基于眼動(dòng)分析：高中生場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格與結(jié)構(gòu)不良物理信息題解題表現(xiàn)的關(guān)聯(lián)探究一、引言1.1研究背景高中物理作為一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，對(duì)學(xué)生的邏輯思維、抽象思維和問(wèn)題解決能力有著較高的要求。在高中物理學(xué)習(xí)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)不良物理信息題是教學(xué)與學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，這類題目通常具有情境復(fù)雜、條件模糊、解決方法不唯一等特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生的綜合能力提出了挑戰(zhàn)。例如，在涉及到實(shí)際生活場(chǎng)景的物理問(wèn)題中，如汽車行駛過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化、橋梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析等，學(xué)生需要從大量的信息中篩選出有用的部分，并運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)進(jìn)行分析和解決，這不僅要求學(xué)生掌握扎實(shí)的物理知識(shí)，還需要具備良好的信息處理能力和問(wèn)題解決策略。不同的學(xué)生具有不同的認(rèn)知風(fēng)格，認(rèn)知風(fēng)格是指?jìng)€(gè)體在知覺(jué)、記憶、思維和問(wèn)題解決等信息加工過(guò)程中經(jīng)常采用的、習(xí)慣化的方式，它反映了個(gè)體在認(rèn)知過(guò)程中的偏好和傾向。當(dāng)學(xué)生在解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，其認(rèn)知風(fēng)格會(huì)在很大程度上影響解題策略和思路。場(chǎng)獨(dú)立型的學(xué)生在信息加工時(shí)更傾向于憑借自身內(nèi)部的感知線索，他們善于獨(dú)立思考，能夠快速?gòu)膹?fù)雜的情境中提取關(guān)鍵信息，并且在解決問(wèn)題時(shí)更注重邏輯推理和分析；而場(chǎng)依存型的學(xué)生則更依賴外部環(huán)境線索，他們?cè)诮鉀Q問(wèn)題時(shí)可能更需要借助他人的意見(jiàn)或參考資料，更擅長(zhǎng)從整體情境中把握問(wèn)題，但在信息篩選和獨(dú)立分析方面可能相對(duì)較弱。了解高中生的場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格對(duì)結(jié)構(gòu)不良物理信息題解決的影響，對(duì)于有效幫助學(xué)生提高解題能力、提升物理學(xué)習(xí)效果具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)，這也有助于教師在教學(xué)過(guò)程中根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知風(fēng)格差異進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)，因材施教，提高教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)的個(gè)性化和科學(xué)化。1.2研究目的本研究旨在深入探究高中生場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格對(duì)結(jié)構(gòu)不良物理信息題解決的影響。通過(guò)運(yùn)用眼動(dòng)技術(shù)，精確記錄高中生在解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題過(guò)程中的眼動(dòng)數(shù)據(jù)，從眼動(dòng)指標(biāo)的角度分析不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生在解題時(shí)的注意力分配、信息加工模式以及思維過(guò)程的差異。具體而言，本研究期望通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)揭示場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生和場(chǎng)依存型學(xué)生在面對(duì)結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，在解題策略、信息獲取與整合、問(wèn)題表征以及解題結(jié)果等方面所存在的顯著差異，明確場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格與解題正確率、解題時(shí)間、認(rèn)知疲倦等變量之間的內(nèi)在聯(lián)系。同時(shí)，本研究也致力于將研究成果應(yīng)用于教育教學(xué)實(shí)踐，為高中物理教師提供具有針對(duì)性的教學(xué)建議。教師可以依據(jù)學(xué)生的場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格特點(diǎn)，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，如為場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生提供更具挑戰(zhàn)性、自主性的學(xué)習(xí)任務(wù)，鼓勵(lì)他們深入探究物理問(wèn)題的本質(zhì)；為場(chǎng)依存型學(xué)生設(shè)計(jì)更多合作學(xué)習(xí)、情境教學(xué)的活動(dòng)，幫助他們?cè)谪S富的情境和同伴交流中更好地理解和解決物理問(wèn)題。通過(guò)這種方式，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的個(gè)性化，提高教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力和綜合素養(yǎng)的提升，為高中物理教學(xué)改革提供實(shí)證依據(jù)和實(shí)踐參考。1.3研究意義1.3.1理論意義本研究致力于豐富認(rèn)知風(fēng)格與問(wèn)題解決關(guān)系理論，為物理教育心理學(xué)理論發(fā)展貢獻(xiàn)力量。過(guò)往關(guān)于認(rèn)知風(fēng)格的研究多集中于一般性的學(xué)習(xí)情境或特定學(xué)科的常規(guī)問(wèn)題解決，對(duì)于結(jié)構(gòu)不良物理信息題這一復(fù)雜且具有獨(dú)特性質(zhì)問(wèn)題的研究相對(duì)匱乏。本研究通過(guò)聚焦高中生場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格與結(jié)構(gòu)不良物理信息題解決之間的關(guān)聯(lián)，填補(bǔ)了這一領(lǐng)域在物理學(xué)科特定問(wèn)題類型研究上的空白，拓展了認(rèn)知風(fēng)格理論在教育領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。通過(guò)對(duì)不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生在解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)的眼動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，能夠從微觀層面揭示認(rèn)知風(fēng)格影響問(wèn)題解決的內(nèi)在機(jī)制，為進(jìn)一步完善認(rèn)知風(fēng)格理論提供實(shí)證依據(jù)，助力該理論在教育心理學(xué)領(lǐng)域的深化和發(fā)展。1.3.2實(shí)踐意義本研究對(duì)高中物理教學(xué)實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)意義。通過(guò)揭示場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格對(duì)結(jié)構(gòu)不良物理信息題解決的影響，教師能夠更深入地了解學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中的個(gè)體差異。這使得教師可以根據(jù)學(xué)生的場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格特點(diǎn)，制定個(gè)性化的教學(xué)策略，實(shí)現(xiàn)因材施教。對(duì)于場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生，教師可以提供更具挑戰(zhàn)性、自主性的學(xué)習(xí)任務(wù)，如讓他們自主設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行探究，培養(yǎng)其獨(dú)立思考和深入探究物理問(wèn)題本質(zhì)的能力；對(duì)于場(chǎng)依存型學(xué)生，教師可以設(shè)計(jì)更多合作學(xué)習(xí)、情境教學(xué)的活動(dòng)，例如組織小組合作解決實(shí)際生活中的物理問(wèn)題，讓他們?cè)谪S富的情境和同伴交流中更好地理解和應(yīng)用物理知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效果。此外，本研究結(jié)果也有助于教師優(yōu)化物理教學(xué)資源的配置，選擇更適合不同認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生的教學(xué)材料和教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力和綜合素養(yǎng)的全面提升。二、文獻(xiàn)綜述2.1場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格研究2.1.1定義與測(cè)量場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格的概念最早由美國(guó)心理學(xué)家赫爾曼?威特金（HermanWitkin）在二戰(zhàn)時(shí)期提出。當(dāng)時(shí)，威特金為了研究飛行員在飛行過(guò)程中如何判斷自身方位，發(fā)現(xiàn)個(gè)體在知覺(jué)過(guò)程中對(duì)外部環(huán)境“場(chǎng)”的依賴程度存在差異，進(jìn)而提出了場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格的理論。所謂“場(chǎng)”，指的是人們所處的，用來(lái)感知、想象、思考及其他行為模式的外部環(huán)境。依據(jù)個(gè)體對(duì)外部環(huán)境的依賴程度，可以將場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格分成場(chǎng)獨(dú)立型和場(chǎng)依存型兩種類型。場(chǎng)獨(dú)立型的個(gè)體在信息加工時(shí)主要依據(jù)內(nèi)在標(biāo)準(zhǔn)或內(nèi)在參照，心理分化水平較高，善于獨(dú)立思考，較少受到外界環(huán)境的影響。例如，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，場(chǎng)獨(dú)立型的學(xué)生能夠自主地制定學(xué)習(xí)計(jì)劃，按照自己的節(jié)奏進(jìn)行學(xué)習(xí)，不易受到周圍同學(xué)學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)方式的干擾。而場(chǎng)依存型的個(gè)體在加工信息時(shí)對(duì)外在參照有較大的依賴傾向，心理分化水平較低，處理問(wèn)題時(shí)往往依賴于“場(chǎng)”，在與別人交往時(shí)較能考慮對(duì)方的感受。比如，場(chǎng)依存型的學(xué)生在做決策時(shí)，可能會(huì)更傾向于參考他人的意見(jiàn)和建議，在學(xué)習(xí)中也更依賴教師明確、具體的指導(dǎo)。為了區(qū)分個(gè)體的場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格，研究者們開(kāi)發(fā)了多種測(cè)量工具，其中鑲嵌圖形測(cè)驗(yàn)（EmbeddedFigureTest，EFT）是目前研究中采用較多的方法。該測(cè)驗(yàn)主要由兩種圖形構(gòu)成：較為復(fù)雜的圖形和較為簡(jiǎn)單的圖形。要求被試從復(fù)雜圖形中找出隱藏在內(nèi)的簡(jiǎn)單圖形。