13.（5）

依据一：现代认知心理学广义知识分类观点

运用原理和规则进行计算和判断实验设计设计实验方案

依据二：布鲁姆教育目标分类学

认知维度6.创造6.2计划创造涉及将要素组成内在一致的整体或功能性整体。属于创造类别的目标要求学生在心理上将某些要素或部件重组为不明显存在的模型或结构。

测评题1.描述问题解决方案

2.选择问题解决计划

描述问题解决方案，填空题

依据三：考试大纲

设计实验方案5.（6）⑤评价或改进实验方案

14（1）①

依据一：现代认知心理学广义知识分类观点

化学策略性知识概念策略性知识的定义

依据二：布鲁姆教育目标分类学

认知维度1.记忆/回忆之1.2回忆回忆涉及获得提示（通常是一个提问）后从长时记忆中提取相关的知识。

测评题1.选择题

2.验证题

3.匹配题

简答题

14（1）②

依据一：现代认知心理学广义知识分类观点

化学策略性知识应用应用策略性知识例子

依据二：布鲁姆教育目标分类学

认知维度2.理解之2.2举例举例是指学生列举出一般概念或原理的具体例子。举例的同义词是示例和实例。

测评题1.构答题

2.选择题

简答题

14（2）

依据一：现代认知心理学广义知识分类观点

化学策略性知识特点策略性知识特点

依据二：布鲁姆教育目标分类学

认知维度4.分析分析涉及将材料分解成它的组成部分，并确定各部分之间的相互关系，以及各部分与总体结构之间的关系。

测评题1.构答题

2.选择题

简答题

15（3）（ⅰ）

依据一：现代认知心理学广义知识分类观点

化学策略性知识评价评价案例所用策略性知识的是否合理

依据二：布鲁姆教育目标分类学

认知维度5.评价评价是指基于准则和标准作出判断。

测评题学生评论自己的或他人的假设或创造成果简答题

15（3）（ⅱ）

依据一：现代认知心理学广义知识分类观点

化学策略性知识设计 在教授“元素周期表”和“勒夏特列原理”所采用的化学教学策略

依据二：布鲁姆教育目标分类学

认知维度6.创造创造涉及将要素组成内在一致的整体或功能性整体。属于创造类别的目标要求学生在心理上将某些要素或部件重组为不明显存在的模型或结构。

测评题1.描述问题解决方案

2.选择问题解决计划

描述问题解决方案，方案设计，简答题

4.1.3测试题编制情况

根据上述测试题编制依据，最后的测试题的编制情况如下：

题号知识类型考察知识点认知维度

1陈述性知识PM2.5的概念、温室气体的成分、乙烯与聚乙烯的性质、绿色化学的概念水平1：回忆

2陈述性知识医用酒精的概念、清洁燃料的种类、氨基酸和蛋白自的性质、常见危险化学品的标志—易燃固体水平1：回忆

3陈述性知识苯的结构特点、同分异构体的概念水平2：理解

4陈述性知识纯净物、混合物、强电解质、弱电解质、非电解质的概念水平2：理解

5陈述性知识Na2CO3和NaHCO3的化学性质（加热、与AlCl3）、Na2O和Na2O2的物理性质水平3：应用

6陈述性知识CO与CO2的化学性质、NH4+离子的化学性质、Cl2

的溶解性、Fe与CuSO4的化学反应、除杂原理

水平3：应用

7陈述性知识有机物的官能团的化学性质：碳碳双键、羧基、酯基、羟基、烷基水平4：分析

8陈述性知识构成原电池的四个基本条件：活泼性不同的两极、电解质溶液或熔融态离子化合物、能自发进行的氧化还原反应、形成闭合的回路水平4：分析

9程序性知识有关容量瓶检查漏水的操作步骤水平1：回忆

10程序性知识有关滴定的操作步骤水平1：回忆

11程序性知识盖斯定律水平2：理解

12程序性知识阿伏伽德罗常熟的表达式水平2：理解

13（1）程序性知识过滤、洗涤所用的玻璃仪器水平1：回忆

13（2）程序性知识仪器交换后对产率的影响水平5：评价

13（3）①程序性知识分析表格H2SO4的浓度水平4：分析

13（3）②程序性知识分析1号试管的作用水平4：分析

13（3）③程序性知识离子方程式的书写水平4：分析

13（4）程序性知识判断制取氯气装置的可行性水平5：评价

13（5）程序性知识设计实验方案水平6：创造

14（1）①策略性知识策略性知识的定义水平1:回忆

14（1）②策略性知识策略性知识的例子水平2：理解

14（2）策略性知识策略性知识的特点水平4:分析

15（3）（ⅰ）策略性知识评价案例所用策略性知识的是否合理水平5：评价

15（3）（ⅱ）策略性知识在教授“元素周期表”和“勒夏特列原理”所采用的化学教学策略水平6：创造

4.2测试题的实施

根据基于广义认知心理学的化学知识分类、2001版的布卢姆教育目标分类学理论、2018年普通高等学校招生全国统一考试大纲（总纲）编制测试题。编制之后，请专家、化学教研员、化学一线教师进行修改评定。修改之后，测试卷在重庆市西南大学2015级免费师范生发放测试卷110份，回收有效测试卷99份，然后分析测试题。对于测试题的选择题，选择正确的获得一分，不正确或没有答案的都不得分；对于填空题和客观题，完全正确的获得一分，不正确、回答不完全或没有给出答案的都不给分，最后计算得分的比率，利用Excel进行数据分析，测试题的分析情况如下：

