中学物理实验教学研究和实践的一、概念界定及理论基础

（一）概念界定

1.反思

反思一词在《辞海》中解释为：对自己的思想、心理感受的思考，对自己体验过的东西的理解或描述。也泛指对各种事物、现象的思考。著名教育家孔子曾说道：“学而不思则罔，思而不学则殆。”这无疑不体现着当时人们对反思的一种朴素认知。现如今，反思依旧是整个社会求进步、求发展的主旋律。在教育界，教师在反思教学，学生在反思学习。例如，郑菊萍在《反思性学习简论》中认为反思是对自己的思维过程、思维结果进行再认识的检验过程。我国关于反思的论述众说纷纭，但归根到底都是关于对自我认知的思考，从自我认知的不足之处寻找解决问题的方法，从而在反思中提高自己的认知。因此，在当代认知心理学中，反思的过程与元认知密不可分。^[3]

早在柏拉图时期就有关于反思的论述，但是那时的心理学和哲学尚未分开，人们对反思的讨论仅限于哲学范畴。英国学者洛克在其所著的《人类理解论》一书中认为反思是对自身思维的思维。荷兰现代教育学家斯宾诺莎认为的反思是将认知结果作为认知对象，对其再认知。继洛克与斯宾诺莎后，对反思进行较为系统论述的是美国学者杜威。1933年，杜威出版了一本名为《我们怎样思维》的著作，在此书中杜威较为系统地论述了反思，他认为反思是“对任何信念或假定的知识形式，根据支持它的基础和它趋于达到进一步结论而进行的积极地、坚持不懈地和仔细地考虑”。他认为这是一种建立在自愿、有意识的基础上的反思，也是建立在充足证据和理性坚持基础上的一种信念。博伊德与费勒斯认为反思是具有创造性地对自我的认知。

虽然不同时期的学者对于反思概念的论述是不同的，但是通过文献梳理，可以发现杜威、洛克与斯宾诺莎对反思的理解可以概括为反思不只是对过去“心理活动”的“回顾”，还是发现其中存在的“问题”并找到解决“问题”答案的过程。因此，笔者在这里将反思概念界定为：反思是个体在对事物的回顾中发现自身认知的问题，并找到解决问题答案的过程。

2.反思性学习

通过查阅文献，发现关于反思性学习的研究很多，但各个学者对反思性学习的概念界定均不一致。郭东娥在《新课程背景下反思性学习的发展价值》中提到反思性学习，认为反思性学习即通过对学习活动过程的反思进行学习；涂荣豹在《试论反思性数学学习》中认为反思性学习就是学习者对自身学习活动的过程，以及活动过程中涉及的有关事物（材料、思维、结果等）的学习特征的反向思考；郑菊萍在《反思性学习简论》中提到反思性学习就是通过对学习活动的反思进行学习；吴秀娟等人在《基于反思的深度学习：内涵与过程》中认为反思性学习是学习者以元认知理论为指导，自觉在特定学习环境下对自我认知结构及学习过程的批判性审视，并进行有效调控。近几年中，例如杨青宇老师在其发表的《高中物理反思性学习的实践探微》中认为反思性学习是在学习后，自觉对学习内容进行梳理，批判性地思考学习的整个过程，并能提出见解。

从文献中的概念界定来看，虽说各个学者关于反思性学习的定义均有差异，但归根到底反思性学习都是基于反思而开展的一项学习过程。在反思性学习过程中，学习者并不是一味地回顾之前的知识，而是通过反思以前学习的过程，从而发现存在的问题，将新旧知识建立联系，进行批判性学习，并将新知识纳入原有认知结构中，对知识进行内化和重构，进一步促进对所学知识的认识与理解。在整个反思性学习的过程中，学习者经历了在反思中发现问题、解决问题的过程。

从本研究对反思的概念界定来看，反思是个体在对事物的回顾中，发现自身认知的问题，并找到解决问题答案的过程。反思性学习是依赖于反思的学习过程，因此，本研究将反思性学习的概念界定为学习者通过反思对学习过程进行回顾，在回顾中发现问题，并找到解决问题答案的过程。

3.反思性学习能力

熊川武在《反思性教学》中阐述了其对反思能力的看法，他认为反思能力是由反思技能和反思毅力组成。反思技能由经验反思技能和理论反思技能构成，经验反思技能的认知对象是学习者的自我经验，整个过程较为感性；而理论反思技能是学习者在一定理论支撑下理性反思的能力。反思毅力主要体现学习者在反思中坚持的程度。钟志贤在《基于信息技术的反思学习》中将反思能力分解为三部分，分别为反思意识、反思技能和反思毅力。他认为反思意识体现在学习者对反思价值的认同和肯定方面，反思意识是学习者进行反思活动的动机，对反思行为的发生有着一定的促进作用；反思技能由经验、分析、评价、策略、实践和交往等六个方面组成。笔者经过分析归纳，不难发现影响反思性学习能力的因素主要体现在反思意识、反思技能、反思毅力方面。