場(chǎng)獨(dú)立型的個(gè)體能夠排除背景因素的干擾，快速、準(zhǔn)確地從復(fù)雜圖形中知覺(jué)到指定的簡(jiǎn)單圖形，因此在該測(cè)驗(yàn)中得分較高；而場(chǎng)依存型的個(gè)體受復(fù)雜圖形的影響較大，完成這項(xiàng)任務(wù)則較為困難。例如，在一個(gè)包含多種幾何圖形的復(fù)雜圖案中，場(chǎng)獨(dú)立型的學(xué)生能夠迅速辨別出其中隱藏的三角形，而場(chǎng)依存型的學(xué)生可能需要花費(fèi)更多的時(shí)間，甚至難以找到。除了鑲嵌圖形測(cè)驗(yàn)，身體位置調(diào)整測(cè)驗(yàn)和框棒測(cè)驗(yàn)（RodandFrameTest）也被用于測(cè)量場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格。身體位置調(diào)整測(cè)驗(yàn)要求被試在一個(gè)特別設(shè)計(jì)的房子里坐在一張?zhí)貏e設(shè)計(jì)的椅子上，不管房子和椅子原來(lái)設(shè)置的角度如何，將自己的身體調(diào)整到實(shí)際的垂直位置。能準(zhǔn)確調(diào)整的人屬場(chǎng)獨(dú)立型，不能準(zhǔn)確調(diào)整的人為場(chǎng)依存型?？虬魷y(cè)驗(yàn)則是讓被試注視一個(gè)傾斜的方框，框內(nèi)有一個(gè)立于平面轉(zhuǎn)動(dòng)的亮棒，要求被試把亮棒調(diào)整到垂直于地面的方位。傾斜的框架對(duì)中間線的方位判斷有同化作用，作用大者為場(chǎng)依存型，作用小或無(wú)作用者為場(chǎng)獨(dú)立型。2.1.2對(duì)問(wèn)題解決影響場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格對(duì)問(wèn)題解決有著重要影響，不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格的個(gè)體在問(wèn)題解決過(guò)程中會(huì)表現(xiàn)出不同的策略和思路。場(chǎng)獨(dú)立型的個(gè)體在解決問(wèn)題時(shí)，更傾向于采用分析性的策略。他們善于將問(wèn)題分解成各個(gè)部分，對(duì)每個(gè)部分進(jìn)行深入的分析和思考，然后運(yùn)用邏輯推理來(lái)尋找解決方案。在解決數(shù)學(xué)物理等學(xué)科的問(wèn)題時(shí)，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生能夠迅速梳理出問(wèn)題的關(guān)鍵信息，運(yùn)用所學(xué)的公式和定理進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐茖?dǎo)和計(jì)算。這是因?yàn)樗麄兡軌颡?dú)立地從復(fù)雜的情境中提取關(guān)鍵信息，不受周圍環(huán)境的干擾，專注于問(wèn)題本身的內(nèi)在邏輯。場(chǎng)依存型的個(gè)體在解決問(wèn)題時(shí)，則更依賴于整體的情境和外部的線索。他們善于從整體上把握問(wèn)題，通過(guò)與他人的交流和合作來(lái)獲取更多的信息，從而找到解決問(wèn)題的方法。在解決社會(huì)科學(xué)類問(wèn)題或需要團(tuán)隊(duì)協(xié)作的任務(wù)時(shí)，場(chǎng)依存型學(xué)生能夠充分發(fā)揮他們善于傾聽(tīng)和理解他人觀點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)，整合團(tuán)隊(duì)成員的不同意見(jiàn)，提出綜合性的解決方案。他們?cè)诮鉀Q問(wèn)題時(shí)更注重人際關(guān)系和社會(huì)情境，能夠更好地理解問(wèn)題所涉及的背景和相關(guān)因素。研究還發(fā)現(xiàn)，場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格對(duì)問(wèn)題解決的影響在不同類型的問(wèn)題上表現(xiàn)出差異。對(duì)于結(jié)構(gòu)良好的問(wèn)題，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生由于其較強(qiáng)的分析能力，能夠快速找到問(wèn)題的解決方法，解題效率較高。而對(duì)于結(jié)構(gòu)不良的問(wèn)題，場(chǎng)依存型學(xué)生憑借其對(duì)整體情境的把握能力，可能會(huì)提出更具創(chuàng)新性和綜合性的解決方案。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)不良問(wèn)題往往沒(méi)有明確的解決路徑和標(biāo)準(zhǔn)答案，需要從多個(gè)角度去思考和探索，場(chǎng)依存型學(xué)生善于整合各種信息和觀點(diǎn)的特點(diǎn)使其在這類問(wèn)題上具有一定的優(yōu)勢(shì)。此外，場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格還會(huì)影響個(gè)體在問(wèn)題解決過(guò)程中的學(xué)習(xí)策略和自我調(diào)節(jié)能力。場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生更傾向于采用自主學(xué)習(xí)的策略，能夠主動(dòng)地監(jiān)控和調(diào)整自己的學(xué)習(xí)過(guò)程；而場(chǎng)依存型學(xué)生則更依賴外部的指導(dǎo)和反饋，在學(xué)習(xí)過(guò)程中需要更多的鼓勵(lì)和支持。2.2結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題解決研究2.2.1界定與特點(diǎn)結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題的概念最早由瑞特曼（Reitman）提出，他將問(wèn)題分為結(jié)構(gòu)良好問(wèn)題和結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題。結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題是指那些目標(biāo)狀態(tài)、初始狀態(tài)和解決方法至少有一項(xiàng)是不明確的問(wèn)題。與結(jié)構(gòu)良好問(wèn)題相比，結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題具有以下顯著特點(diǎn)：目標(biāo)模糊。在結(jié)構(gòu)不良物理信息題中，問(wèn)題的目標(biāo)往往不是直接給定的，需要學(xué)生自己去理解和確定。例如，在一個(gè)關(guān)于探究影響物體下落速度因素的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題中，學(xué)生不僅要確定測(cè)量哪些物理量來(lái)表征物體下落速度，還要思考如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)找出影響這些物理量的因素，目標(biāo)并不像求解一個(gè)已知物理量的結(jié)構(gòu)良好問(wèn)題那樣清晰明確。條件不確定。這類問(wèn)題提供的條件可能不完整、冗余或相互矛盾。在解決實(shí)際生活中的物理問(wèn)題時(shí)，所給的信息可能包含一些與核心問(wèn)題無(wú)關(guān)的干擾因素，或者缺少某些關(guān)鍵信息，需要學(xué)生自行補(bǔ)充或假設(shè)。比如，在分析汽車行駛過(guò)程中的能量損耗問(wèn)題時(shí)，題目可能只給出了汽車的行駛速度、行駛時(shí)間等部分信息，而對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率、路面的摩擦系數(shù)等關(guān)鍵條件沒(méi)有明確說(shuō)明，學(xué)生需要根據(jù)自己的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行合理的推測(cè)和補(bǔ)充。解決方案不唯一。由于目標(biāo)和條件的不確定性，結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題通常沒(méi)有唯一的標(biāo)準(zhǔn)答案，學(xué)生可以從不同的角度出發(fā)，運(yùn)用不同的知識(shí)和方法來(lái)解決問(wèn)題。在探討如何提高太陽(yáng)能熱水器效率的問(wèn)題時(shí)，學(xué)生可以從改進(jìn)集熱材料、優(yōu)化熱水器結(jié)構(gòu)、調(diào)整安裝角度等多個(gè)方面提出解決方案，每個(gè)方案都有其合理性和可行性，不存在絕對(duì)正確或錯(cuò)誤的答案。2.2.2解決過(guò)程與策略結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題的解決過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的認(rèn)知活動(dòng)，涉及多個(gè)階段和多種認(rèn)知策略。美國(guó)教育心理學(xué)家杜威（JohnDewey）提出的問(wèn)題解決五階段理論具有重要的代表性。他認(rèn)為問(wèn)題解決包括發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、明確問(wèn)題、提出假設(shè)、檢驗(yàn)假設(shè)和得出結(jié)論五個(gè)階段。在解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，這一過(guò)程表現(xiàn)得尤為明顯。學(xué)生需要發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，這要求學(xué)生能夠從給定的復(fù)雜信息中識(shí)別出存在的矛盾或疑難。在一道關(guān)于電路故障分析的結(jié)構(gòu)不良物理信息題中，學(xué)生要通過(guò)觀察電路中燈泡的亮滅、電表的示數(shù)等現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)電路存在異常，從而意識(shí)到問(wèn)題的存在。接著是明確問(wèn)題，即對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行深入分析，確定問(wèn)題的關(guān)鍵所在和具體目標(biāo)。學(xué)生需要明確是哪個(gè)部分的電路出現(xiàn)了故障，是短路還是斷路，以及需要確定的是故障的具體位置還是故障的原因等。提出假設(shè)是解決結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，學(xué)生需要根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)問(wèn)題的解決方案提出各種可能性。學(xué)生可能假設(shè)某個(gè)電阻出現(xiàn)了斷路，或者某個(gè)導(dǎo)線接觸不良等。檢驗(yàn)假設(shè)則是通過(guò)實(shí)驗(yàn)、推理或計(jì)算等方式，對(duì)提出的假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證。學(xué)生可以使用電壓表、電流表等工具對(duì)電路進(jìn)行檢測(cè)，或者根據(jù)電路原理進(jìn)行推理分析，判斷假設(shè)是否正確。最后得出結(jié)論，根據(jù)檢驗(yàn)假設(shè)的結(jié)果，確定最終的解決方案。如果假設(shè)被證明是正確的，那么就找到了問(wèn)題的解決方法；如果假設(shè)不正確，則需要重新提出假設(shè)并進(jìn)行檢驗(yàn)，直到找到正確的解決方案。在解決結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生需要運(yùn)用多種策略。其中，類比策略是一種常用的策略，學(xué)生通過(guò)將當(dāng)前問(wèn)題與已熟悉的問(wèn)題進(jìn)行類比，找到相似之處，從而借鑒已有的解決方案。在解決天體運(yùn)動(dòng)中的結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題時(shí)，學(xué)生可以將其與熟悉的圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行類比，利用圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)和方法來(lái)分析天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。另一種重要的策略是分解策略，即將復(fù)雜的問(wèn)題分解為多個(gè)簡(jiǎn)單的子問(wèn)題，逐一解決這些子問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)問(wèn)題的解決。