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问题解决中的元认知作用综述 刘晓雪作者简介：刘晓雪，江西师范大学。1.引言认知是个体认知活动的信息加工过程，认知心理学将认知过程看成一个由信息的获得、编码、贮存、提取和使用等一系列连续的认知操作阶段组成的按一定程序进行信息加工的系统。认知主要实现对问题的思维过程，是个体的一般能力倾向。元认知是对认知的认知。具体地说，是关于个人自己认知过程的知识和调节这些过程的能力，是对思维和学习活动的知识和控制的过程。元认知处于认知之上，调节和控制个体对问题的思维。个体会运用认知策略及元认知策略来解决当前面临的问题，认知策略主要引导个体对目标的实现，而个体主要运用元认知策略来确保目标的实现。（Dash 2011）同时来自Www.lW，元认知的调节对象超越具体问题情境，是对思维的操作，因此相对于个体对具体问题的认知而言，元认知具有更高的指导价值，更能够促进学习迁移的发生，（汪玲 and 郭德俊 2000）尤其是在复杂的问题解决中，元认知起着更为有效的作用。本文主要就问题解决中的元认知进行讨论。2.元认知2.1元认知的提出Flavell 于20世纪70年代提出了元认知（metacognition）的概念。Flavell认为，元认知是“反映或调节认知活动的任一方面的知识或者认知活动”。 Brown等人（Baker and Brown 1984）为元认知是“个人对认知领域的知识和控制” 。Sternberg（Sternberg 1994）将元认知与认知进行对比认为：“元认知是关于认知的认知；认知包含对世界的知识以及运用这种知识去解决问题的策略，而元认知涉及对个人的知识和策略的监测、控制和理解”。2.2元认知的结构Flavell认为元认知的两大主要成分是元认知知识和元认知体验。元认知知识是指个体所存储的既和认知主体有关又和各种任务、目的以及经验有关的知识片段。元认知体验即伴随并从属于智力活动的有意识的认知体验或情感体验。Brown认为，元认知的两大成分是对认知的知识和对认知的调节。关于认知的知识是个体关于他自己的认知资源及学习者与情境只相容性的知识，即个体关于自己的认知能力、认知策略等的知识，以及在何种问题情境下应该运用何种认知策略、如何最佳的发挥自己能力的知识。对认知的调节是指一个主动的学习者在力图解决问题的过程中所使用的调剂机制，包括计划、检查、检测、检验等。从Flavell和Brown对元认知成分的分析可以看出，他们对元认知成分的分析其实是大同小异的，他们都认为元认知包括元认知知识和对认知的调节。而Flavell提出的元认知体验也和Brown的元认知调节技巧是相通的。（汪玲，方平 et al. 1999）汪玲（汪玲 and 郭德俊 2000）等人综合Flavell和Brown的观点认为元认知包含三个基本要素：元认知技能、元认知知识和元认知体验。元认知技能是认知主体对认知活动进行调节的技能，包括计划、检测和调整。元认知知识是指个体对于影响认知过程和结果的因素的认识，是元认知活动进行的基础。元认知知识可以逐渐累积起来运用到之后遇见的问题当中。元认知体验是指个体对认知活动的有关情况的觉察和了解，是元认知知识和认知调节之间的重要中介因素。通过三要素之间的协调作用，个体才得以实现对认知活动的调节，也就是说只有在这三者协作的前提下，才能有效地提高个体的元认知能力。3.问题解决3.1问题问题是行为者在实现预期目标的过程中受到的阻碍的困难情境。行为者对此对所需要采用非常规的解答，在这一情景中行为者也无法预期阻碍是否能够得到解决。（Tallman, Leik et al. 1993）3.2问题解决19世纪末，Thorndike用猫进行了著名的迷笼实验，认为动物解决问题的过程是一个尝试错误的过程；W.Kohler通过对黑猩猩的研究认为，动物解决问题的过程不是尝试错误的过程，而是对问题情境的一种顿悟。20世纪60年代后，受到认知心理学的影响，研究者认为问题解决（problem solving）是由一定的情境引起的，按照一定的目标，应用各种认知活动、技能，通过一系列的思维操作，使问题得以解决的过程。（彭聃龄 2004）3.2.1问题解决的步骤解决问题可以看做是从问题的初始状态到目标状态的过程，而这一过程中会受到相当的阻碍，因此问题解决就是解决这两种状态之间的障碍，使情境状况合乎目标状况的过程，而并不是采取一种简单的行动就能克服这一困难情境。问题解决有四个步骤发现问题，分析问题，提出假设，检验假设。（Tallman，Leik et al. 1993）第一步：确定问题。行为者先确定当前面临的困境是否能成为一个问题，如果不能，则放弃行动，如果可以构成问题，则进入第二步；第二步：寻找解决问题的有效方法。