通过查阅相关的硕士论文，笔者发现学者对反思性学习能力的概念界定均有差别。例如，张定强等人在《论数学反思能力》中认为反思性学习能力是认知者在学习过程中对自己认知过程的自我意识、自我评价、自我探究、自我控制和自我调节能力；阿亚涛在《基于EVC的大学生反思性学习能力培养策略研究》中对反思性学习能力的概念界定为学习者在教师指导下，以自我意识为对象，不断地对自我学习、思维过程进行积极、主动的计划、安排、检查、评价、反馈、控制和调节能力；郭娟在《大学生反思性学习能力的调查与研究》中从心理学的角度出发对反思性学习能力的概念进行界定，她认为反思性学习能力是学习者对自己认知过程的自我察觉、自我控制和自我调节的个性心理特征。这些概念界定的角度虽有不同，但实质上都是学习者在学习过程中对自我认知及思维过程的积极监控与调节能力。因此，在众多学者的研究基础上，结合本研究对反思、反思性学习的概念界定，笔者认为反思性学习能力是学习者在反思中回顾并审视自己的认知及思维过程，发现并解决问题的能力。

（二）理论基础

1.元认知理论

（1）元认知理论观点

20世纪70年代，元认知理论由美国心理学家约翰·弗拉维尔提出，元认知是指人类对其自身认知活动的认知，其实质就是认知主体对自身认知活动的意识、监控及调节。元认知就是对认知的认知。其包括元认知知识、元认知体验和元认知监控三部分，三者之间互相联系、互相制约。

元认知知识是由关于个人的知识、关于任务的知识、关于学习策略的知识三部分构成，其中关于个人和任务的知识是陈述性知识，关于学习策略的知识是过程性知识。关于个人的知识是能使认知主体正确对自己的思维、能力进行认识的知识，以及是正确认识人与人具有认知差异的知识；关于任务的知识主要包含任务材料的性质、结构特点、呈现方式等特点的知识；关于学习策略的知识，是指能使个体明白策略的可选择性、优缺点的知识，是具有评价性的知识，以便个体对认知活动进行评价。它存在于学习活动中的任何阶段，在学习活动前有计划，学习活动后有评价，在其中选择相应的策略，因此认知和情感体验伴随着整个过程。

（2）元认知理论与反思性学习能力

元认知知识、元认知体验、元认知监控三者不是独立存在的，而是相互关联的。在三者的共同作用下，组成认知活动中的元认知。从心理学的角度来看，元认知的过程深刻反映了反思的心理机制。在认知心理学中，将反思归在元认知的范畴中。反思性学习能力的突出表现方式是反思，因此反思性学习能力更为强调元认知能力。(www.xing528.com)

从反思性学习的过程来看，元认知知识属于反思内容的范畴，是反思的基础，也是反思的对象。元认知知识可以使学习者认识到影响学习效果的因素以及这些因素之间的关系。随着反思性学习不断进行，学习者的元认知知识也将不断深化，反过来又促进着反思性学习。由于元认知体验伴随着认知的整个过程，对学习者的帮助主要在于使学习者对学习目标进行观察与审视，而在反思性学习过程中，学习者要保持对学习目标审视，进而采用相应的学习策略促进学习。学习者通过对学习目标的审视，及时反馈并监控着自己的思维与学习过程，批判性地接受所学知识，发现问题并反思自己的学习过程，提出质疑点与创新点，从而解决问题。因此，反思性学习过程中不可缺少元认知。

2.建构主义学习理论

（1）建构主义学习理论观点

心理学家和教育家皮亚杰认为儿童的认知结构是通过同化与顺应的过程，从平衡到不平衡，再到平衡，逐步建构起来的。在这个过程中，儿童的认知与周围环境相互作用，逐步对外部环境进行认识，认知结构也在此过程中不断提高与发展起来。同化与顺应就是这种相互作用。同化是指个体把外界刺激所提供的信息整合到自己原有认知结构内的过程；顺应是指认知结构性质的改变。因此，个体通过这两个基本的过程来使自己的认知与周围环境保持平衡。在教育方面，皮亚杰认为当儿童自我发现某样东西时，这个东西才会被儿童积极同化，这表明我们在教育中要考虑到儿童的兴趣与需要，而且要明确并不是任何原材料都会被儿童同化。

（2）建构主义学习理论与反思性学习能力

建构主义学习理论认为学习的过程不是知识简单输入的过程，而是同化顺应的过程，这体现在新旧知识之间的相互作用上。该过程是将新知识进行内化，在个体内部通过同化或顺应过程，从而提炼出更为完善的知识，这也就意味着学习不仅是新知识获得，还意味着对自身知识经验的调整和改造，在不断反思的过程中，也是对原有的认知和经验进行审视和修正。在逐步建构知识的过程中，个体在接受新知识时，其内部发生新旧知识经验的相互作用，对原有认知与经验进行重新审视和修正，从而不断反思，建构更为完善的知识。因此，反思性学习能力体现在对知识的重新建构的过程中。在建构知识时，不断反思；在反思中，不断建构更为完善的知识。