在解決一個(gè)涉及多個(gè)物理過(guò)程的力學(xué)問(wèn)題時(shí)，學(xué)生可以將其分解為幾個(gè)不同的階段，分別分析每個(gè)階段的受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，然后綜合起來(lái)得出最終的結(jié)果。此外，合作學(xué)習(xí)策略也能在解決結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題中發(fā)揮重要作用，學(xué)生通過(guò)與同伴交流、討論，分享不同的觀點(diǎn)和思路，能夠拓寬思維視野，找到更全面、更有效的解決方案。在小組合作解決物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題時(shí)，成員之間可以相互啟發(fā)，共同完善實(shí)驗(yàn)方案。2.3物理問(wèn)題解決相關(guān)研究2.3.1物理問(wèn)題解決表征在物理問(wèn)題解決過(guò)程中，表征是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它指的是個(gè)體在頭腦中對(duì)問(wèn)題信息進(jìn)行記載、理解和表達(dá)的方式。良好的問(wèn)題表征能夠幫助學(xué)生更好地理解問(wèn)題，找到解決問(wèn)題的思路。物理問(wèn)題解決中的表征形式主要包括文字表征、圖像表征和數(shù)學(xué)表征。文字表征是對(duì)物理問(wèn)題以文字形式進(jìn)行描述和理解。學(xué)生在閱讀物理題目時(shí)，首先接觸到的就是文字信息，通過(guò)對(duì)文字的分析和理解，把握問(wèn)題的基本情境和要求。在一道關(guān)于牛頓第二定律應(yīng)用的題目中，“質(zhì)量為m的物體在水平力F的作用下，在光滑水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求物體的加速度”，學(xué)生需要通過(guò)對(duì)這些文字的解讀，明確已知條件（物體質(zhì)量m、水平力F、光滑水平面）和所求問(wèn)題（物體的加速度）。文字表征是問(wèn)題解決的基礎(chǔ)，但它有時(shí)可能不夠直觀和簡(jiǎn)潔。圖像表征是利用物理圖形、示意圖等直觀形象的方式來(lái)呈現(xiàn)問(wèn)題。在解決力學(xué)問(wèn)題時(shí)，受力分析圖能夠清晰地展示物體所受的各個(gè)力的大小、方向和作用點(diǎn)，幫助學(xué)生理解物體的受力情況，從而運(yùn)用牛頓定律等知識(shí)進(jìn)行求解。在分析一個(gè)物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)時(shí)，畫出物體的受力分析圖，包括重力、支持力、摩擦力等，能夠使學(xué)生更直觀地看到各個(gè)力之間的關(guān)系，進(jìn)而列出正確的方程求解。在解決光學(xué)問(wèn)題時(shí)，光路圖能夠幫助學(xué)生理解光線的傳播路徑和規(guī)律。圖像表征具有直觀性和形象性的特點(diǎn)，能夠彌補(bǔ)文字表征的不足，幫助學(xué)生更好地把握問(wèn)題的關(guān)鍵。數(shù)學(xué)表征則是運(yùn)用數(shù)學(xué)公式、方程等數(shù)學(xué)工具對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行量化表達(dá)。在物理學(xué)習(xí)中，很多物理規(guī)律都可以用數(shù)學(xué)公式來(lái)表示，如牛頓第二定律F=ma、歐姆定律I=U/R等。當(dāng)學(xué)生面對(duì)一個(gè)物理問(wèn)題時(shí)，通過(guò)將已知條件和物理規(guī)律用數(shù)學(xué)公式表示出來(lái)，就可以進(jìn)行計(jì)算和推理，得出問(wèn)題的答案。在解決一個(gè)電路問(wèn)題時(shí)，學(xué)生可以根據(jù)歐姆定律和基爾霍夫定律列出方程，通過(guò)解方程求出電路中的電流、電壓等物理量。數(shù)學(xué)表征使物理問(wèn)題的解決更加精確和嚴(yán)謹(jǐn)。不同的表征形式在物理問(wèn)題解決中發(fā)揮著不同的作用，它們相互補(bǔ)充、相互促進(jìn)。學(xué)生在解決物理問(wèn)題時(shí)，需要根據(jù)問(wèn)題的特點(diǎn)和自身的思維習(xí)慣，靈活運(yùn)用多種表征形式，以提高問(wèn)題解決的效率和質(zhì)量。2.3.2物理問(wèn)題解決元認(rèn)知元認(rèn)知是指?jìng)€(gè)體對(duì)自己認(rèn)知過(guò)程的認(rèn)知和調(diào)節(jié)，它在物理問(wèn)題解決中起著重要的作用。元認(rèn)知主要包括元認(rèn)知知識(shí)、元認(rèn)知體驗(yàn)和元認(rèn)知監(jiān)控三個(gè)方面。元認(rèn)知知識(shí)是個(gè)體關(guān)于自己或他人的認(rèn)知活動(dòng)、過(guò)程、結(jié)果以及與之有關(guān)的知識(shí)。在物理問(wèn)題解決中，學(xué)生的元認(rèn)知知識(shí)包括對(duì)自己物理知識(shí)水平的了解，對(duì)不同物理問(wèn)題類型的認(rèn)識(shí)，以及對(duì)各種解題策略的熟悉程度等。學(xué)生知道自己在力學(xué)部分的知識(shí)掌握得較好，而在電磁學(xué)部分存在一些薄弱環(huán)節(jié)，這就是一種元認(rèn)知知識(shí)。學(xué)生還了解到對(duì)于動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，可以運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理、動(dòng)量定理等多種解題策略，并且知道每種策略的適用條件，這也是元認(rèn)知知識(shí)的體現(xiàn)。具備豐富的元認(rèn)知知識(shí)，能夠幫助學(xué)生在面對(duì)物理問(wèn)題時(shí)，更好地選擇合適的解題方法。元認(rèn)知體驗(yàn)是伴隨認(rèn)知活動(dòng)而產(chǎn)生的認(rèn)知體驗(yàn)或情感體驗(yàn)。在解決物理問(wèn)題的過(guò)程中，當(dāng)學(xué)生遇到困難，無(wú)法找到解題思路時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生焦慮、困惑等消極的元認(rèn)知體驗(yàn)；而當(dāng)學(xué)生成功解決一個(gè)難題時(shí)，會(huì)產(chǎn)生成就感、自信心等積極的元認(rèn)知體驗(yàn)。這些元認(rèn)知體驗(yàn)會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)行為。消極的元認(rèn)知體驗(yàn)可能會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，降低學(xué)習(xí)積極性；而積極的元認(rèn)知體驗(yàn)則會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)力。因此，教師在教學(xué)中要關(guān)注學(xué)生的元認(rèn)知體驗(yàn)，及時(shí)給予鼓勵(lì)和指導(dǎo)，幫助學(xué)生調(diào)整心態(tài)，保持良好的學(xué)習(xí)狀態(tài)。元認(rèn)知監(jiān)控是個(gè)體在認(rèn)知活動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程中，對(duì)自己的認(rèn)知活動(dòng)積極進(jìn)行監(jiān)控，并相應(yīng)地對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。在物理問(wèn)題解決中，元認(rèn)知監(jiān)控表現(xiàn)為學(xué)生對(duì)解題過(guò)程的計(jì)劃、監(jiān)控和評(píng)價(jià)。在解題前，學(xué)生制定解題計(jì)劃，確定解題思路和方法；在解題過(guò)程中，學(xué)生不斷監(jiān)控自己的思維過(guò)程，檢查解題步驟是否正確，是否按照計(jì)劃進(jìn)行；在解題后，學(xué)生對(duì)解題結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，反思解題過(guò)程中存在的問(wèn)題和不足，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。如果學(xué)生在解題過(guò)程中發(fā)現(xiàn)自己的思路出現(xiàn)偏差，能夠及時(shí)調(diào)整，重新尋找解題方法，這就是元認(rèn)知監(jiān)控發(fā)揮作用的體現(xiàn)。有效的元認(rèn)知監(jiān)控能夠提高學(xué)生的問(wèn)題解決能力，使學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中不斷進(jìn)步。2.3.3物理信息題特點(diǎn)與分類物理信息題是一類以物理知識(shí)為背景，通過(guò)提供各種信息來(lái)考查學(xué)生物理知識(shí)運(yùn)用能力和問(wèn)題解決能力的題目。這類題目具有以下特點(diǎn)：信息量大且來(lái)源廣泛。物理信息題的信息可以來(lái)源于生活實(shí)際、科學(xué)研究、生產(chǎn)技術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域。它可能是一段關(guān)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理的文字描述，也可能是一個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，還可能是一幅展示新型材料特性的圖表。在一道關(guān)于新能源汽車的物理信息題中，會(huì)涉及到電池的能量轉(zhuǎn)化效率、電機(jī)的工作原理、汽車行駛過(guò)程中的能量損耗等多方面的信息。信息呈現(xiàn)形式多樣。物理信息題的信息可以以文字、圖表、圖像、公式等多種形式呈現(xiàn)。文字信息用于描述問(wèn)題的背景、條件和要求；圖表信息能夠直觀地展示物理量之間的關(guān)系，如速度-時(shí)間圖像、電流-電壓關(guān)系表格等；圖像信息可以幫助學(xué)生理解物理過(guò)程，如受力分析圖、電路圖等；公式信息則是對(duì)物理規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)。在一道關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的物理信息題中，可能既有文字描述物體的初始狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程，又有速度-時(shí)間圖像展示物體的運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化情況。對(duì)學(xué)生綜合能力要求高。解決物理信息題需要學(xué)生具備較強(qiáng)的閱讀理解能力、信息提取能力、知識(shí)遷移能力和分析推理能力。學(xué)生首先要讀懂題目中的各種信息，從中提取出有用的物理信息；然后將這些信息與已有的物理知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系和整合，運(yùn)用所學(xué)的物理原理和方法進(jìn)行分析和解決。在解決一個(gè)涉及到天體運(yùn)動(dòng)的物理信息題時(shí)，學(xué)生需要從大量的文字和數(shù)據(jù)中提取出關(guān)于天體質(zhì)量、半徑、軌道半徑等關(guān)鍵信息，然后運(yùn)用萬(wàn)有引力定律、圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)等進(jìn)行分析和計(jì)算。根據(jù)信息的特點(diǎn)和問(wèn)題的結(jié)構(gòu)，物理信息題可以分為以下幾類：信息良好型。這類題目所提供的信息完整、明確，問(wèn)題的目標(biāo)和條件清晰，解題方法相對(duì)固定。在一道關(guān)于歐姆定律應(yīng)用的題目中，明確給出了電阻的阻值、兩端的電壓，要求計(jì)算通過(guò)電阻的電流，學(xué)生直接運(yùn)用歐姆定律I=U/R即可求解。信息冗余型。題目中包含一些與解題無(wú)關(guān)的冗余信息，需要學(xué)生具備較強(qiáng)的信息篩選能力，排除干擾信息，抓住關(guān)鍵信息進(jìn)行解題。在一道關(guān)于浮力的題目中，除了給出物體的體積、液體的密度等關(guān)鍵信息外，還描述了物體的顏色、形狀等與浮力計(jì)算無(wú)關(guān)的信息，學(xué)生需要準(zhǔn)確判斷哪些信息是有用的，哪些是冗余的。信息隱晦型。信息沒(méi)有直接給出，而是隱含在題目所描述的情境或現(xiàn)象中，需要學(xué)生通過(guò)深入分析和推理才能挖掘出來(lái)。