题号知识类型考察知识点认知维度正确率题目类型

1陈述性知识PM2.5的概念、温室气体的成分、乙烯与聚乙烯的性质、绿色化学的概念水平1：识别0.99简单题目

2陈述性知识医用酒精的概念、清洁燃料的种类、氨基酸和蛋白自的性质、常见危险化学品的标志—易燃固体水平1：识别0.43一般题目

3陈述性知识苯的结构特点、同分异构体的概念水平2：理解0.99简单题目

4陈述性知识纯净物、混合物、强电解质、弱电解质、非电解质的概念水平2：理解0.68一般题目

5陈述性知识Na2CO3和NaHCO3的化学性质（加热、与AlCl3）、Na2O和Na2O2的物理性质水平3：应用0.6一般题目

6陈述性知识CO与CO2的化学性质、NH4+离子的化学性质、Cl2

的溶解性、Fe与CuSO4的化学反应、除杂原理

水平3：应用0.97简单题目

7陈述性知识有机物的官能团的化学性质：碳碳双键、羧基、酯基、羟基、烷基水平4：分析0.97简单题目

8陈述性知识构成原电池的四个基本条件：活泼性不同的两极、电解质溶液或熔融态离子化合物、能自发进行的氧化还原反应、形成闭合的回路水平4：分析0.99简单题目

9程序性知识有关容量瓶检查漏水的操作步骤水平1：回忆0.83简单题目

10程序性知识有关滴定的操作步骤水平1：回忆0.94简单题目

11程序性知识盖斯定律水平2：理解0.93简单题目

12程序性知识阿伏伽德罗常熟的表达式水平2：理解0.85简单题目

13（1）程序性知识过滤、洗涤所用的玻璃仪器水平1：回忆0.83简单题目

13（2）程序性知识仪器交换后对产率的影响水平5：评价0.29复杂题目

13（3）①程序性知识分析表格H2SO4的浓度水平4：分析0.95简单题目

13（3）②程序性知识分析1号试管的作用水平4：分析0.94简单题目

13（3）③程序性知识离子方程式的书写水平4：分析0.91简单题目

13（4）程序性知识判断制取氯气装置的可行性水平5：评价0.69一般题目

13（5）程序性知识设计实验方案水平6：创造0.62一般题目

14（1）①策略性知识策略性知识的定义水平1:回忆0.45一般题目

14（1）②策略性知识策略性知识的例子水平2：理解0.21复杂题目

14（2）策略性知识策略性知识的特点水平4:分析0.3复杂题目

15（3）（ⅰ）策略性知识评价案例所用策略性知识的是否合理水平5：评价0.69一般题目

15（3）（ⅱ）策略性知识在教授“元素周期表”和“勒夏特列原理”所采用的化学教学策略水平6：创造0.43一般题目

4.3被试题目的选择

在上面的测试题当中，简单题包括了题目1、3、6、7、8、9、10等等，选择题目3、8、11作为眼动实验的简单题目；一般题包括了2、4、5、13（4）、13（5）等等，选择题目2、13（5）、14（1）①作为眼动实验的一般题目；复杂题包括了13（2）、14（1）②、14（2），选择13（2）、14（1）②、14（2）作为眼动实验的复杂题目。选择这些题目的主要原因：首先需要考虑测试题所涉及的化学知识应该具有三种类型，即陈述性、程序性、策略性。其次、这些题目考察的内容具有典型性和代表性，能够进一步体现大四化学师范生在解决这些测试题的过程中的眼动数据差异。

