周迎春

智能文明时代的知识更新速度前所未有，学生需要学会在变化情境中进行跨界知识的迁移、修补、组合及重构来解决问题，学会管理自己的思维。相对于知识的习得而言，这是更高维度的学习，指向了元认知的培养。如何通过STEM项目的实施提升学生的元认知能力，最终让学生学会管理自己的思维？笔者在实践中试图创建STEM项目学习与元认知能力培养的超级链接。

如何让学生学会管理自己的思维

元认知又称反省认知，即对认知的认知，其实质是个体对自己认知活动的自我意识和自我调节。例如，苏格拉底所说的“无知之知”，即“我知道，自己多么无知”。它的积极意义在于促使人的注意力从外在的问题转移到更高维度——内在的思维加工过程。

“元认知”这种个体思维意识层面的能力该怎么教？

1.小组协作学习对元认知建构的作用

STEM项目学习通常安排小组协作，好处在于让学生的学习策略外显并处于他人的监控之下。小组成员之间有时会有不同观点的讨论甚至产生争论，讨论和争论的发生有助于学生审视自己的认知策略，学生在阐述自己观点的过程中会反思自己采用某策略的缘由，进而引发对自己思维的控制加工过程，如调节、计划、注意问题特征等，以上活动将有效提高问题解决的成功率。

有研究表明，元认知能力能弥补一般能力倾向的不足并影响到问题解决。在元认知能力的训练中，可以经常要求学生解释自己解题步骤的理由，同时倾听他人的意见特别是与自己意见相左的人的意见。

2.复杂的问题更有利于增强元认知体验

元认知体验特别容易发生在能激发人高度自觉思维的工作、学习中。STEM项目的问题设置基于真实生活;需要跨学科知识技能链接、融合来解决;问题多为非良构问题，很难进行明确的目标界定，具有一定的复杂性，且在问题陈述中利于解决问题的信息通常也是不完整的、模糊的甚至不正确的。面对路径无法确定、甚至目标尚不够清晰的问题，学生就如置身于原始森林，没有现成的解决方案或者策略。为了目标达成，学生必须系统思考，不断地进行问题定向、策略定位，当出现认知冲突时随时监控、调整和评价自己的行为，有时茅塞顿开，有时百思不得其解，有时又柳暗花明。这种问题解决的过程提供了诸多训练、提升个体元认知能力的契机。

3.试错、迭代与演进，启动元认知监控

当我们遇到问题长时间没有解决时，通常是大脑正陷于某个思想的反馈回路中，这时候我们需要跳出原有的思维框架从问题中抽身，站在更高处审视自己的思维反馈回路。元认知正是我们所拥有的、能够改变思维反馈回路的最强大的内部力量。

在解决复杂问题（如需要跨学科知识技能整合来解决的sTEM问题）时，频繁试错引起的认知冲突不断，学生每次经历错误和失败都会自觉或不自觉地启动元认知程序，回顾审视之前问题解决过程中各个节点，从而在有效失败中不断优化重构自己的元认知策略，有效克服自我中心思维模式。同时，这种链接于问题情境的元认知策略能够在今后解决类似问题时陕速调用和迁移。

另外，元认知有时需要“启动”——通过外部触发因子，比如小组协作过程中的讨论，而当小组整体陷于无法自拔状态时，教师应适时引导。

4.把学习成果展示与评价变成元认知训练

任何技能的掌握与提升都需要重复的训练过程，元认知能力也是如此。元认知能力，即对思维的监控、审视、反馈、调节等都需要不断地演练，就如驾驶员需要在不同的场地进行训练一样，元认知能力的培养也需要不同维度、不同方式、难度递增的适性练习。

除了在小组协作、问题解决与试错中提升元认知能力，我们还可以把sTEM项目完成后的成果展示与评价环节作为元认知培养的练习变式，比如通过科技作文与演讲互动让学生进行反思和答辩。科技作文与演讲互动是一种“出声思维”，即让研究者深层的个体思维活动外显，让自己和他人“看见”或者“听见”，这将促使元认知监控发生。在对自己的“产品”或者解决方案进行阐述和互动辩论过程中，学生将会回答诸如“你为什么那样做”之类的问题，他们需要针对目标问题的解读、方案的选定、经历的反复挫折困顿、方案的独创性、问题解决的有效性及今后演进的方向作详细的回顾和说明。这可以促使学生把注意力从问题本身转向自己在解决问题时正在做什么、想什么，也就是从解决问题本身移至观察问题解决者自身的认知活动过程。

教学实施中影响元认知培养的诸多变量

要想在STEM项目教学实施中达到以上元认知培养愿景，在实践中我们尚需控制一些相关的变量。

1.空间重构：教学空间设计要适应协作学习等新教学模式

《指向未来的麦克卢汉：媒介论集》一书中指出：“现代课堂的座位排列始终保持活字印刷那样的版式。”这里所说的“现代”大概可以追溯到20世纪60年代。如今过了半个世纪，我们学校里的学生仍然是“排排座”，在这样的课堂里传递给学生的信息似乎是：规范化的座椅，规范化的答案。助力元认知培养的STEM课程需要新型的教与学模式，给学生的思维松绑，这需要与之相适应的新教学空间，比如模块化的课桌椅摆放形式便于学生自由组合讨论协作，宽松的氛围至少可以暗示或者一定程度上引导学生突破束缚表达自我。

2.教学时间：合理安排教学活动，给予元认知程序运行充分时间

传统课堂比较注重课时、容量等元素，较少给予学生充分想象、迁移、获取更多问题解决方案的时间。STEM项目具有复杂性，一个项目目标往往要分解为若干个子目标，解决路径错综复杂，需要反复试错。如果我們要求在极短时间内确定问题解决方案，学生往往慌不择路采用一些投机策略，无法对众多可能方案进行有效甄别，此时元认知程序的运行往往是不充分的。因此我们需要给予STEM课程实施充足的时间，尤其是在问题解决方案的提出和选择阶段，不能仅仅追求学生在教师引导下快速到达彼岸，而要让学生充分体验有效失败的过程，并进一步使其审查、监控、调整自身思维的元认知程序反复运行，不断锻炼、提升元认知能力。