摘 要：元认知在化学问题解决中具有重要的作用。在实际教学中，采取自我提问法、相互提问法、讨论法、知识传授法等进行元认知的训练，可有效地提高学生的元认知水平，促进学生问题解决能力的提高。
关键词：问题解决；元认知训练
元认知是美国心理学家弗拉维尔于20世纪70年代提出的，它在实践中对开发学生智力，提高学生的学习能力有着十分重要的意义。
所谓元认知就是对认知的认知，也就是一个人对自己的认知系统的认知与控制，着重表现在通过元认知知识、元认知体验、元认知监控来调节自己的认知活动，反映的是个体自身的认知活动和情感体验，其实质就是人对认知活动的自我意识、自我监控与自我调节。
对于学生的元认知能力训练不能离开教学内容单独进行，宜与具体内容的教学或化学问题的解决相结合。
1 化学问题解决中元认知训练的方法
1.1 自我提问法
自我提问法由美国的波利亚提出。其模式为：向学生提供一系列在问题解决的各个阶段供自我观察、自我监控、自我评价的启发式问题，学生在解题过程中依据这些问题进行自我提问，从而启发自己的思路，并对思维进行监控。
第一阶段——理解问题。可以向自己提出以下问题：已知条件是什么？未知条件是什么？题目的目标是什么？由已知条件足以导出未知条件吗？已知条件多余还是不足？若多余是不是真的多余？是否隐含什么条件？画个草图，引入适当的符号或标记，把已知条件分成几个不同的部分，你能将它们写下来吗？
例如：从含Cu2S的铜矿石中冶炼铜可采取以下方法：(1)先将矿石通空气高温焙烧，生成两种氧化物；(2)将焙烧过的矿石加上质量比它约少一半的未经焙烧过的矿石，混合均匀后隔绝空气再进行高温煅烧，结果得到金属铜和一种有刺激性气味的气体。试写出上述反应的化学方程式：(1)_____ ；(2)_____ 。
学生在考虑了上述的问题后，会联想到煅烧硫铁矿的反应：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2，Cu2S和FeS2都是金属硫化物，推知焙烧Cu2S的方程式为：2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2。但有不少学生却推出了Cu2S+2O2=2CuO+SO2的方程式。原因就在于本题的隐含条件“将焙烧过的矿石加上质量比它的质量约少一半的未经焙烧过的矿石”再高温燃烧，未被利用，若注意了这一关键部分，就可将错误的方程式加以改正。在上述问题的解决过程中，充分体现了元认知对思维的监控作用。而在实际的解决问题过程中，发现许多学生未能得出正确答案，也说明学生在解题过程中对思维的监控能力还比较差。
第二阶段——拟定计划。可提出如下问题：过去见过这种题吗？若见过是否它以略微不同的方式出现？能否用具有相同或相似未知条件的熟悉问题解答当前的题目？如果不能解决眼前的问题，能否从已知条件中找出关键的部分？是否使用了所有的已知条件呢？
例如，有CuO和木炭组成的混合物4.24克，在高温条件下充分反应后，剩余固体混合物呈红色，质量为3.36克；若反应产生的气体全部被过量的澄清石灰水吸收，得沉淀2.00克，试通过计算指出固体产物的组成及质量分数。
解决这一问题，首先帮助学生抓住关键词“剩余固体混合物呈红色”、“产生的气体全被过量的澄清石灰水全部吸收”等，然后让他们理清已知条件是什么？要求什么？已知条件是否多余？隐含条件是什么(剩余固体混合物呈红色，除了金属铜外，另一种应为氧化亚铜)？最后让学生思考：应怎样做呢？
第三阶段——执行计划。向学生提出：你能清楚地认定每一步都是对的吗？
第四阶段——检查回顾。可以自己推理过程吗？能检验结果的正确性吗？为什么想到这样做？不这样做行不行？还有没有别的方法？这些方法哪个最好？能将这一问题的结论或解决方法应用于其他问题吗？