5眼动实验研究

5.1实验设计

以测试题分析得到的结果作为眼动材料，在西南大学大四化学免费师范生根据大学四年的化学专业平均分分层抽样的学生作为被试对象进行3x3两因素混合实验，自变量是大学生水平和问题难度，因变量是所研究的眼动指标数据。本研究先是对学生水平和问题难度对眼动数据的影响进行差异性分析，然后再对同水平的学生的性别解决相同难度的问题进行差异性分析。

5.2实验对象的选取

化学学优生、学中生、学困生的入组标准分别是：（1）瑞文标准推理测验分数百分等级在25%~95%之间；（2）化学学业成绩选择在期中与期末考试成绩的平均成绩分别居于全班前15%、中间75%、后10%的学生；（3）教师评价其学习能力分别为优秀、中等、中等以下。[1]皇甫倩,王后雄,彭慧.高中生课堂参与度现状及其影响因素的调查研究——以高中化学学科为例[J].教育理论与实践,2015,35(23):55-57.根据标准（2），笔者收集到西南大学2015级化学免费师范生四学年专业课分数，按照专业平均分数由高到低进行排名。该专业总共有170名学生，前25名学生属于化学学优生、后18名属于化学学困生、其余学生属于化学中等生。在这三个水平随机抽取学生进行眼动跟踪实验。考虑到客观因素，被试的信息如下表：

表被试信息

被试水平被试人数被试性别

男女

学优生633

学中生633

学困生633

5.3实验材料及实验工具

首先，将选择的简单题（第3、8、11题），中等难度题（第2、13（5）、14（1）题），复杂题（第13（2）、14（1）&（2）题）在word编辑之后，利用截图手段，制作成相应的PNG格式。然后，将相应的图片上传到与眼动仪相连接的电脑中。最后，在软件中建立三个实验，文件名分别为简单试题YWS，一般试题YWS，复杂试题YWS。

实验工具是CaZe Tech

mini眼动仪。该眼动仪具有以下特点：①具有最新的眼动追踪技术，②具有高精度③具有高可靠性。CaZe Tech mini眼动仪采用红外补偿照明技术，可以在任何光照条件下进行眼动追踪实验，保证其检测的精度与稳定性。CaZe Tech mini眼动仪既可以通过屏幕端显示刺激材料进行屏幕端的实验测试，也可同步外部场景摄像头进行实景研究。本研究中的实验采取的是屏幕端实验测试。CaZe Tech mini眼动仪只需要通过USB就可以完成实验仪器的连接，支持最大24寸显示屏，具有安装简单、快捷、对被试的要求和限制都很少，所以被试在自然状态下就可以进行实验检测。CaZe Tech提供功能强大的操作软件GazeLab,包括了数据采集和数据分析的全部功能，软件界面用户友好，操作简便，可兼容E-Prime等众多心理学刺激软件。GazeLab可以进行网页研究、网页可用性测试、实景测试、视频测试以及静态图片测试。所以GazeLab可以支持多种刺激材料，比如网页、软件、屏幕录制、视频、图片、情景摄像头。GazeLab可以输出图表，比如热点图、瞳孔数据、阴影图、轨迹图、3D饼状图、3D柱状图、Excel数据导出等。关于CaZe Tech mini眼动仪的具体参数如下：