行为者确定是否希望能够解决这一问题，如果不愿意，则放弃问题，如果希望能解决问题，则在问题空间中寻找可以解决问题的有效方法；第三步：实施解决问题的方法。若行为者找到可行的方法，则对此方法采取相应的行动；第四步：评估解决问题的效果。行为者采取行动之后对行为结果进行评测。在这一系列过程中，第一步确认问题以及第四步对问题解决效果的评估均涉及到认知对问题解决的影响。4.问题解决与元认知Dash等（Dash 2011）认为个体信息处理有2个层面。一种是低级的信息处理，这种处理在一个封闭的环境中进行，包括对信息的输入、处理以及输出；另一种是高级的信息处理，这一过程在一个控制系统的监控下进行，在对信息的输入、处理以及输出过程中，会对这以监控系统进行反馈，通过监控系统对其的调节来实现信息的处理。在高级处理过程中，元认知作为执行程序在接受反馈信号之后对个体采取的认知行动进行处理。从Tallman的问题解决模型中我们可以看到认知在解决问题的过程中起着重要的作用，而在问题解决过程的认知中，元认知对个体认知情况的监控与调节又起着至关重要的作用。因此研究元认知在问题解决中的作用能够在一定程度上有效的提高问题解决的能力。Berardi，Coletta等人（Berardi-Coletta, Buyer et al. 1995）运用“河内塔”问题对了大学生被试进行的实验证明元认知训练有助于问题的解决。Beradi将被试分为五组：元认知组、认知加工组、表面特征组、出声思维组和无声对比组，实验过程中对五个组的要求都是先解两层河内塔问题，然后再对三、四、五层河内塔问题进行求解，最后用六层河内塔问题作为迁移测验。通过实验结果发现，和其他组相比，元认知组在二、三、四、五层河内塔问题解决中所需的时间更长，而对六层河内塔问题的解决时间最短。这说明在预备问题解决过程中，元认知组被试经过审视熟虑，当迁移到更为复杂的问题的时候，较其余组被试能更快速的解决复杂的问题。元认知是认知的认知，是基于个体对问题的认知之上对认知状况的一种认知，那么问题解决过程中元认知和认知是不是互相独立的过程呢？H.L.Swanson（Swanson 1990）根据元认知问卷量表以及认知能力测验和基本技能综合测验将四、五年级的56名学生分为四个组：高元认知能力高一般能力组，高元认知能力第一般能力组，低元认知能力高一般能力组，低元认知能力低一般能力组，然后对四个组被试进行钟摆问题和液体混合问题解决的实验。实验发现高元认知能力组在解决问题时成绩高于低元认知能力组，同时高元认知能力低一般能力组较低元认知能力高一般能力组解决问题的效率更高，解题时所需的步骤更少。（童世斌 and 张庆林 1997）由此可以看出在问题解决中，元认知能力是独立于一般能力存在的，一般能力的高低不影响个体元认知能力对问题解决的影响。元认知能弥补一般能力倾向的不足，它能影响问题解决。有人（薄云珊 2006）对内蒙古两所普通中学高三年级的32名数困生进行了元认知能力实验。实验将32名被试随机分为4组，分别为有引导合作提问组、提示自我解释组、有引导无提示组、无引导无提示组并选择了4名各方面条件相当的青年教师对四组被试进行实验。实验对前两组进行了数学中有关平面向量问题解决的元认知训练，对后两组没有进行相关的元认知训练，只是进行平面向量问题的训练。训练结束后，对32名被试使用平面向量问题进行测试，前两组被试测试成绩显著优于后两组被试，说明在有关平面向量问题的解决中，元认知的培训有效地提高了学生的问题解决能力，并提升了学生解决问题的积极性。学习是个体对经验的获得。而个体获得新知识和经验是为了能够更好的解决出现在个体周围的问题。元认知在解决问题的过程中产生了相当重要的作用。Rickeyr（Rickey and Stacy 2000）等人通过对化学问题学习的研究认为元认知能够将个体的知识和解决问题的能力联系起来。Veeman（Van Der Stel and Veenman 2010）通过对32名小学一年级学生在元认知技能训练进行了为期2年的追踪研究。结果证明，元认知技能能够（或部分能够）对学习产生有利的影响，并且Veeman认为元认知技能和智力的平行发展能够预测个体学习情况。Parker（Parker Siburt, Bissell et al. 2011）等人为学习化学的学生设计了一套问题解决操作方案（problem manipulation method）。通过一学期的实验发现，学生对这一方案都有积极的反应。虽然在期末测试中，学生的化学成绩没有得到显著提高，但是学生对解决化学问题的兴趣却有了明显的增加。这与薄云珊（薄云珊 2006）对高中数困生在解决几何问题时发现的情况是一致的。在元认知训练组，被试更加倾向于喜欢对该类问题的解决。可以认为，元认知训练可以增强个体对问题解决的兴趣，引发更强烈的解决问题的动机。5.