近十几年来，元认知研究成为当代认知心理学的热门课题。由于元认知的研究对丰富和发展心理学的有关理论，开发学生的智力都具有十分重要的意义。因此元认知的研究已受到世界各国的高度重视。其研究成果也迅速应用到教学实践中去。培养学生的元认知能力对提高教学效益起着强劲的推动作用。本文将对元认知的研究成果在化学教学中的应用进行探讨。
长期以来，化学教学研究侧重于认知过程的研究，即将学习过程视为一个由感知、注意、记忆、理解等环节构成的认知过程；八十年代中期，人们已将研究范围扩展到情感、意志等非智力因素领域并取得到较大成效，但对化学教学中元认知的研究还鲜为人知。
根据化学学科的特点和笔者在教学中的实践，我认为在化学教学中培养学生的元认知能力有下列六种方法。
(一)．学会笔记技术
化学笔记技术包括学生对化学课堂内外学习材料的摘抄、加评注、加标题和归纳总结；对知识、技能和思维的对比分析；对重点、难点的提示；对课堂笔记即时进行回忆、删补、修改、分类等整理活动；记学习活动中成功和失败的心理体验等。已有的研究表明学生借助笔记可以有效地控制自己的认知过程和材料加工过程；有助于发现新旧知识、技能的内在联系和新知识之间的内在联系；教师可以采用外部手段来控制学生的注意，激发学生采用恰当认知策略和元认知策略促进学习。
记笔记技术的训练程序为：首先训练学生认识到记笔记的重要性，有记好笔记的强烈愿望和意识；其次学会记笔记的基本方法；再次学会记笔记的技巧（以思为主、记为辅，记得快、活、准，多用化学用语和特殊符号等）。记笔记技术需要教师的教学为学生记笔记提供方便(例如在需要记笔记的地方，教师讲话速度放慢，语调加重，有意重复所说内容，恰当、适时、规范的板书等），需要教师的示范（例如在要记笔记的地方笔者常用下列提示语：假如我要记就会……等进行示范），学生之间相互学习，学生从有关学习方法的材料中学习模仿，通过自我反馈、娇正，总结和提高等学会记笔记技术。
(二)．证明与讨论元认知活动
在化学教学过程中教师运用榜样和示范能提高学生有意识地认知和元认知的能力。在化学教学过程中常用下列三种方法来讨论元认知过程：
通过出声的思维（即用语言将思维过程详细地，清晰地描述出来）教师能展示自己对待陌生的学习任务和学习情境时运用的有效策略。教师还可以在假设自己的理解发生困难(这些素材来致于教师平时教学中对学生学习困难的内容和形式的长期收集)时，设想补救策略同时用出声思维表达。
教师结合化学中的具体知识适当穿插介绍相应的化学史，把化学家研究问题的基本方法和思路叙述出来，例如在讲授元素周期律时，向学生介绍三元素组、八音律及门捷列夫元素周律等的建立思路和过程。通过具体实例教师能展示化学家研究某个知识时的背景、研究方法、研究思路和成败经验等。
教师还可以促使全班同学共同注意某些学生的元认知过程。我常将学生在学习过程中可能产生的困难以第一人称形式告诉学生并问：你是怎样想的？为什么这样想？请同学们来解答这些问题并用出声思维表达。教师要求学生对某问题能理解或不能理解或错误理解时叙述自己的情感体验，对认知活动的监控过程。通过学生的叙述教师能从深层次上给学生提供指导。例如学生书写离子方程式是一看就知，一写就错，别人一说就知错在什么地方，除知识表达未达到自动化，认知结构有缺陷等方面的原因外，通常是由于学生对题目的难度估计不足而减少了思维环节所致。例笔者在一次平时测验中有下列一题：
写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式，是氧化－还原反应的标出电子转移的方向和数目
①实验室用锌片与稀盐酸反应制氢气
②实验室用硫化亚铁与稀盐酸制硫化氢
③碳酸钙受热分解
④实验室用二氧化锰与浓盐酸制氯气
测试结果有约２０％学生能正确书写④反应的离子方程式但末标出电子转移的方向和数目，测试后学生说：在做④小题时忘了题干要求标出电子转移的方向和数目，其原因是在解题过程中缺少思维监控。
(三)．提供反馈机会
学生在学习时会意识不到他们对某些问题没有弄懂。所以教师在讲授新知识和技能时就应提醒学生可能遗漏了某些重要细节或知识，告诉学生学习目标和目标的检测方法，做到预防与补救同抓。例如对化学基本概念、基本理论的内涵和外延的理解等。
教师还必须提供适当的练习材料供学生运用知识和技能，并指导学生学会运用新知识和技能解决问题的方法。如果学生真正理解了新知识和技能，但还可能不能成功地动用到解决问题中去，师生可以从下列几个方面去寻找原因③：学生过度焦虑或由于缺乏问题解决的敏感性、即兴解决能力、策略多样化、冒险精神、灵活性，意志力和系统的方法等。学生若对所学的知识和技能经常遗忘，师生可以从下列几个方面去找原因④：对潜在有意义材料的机械学习；对教材的组织和安排不当；学科内容不充足、准备不够；对概念或原理表达混乱；对错误概念和错误理解不能即时纠正；不恰当的学习速度与复习；对材料的呈现