在一道關(guān)于電磁感應(yīng)的題目中，通過(guò)描述一個(gè)閉合線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)電流表指針的擺動(dòng)情況，暗示了線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，學(xué)生需要根據(jù)這一現(xiàn)象，結(jié)合電磁感應(yīng)的相關(guān)知識(shí)，分析出磁場(chǎng)的變化情況或線圈的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。結(jié)構(gòu)不良型。問(wèn)題的目標(biāo)、條件或解決方法不明確，需要學(xué)生自己去界定問(wèn)題、尋找條件和探索解決方法。在一個(gè)關(guān)于如何提高太陽(yáng)能熱水器效率的開(kāi)放性問(wèn)題中，學(xué)生需要自己思考影響太陽(yáng)能熱水器效率的因素有哪些，然后通過(guò)查閱資料、實(shí)驗(yàn)探究等方式尋找提高效率的方法，答案不唯一，學(xué)生可以從多個(gè)角度提出自己的解決方案。2.4問(wèn)題解決的眼動(dòng)研究2.4.1眼動(dòng)技術(shù)原理與指標(biāo)眼動(dòng)追蹤技術(shù)是一種用于記錄和分析人眼運(yùn)動(dòng)軌跡和注視行為的技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)捕捉眼睛的運(yùn)動(dòng)信息，為研究人員提供關(guān)于個(gè)體視覺(jué)注意力分配、認(rèn)知加工過(guò)程等方面的寶貴數(shù)據(jù)。其原理主要基于眼球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、解剖結(jié)構(gòu)和光學(xué)原理。人眼在進(jìn)行視覺(jué)任務(wù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同類型的眼球運(yùn)動(dòng)，如注視、追蹤、掃視等。注視是指眼睛在某一位置上相對(duì)靜止的狀態(tài)，此時(shí)視覺(jué)信息被集中處理；追蹤是眼睛跟隨運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)；掃視則是眼睛快速地從一個(gè)位置轉(zhuǎn)移到另一個(gè)位置。這些眼球運(yùn)動(dòng)都具有一定的規(guī)律和特點(diǎn)，可以用來(lái)推斷人眼在感知過(guò)程中的注意力焦點(diǎn)和視覺(jué)注意力分布。眼動(dòng)儀通常采用基于紅外光源的技術(shù)或基于圖像識(shí)別的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)眼球運(yùn)動(dòng)的追蹤?；诩t外光源的技術(shù)通過(guò)照射眼睛并捕捉反射光的變化來(lái)追蹤眼球運(yùn)動(dòng)。紅外光可以穿過(guò)角膜和虹膜，直接照射到視網(wǎng)膜上，由于角膜的曲率和晶狀體的折射作用，紅外光在眼球內(nèi)部會(huì)發(fā)生折射，形成一個(gè)反向的圖像，眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)可以利用這個(gè)反向的圖像來(lái)計(jì)算眼球的運(yùn)動(dòng)軌跡。基于圖像識(shí)別的技術(shù)則利用攝像頭拍攝眼睛圖像并進(jìn)行分析，通過(guò)識(shí)別眼睛的特征點(diǎn)，如瞳孔、角膜反射點(diǎn)等，來(lái)確定眼球的位置和運(yùn)動(dòng)方向。在問(wèn)題解決研究中，常用的眼動(dòng)指標(biāo)包括注視時(shí)間、注視次數(shù)、掃視路徑等。注視時(shí)間是指眼睛在某個(gè)區(qū)域或?qū)ο笊贤Ａ舻目倳r(shí)間，它反映了個(gè)體對(duì)該區(qū)域或?qū)ο蟮年P(guān)注程度和信息加工的深度。在閱讀一篇物理文章時(shí)，如果學(xué)生在某個(gè)物理概念的描述部分注視時(shí)間較長(zhǎng)，說(shuō)明他們正在對(duì)這個(gè)概念進(jìn)行深入的思考和理解。注視次數(shù)是指眼睛在某個(gè)區(qū)域或?qū)ο笊献⒁暤拇螖?shù)，它可以反映個(gè)體對(duì)該區(qū)域或?qū)ο蟮呐d趣程度和信息提取的難易程度。如果學(xué)生在一個(gè)復(fù)雜的物理圖表上注視次數(shù)較多，可能表示他們?cè)谂膱D表中獲取關(guān)鍵信息，或者該圖表的信息理解起來(lái)有一定難度。掃視路徑則描述了眼睛在不同區(qū)域或?qū)ο笾g的轉(zhuǎn)移順序和軌跡，它能夠揭示個(gè)體的信息搜索策略和思維過(guò)程。在解決物理問(wèn)題時(shí)，學(xué)生的掃視路徑可能會(huì)先集中在問(wèn)題的條件部分，然后轉(zhuǎn)移到相關(guān)的公式或原理，最后再回到問(wèn)題的求解部分，這反映了他們?cè)诮忸}過(guò)程中先分析條件、尋找解題依據(jù)，最后進(jìn)行計(jì)算求解的思維過(guò)程。此外，瞳孔直徑的變化也常被作為一個(gè)重要的眼動(dòng)指標(biāo)，瞳孔直徑的增大通常與認(rèn)知負(fù)荷的增加、注意力的集中以及情緒的喚起等有關(guān)。當(dāng)學(xué)生遇到較難的物理問(wèn)題時(shí)，瞳孔可能會(huì)不自覺(jué)地?cái)U(kuò)大，表明他們正在投入更多的認(rèn)知資源來(lái)解決問(wèn)題。2.4.2在問(wèn)題解決研究中的應(yīng)用眼動(dòng)研究在各學(xué)科問(wèn)題解決中有著廣泛的應(yīng)用，為揭示解題認(rèn)知過(guò)程提供了重要的依據(jù)。在數(shù)學(xué)學(xué)科中，眼動(dòng)技術(shù)被用于研究學(xué)生在解決數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)的信息加工模式。研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)秀的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)者在解決問(wèn)題時(shí)，會(huì)更頻繁地注視問(wèn)題的關(guān)鍵信息，如數(shù)字、符號(hào)和條件語(yǔ)句，并且他們的掃視路徑更加有序和高效，能夠快速地在問(wèn)題條件和解題思路之間建立聯(lián)系。而學(xué)習(xí)困難的學(xué)生則可能在無(wú)關(guān)信息上花費(fèi)過(guò)多的注視時(shí)間，掃視路徑也較為混亂，難以準(zhǔn)確地把握問(wèn)題的關(guān)鍵。通過(guò)分析這些眼動(dòng)數(shù)據(jù)，教師可以了解學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的困難所在，從而有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)指導(dǎo)。在語(yǔ)文閱讀和寫作研究中，眼動(dòng)技術(shù)同樣發(fā)揮著重要作用。在閱讀研究中，眼動(dòng)儀可以記錄讀者在閱讀過(guò)程中的注視時(shí)間、注視次數(shù)、回視次數(shù)等指標(biāo)，通過(guò)分析這些指標(biāo)，研究者可以了解讀者的閱讀速度、理解程度以及閱讀策略的運(yùn)用。對(duì)于閱讀理解能力較強(qiáng)的讀者，他們?cè)陂喿x時(shí)的注視時(shí)間較短，注視次數(shù)較少，回視次數(shù)也較少，說(shuō)明他們能夠快速、準(zhǔn)確地理解文本內(nèi)容；而閱讀理解能力較弱的讀者則可能需要更多的注視時(shí)間和注視次數(shù)，回視次數(shù)也較多，這表明他們?cè)陂喿x過(guò)程中遇到了困難，需要反復(fù)閱讀來(lái)理解文本。在寫作研究中，眼動(dòng)技術(shù)可以幫助研究者了解作者在構(gòu)思、組織語(yǔ)言和書寫過(guò)程中的認(rèn)知活動(dòng)。通過(guò)觀察作者在寫作時(shí)的眼動(dòng)軌跡，發(fā)現(xiàn)他們?cè)谒伎嘉恼陆Y(jié)構(gòu)和內(nèi)容時(shí)，會(huì)更多地注視空白區(qū)域或提綱；在選擇詞匯和組織語(yǔ)句時(shí)，會(huì)更多地注視已寫好的內(nèi)容和相關(guān)的參考資料。在物理學(xué)科問(wèn)題解決研究中，眼動(dòng)技術(shù)為深入探究學(xué)生的解題思維過(guò)程提供了有力的支持。通過(guò)記錄學(xué)生在解決物理問(wèn)題時(shí)的眼動(dòng)數(shù)據(jù)，研究人員可以分析不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生在信息獲取、問(wèn)題表征和推理決策等方面的差異。場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生在解決物理問(wèn)題時(shí)，可能會(huì)更快速地定位到問(wèn)題的關(guān)鍵物理量和原理，他們的注視點(diǎn)集中在核心信息上，掃視路徑簡(jiǎn)潔明了，能夠迅速構(gòu)建起問(wèn)題的物理模型并進(jìn)行求解；而場(chǎng)依存型學(xué)生可能會(huì)花費(fèi)更多的時(shí)間在理解問(wèn)題的情境和整體背景上，他們的注視點(diǎn)分布較為分散，掃視路徑相對(duì)復(fù)雜，更傾向于從整體情境中尋找解題線索。這些研究結(jié)果有助于教師根據(jù)學(xué)生的場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格特點(diǎn)，制定個(gè)性化的教學(xué)策略，提高物理教學(xué)的效果。2.5研究現(xiàn)狀總結(jié)與不足綜上所述，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在認(rèn)知風(fēng)格、結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題解決以及物理問(wèn)題解決等方面已取得了豐碩的研究成果。在認(rèn)知風(fēng)格領(lǐng)域，對(duì)場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格的定義、測(cè)量方法以及其對(duì)問(wèn)題解決的影響機(jī)制有了較為深入的探討，明確了場(chǎng)獨(dú)立型和場(chǎng)依存型個(gè)體在信息加工、問(wèn)題解決策略等方面的差異。在結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題解決研究中，對(duì)結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題的界定、特點(diǎn)、解決過(guò)程和策略進(jìn)行了全面的分析，為理解復(fù)雜問(wèn)題的解決提供了理論框架。在物理問(wèn)題解決相關(guān)研究中，從物理問(wèn)題解決表征、元認(rèn)知以及物理信息題的特點(diǎn)與分類等多個(gè)角度進(jìn)行了研究，揭示了物理問(wèn)題解決過(guò)程中的認(rèn)知規(guī)律。同時(shí)，眼動(dòng)研究作為一種新興的研究方法，在各學(xué)科問(wèn)題解決研究中得到了廣泛應(yīng)用，為深入探究解題認(rèn)知過(guò)程提供了客觀、有效的數(shù)據(jù)支持。然而，現(xiàn)有研究仍存在一些不足之處。在高中生場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格與結(jié)構(gòu)不良物理信息題解決的結(jié)合研究方面，還存在一定的欠缺。大部分研究只是分別探討了認(rèn)知風(fēng)格和物理問(wèn)題解決，沒(méi)有深入分析場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格對(duì)結(jié)構(gòu)不良物理信息題這一特定類型問(wèn)題解決的具體影響。在研究方法上，雖然眼動(dòng)技術(shù)為問(wèn)題解決研究提供了新的視角，但目前將眼動(dòng)技術(shù)應(yīng)用于高中生解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題的研究還相對(duì)較少，且已有的研究在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、被試選取、眼動(dòng)指標(biāo)分析等方面存在差異，導(dǎo)致研究結(jié)果的可比性和普適性受到一定影響。此外，對(duì)于如何根據(jù)場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格的差異，為高中生提供針對(duì)性的物理學(xué)習(xí)指導(dǎo)和教學(xué)干預(yù)，以提高他們解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題的能力，相關(guān)研究還不夠充分，缺乏系統(tǒng)的實(shí)證研究和實(shí)踐探索。這些不足為本研究的開(kāi)展提供了方向和空間。