对元认知及实际问题解决中的展望元认知在问题解决过程中有着重要的作用，已有的研究也证明了元认知能够在某种程度上提高问题解决的能力，例如提高学生解答问题的成绩（薄云珊 2006），或者是增强学生对问题解决的兴趣（薄云珊 2006；Van Der Stel and Veenman 2010； Parker Siburt，Bissell et al. 2011）。黎坚（黎坚，唐云 et al. 2008）等人认为元认知调节具有领域一般性，而现有的对元认知的应用多数仅限于元认知对复杂问题的解决，元认知作为对个体思维的指导者应该在处理各种问题中都扮演者重要的角色，我们应该应用元认知在问题解决中的作用将元认知训练运用到除学习以外的各种实际情况之中，以提高个体应对各种实际情况的能力。现有的研究中对元认知的评定方法仅停留于外在行为层面，通常是采用自我报告法，出声思维，个人言语观察以及作业评定等方法，这一类的评定容易受到被试的语言能力、主试的观察以及一些其他因素影响，因此需要寻找到一种更为严谨的办法来测量元认知。今来自www.lw5u.Com后应该有研究关注元认知的脑机制，以此从根本上研究元认知的产生以及如何提高个体的元认知能力。参考文献：1薄云珊 (2006). “高中数困生数学问题解决中的元认知训练的研究.” 广西民族大学学报（自然科学版）: 5.2黎坚, 唐云, et al. (2008). “元认知的调节过程及其领域一般性问题的分析.” 心理科学 31(003): 748-750.3彭聃龄 (2004). “普通心理学.”4童世斌 and 张庆林 (1997). “问题解决中的元认知研究.” 心理学动态 5(1): 5.5汪玲, 方平, et al. (1999). “元认知的性质, 结构与评定方法.” 心理学动态 7(1): 6-11.6汪玲 and 郭德俊 (2000).“元认知的本质与要素.”心理学报 32(4): 67Baker, L. and A. L. Brown (1984). metacognitive skills and reading. Handbook of reading research 1: 353-394.8Berardi-Coletta, B., L. S. Buyer, et al. (1995). metacognition and problem solving: A process-oriented approach. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition 21(1): 205.9Dash, S. (2011). metaCOGNITION IN GIRLS. Social Science International 27(2): 211-218.10Parker Siburt, C. J., A. N. Bissell, et al. (2011). Developing metacognitive and Problem-Solving Skills through Problem Manipulation. Journal of Chemical Education.11Rickey, D. and A. M. Stacy (2000). The role of metacognition in learning chemistry. Journal of Chemical Education 77(7): 915.12Sternberg, R. J. (1994). Encyclopedia of human intelligence, Vols. 1 & 2, Macmillan Publishing Co, Inc.13Swanson, H. L. (1990). Influence of metacognitive knowledge and aptitude on problem solving. Journal of Educational Psychology; Journal of Educational Psychology 82(2): 306.14Tallman, I., R. K. Leik, et al. (1993). A Theory of Problem-Solving Behavior. Social Psychology Quarterly 56(3): 157-177.15Van Der Stel, M. and M. V. J. Veenman (2010). Development of metacognitive skillfulness: A longitudinal study. Learning and Individual Differences 20(3): 220-224. -全文完-