一、引言
2l世纪是知识经济时代，由于受经济全球化的冲击以及我国高等教育内部发展规模持续增长等因素的影响，我国高等工科教育发展面临的内外环境发生了一系列深刻的变化。然而，目前高等工科院校在教学上依然存在着许多弊端，主要表现为教学观念固步自封，忽视了学生在学习中的主体地位;教学方法单调呆板，“满堂灌”和平铺直叙仍是现行主打的教学方式;教学评价形式单一，缺乏对学生灵活运用知识的能力以及学习能力的评估;等等。这些弊端的存在对高等工科院校创新性人才培养质量势必产生负面的影响。
在深化教学改革的浪潮中，高校教师应如何真正做到以学生为本?如何培养学生的自主学习能力和可持续发展能力，以实现对其知识、能力和素质三方面的综合培养目标?这是摆在我们每一位高等工科院校教师面前的一项亟待解决的重要课题。而元认知学习理论为这一问题的解决提供了必要的指导思想和理论基础。
二、元认知与自主学习能力的关系
元认知概念是美国心理学家弗莱维尔在20世纪70年代提出来的。所谓元认知就是对认知的认知，是指有关个体认知过程的知识和对个体认知过程进行的监控与调节。我们所谓的感觉、思维或想象都属于认知活动，而元认知则是对这些认知活动的认知。
元认知学习理论包括元认知知识、元认知体验和元认知监控三个方面。元认知知识是指个体通过经验积累起来的关于认知活动的一般性知识，分为个体元认知知识、任务元认知知识和策略元认知知识三类。元认知体验是指伴随认知活动所产生的认知体验和情感体验。积极的元认知体验会激发人的认知热情，调动人的认知潜能，从而影响人的学习速度和有效性。元认知监控是个体对自身认知活动的理解以及任务执行情况的认识。它表现为主体根据自己的认知特点和学习要求，制订计划，选择策略，评价其有效性，以及对学习结果进行检查和修正。
元认知知识、元认知体验和元认知监控在人的认知活动中是紧密联系、互为影响的。元认知知识的掌握，有利于产生积极而准确的元认知体验，有利于有效的元认知监控;积极的元认知体验，有利于动态地对认知活动进行调节，并由此积累正确的元认知经验和知识;有效的元认知监控又有利于产生积极的元认知体验，同时获得更丰富的元认知知识。这三个方面协同作用、循环往复和有机结合即构成了个体元认知水平，它是学习者自主性学习能力的核心体现。
三、元认知学习理论在机类课程教与学中的应用
运用元认知学习理论，笔者在“材料成形工艺基础”等机械基础课程的教学中，试行以学生为主体，教师为主导的教学理念，开展了形式多样的开放性教学的尝试，让学生在专业基础课程的学习中既培养了工程实践能力，又提高了自身的元认知水平，收得了较好的教学效果。
1.转变传统教学方式，营造良好元认知知识环境。在传统的知识注入型教学过程中，教师是教学活动的主角，学生在课堂上往往欠于独立思考，只需按部就班地接受、吸纳、记住教师灌输的知识就行了，而对于“材料成形工艺基础”等专业基础课程，具有实践性强、基础性强、内容庞杂、技术涵盖面广等特点，若按传统方式教学，则易造成学生“一看就懂，一学就会，一用就错，一考就忘”的局面。要想改变这种授课状况，首先就要将学生置于课堂主体地位的环境，为学生主动建构知识创造必要的条件。
(1)基于问题的讨论式教学，增强教学活动的互动性。如在介绍特种铸造前，先让学生自己对所学的砂型铸造方法来个小结，引导学生从模型、铸型和充型三个方面总结出砂型铸造的基本特征：即模型用木模、铸型用砂型和在重力作用下充型，并归纳出砂型铸造的优缺点，再启发学生在此基础上发散思维，鼓励其大胆突破思维禁锢，提出问题：如果模型不用木模，铸型不用砂型，还可以用什么替代?在压力或其他外力作用下充型又将如何?由此引出了各种特种铸造方法的特点及工艺。基于问题的讨论式教学，充分地激发了学生的创新意识，让课堂焕发出灵性和活力。