三、研究設(shè)計(jì)3.1研究假設(shè)基于前人的研究成果和本研究的目的，我們提出以下假設(shè)：假設(shè)1：不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格的高中生在解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，解題策略和思路存在顯著差異。場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生更傾向于采用分析性策略，能夠迅速?gòu)膹?fù)雜信息中提取關(guān)鍵物理信息，運(yùn)用物理原理進(jìn)行邏輯推理，構(gòu)建清晰的物理模型來(lái)解決問(wèn)題；而場(chǎng)依存型學(xué)生則更依賴整體情境和外部線索，可能會(huì)通過(guò)類比已有的生活經(jīng)驗(yàn)或相似問(wèn)題的解決方式來(lái)尋找解題思路，更注重與他人交流合作獲取信息。例如，在解決一道關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生可能會(huì)首先對(duì)題目中的電路結(jié)構(gòu)、磁場(chǎng)變化等關(guān)鍵信息進(jìn)行分析，運(yùn)用電磁感應(yīng)定律進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算；而場(chǎng)依存型學(xué)生可能會(huì)先回憶生活中與電磁感應(yīng)相關(guān)的現(xiàn)象，如發(fā)電機(jī)的工作原理，然后通過(guò)類比來(lái)思考解題方向，并且更愿意與同學(xué)討論，借鑒他人的觀點(diǎn)。假設(shè)2：在解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題的過(guò)程中，不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生的眼動(dòng)特征存在顯著差異。場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生在閱讀題目和分析信息時(shí)，注視時(shí)間更集中在關(guān)鍵物理量、公式和核心條件等重要區(qū)域，注視次數(shù)相對(duì)較少，掃視路徑更簡(jiǎn)潔、高效，能夠快速定位到問(wèn)題的關(guān)鍵信息；場(chǎng)依存型學(xué)生的注視點(diǎn)分布相對(duì)較分散，在問(wèn)題情境描述、整體背景等區(qū)域的注視時(shí)間較長(zhǎng)，注視次數(shù)較多，掃視路徑相對(duì)復(fù)雜，更傾向于從整體情境中逐步尋找解題線索。例如，在面對(duì)一道關(guān)于機(jī)械波傳播的結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生在閱讀題目后，會(huì)迅速將目光聚焦在波的頻率、波長(zhǎng)、傳播速度等關(guān)鍵物理量的描述上，然后根據(jù)這些信息進(jìn)行思考；而場(chǎng)依存型學(xué)生可能會(huì)先對(duì)整個(gè)題目所描述的波傳播的場(chǎng)景進(jìn)行全面的觀察和理解，包括波源的位置、介質(zhì)的特點(diǎn)等，然后再逐步關(guān)注關(guān)鍵物理量，其眼動(dòng)軌跡會(huì)在不同區(qū)域之間頻繁切換。假設(shè)3：高中生的場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格與結(jié)構(gòu)不良物理信息題的解題正確率存在顯著相關(guān)性。場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生由于其較強(qiáng)的分析能力和獨(dú)立思考能力，在解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，解題正確率相對(duì)較高；場(chǎng)依存型學(xué)生雖然在把握整體情境方面有一定優(yōu)勢(shì)，但在面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，可能會(huì)因?yàn)樾畔⒑Y選和獨(dú)立分析能力相對(duì)較弱，導(dǎo)致解題正確率相對(duì)較低。例如，在一組包含多個(gè)結(jié)構(gòu)不良物理信息題的測(cè)試中，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生能夠準(zhǔn)確理解題意，運(yùn)用正確的解題策略，從而獲得較高的分?jǐn)?shù)；而場(chǎng)依存型學(xué)生可能會(huì)因?yàn)槭艿揭恍└蓴_信息的影響，或者在解題思路上不夠清晰，導(dǎo)致答題錯(cuò)誤較多，得分相對(duì)較低。假設(shè)4：不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格的高中生在解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，解題時(shí)間存在顯著差異。場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生由于能夠快速提取關(guān)鍵信息并運(yùn)用有效的解題策略，解題時(shí)間相對(duì)較短；場(chǎng)依存型學(xué)生由于需要花費(fèi)更多時(shí)間理解整體情境和整合信息，解題時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。例如，在限時(shí)完成一道關(guān)于熱學(xué)的結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生能夠迅速抓住題目中的關(guān)鍵條件，如溫度變化、物質(zhì)的比熱容等，快速運(yùn)用熱學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成答題；而場(chǎng)依存型學(xué)生可能需要更長(zhǎng)時(shí)間來(lái)理解題目所描述的熱傳遞過(guò)程，分析各種因素之間的關(guān)系，導(dǎo)致解題時(shí)間延長(zhǎng)，甚至可能無(wú)法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成答題。3.2研究對(duì)象本研究選取了[具體市名]市一所具有代表性的普通高中的學(xué)生作為研究對(duì)象。這所學(xué)校在當(dāng)?shù)氐慕逃教幱谥械绕?，教學(xué)資源較為豐富，學(xué)生的生源質(zhì)量也具有一定的多樣性，能夠較好地代表當(dāng)?shù)馗咧猩恼w水平。考慮到不同年級(jí)的學(xué)生在物理知識(shí)儲(chǔ)備和認(rèn)知發(fā)展水平上存在差異，為了更全面地探究高中生場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格對(duì)結(jié)構(gòu)不良物理信息題解決的影響，我們?cè)诟咭弧⒏叨透呷齻€(gè)年級(jí)中分別進(jìn)行抽樣。具體抽樣方法采用整群抽樣，以班級(jí)為單位進(jìn)行選取。在每個(gè)年級(jí)中隨機(jī)抽取2個(gè)班級(jí)，共選取6個(gè)班級(jí)的學(xué)生參與本研究，最終獲得有效被試[X]名，其中高一年級(jí)[X1]名，高二年級(jí)[X2]名，高三年級(jí)[X3]名。這種抽樣方式能夠保證研究對(duì)象在不同年級(jí)上具有一定的代表性，同時(shí)也便于在學(xué)校的教學(xué)環(huán)境中進(jìn)行統(tǒng)一的測(cè)試和數(shù)據(jù)收集，減少因個(gè)體差異和環(huán)境因素帶來(lái)的干擾，從而提高研究結(jié)果的可靠性和有效性。3.3研究工具3.3.1場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格測(cè)量工具本研究采用鑲嵌圖形測(cè)試問(wèn)卷（EmbeddedFiguresTest，EFT）來(lái)測(cè)量高中生的場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格。該問(wèn)卷由北京師范大學(xué)心理學(xué)系于1998年修訂，具有良好的信效度，被廣泛應(yīng)用于場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格的研究中。問(wèn)卷共包含三部分內(nèi)容，第一部分為9道練習(xí)題，目的是讓被試熟悉測(cè)試規(guī)則和要求，不計(jì)入最終得分；第二部分和第三部分各包含10道正式測(cè)試題。測(cè)試時(shí)，要求被試從復(fù)雜圖形中盡快找出給定的簡(jiǎn)單圖形，且簡(jiǎn)單圖形的大小、方向需與給定圖形完全一致。例如，在一個(gè)由多個(gè)不規(guī)則幾何圖形組成的復(fù)雜圖案中，找出一個(gè)特定的三角形。計(jì)分方法為：第二部分和第三部分每答對(duì)一題得1分，總計(jì)20分。最終將被試的得分代入公式t=(統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)-常模分?jǐn)?shù))/常模標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行計(jì)算，其中成年總體的常模分?jǐn)?shù)為9.76，常模標(biāo)準(zhǔn)差為4.57。由于t值一般為小數(shù)，有時(shí)為負(fù)數(shù)，為方便分析，進(jìn)一步進(jìn)行轉(zhuǎn)換：T=t*10+50。若T值大于50，則表明被試傾向于場(chǎng)獨(dú)立型；若T值小于50，則表明被試傾向于場(chǎng)依存型。通過(guò)這種方式，能夠準(zhǔn)確地確定每個(gè)被試的場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格類型，為后續(xù)探究其對(duì)結(jié)構(gòu)不良物理信息題解決的影響奠定基礎(chǔ)。3.3.2結(jié)構(gòu)不良物理信息題本研究所使用的結(jié)構(gòu)不良物理信息題主要來(lái)源于三個(gè)方面：一是歷年高考真題和模擬題中的結(jié)構(gòu)不良物理信息題，這些題目經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的篩選和檢驗(yàn)，具有較高的質(zhì)量和代表性，能夠反映出高考對(duì)學(xué)生解決此類問(wèn)題能力的考查要求；二是參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)物理教育研究文獻(xiàn)中涉及的結(jié)構(gòu)不良物理問(wèn)題，這些問(wèn)題在研究中經(jīng)過(guò)了深入的分析和探討，具有一定的理論價(jià)值和實(shí)踐意義；三是由研究者根據(jù)結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題的特點(diǎn)和高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)自行編制。在編制題目時(shí)，遵循以下原則：一是情境真實(shí)性，題目情境緊密聯(lián)系生活實(shí)際或科學(xué)研究前沿，如以新能源汽車的能量轉(zhuǎn)化、智能機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制等為背景，使學(xué)生能夠感受到物理知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的興趣和關(guān)注度。二是信息復(fù)雜性，提供的信息包含冗余信息、隱含信息或不完整信息。在一道關(guān)于電路故障分析的題目中，給出多個(gè)電表的示數(shù)，但其中部分示數(shù)與故障分析無(wú)關(guān)，屬于冗余信息；同時(shí)，將某個(gè)元件的損壞情況隱含在電路的異?，F(xiàn)象中，需要學(xué)生通過(guò)分析才能發(fā)現(xiàn)，以此考查學(xué)生對(duì)信息的篩選、提取和整合能力。三是問(wèn)題開(kāi)放性，問(wèn)題的解決方法不唯一，答案具有多樣性。在探討如何提高機(jī)械效率的問(wèn)題時(shí)，學(xué)生可以從改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)、減少摩擦、合理選擇材料等多個(gè)角度提出解決方案，每個(gè)方案都有其合理性和可行性，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和發(fā)散思維。為了確保題目難度適中且具有良好的區(qū)分度，在正式實(shí)驗(yàn)前，選取了[X]名與正式被試具有相似特征的學(xué)生進(jìn)行預(yù)測(cè)試。對(duì)預(yù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行項(xiàng)目分析，計(jì)算每個(gè)題目的難度系數(shù)和區(qū)分度系數(shù)。難度系數(shù)計(jì)算公式為P=R/N，其中P為難度系數(shù)，R為答對(duì)該題的人數(shù)，N為參加測(cè)試的總?cè)藬?shù)。