例如：38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后共收集到气体NO22.4mL(标准状况)，反应消耗掉的HNO3可能为(A)0.001mol (B)0.006mol (C)0.0022mol (D)0.0024mol
解答此题，大多数学生能从基本反应去寻求已知和未知的关系——铜与浓硝酸及与稀硝酸两个反应建立方程去求解从而得出答案。当学生做完此题，进行回顾和检验时，按上述所列问题可自我提问。一部分学生进一步挖掘了反应的内涵：Cu——Cu(NO3)2而HNO3——NO、NO2，根据质量守恒定律必须存在氮元素守恒，即Cu(NO3)2中氮+气体中氮=HNO3中氮，照此列式得出了答案。还有一些学生则从铜与硝酸反应时全部生成NO2或NO的两种极端情况下消耗的量分别是选项B和D，而原题数据已否定了两种极端的可能，由此得出居于二者之间的答案C。这样学生从不同角度得出结论，并由此迁移到Cu与浓H2SO4的反应等题型，使这种方法得以进一步应用。
1.2 相互提问法
这个方法是把学生每两个人分成一组，给每个人提供一张问题表，列出类似于上述自我提问的问题，要求学生在尝试解决问题的同时根据问题表相互提问并做出回答，研究表明，相互提问法能有效地促进学生的思考与竞争，提高学生的元认知能力。
1.3 讨论法
该方法是在教学中有意安排一些思考性强，解题方法较丰富的问题，当这些问题提出后，要求学生不要立即埋头解题，而是充分进行如下思考：(1)这个问题涉及哪些知识？(2)解决这个问题可能有哪些思路？(3)准备选择什么思路？(4)为什么选择这种思路？
通过这样的讨论，相互交流各自的想法，充分暴露学生的思维过程，有利于提高学生的元认知水平。
1.4 知识传授法
知识传授法是不同于以上训练的另一种方法。它主要是通过向学生传授有关化学学习理论和学习策略的知识，特别是有关化学解题策略和元认知的知识，使学生认识到元认知在化学学习中的重要性，自觉地将元认知运用于学习中，形成适当的学习策略，提高学习效果。
2 元认知训练的实验研究
根据中学教学的实际情况，我们采取自然状态下的准实验研究，以检验上述元认知训练方法在提高学生问题能力方面的有效性。
2.1 实验对象
选择某普通中学高二年级的两个班分别作为实验班和对照班。两个班在学生人数、性别比例以及前测成绩等方面都基本一致，无明显差异。两个班由同一教师任课，在实验过程中两个班同一进度，同一授课时间，布置相同的作业量。
2.2 实验内容
实验阶段的学习内容为高中有机化学和高考第一轮复习。两部分内容各有特点。有机化学知识结构较完整，内容之间的联系密切，需要识记的内容较多，有利于对学生进行有关学习策略的训练；高考第一轮复习既注重知识基础，又重视通过复习提高学生解决问题的能力，有利于结合具体问题的解决对学生进行元认知的训练。
2.3 实验过程
实验班每两周从习题课中抽出一课时，用教师自编教案对学生进行元认知训练。对照班按常规教学计划上课。
实验班进行元认知训练分为两个阶段：第一阶段结合有机化学内容的学习，侧重向学生介绍有关学习策略和元认知的知识，使学生明确元认知训练的意义和目的。第二阶段结合有机化学内容的复习及高考第一轮复习，对学生进行元认知的具体训练。主要内容包括：
(1)给学生印发自我提问表。根据问题表结合具体问题解决过程提供学习的示范和榜样，让学生模仿。
(2)让学生出声陈述思维，相互讨论解题的过程和方法，注重反馈，将被动的训练逐步转化为学生自动化的自我监控。
(3)制定“元认知自我监控检测卡”，让学生根据检测卡检查自己的学习习惯和自我调节能力，促进元认知水平的提高。
2.4 实验结果
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