3.杜威反省思维理论

（1）杜威反省思维理论观点

实用主义教育学家杜威出版的《我们怎样思维》一书中论述了对思维和反省思维的理解，以及提及了如何培养反省思维。杜威的反省理论最初源于对传统身心二元论的批判。传统身心二元论是指将人的活动单纯切割为身体活动和精神活动，认为身体附属于灵魂，具体在教学中，是指学生是直接吸收知识而不是从事获取有效经验的人，也就是在学习活动中，学生处于被动的状态。对此，杜威认为身心是一元的，思维源于问题产生，驱使个体产生困惑，进而开始思维，通过观察、判断，最后解决问题，因此在教学中采用传统的二元理论是不可能产生思维的。

在杜威看来，思维或者反思都是识别所进行的事物及其结果之间的关系。与常规思维比较而言，他认为反省思维是对某个问题进行反复的、严肃的、持续不断的深思，因此，他认为反省思维是求知的最好方式。

在如何反省思维方面，杜威提出了“思想五步法”，即在暗示、问题、假设、推理、行动检验假设。暗示是指情境中出现了需要解决的疑难问题；问题则是针对疑难，进一步界定问题；假设是指根据问题思考解决问题的方法；推理是指根据已有知识和观察事实进行初步判断；行动检验假设是指通过实际行动对假设和推理进行实践检验，目的在于利用实践证明假设与推理的正确与否。

在此基础上，杜威结合教学，提出了“教育五步法”。第一步为创设与生活相关联的情境，激发学生思维；第二步为提出一系列促进学生思考的问题；第三步是根据已有的知识和经验，对问题进行反思并做出合理假设，提出解决问题的可能方法；第四步是学生根据假设进行逻辑推理；第五步为将提出的方案付诸实践，检验其是否可靠。杜威强调教学应当注意引导学生通过对过去功课的复习思考来助力于目前功课的学习。

（2）杜威反省思维理论与反思性学习能力

反省思维不是单一地静坐思考，而是在对过去的经验反思中发现问题，并通过逻辑推理和实践检验，得到实实在在的证据与结论。在反思性学习过程中，学生要学会运用反省思维。在学习过程中，思想从过去的认知活动中发现问题，并通过观察、分析、假设、推理、验证等思维途径，得到更为完善的结论。在反思性学习过程中，学生思考着自己的思维过程，从而更加深化自身的学习。

4.物理实验与反思性学习能力

教育家布鲁纳通过心理学实验得出，人们可以记住10%听到的东西，30%读到的东西，但是却可以记住80%看到的东西。在物理学习中，学生学习物理知识最为直观的方式就是物理实验。由此可见，物理实验在物理的学习中是极其重要的。中学物理实验按照传统的教学分类模式可分为演示实验、学生分组实验、课内小实验、课外实验。随着课程改革不断推进，现如今已无专门的学生分组实验，而是采用实验探究的课堂教学模式。以往的研究表明，通过促进学生对物理实验学习，可以反过来促进学生对物理理论课的学习，这说明了物理实验是连接物理理论知识和实践应用的重要桥梁。

当前，在物理课堂中融入实验，不仅能够充分发挥学生的实验能动性，而且也进一步促进了物理教学的改革，因此，以实验为基础的教学活动应当积极开展。中学阶段正值学生的青春期，虽然学生的思维属于理论型，能够基于理论指导去分析综合一些实际问题，对事物的理解更为深层次，但是中学阶段的物理实验已从初中阶段的大量定性实验上升到了定性与定量相结合的水平，由此加大了学生学习的难度，同时也为物理实验教学提出了更高的要求。中学物理实验在难度上相比初中来说，主要提升在实验原理和实验操作方面。理论知识地逐步深化使学生学习实验原理的难度提升了，定量实验也在一定程度上加大了实验操作技能的难度。很多学生认为实验失败就是仪器的问题，不会归纳总结产生问题的原因，甚至个别同学只是为了考试而去机械地记忆实验结论，没有真正意义上学会实验。物理实验是物理知识的载体，也是物理教学的基础，学生学好物理实验是学好物理的关键因素。在物理实验的教学中，不能仅仅局限于让学生对实验现象与结论进行记忆，还要让学生对实验原理、操作过程、实验结果进行分析思考，真正学会实验。

中学物理课程标准要求学生在科学探究中反思探究过程，这表明让学生在物理实验中进行反思是物理学习过程中至关重要的一环。在物理实验反思性学习过程中，学生可以回顾之前的实验过程，在对实验过程的反思中发现问题，解决问题。反思性学习的过程可以促进学生对物理实验的学习和巩固，学生在反思中发现问题相比教师直接给学生指出问题所在更能培养学生自主的反省思维能力。学生在审视自己的思维过程中，潜移默化地将实验过程回忆一遍，从而提升对物理实验的学习。因此，笔者将物理实验反思性学习能力的概念界定为学习者在物理实验中回顾实验原理、实验操作过程、实验结果，从中发现问题、解决问题的能力。