缺乏组织与解释的教学技术；鼓励在问题解决中机械记忆和运用的考查方式；缺少实验操作和练习。
(四)．指导学生如何自我提问
教师经常发现有部分学生不加思索地迅速完成作业，其目的仅在于做完，有一个答案，而这些作业通常又错误百出。而另一部分学生（特别是学习困难学生）在学习过程中感到有问题但又不能用恰当的语言描述出问题；他们的问题就在于不知道怎么提问。若通过自我提问能力的培养学生大都能较好地解决上述问题。教学的重点就在于教给学生自我提问的方法。
根据化学学科学习特点，我将化学学习自我提问单归纳如下：
１．化学笔记的自我提问单⑤：
(1).（课前）我准备好了记笔记的工具吗？
(2).（课堂上）是重点、难点、凝点、新思路、新方法、思维火花点吗？（若是则记录）
(3).（课后）我对笔记进行了整理、删改、补充了吗？
(4).（一段时间后）我习惯了记笔记吗？我需要反思记笔记的方法和技巧吗？
２．化学基本概念学习的自我提问单：
(1).这个概念叙述的是什么？(若不清楚，再读一次)
(2).如何理解这个概念呢？(从头到尾仔细推敲每一个字、词、句，再找出关键的字、词、句)
(3).现在我能理解这一个概念了吗？(关上书默写或口叙一次，再看书，若差一点，再看一看书，再换成自己的话说一次，若两种说法等效进入下一步)
(4).这个概念的实质是什么？适用范围是什么？
(5).与这个概念相似的概念还学过哪些？与这个概念相对立或对应的概念有哪些？(例举出，找出它们的相同点或不同点)
(6).有一些例子不符合该概念吗？若有找出来并说明为什么？
(7).能用这个概念去解决问题了吗？做几个题试一试.
３．化学原理学习的自我提问单：
(1).这个说的原理是什么？(反映的是哪些方面的问题？若不清楚再读一次)
(2).这个原理是怎样提出来的呢？(根据实验现象，或是生活中的实际问题，还是己学过的元素化合物知识？)
(3).我能用自己的语言来表述这个原理吗？
(4).这个原理的核心内容是什么？适用于哪些方面？
(5).我能用这个原理去解决实际问题吗？(做有关的练习，检查一下……)
４．元素化合物学习的自我提问单：
(1).这种物质(元素)的名称和符号是什么？(在纸上写一写)
(2).这种物质(元素)结构上有什么特点？我能从它的结构上推断出它具有的性质吗？
(3).这种物质的物理性质是什么？(色、态、味、熔沸点、密度、溶解性……)
(4).这种物质的化学性质有哪些(与金属反应、与非金属反应、与水反应、与碱反应、与酸反应、与盐反应、氧化物反应等)？在纸上写出相应的化学方程式或离子方程式并叙述反应的现象.
(5).怎样制备这种物质呢？依据什么原理？选用什么装置？怎样操作？为什么这样操作？能用其它方法制备它吗？
(6).这种物质有哪些用途？(与性质联系起来思考)
(7).这种物质与其它物质能相互转化吗？(若能写出相应的化学方程式，画一个相互转化关系图……)
５．化学用语学习的自我提问单：
(1).这个符号或式子表示什么意思？我能把它与具体的事物或化学现象联系起来吗？
(2).这些符号好记忆吗？我准备用什么方法来记忆呢？
(3).我己记忆了这些符号了吗？(若记不准，再记一次)
(4).这些符号跟哪些符号易混淆？(找出它们之间的差别)
(5).我采用复习措施克服遗忘了吗？(再复习一次)
６．化学实验的自我提问单：
(1).这个实验发生什么反应？(用化学方程式或离子方程式表示)
(2).这个实验需要哪些仪器、药品？实验装置如何连接？实验操作中该注意哪些问题？
(3).实验现象我清楚了吗？(用陈述句描述实验观察结果)
(4).这什么会发生这样的反应吗？从中得出什么结论？
改进实验的自我提问方法：
①实验仪器和药品是否可以使用替代品（增大或减小仪器规格、更换仪器种类；增大或减小药品用量、改变药品浓度或颗粒大小等、更换药品种类）？
②实验仪器和药品是否可以重新组合（改变连接或加入顺序）？
③实验操作步骤是可以重新组合或设计（增加或减少操作步骤，交换操作顺序或自己设计操作步骤）？
④能否改变观察顺序或观察方法？
⑤能否使化学反应加快或变慢？
⑥能否将化学反应现象放大或缩小？
化学实验设计的自我提问方法：
①化学实验的原理是什么(什么物质之间发生反应,反应物和产物的物理和化学性质的特点,反应发生的条件，反应转化率等)?
