自动化阶段心理学论文提纲

论文题目：不同学业水平学生电化学知识三重表征及其转换能力差异的眼动研究

摘要：教育大计,为国之大计。我国在《义务教育化学课程标准（2011年版）》中明确指出,从宏观到微观,从定性到定量,是化学学科发展的趋势。三重表征包括宏观表征、微观表征和符号表征,它们根植于化学科学,是化学学科的魅力和特征,是化学学科体系的精髓。值得关注的是,2017年版《普通高中化学课程标准》中明确提出了化学学习的五大核心素养。其中素养1为宏观辨识与微观探析,它要求学生能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。因此三重表征思维的培养对于学生的化学学习尤为重要。三重表征思维形成经历了三个阶段:习得阶段、转换阶段和自动化阶段。已有研究表明,高二年级只有小部分学生处于三重表征思维的自动化阶段,而大部分学生基本处于转换阶段,不能灵活的进行三重表征转换。那么,如何帮助处于三重表征思维转换阶段的学生顺利过渡到自动化阶段呢?不同学业水平学生进行两两表征转换时,第三重表征能否作为辅助表征在学生三重表征思维转换阶段时发挥积极作用,帮助学生顺利过渡到自动化阶段呢?本文将对这两个问题进行重点研究。为此,设计了以下实验进行研究。研究选取人教版高中化学选修四（旧版）第四章“电化学”专题为研究材料,梳理并选择2010-2020年全国卷电化学高考题进行试题改编,形成本研究的测试题。随后用Rasch模型的Winsteps软件进行测试题的质量分析与优化,确定正式测试的实验材料。研究采用眼动追踪技术以及口语报告法这种和定量和定性结合的方法,对C市F中男女各半的36名不同学业水平高二学生进行3（学业水平）*3（转换方式）*2（组别）多因素混合眼动实验研究。其中学业水平（学优生、学中生、学困生）、性别（男生、女生）、组别（有无辅助表征）为组间自变量,转换方式（宏观→微观、符号→微观和宏观→符号表征转换）为组内自变量,因变量为学生的测试成绩和眼动数据。研究中遵循被试的组间同质原则,采用分层随机抽样的方法,选择在不同学业水平、性别之间成绩不存在显著差异的两组被试进行眼动实验。结合追述性口语报告法定性的研究方法对学生的三重表征转换思维过程进行补充和辅证。研究旨在从认知心理学的角度出发,综合定量和定性的方法探查高二年级不同学业水平学生电化学知识的三重表征及其转换能力的差异,诊断学生在电化学三重表征及其转换过程中存在的问题,找出内在的认知机制,帮助学生从三重表征思维转换阶段顺利过渡到自动化阶段。梳理文献可知,对于认知机制的分析一般从信息加工、注意分配和认知负荷三个方面入手。因此,研究将对学生的三重表征测试总成绩和收集到的眼动数据从信息加工、注意分配和认知负荷三个方面对学生的三重表征及其转换能力进行具体分析。分析结果发现,有无辅助表征对不同学业水平、不同性别的学生在进行宏观→微观、符号→微观和宏观→符号表征转换时,信息加工、注意分配和认知负荷方面均存在差异。结论如下:1、在学业水平上表现出:（1）学优生能完成三重表征及其转换。在信息加工方面,学优生信息加工速度快,解题策略高超;在注意分配上,学优生能快速抓住关键信息顺利进行知识加工,学优生对辅助表征关注越多,越利于完成表征转换;认知负荷上,虽然辅助表征增加了学优生的认知负荷,但不影响学优生进行表征转换,而是成为一种验证解题过程的工具。（2）学中生能完成三重表征及其转换。学中生在信息加工方面,信息加工深度较深,缺乏表征转换的灵活性,加工时间较长,辅助表征帮助学中生提高了认知加工深度,并且学中生对辅助表征关注越多,越利于完成表征转换,这种影响是显著的;在注意分配上,学中生能较快抓住关键信息;在认知负荷上,有辅助表征能够显著降低学中生的认知负荷。（3）学困生不能完成符号→微观和宏观→符号的表征转换,符号表征能力弱。并且表现出:在信息加工方面,认知深度较浅,难度较大;在注意分配上,能抓住关键信息但不能进行深度的信息加工,学困生对辅助表征关注越多,不利于完成表征转换;有辅助表征增加了学困生的认知负荷,信息的增多成为学困生解题的干扰因素。2、另外,在性别上表现出:有辅助表征能降低女生的认知负荷,增加男生的认知负荷。结合学生的测试成绩发现,有辅助表征时女生的成绩高于无辅助表征时,而男生有辅助表征时成绩低于无辅助表征时的成绩,说明男生处理复杂信息时存在困难,辅助表征成为男生的干扰因素,需要加强男生的信息抗干扰能力。最后,研究提出了提高学生电化学三重表征及其转换能力的教学建议:1、教师要注重辅助表征对三重表征思维过渡阶段的积极作用;2、深化学中生信息加工深度,降低认知负荷;3、巩固学困生的符号表征知识,优化学困生的知识结构;4、加强男生电化学复杂信息题型的训练,培养男生的信息抗干扰能力;5、加强女生电化学知识结构的构建,深化认知加工深度;6、教师要注重学业评价工具的多样性。