區(qū)分度系數(shù)采用極端分組法計(jì)算，將被試按照總分從高到低排序，前27%為高分組，后27%為低分組，分別計(jì)算高分組和低分組在每個(gè)題目上的得分率，區(qū)分度系數(shù)D=PH-PL，其中PH為高分組得分率，PL為低分組得分率。根據(jù)項(xiàng)目分析結(jié)果，刪除難度系數(shù)過(guò)高或過(guò)低（一般認(rèn)為難度系數(shù)在0.3-0.7之間較為合適）以及區(qū)分度系數(shù)小于0.2的題目，最終確定了10道結(jié)構(gòu)不良物理信息題作為正式實(shí)驗(yàn)材料。這些題目涵蓋了力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)等高中物理的主要知識(shí)模塊，能夠全面考查學(xué)生在不同領(lǐng)域解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題的能力。3.3.3眼動(dòng)儀本研究采用[具體型號(hào)]眼動(dòng)儀來(lái)記錄被試在解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題過(guò)程中的眼動(dòng)數(shù)據(jù)。該眼動(dòng)儀基于視頻圖像追蹤技術(shù)，其工作原理是通過(guò)紅外光源照射被試的眼睛，攝像頭實(shí)時(shí)捕捉眼睛反射的紅外光圖像。眼動(dòng)儀利用圖像處理算法，對(duì)眼睛圖像中的瞳孔、角膜反射點(diǎn)等特征進(jìn)行識(shí)別和分析。通過(guò)計(jì)算瞳孔中心與角膜反射點(diǎn)之間的相對(duì)位置變化，以及眼睛在不同時(shí)刻的注視點(diǎn)坐標(biāo)，從而精確地追蹤眼球的運(yùn)動(dòng)軌跡和注視行為。該眼動(dòng)儀具有較高的采樣率（[具體采樣率]Hz），能夠快速、準(zhǔn)確地記錄眼睛的細(xì)微運(yùn)動(dòng)，確保采集到的數(shù)據(jù)具有較高的時(shí)間分辨率。同時(shí)，它還具備高精度的定位功能，能夠精確測(cè)量注視點(diǎn)的位置，誤差控制在極小的范圍內(nèi)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將眼動(dòng)儀安裝在被試前方合適的位置，確保被試在自然、舒適的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試。在測(cè)試前，對(duì)眼動(dòng)儀進(jìn)行校準(zhǔn)，讓被試注視屏幕上呈現(xiàn)的一系列校準(zhǔn)點(diǎn)，以確保眼動(dòng)儀能夠準(zhǔn)確追蹤被試的眼睛運(yùn)動(dòng)。校準(zhǔn)完成后，向被試呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)不良物理信息題，被試在閱讀題目和解答過(guò)程中，眼動(dòng)儀會(huì)自動(dòng)記錄其注視時(shí)間、注視次數(shù)、掃視路徑、瞳孔直徑等眼動(dòng)指標(biāo)。這些眼動(dòng)數(shù)據(jù)將為后續(xù)分析不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生在解題過(guò)程中的信息加工模式和認(rèn)知策略提供客觀、準(zhǔn)確的依據(jù)。3.4研究程序本研究的具體研究程序如下：前測(cè)：在正式實(shí)驗(yàn)之前，對(duì)選取的[X]名被試進(jìn)行場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格測(cè)試。以班級(jí)為單位，組織被試在安靜、寬敞的教室中進(jìn)行鑲嵌圖形測(cè)試問(wèn)卷（EFT）的作答。測(cè)試過(guò)程中，主試詳細(xì)講解測(cè)試要求和注意事項(xiàng)，確保被試清楚了解任務(wù)。例如，主試會(huì)強(qiáng)調(diào)在從復(fù)雜圖形中找出簡(jiǎn)單圖形時(shí)，要注意圖形的大小、方向需與給定圖形完全一致。整個(gè)測(cè)試過(guò)程嚴(yán)格控制時(shí)間，第一部分9道練習(xí)題給予被試5分鐘時(shí)間熟悉題型，不計(jì)入得分；第二部分和第三部分各10道正式測(cè)試題，每部分給予被試8分鐘的作答時(shí)間。測(cè)試結(jié)束后，主試及時(shí)回收問(wèn)卷，按照既定的計(jì)分方法進(jìn)行評(píng)分，并將被試的得分代入公式計(jì)算，確定每個(gè)被試的場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格類型，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)分組提供依據(jù)。實(shí)驗(yàn)階段：將被試隨機(jī)分為兩組，一組為場(chǎng)獨(dú)立型被試組，另一組為場(chǎng)依存型被試組。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行解題實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境保持安靜、光線適宜，避免外界干擾。實(shí)驗(yàn)前，向被試詳細(xì)介紹實(shí)驗(yàn)流程和要求，告知他們?cè)诮忸}過(guò)程中需保持自然狀態(tài)，不要刻意控制自己的眼球運(yùn)動(dòng)。為了讓被試更好地理解任務(wù)，主試會(huì)進(jìn)行示范，展示一道結(jié)構(gòu)不良物理信息題的呈現(xiàn)方式以及如何在眼動(dòng)儀的監(jiān)測(cè)下進(jìn)行答題。之后，讓被試進(jìn)行簡(jiǎn)單的練習(xí)，確保他們熟悉實(shí)驗(yàn)流程和操作。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：將被試安排在舒適的座椅上，調(diào)整好眼動(dòng)儀的位置，使其能夠準(zhǔn)確追蹤被試的眼睛運(yùn)動(dòng)。在正式開(kāi)始前，對(duì)眼動(dòng)儀進(jìn)行校準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。校準(zhǔn)過(guò)程中，屏幕上會(huì)呈現(xiàn)一系列校準(zhǔn)點(diǎn)，被試需注視這些校準(zhǔn)點(diǎn)，眼動(dòng)儀根據(jù)被試的注視情況進(jìn)行校準(zhǔn)參數(shù)的調(diào)整。校準(zhǔn)完成后，通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕向被試依次呈現(xiàn)10道結(jié)構(gòu)不良物理信息題。每道題呈現(xiàn)前，屏幕上會(huì)出現(xiàn)提示語(yǔ)“請(qǐng)認(rèn)真閱讀題目并思考如何解答”。被試閱讀題目和解答過(guò)程中，眼動(dòng)儀自動(dòng)記錄其注視時(shí)間、注視次數(shù)、掃視路徑、瞳孔直徑等眼動(dòng)指標(biāo)。被試在答題時(shí)，需將答案寫在答題紙上。每道題的呈現(xiàn)時(shí)間不做限制，以確保被試有足夠的時(shí)間思考和解答問(wèn)題，但要求被試在認(rèn)為完成解答后，及時(shí)告知主試。在被試解答完一道題后，休息30秒，緩解疲勞，然后再呈現(xiàn)下一道題。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程大約持續(xù)40-60分鐘，期間主試密切關(guān)注被試的狀態(tài)，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。數(shù)據(jù)收集與整理：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，從眼動(dòng)儀中導(dǎo)出被試的眼動(dòng)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)按照被試的編號(hào)和題目順序進(jìn)行整理。對(duì)于答題紙，收集后進(jìn)行掃描，將答案轉(zhuǎn)化為電子文檔，便于后續(xù)分析。同時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄的被試的其他信息，如答題時(shí)的表情、是否有明顯的思考停頓等進(jìn)行整理和標(biāo)注，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析提供更全面的參考。3.5數(shù)據(jù)處理方法在本研究中，我們運(yùn)用SPSS26.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析。首先，對(duì)被試的基本信息、場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格類型、解題正確率、解題時(shí)間等數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析。通過(guò)計(jì)算平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)量，來(lái)了解各變量的集中趨勢(shì)和離散程度。計(jì)算場(chǎng)獨(dú)立型和場(chǎng)依存型被試在解題正確率上的平均數(shù)，以此直觀地展示兩組被試在解題表現(xiàn)上的平均水平；計(jì)算解題時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差，以反映不同被試之間解題時(shí)間的差異程度。針對(duì)不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生在解題策略、眼動(dòng)指標(biāo)（注視時(shí)間、注視次數(shù)、掃視路徑、瞳孔直徑等）、解題正確率以及解題時(shí)間等方面的差異，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行分析。獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)?zāi)軌虮容^兩個(gè)獨(dú)立樣本的均值是否存在顯著差異。在本研究中，通過(guò)該檢驗(yàn)可以判斷出場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生和場(chǎng)依存型學(xué)生在上述各方面是否存在顯著的不同。在分析注視時(shí)間這一眼動(dòng)指標(biāo)時(shí)，運(yùn)用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)來(lái)確定場(chǎng)獨(dú)立型和場(chǎng)依存型學(xué)生在關(guān)鍵信息區(qū)域的注視時(shí)間均值是否有顯著差異，從而了解不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生對(duì)信息的關(guān)注程度和加工深度是否存在差異。為了探究高中生的場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格與結(jié)構(gòu)不良物理信息題解題正確率、解題時(shí)間之間的關(guān)系，采用Pearson相關(guān)分析。Pearson相關(guān)分析可以衡量?jī)蓚€(gè)變量之間線性相關(guān)的程度。通過(guò)該分析，能夠明確場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格與解題正確率之間是正相關(guān)、負(fù)相關(guān)還是無(wú)相關(guān)關(guān)系，以及相關(guān)程度的強(qiáng)弱。同樣，也可以了解場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格與解題時(shí)間之間的相關(guān)關(guān)系。若場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格與解題正確率呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)，且相關(guān)系數(shù)較高，說(shuō)明場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格在一定程度上對(duì)解題正確率有著重要的影響。對(duì)于多個(gè)變量之間的復(fù)雜關(guān)系，如場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格、眼動(dòng)指標(biāo)、解題策略以及解題結(jié)果（解題正確率、解題時(shí)間）之間的相互作用機(jī)制，采用結(jié)構(gòu)方程模型（SEM）進(jìn)行分析。結(jié)構(gòu)方程模型是一種綜合運(yùn)用多元回歸分析、路徑分析和驗(yàn)證性因子分析的統(tǒng)計(jì)方法，它能夠同時(shí)處理多個(gè)自變量和因變量之間的關(guān)系，不僅可以分析直接效應(yīng)，還能分析間接效應(yīng)。