(2)适时开展案例教学。案例教学是指在教师的精心组织策划下，根据教学目的、教学内容的需要以及学生身心发展的特点，借助对典型案例的分析来诠释比较抽象复杂的概念或理论，揭示错综复杂的问题或关系的一种教学方法。其基本思想是培养学生自主学习的能力，养成独立的判断和认识事物的能力。在讲到铸造工艺一节时，笔者穿插了以下案例：2012年2月20日，辽宁鞍钢铸造车间，在浇铸一个大型铸钢件接近结束时发生砂型型腔喷爆，造成13人死亡、17人受伤的重大事故，笔者以案发相关报道资料中的大量图片为实记，将学生带入触目惊心的“现场”，深入案情分析问题，从专业视角找出事故发生的直接原因和间接原因。学生在案例的分析过程中，不但需要运用刚学习到的铸造工艺知识，同时还接触到了生产运作、生产管理和生产监控等新信息，对知识进行重构，去发现、分析和解决案例中的实际问题，并在解决问题的过程中发展和获得新的认知能力。
2.强化元认知体验，培养元认知能力。通常，学生在学习中理解了某个知识点，但并不等于会运用这个知识，运用好知识的前提是具有运用这种知识的意识，而这种意识的建立难以通过教师单方面的讲授来完成，它还需要经历相应过程的体验。体验可以通过以下方式得以强化：其一是实操式体验，如协同培养、深入企业车间、了解生产实际、开展工程训练、课程实验、课程设计等;其二是探究式体验，即通过以问题或任务为导向，以项目驱动的学习体验，如课题研究、学业竞赛等;其三为讨论式体验，如前所述的讨论教学、案例教学、作业展示等。让学生在学习互动过程中，讲出自己解决问题所依据的规则或理由，发现并叙述解题过程中可能存在的不同思维方式及不同解决方案，借助语言暴露其内隐的思维过程，进而对问题解决产生影响。
无论哪种方式的体验，都蕴含着认知体验和情感体验两个方面，在体验中学生认识到自己是怎样想的，自己的想法是怎样起作用的，从而对认知活动的结果加以设想和预估，对思维过程进行审视和监控。教师在教学中应注意挖掘和强化这种体验，提高学生的元认知意识，激发学生的学习情趣，这是培养学生元认知能力的有效途径。
3.完善元认知监控，提高教学效果。从元认知角度看，学习不仅是对学习材料进行识别、加工和理解的认知过程，也是对该过程进行监控、调节的过程。元认知监控表现为学习者对自己所从事的学习活动进行积极而自觉的计划、检查、评价、反馈、控制和调节，它是学习者自主学习能力的主要体现，是影响学业成绩的关键因素。
为此，笔者利用互联网技术，在网络教学平台和课程网站上，开设在线学习、自检自测、拓展训练、在线问答等信息渠道，为学生学习的自我监控保驾护航，使学生对学习的过程自我把控，对学习的效果及时总结。这种对学习的自我监控是元认知策略的核心，也是反映学生自我学习能力的一个重要方面。改变课程考核方式，完善教学过程。课程考核本身是实现教学目的和检测学生学习成果的一种手段，课程考核的目的不仅是为了考察学生是否完成和深化了对所学知识的建构，实现了课程目标的程度，更是为了检验和改进学生的学习和教师的教学，从而有效地提高学生的自主学习能力。因此，课程考核必须与教学紧密结合，成为教学的一部分，体现教学并服务于教学，寓教于考，以考促学。笔者对课程考核采取了多种形式相结合的方式，教学过程中的课堂讨论、作业情况、任务展示、学习态度等方面都在考查之列，并按40%的比例计入课程总成绩，期末考试占60%，重点考查学生对知识的分析、理解、归纳和应用能力。
四、结语
心理学研究证明，自主学习能力具有很强的可塑性，这就要求教师在教学中不应只是传递知识，重视单一的结论，而更要善于总结规律，突出规律产生的过程及其中所体现的科学方法，充分运用元认知学习理论，采取恰当的教学方式，营造良好的元认知提升环境，以之引导学生正确地自我评价学习结果，自我调节学习策略，自我监控学习的有效性，从而使学生在学习过程中表现出更多的主观能动性，提高教学效果。
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