②根据化学实验的原理,思考下列问题：对于特定的反应物和生成物，应选用哪种仪器量取、混合、反应、加热、干燥、检验、收集、吸收、分离、缓冲？选择的这些仪器之间大小、规格应怎样协调、搭配？所选择的仪器按什么顺序连接？
③为完成实验应设计什么样的操作顺序？操作过程中应注意什么问题？应观察什么现象，记录什么数据，数据处理的方法等？
７．做中难度题目的自我提问单
分析题意阶段：
(1)我准备理解题意了吗？把题的关键部分再读一遍！
(2)我把握了题目的整体结构吗？理清题目中的各种数量关系或化学过程，若数据关系或化学过程复杂时用图示法等方法将题目进行等价转化！
(3)这个题目属于哪类型题？不要急于算数字或书面解答。
解题阶段：
(4)我充分理解了已知条件了吗？没有充分利用的已知条件特别是隐含信息优先考虑！
(5)我出现了思维定势吗？运用发散思维寻找新的视角！
反思总结阶段：
(6)本题是怎样做的？
(7)为什么这样做？
(8)为什么会想到这样做？
(9)不这样做行不行，还有无别的方法，这些方法哪个最好？
(10)该题未做对，教师评讲后分析：做不对的原因是知识欠缺？解题方法错误？还是能力缺陷？或是别的错误？
８．单元自检自我提问单：
（１）．是否确立本单元的学习目标？
（２）．有无学习计划？
（３）．能否调整学习目标和计划？
（４）．是否对本单元学习内容感兴趣？
（５）．能否调整和保持良好的学习情绪？
（６）．能否独立克服学习上的困难？
（７）．能否预习、复习、认真听课？
（８）．能否理解本单元的教学内容？
（９）．能否合理分配学习时间？
（１０）．能否选择适合自己的学习方法？
（１１）．对自己的学习能力是否有信心．
（１２）．对自己的学习结果是否满意？
（五）．指导学生经常进行自我诊断
所谓自我诊断：就是对自己的学习过程、内容、方法、步骤等进行反思；对学习水平和外显行为进行自我认识，自我判断；对学习过程中的心理和情感等反思；并以此为依据调整和校正自己的行为，防止和控制学习过程中出现的失误，使学习达到最佳状态。
自我诊断的形式常有：对所学知识、技能、策略进行偿试回忆以检验记忆和理解水平；同学之间互相提问考查对方或相互命题交换解答再评改；做老师布置的作业或自选练习以检查应用所学知识和技能解决问题的能力；填写自我检查表等。
自我诊断的内容有：为了进行新阶段的学习需要对已有的知识和技能进行诊断，以便确定学习的起点和进程；为了有效地选择学习方法，需要诊断自己已有的认知策略和元认知策略，个性特点和学习习惯；为了知道自己学习动力系统的变化，需要反省学习兴趣、动机、情感、意志等的强弱变化。例如每个学习单元要求学生填写自我检查表以培养元认知监控能力。自我检查表的内容有：是否确立本单元的学习目标？有无学习计划？能否调整目标和计划？是否对本单元内容感兴趣？能否调整和保持良好的学习情绪？能否独立克服学习上的困难？能否预习、复习和认真听课？能否理解本单元的学习内容？能否合理分配学习时间？能否选择适合自己的学习方法？对自己的学习能力是否有信心？对自己的学习结果是否满意？
（六）．采用合适的认知模式
在探索学习情境时，必须考虑四个基本要素：
(1)所学材料的实质，例如从所学知识类型分：化学概念和化学用语学习，元素及化合物知识学习，有机物学习，化学实验学习，化学计算学习等。教学时应考虑新的潜在有意义的学习材料与同化它的原有概念系统的可辨别程度，可辨别程度越高，新知识的理解就越容易。
(2)学习者当前的化学基础知识和基本技能，化学学习能力及相关学习知识和能力。
(3)呈现材料时学生的活动。主要考虑认知的决定因子（例如对问题的敏感性、首创性、好奇心、认知风格等）和人格特征（例如内驱力，坚持性和焦虑等）
(4)用于评价学习的标准或测验。知识和能力型评价比机械识记型的评价更有教学价值，评价的导向对学习效果有着明显的影响作用。
从笔者的教学实践中体会到：为提高在化学教学中培养学生的元认知能力，教师应注意学习元认知研究的新成果，研究化学元认知理论在化学教学中的应用，研究中学生元认知发展的规律。化学元认知能力的培养对于提高教学效益，发展学生的智能具有十分重要的意义；对于学习方法指导研究的深入具有强列的推动作用。由于元认知的研究是近年来的事，学生学习化学的元认知形成和发展规律及影响因素等的研究都有待于今后的研究中到解决。
