论文题目：基于眼动追踪技术的化学正误样例学习影响研究 ——以“物质的量在化学方程式中的应用”为例
摘要：正误样例组合学习是指在学习的过程中,既要学习正确的样例也要学习错误的样例。其中正确样例是为了建构正确的概念与正确的解题步骤所提供的范式,而错误样例则是在样例中添加错误帮助学习者发现、认识与理解错误相关的知识。研究化学正误组合样例不但拓展了化学样例学习的相关研究,同时也推进关于样例学习的理论发展。本文从认知负荷理论及障碍驱动理论出发,探讨了不同类型的样例（正确样例、正误样例无反馈、正误样例有反馈）对高中生学习物质的量在化学方程式中的应用的影响。通过对以往研究文献的梳理,确定:（1）在学习化学的过程中,高中一年级学生不同学业水平在学习正误样例的学习效果是否都要好于正确样例?（2）在化学学习中,有反馈和无反馈的错误样例学习效果比较中,有反馈的错误样例学习效果是否要好于无反馈的错误样例?（3）在学习化学的过程中,不同学业水平学生学习不同类型的样例是否有不同的结果?（4）对于不同性别的学生,不同类型的样例学习效果是否相同?首先,本文依据研究目标,通过检索检阅整理相关文献内容,明晰当前的研究状况,选定了内容为人教版化学高一必修一“物质的量在化学方程式中的应用”,并设计了相应的前测试题、样例材料、后迁移试题。与专家型教师和一线化学老师征询有关内容意见和建议,不断修正、评估、甄别,以保证样例的有效性。在完成试题编制后对试题进行试测同时也进行质量分析。试测在X市Q中学135名高一学生进行。试题质量分析是运用Rasch模型,筛选结构良好的试题,为正式的实验做好预备工作。其次,使用眼动追踪技术在不同类型样例的学习过程,揭示不同类型样例影响学习者认知加工过程的机制。通过所得眼动数据探究学习者在学习不同类型样例时的注意力分配、认知负荷以及对样例中的信息加工深度的影响。开展3×3被试间设计实验,两个自变量分别是不同学业水平和不同样例类型。实验的因变量则是学生在样例学习时的眼动数据和样例学习后的迁移成绩的差异以及PAAS自主评价量表,在完成试验后,与被试进行非结构化访谈。最后采用SPSS软件进行所有数据的汇集归整和分析,最终得到以下结论:（1）在三种不同的类型样例的学习中,迁移成绩都是学优生最高,学中生次之,学困生的成绩最低。说明先验水平越高的学生学习效果越好。但是分析每一种学业水平的学生,不同类型的学生在不同的类型样例下学习迁移成绩有所差异,学优生和学中生在正误样例无反馈下学习效果最好,学困生在正误样例有反馈方式下学习效果更好。学优生和学中生在正确样例下学习效果最差。而学困生在正误样例无反馈样例学习下学习效果最差。（2）在三种类型样例的学习过程中,总体来说正确样例的迁移成绩比正误样例有反馈和正误样例无反馈迁移成绩低,就是正确样例促进学生知识迁移能力没有正误样例无反馈和正误样例有反馈样例好。（3）学优生的信息处理简单、快速、能捕捉到重要信息,在正误样例无反馈的学习中,能有效地提升学生的学习兴趣,从而达到更好的学习效果。（4）学中生信息处理消耗时间较长,即使可以把握住重点信息,但也是需要更多的注意,同时在学习过程中认知负荷大。（5）学困生信息加工难度小、速度比较快是因为样例具有一定的难度,学生对关键信息的把握不够准确,以至于很难进行深度加工。同时对样例内容的重视程度不够、学习动力不足、学习自信不足、不易察觉错误、容易走神、认知负担过重。（6）反馈可以让学生花更多的时间来处理问题的有关样例的信息,更多地注意反馈,从而提高学生对样例的信息加工时间,而没有反馈的错误样例则会导致学优生和学中生花费更多的时间来处理样例中的错误。所以,正确样例认知负荷最小,正误样例有反馈次之,而正误样例无反馈中的认知负荷最大,（7）在男女差异分析中发现,无显著差异。最后,基于本实验最终所得出的结果,相应的提出有关化学的教学建议:（1）将化学正误样例引进课堂教学中,推动学生的自主学习能力提高和激发学生学习热情;（2）注重错误样例带给高中生化学学习的影响;（3）结合正误样例学习和常规教学,提高教学效果;（4）针对不同学业水平学生,选择不同类型的样例;
关键词：眼动追踪技术;化学正误样例学习;认知负荷理论
学科专业：学科教学（化学）（专业学位）
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究意义
1.2.1 理论意义
1.2.2 实践意义
1.3 研究设计
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究问题
1.3.3 研究对象
1.3.4 研究内容
1.3.5 研究方法
1.3.6 研究框架
第2章 研究综述
2.1 样例学习综述
2.1.1 样例内特征研究
2.1.2 样例间特征研究
2.2 正误样例综述
2.2.1 正误样例有效性研究
2.2.2 正误样例设计研究
2.3 正误样例学习的眼动研究
2.3.1 国内相关研究
2.3.2 国外相关研究
2.4 文献述评
第3章 研究基础
3.1 认知负荷理论
3.2 障碍驱动学习理论
3.3 眼动追踪技术
第4章 错误样例对高中生化学学习效果眼动实验研究
4.1 实验设计
4.2 实验材料
4.2.1 “前测"材料
4.2.2 样例材料
4.2.3 “后测”材料
4.3 测试题实施
4.4 实验对象
4.5 实验工具
4.6 实验程序
4.7 眼动指标选择
第5章 实验数据整理与分析
5.1 迁移测试成绩差异分析
5.1.1 近迁移成绩分析
5.1.2 远迁移测试成绩分析
5.1.3 总迁移测试成绩分析
5.2 迁移测试成绩性别差异分析
5.2.1 近迁移测试成绩分析
5.2.2 远迁移成绩分析
5.2.3 迁移总成绩分析
5.3 眼动数据学业水平差异分析
5.3.1 总注视时间
5.3.2 注视次数
5.3.3 瞳孔面积标准差分析
5.4 眼动数据性别差异分析
5.4.1 总注视时间
5.4.2 注视次数
5.4.3 瞳孔面积标准差
5.5 眼动热点图分析
5.5.1 同一学业水平学生在不同类型样例学习的眼动热点图
5.5.2 同一类型样例学习时不同学业水平学生的眼动热点图
5.5.3 同一类型样例学习时不同性别学生的眼动热点图
5.6 眼动轨迹图
5.6.1 同一学业水平在不同类型样例学习的眼动轨迹
5.6.2 同一类型样例学习时不同学业水平学生的眼动轨迹
5.6.3 同一类型样例学习时不同性别学生的眼动轨迹
5.7 PAAS自主评价量表分析
5.7.1 学业水平差异分析
5.7.2 性别差异分析
5.8 学生访谈
5.8.1 正确样例访谈记录分析
5.8.2 正误样例无反馈访谈记录分析
5.8.3 正误样例有反馈访谈记录分析
第6章 结论与建议
6.1 研究结论
6.2 研究启示
6.2.1 重视错误样例对高中生化学学习的影响
6.2.2 针对不同学业水平学生,选择不同类型的样例
6.2.3 采用合理有效的正误样例学习方式
6.2.4 加大对认知负荷的关注
6.3 研究展望
6.3.1 研究内容拓展
6.3.2 研究被试的样本量
6.3.3 正误样例组合类型拓展
6.3.4 被试学习习惯与样例学习差异联系
参考文献
致谢