关键词：三重表征转换;眼动;电化学;高二学生

学科专业：课程与教学论（化学）

摘要

Abstract

1 前言

1.1 选题缘由

1.1.1 三重表征是化学教育领域的“阿基米德支点”

1.1.2 三重表征及其转换能力是学生化学学习必备的学科能力

1.1.3 电化学知识与三重表征的联系密切

1.2 研究现状

1.2.1 三重表征及其转换的研究现状

1.2.2 教育领域的眼动研究现状

1.2.3 文献综述小结

1.3 研究设计

1.3.1 研究目的

1.3.2 研究对象

1.3.3 研究内容

1.3.4 研究方法

1.3.5 研究框架

1.4 研究意义

1.4.1 理论意义

1.4.2 实践意义

2 研究基础及概念界定

2.1 理论基础

2.1.1 表征与知识的表征

2.1.2 表征系统理论

2.1.3 三重表征转换理论

2.1.4 信息加工理论

2.1.5 认知负荷理论

2.2 技术基础

2.2.1 眼动追踪技术

2.3 概念界定

2.3.1 三重表征

2.3.2 三重表征转换

2.3.3 三重表征及其转换能力

3 测试题编制

3.1 测试题筛选

3.1.1 测试题筛选依据

3.1.2 测试题筛选情况

3.2 专家咨询

3.3 测试题的质量检验与优化

3.3.1 电化学试题整体质量分析

3.3.2 项目拟合与误差分析

3.4 眼动测试题的编制

4 眼动实验研究

4.1 实验设计

4.2 实验对象

4.2.1 被试的选择

4.2.2 被试选择的数据分析

4.3 实验工具

4.4 实验程序

4.5 眼动指标的选择

4.6 追述性口语报告分析框架

5 数据分析与整理

5.1 眼动测试成绩分析

5.1.1 三重表征及其转换能力测试总成绩的差异

5.1.2 三重表征及其转换能力不同转换维度得分的差异

5.1.3 小结

5.2 眼动数据分析

5.2.1 信息加工分析

5.2.2 注意分配分析

5.2.3 认知加工小结

5.2.4 认知负荷分析

5.2.5 认知负荷小结

5.3 追述性口语报告分析

5.3.1 宏观→微观表征转换分析

5.3.2 符号→微观表征转换分析

5.3.3 宏观→符号表征转换分析

6 研究总结

6.1 研究结论

6.2 研究启示

6.2.1 教师要注重辅助表征对三重表征思维过渡阶段的积极作用

6.2.2 深化学中生信息加工深度,降低认知负荷

6.2.3 巩固学困生的符号表征知识,优化学困生的知识结构

6.2.4 加强男生复杂信息题型的训练,培养男生的信息抗干扰能力

6.2.5 加强女生电化学知识结构的构建,深化认知加工深度

6.2.6 教师要注重学业评价工具的多样性

6.3 研究展望

6.3.1 丰富研究内容

6.3.2 增大研究的样本量

参考文献

附录Ⅰ 电化学专题测试卷(初测版)

附录Ⅱ 电化学专题测试卷(正式版)A卷

附录Ⅲ 电化学专题测试卷(正式版)B卷

附录Ⅳ PAAS自主评价量表

致谢