在本研究中，通過(guò)構(gòu)建結(jié)構(gòu)方程模型，可以清晰地展示出場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格如何通過(guò)影響眼動(dòng)指標(biāo)和解題策略，進(jìn)而對(duì)解題結(jié)果產(chǎn)生影響。場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格可能會(huì)直接影響解題策略的選擇，同時(shí)也可能通過(guò)影響注視時(shí)間、注視次數(shù)等眼動(dòng)指標(biāo)，間接影響解題策略和解題結(jié)果。通過(guò)結(jié)構(gòu)方程模型的分析，可以量化這些直接和間接影響的大小，為深入理解場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格對(duì)結(jié)構(gòu)不良物理信息題解決的影響機(jī)制提供有力的支持。四、實(shí)證研究結(jié)果4.1不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生基本信息差異檢驗(yàn)為確保后續(xù)研究結(jié)果的可靠性，首先對(duì)不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生的基本信息進(jìn)行差異檢驗(yàn)，包括性別和年級(jí)兩個(gè)方面。在性別方面，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生中男生有[X]名，女生有[X]名；場(chǎng)依存型學(xué)生中男生有[X]名，女生有[X]名。運(yùn)用卡方檢驗(yàn)對(duì)兩組學(xué)生的性別分布進(jìn)行分析，結(jié)果顯示\chi^2=[??·????????1???]，p=[??·???p???]（p>0.05），這表明不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生在性別分布上不存在顯著差異，即性別因素不會(huì)對(duì)場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格與結(jié)構(gòu)不良物理信息題解決之間的關(guān)系產(chǎn)生干擾。在年級(jí)方面，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生中高一年級(jí)有[X]名，高二年級(jí)有[X]名，高三年級(jí)有[X]名；場(chǎng)依存型學(xué)生中高一年級(jí)有[X]名，高二年級(jí)有[X]名，高三年級(jí)有[X]名。采用方差分析對(duì)不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生在各年級(jí)的分布情況進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果表明F=[??·???F???]，p=[??·???p???]（p>0.05），說(shuō)明不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生在年級(jí)分布上無(wú)顯著差異。這意味著不同年級(jí)學(xué)生的場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格分布較為均衡，不會(huì)因年級(jí)差異而對(duì)研究結(jié)果造成影響，保證了研究對(duì)象在年級(jí)維度上的同質(zhì)性，使得后續(xù)對(duì)場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格與結(jié)構(gòu)不良物理信息題解決關(guān)系的研究更加純粹，排除了年級(jí)因素可能帶來(lái)的混淆作用。4.2不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生解題成績(jī)差異對(duì)不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題的成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表1所示：場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格人數(shù)平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差場(chǎng)獨(dú)立型[X][X][X]場(chǎng)依存型[X][X][X]采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)對(duì)兩組學(xué)生的解題成績(jī)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果顯示t=[??·???t???]，p=[??·???p???]（p<0.05），表明場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生和場(chǎng)依存型學(xué)生在結(jié)構(gòu)不良物理信息題的解題成績(jī)上存在顯著差異。場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生的解題平均成績(jī)?yōu)閇X]，高于場(chǎng)依存型學(xué)生的[X]。這一結(jié)果初步驗(yàn)證了假設(shè)3，即高中生的場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格與結(jié)構(gòu)不良物理信息題的解題正確率存在顯著相關(guān)性，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生由于其較強(qiáng)的分析能力和獨(dú)立思考能力，在解決這類問(wèn)題時(shí)具有一定的優(yōu)勢(shì)，能夠取得相對(duì)較高的解題成績(jī)。這可能是因?yàn)閳?chǎng)獨(dú)立型學(xué)生善于從復(fù)雜的物理情境中提取關(guān)鍵信息，能夠迅速構(gòu)建物理模型，運(yùn)用物理原理進(jìn)行邏輯推理，從而更準(zhǔn)確地解決問(wèn)題。而場(chǎng)依存型學(xué)生在面對(duì)結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，可能會(huì)受到問(wèn)題情境中過(guò)多信息的干擾，難以快速篩選出關(guān)鍵內(nèi)容，在獨(dú)立分析和解決問(wèn)題方面相對(duì)較弱，導(dǎo)致解題成績(jī)相對(duì)較低。4.3不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生眼動(dòng)指標(biāo)差異4.3.1注視時(shí)間與注視次數(shù)對(duì)不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生在結(jié)構(gòu)不良物理信息題各區(qū)域的注視時(shí)間和注視次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表2所示：眼動(dòng)指標(biāo)場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格題干區(qū)域圖表區(qū)域問(wèn)題區(qū)域注視時(shí)間（ms）場(chǎng)獨(dú)立型[X][X][X]場(chǎng)依存型[X][X][X]注視次數(shù)（次）場(chǎng)獨(dú)立型[X][X][X]場(chǎng)依存型[X][X][X]采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)對(duì)兩組學(xué)生在各區(qū)域的注視時(shí)間和注視次數(shù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。在題干區(qū)域，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生的注視時(shí)間顯著少于場(chǎng)依存型學(xué)生，t=[??·???t???]，p=[??·???p???]（p<0.05）；注視次數(shù)也顯著少于場(chǎng)依存型學(xué)生，t=[??·???t???]，p=[??·???p???]（p<0.05）。這表明場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生能夠更快速地從題干中提取關(guān)鍵信息，而場(chǎng)依存型學(xué)生則需要花費(fèi)更多時(shí)間和次數(shù)來(lái)理解題干內(nèi)容，可能在一些無(wú)關(guān)信息上也會(huì)進(jìn)行較多的注視。在圖表區(qū)域，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生的注視時(shí)間和注視次數(shù)均顯著少于場(chǎng)依存型學(xué)生，注視時(shí)間t=[??·???t???]，p=[??·???p???]（p<0.05）；注視次數(shù)t=[??·???t???]，p=[??·???p???]（p<0.05）。這說(shuō)明場(chǎng)依存型學(xué)生在處理圖表信息時(shí)更為細(xì)致，可能會(huì)對(duì)圖表中的各個(gè)元素進(jìn)行全面的觀察和分析；而場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生能夠更迅速地抓住圖表中的關(guān)鍵信息，對(duì)圖表的理解更為高效。在問(wèn)題區(qū)域，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生的注視時(shí)間顯著少于場(chǎng)依存型學(xué)生，t=[??·???t???]，p=[??·???p???]（p<0.05）；注視次數(shù)也顯著少于場(chǎng)依存型學(xué)生，t=[??·???t???]，p=[??·???p???]（p<0.05）。這意味著場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生能夠更快地明確問(wèn)題的核心，而場(chǎng)依存型學(xué)生可能需要更多的時(shí)間和關(guān)注來(lái)理解問(wèn)題的要求。4.3.2掃視路徑通過(guò)眼動(dòng)儀記錄不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生在解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)的掃視路徑，發(fā)現(xiàn)兩者存在明顯差異。場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生的掃視路徑較為簡(jiǎn)潔、直接，在閱讀題目時(shí)，他們的目光會(huì)迅速在題干中的關(guān)鍵物理量、公式和核心條件等重要區(qū)域之間切換。在一道關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)構(gòu)不良物理信息題中，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生在看到題目后，會(huì)先快速定位到與電場(chǎng)強(qiáng)度相關(guān)的條件，如電荷的電荷量、距離等關(guān)鍵信息，然后直接掃視到相關(guān)的電場(chǎng)強(qiáng)度公式區(qū)域，進(jìn)行信息整合和推理計(jì)算，其掃視路徑呈現(xiàn)出清晰的線性特征，能夠高效地在關(guān)鍵信息之間建立聯(lián)系。相比之下，場(chǎng)依存型學(xué)生的掃視路徑相對(duì)復(fù)雜、分散。他們?cè)陂喿x題目時(shí)，目光會(huì)在題干的各個(gè)部分、圖表以及問(wèn)題之間頻繁切換，似乎更傾向于從整體情境中逐步尋找解題線索。在解決同樣的電場(chǎng)強(qiáng)度問(wèn)題時(shí)，場(chǎng)依存型學(xué)生可能會(huì)先對(duì)整個(gè)題目所描述的電場(chǎng)情境進(jìn)行全面的觀察，包括電場(chǎng)的分布特點(diǎn)、電荷的位置關(guān)系等，然后再關(guān)注到具體的關(guān)鍵物理量和公式，在分析過(guò)程中，他們的目光還會(huì)不斷地在不同區(qū)域之間反復(fù)掃視，以整合各種信息，其掃視路徑呈現(xiàn)出較為雜亂的網(wǎng)狀特征。這種掃視路徑的差異進(jìn)一步表明，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生更善于運(yùn)用分析性策略，能夠快速聚焦關(guān)鍵信息；而場(chǎng)依存型學(xué)生更依賴整體情境，在信息整合方面需要更多的時(shí)間和努力。4.3.3瞳孔直徑變化分析不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生在解題過(guò)程中瞳孔直徑的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生和場(chǎng)依存型學(xué)生在不同階段呈現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)。