的图纸、资料，经批准，可将复印件归档），由学院资料管理人员负责保管，查阅毕业论文（设计），须办理借阅手续。各学院应长期保存学生毕业论文（设计）。毕业论文的署名权属于指导单位,文责学生自负。 2．以学院为单位每年6月20日-25日上报本科学生毕业论文（设计）汇总表（格式见附件11）及其电子文本到教务处实验实习科。 全校毕业论文（设计）工作在主管校长统一领导下进行，实行分级管理，层层负责的办法。 1. 教务处的职责 教务处作为学校教学管理的职能部门，负责毕业论文（设计）的总体管理工作。 （1）审核并汇总各院（系）毕业论文（设计）选题和指导教师情况； （2）组织全校毕业论文（设计）工作的检查、监督、考核、总结和评估； （3）组织校级优秀毕业论文（设计）和优秀指导教师的评选； （4）审核各院（系）毕业论文（设计）答辩委员会及答辩小组成员名单； （5）协调校内有关部门，为毕业论文（设计）工作的顺利进行提供保障。 2. 学院的职责 各学院负责本单位毕业论文（设计）全过程管理。 （1）贯彻落实学校有关毕业论文（设计）管理规定，成立毕业论文（设计）领导小组，拟定本单位毕业论文（设计）工作计划和实施措施； （2）做好毕业论文（设计）指导教师资格审查、选题审查，对初次担任指导教师的培养和管理，及时研究和处理教学过程中出现的问题； （3）成立院答辩委员会，组织全院答辩工作； （4）做好院级优秀毕业论文（设计）和优秀指导教师的评选工作，并做好推荐校级优秀毕业论文工作； （5）认真进行毕业论文（设计）工作总结、归档和评估工作。 1．本规定自2006届毕业生起执行。 2．本规定由西南大学教务处负责解释。

论文撰写步骤：

一、论文的标题部分

标题就是题目或题名，标题需要以最恰当、最简明的词语反映论文中重要的特定内容逻辑组合，论文题目非常重要，必须用心斟酌选定。

二、论文的摘要

论文一般应有摘要，它是论文内容不加注释和评论的简短陈述。摘要应该包含以下内容：

1、从事这一研究的目的和重要性

2、研究的主要内容

3、完成了哪些工作

4、获得的基本结论和研究成果，突出论文的新见解

5、结构或结果的意义

三、论文关键词

关键词属于主题词中的一类，主题词除关键词外，还包含有单元词、标题词和叙词。关键词是标识文献的主题内容，单未经规范处理的主题词。

四、引言

又称为前言，属于正片论文的引论部分。写作内容包括：

1、研究的理由

2、研究目的

3、背景

4、前人的工作和知识空白

5、作用和意义

五、正文部分

论文的主题，占据论文大部分篇幅。论文所体现的创造性成果或新的研究结果，都将在这一部分得到充分的反映，要求这部分内容一定要充实，论据充分可靠，论证有利，主题明确。

六、参考文献

参考文献是文章在研究过程和论文撰写是所参考过的有关文献的目录，参考文献的完整标注是对原作者的尊重。不只在格式上有具体要求，在数量、种类、年份等方面又有相关要求。

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