表CaZe Tech

mini眼动仪参数

项目参数

采样频率60Hz

精度0.5°

尺寸19.6x1.8x1.7cm

操作距离40~80cm

头部活动范围50x30x30cm

显示器尺寸最大24寸

单眼/双眼追踪双眼

单/双摄像头追踪双摄像头追踪

标定方式9点、12点或16点标定自动标定

重量75g

   除CaZe Tech mini眼动仪之外，还有一台与眼动仪相连接的笔记本电脑。该电脑用于测试题图片的上传、数据的记录及输出。在实验的过程中，同时采用爱国者录音笔对被试的口语发声思维进行录制，然后将口语记录转译为书面文字材料。

5.4实验程序

本实验的被试来自西南大学2015级（大四）化学专业免费师范生的三个层次的学生，每个层次有6人，其中男女人数各一半。所以本实验分三个部分，第一部分学优生Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6进行眼动追踪实验，第二部分学中生Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6进行眼动追踪实验，第三部分学困生K1、K2、K3、K4、K5、K6进行眼动追踪实验。

本实验在西南大学化学化学学院的研究生科研楼弘光垒005实验室进行。该实验室满足的条件是隔音效果好。正是因为隔音效果好的特点，所以尽可能地减少外界干扰因素，充分保证实验数据的有效性，进而保证实验的信效度。在整个实验过程中，笔者作为主试，已经具备进行眼动实验的基础理论知识以及眼动仪的基本操作。

在进行学优生、学中生、学困生三部分的实验过程中，每一部分的工作都是按照以下流程进行。

第一步，实验前，主试者利用USB数据线将眼动仪和笔记本电脑连接，同时给笔记本电脑充上电，避免被试做眼动实验的过程中笔记本电脑关机，影响实验的进行。主试也要将爱国者录音笔、被试的椅子、被试的测试卷、被试的签字笔等提前摆放在课桌上。

第二步，被试进入实验室，主试者讲解本次实验的目的及实验的流程以及实验的注意事项，同时安抚被试的紧张情绪，创设出一个轻松、安静的实验环境。

第三步，在实验开始之前先对被试的眼部和头部进行校准，让被试熟悉实验流程。

第四步，主试者宣读指导语，指导语如下：“同学，你好。我是西南大学化学化工学院的硕士研究生。首先表示感谢，感谢你对本实验的大力支持。然后我们将要进行一个实验，实验的目的是了解大家在解决不同类型化学知识相关问题解决过程中的思维过程，等一下我会在笔记本电脑的屏幕上呈现图片，一张图片上出现一道题目。你只需要按照顺序完成该题目，手按空格键以表示可以切换到下一题，完成一组题之后，你需要用口述的形式叙述你刚才脑海中所想的内容，并且口头说出问题答案，在这个过程中主试者进行记录并录音。”

第五步，实验要求被试完成所有的题目，在完成题目的过程中，被试只能从笔记本电脑屏幕上获取信息，同时被试要求在测试完之后立马将解答题目的过程的思维以口语发声报告的方式阐述自己解题的思维过程。主试者然后依据眼动数据和口语发声报告的材料对学生的思维过程进行分析。

5.5眼动数据的选择

凝视时间：

注视次数：注视次数是被试对某个区域或某个对象注视点的个数，反映了被试信息加工的次数。

5.6数据的记录

实验过程中选用CaZe

Tech mini眼动仪进行数据记录，并用录音笔记录被试的口语发声思维过程以及测试题的答案。将所得的眼动数据用Excel进行数据统计，然后利用SPSS22进行数据分析，同时将口语发声思维转译为文字作为辅助材料对眼动数据进一步分析。

眼动数据和口语发声思维实录的整理与分析

眼动数据分析

学生水平分析

通过对大四化学师范生的化学专业绩点排名可知，该专业总共有170名学生，前25名学生属于化学学优生、后18名属于化学学困生、其余学生属于化学中等生。Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6作为眼动实验和口语发声思维的学优生实验对象，其中Y1、Y2、Y3为男生，Y4、Y5、Y6为女生；Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6作为眼动实验和口语发声思维的学中生实验对象，其中；Z1、Z2、Z3为男生，Z3、Z4、Z5、Z6为女生；K1、K2、K3、K4、K5、K6作为眼动实验和口语发声思维的学困生实验对象，其中K1、K2、K3为男生，K4、K5、K6为女生。学优生、学中生、学困生解决不

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