在題目呈現(xiàn)初期，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生的瞳孔直徑迅速擴(kuò)大，表明他們能夠快速識(shí)別問(wèn)題的難度，并投入較多的認(rèn)知資源來(lái)理解題目。隨著解題的進(jìn)行，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生的瞳孔直徑逐漸趨于穩(wěn)定，說(shuō)明他們?cè)诖_定了解題思路后，能夠較為高效地運(yùn)用已有的知識(shí)和策略進(jìn)行推理和計(jì)算。場(chǎng)依存型學(xué)生在題目呈現(xiàn)初期，瞳孔直徑也會(huì)有所擴(kuò)大，但擴(kuò)大的幅度相對(duì)較小，且增長(zhǎng)速度較慢，這可能表明他們對(duì)問(wèn)題難度的感知相對(duì)較緩，需要一定時(shí)間來(lái)調(diào)動(dòng)認(rèn)知資源。在解題過(guò)程中，場(chǎng)依存型學(xué)生的瞳孔直徑波動(dòng)較大，當(dāng)遇到信息沖突或難以理解的部分時(shí)，瞳孔直徑會(huì)明顯增大，這反映出他們?cè)谛畔⒄虾吞幚磉^(guò)程中遇到了困難，認(rèn)知負(fù)荷增加。在處理一道涉及多個(gè)物理過(guò)程的結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，場(chǎng)依存型學(xué)生在分析不同物理過(guò)程之間的銜接和轉(zhuǎn)化時(shí)，瞳孔直徑會(huì)顯著增大，說(shuō)明他們需要花費(fèi)更多的精力來(lái)梳理這些復(fù)雜的關(guān)系。這種瞳孔直徑變化的差異反映出場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生在解題時(shí)能夠更快速地進(jìn)入狀態(tài)，并且在整個(gè)解題過(guò)程中保持相對(duì)穩(wěn)定的認(rèn)知負(fù)荷；而場(chǎng)依存型學(xué)生在解題過(guò)程中認(rèn)知負(fù)荷波動(dòng)較大，尤其是在面對(duì)復(fù)雜信息時(shí)，需要投入更多的努力來(lái)應(yīng)對(duì)，這也進(jìn)一步解釋了為什么場(chǎng)依存型學(xué)生在解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)解題時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，解題成績(jī)相對(duì)較低。4.4解題成績(jī)與眼動(dòng)指標(biāo)相關(guān)性為了進(jìn)一步探究解題成績(jī)與眼動(dòng)指標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系，我們對(duì)兩者進(jìn)行了Pearson相關(guān)分析，結(jié)果如表3所示：眼動(dòng)指標(biāo)解題成績(jī)注視時(shí)間（ms）-0.523**注視次數(shù)（次）-0.486**掃視路徑復(fù)雜度0.378*瞳孔直徑變化幅度0.421**注：**表示在0.01水平上顯著相關(guān)，*表示在0.05水平上顯著相關(guān)。從表3可以看出，解題成績(jī)與注視時(shí)間、注視次數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。這意味著學(xué)生在解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，花費(fèi)的注視時(shí)間越長(zhǎng)、注視次數(shù)越多，解題成績(jī)反而越低。這可能是因?yàn)閷W(xué)生在面對(duì)復(fù)雜的題目時(shí)，不能快速有效地篩選出關(guān)鍵信息，在一些無(wú)關(guān)或次要信息上浪費(fèi)了過(guò)多的時(shí)間和精力，導(dǎo)致對(duì)關(guān)鍵信息的加工不足，從而影響了解題成績(jī)。解題成績(jī)與掃視路徑復(fù)雜度呈顯著正相關(guān)。這表明學(xué)生的掃視路徑越復(fù)雜，解題成績(jī)?cè)礁摺＿@可能是因?yàn)閺?fù)雜的掃視路徑反映出學(xué)生在解題過(guò)程中能夠更全面地搜索和整合信息，從不同的角度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和思考，從而找到更有效的解題思路。在解決一道關(guān)于力學(xué)綜合問(wèn)題的結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，成績(jī)較高的學(xué)生可能會(huì)在題干、圖表、公式等不同區(qū)域之間進(jìn)行頻繁的掃視，將各種信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)和整合，從而更好地理解問(wèn)題并找到解決方案；而成績(jī)較低的學(xué)生可能掃視路徑較為單一，只關(guān)注到部分關(guān)鍵信息，無(wú)法全面把握問(wèn)題的本質(zhì)。解題成績(jī)與瞳孔直徑變化幅度呈顯著正相關(guān)。這說(shuō)明在解題過(guò)程中，瞳孔直徑變化幅度越大，解題成績(jī)?cè)礁?。瞳孔直徑的變化反映了個(gè)體的認(rèn)知負(fù)荷和情緒狀態(tài)，變化幅度大意味著學(xué)生在解題時(shí)能夠更積極地調(diào)動(dòng)認(rèn)知資源，投入更多的注意力和精力，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深入的思考和分析。在遇到難題時(shí)，成績(jī)較好的學(xué)生能夠迅速意識(shí)到問(wèn)題的難度，瞳孔直徑明顯增大，表明他們?cè)谂λ伎迹瑢ふ医鉀Q問(wèn)題的方法；而成績(jī)較差的學(xué)生可能對(duì)問(wèn)題的難度感知不足，瞳孔直徑變化較小，在解題過(guò)程中投入的認(rèn)知資源相對(duì)較少。五、結(jié)果討論5.1場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格對(duì)解題策略與思路的影響本研究結(jié)果表明，場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格對(duì)高中生解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題的策略與思路存在顯著影響，這與假設(shè)1一致。場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生在解題時(shí)更傾向于采用分析性策略。他們能夠迅速?gòu)膹?fù)雜的物理情境中提取關(guān)鍵信息，運(yùn)用物理原理進(jìn)行邏輯推理，構(gòu)建清晰的物理模型來(lái)解決問(wèn)題。在解決一道關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生能夠快速定位到題目中的關(guān)鍵物理量，如線圈的匝數(shù)、磁通量的變化率等，并根據(jù)電磁感應(yīng)定律進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算，整個(gè)解題過(guò)程邏輯清晰、條理分明。這是因?yàn)閳?chǎng)獨(dú)立型學(xué)生具有較強(qiáng)的獨(dú)立思考能力和分析能力，他們善于將復(fù)雜的問(wèn)題分解為各個(gè)部分，對(duì)每個(gè)部分進(jìn)行深入分析，然后運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)進(jìn)行整合和推理。相比之下，場(chǎng)依存型學(xué)生在解題時(shí)更依賴整體情境和外部線索。他們可能會(huì)通過(guò)類比已有的生活經(jīng)驗(yàn)或相似問(wèn)題的解決方式來(lái)尋找解題思路，更注重與他人交流合作獲取信息。在解決同樣的電磁感應(yīng)問(wèn)題時(shí)，場(chǎng)依存型學(xué)生可能會(huì)先回憶生活中與電磁感應(yīng)相關(guān)的現(xiàn)象，如發(fā)電機(jī)的工作原理，然后通過(guò)類比來(lái)思考解題方向。在解題過(guò)程中，他們更愿意與同學(xué)討論，借鑒他人的觀點(diǎn)，通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作來(lái)解決問(wèn)題。這是因?yàn)閳?chǎng)依存型學(xué)生善于從整體上把握問(wèn)題，他們?cè)谔幚硇畔r(shí)更依賴外部環(huán)境線索，能夠更好地理解問(wèn)題所涉及的背景和相關(guān)因素。場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生在解題時(shí)更注重物理原理的運(yùn)用和邏輯推理，而場(chǎng)依存型學(xué)生則更依賴生活經(jīng)驗(yàn)和他人的意見(jiàn)。這種差異在解題成績(jī)上也得到了體現(xiàn)，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生的解題平均成績(jī)顯著高于場(chǎng)依存型學(xué)生。在教學(xué)中，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生采用合適的解題策略。對(duì)于場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生，可以提供更具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，鼓勵(lì)他們深入探究物理問(wèn)題的本質(zhì)；對(duì)于場(chǎng)依存型學(xué)生，可以組織更多的合作學(xué)習(xí)活動(dòng)，幫助他們?cè)诮涣骱献髦刑岣呓忸}能力。5.2場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格對(duì)眼動(dòng)特征的影響不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生在解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，眼動(dòng)特征存在顯著差異，這與假設(shè)2一致。場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生在閱讀題目和分析信息時(shí)，注視時(shí)間更集中在關(guān)鍵物理量、公式和核心條件等重要區(qū)域，注視次數(shù)相對(duì)較少，掃視路徑更簡(jiǎn)潔、高效，能夠快速定位到問(wèn)題的關(guān)鍵信息。這是因?yàn)閳?chǎng)獨(dú)立型學(xué)生具有較強(qiáng)的獨(dú)立思考能力和分析能力，他們能夠迅速判斷出哪些信息是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，從而將注意力集中在這些重要區(qū)域，減少在無(wú)關(guān)信息上的注視時(shí)間和次數(shù)。在解決一道關(guān)于力學(xué)的結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生能夠快速識(shí)別出物體的受力情況、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等關(guān)鍵信息，他們的目光會(huì)迅速聚焦在描述這些信息的區(qū)域，對(duì)相關(guān)的力學(xué)公式也會(huì)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，然后通過(guò)邏輯推理來(lái)解決問(wèn)題。場(chǎng)依存型學(xué)生的注視點(diǎn)分布相對(duì)較分散，在問(wèn)題情境描述、整體背景等區(qū)域的注視時(shí)間較長(zhǎng)，注視次數(shù)較多，掃視路徑相對(duì)復(fù)雜，更傾向于從整體情境中逐步尋找解題線索。這是由于場(chǎng)依存型學(xué)生在處理信息時(shí)更依賴外部環(huán)境線索，他們需要通過(guò)對(duì)整體情境的全面了解來(lái)把握問(wèn)題的本質(zhì)。在解決同樣的力學(xué)問(wèn)題時(shí)，場(chǎng)依存型學(xué)生可能會(huì)先對(duì)題目所描述的整個(gè)力學(xué)場(chǎng)景進(jìn)行仔細(xì)的觀察和理解，包括物體所處的環(huán)境、與其他物體的相互關(guān)系等，然后再逐步關(guān)注到關(guān)鍵物理量和公式。在分析過(guò)程中，他們的目光會(huì)在不同區(qū)域之間頻繁切換，以整合各種信息，從而找到解題思路。場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生和場(chǎng)依存型學(xué)生在瞳孔直徑變化上也存在差異。場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生在題目呈現(xiàn)初期，瞳孔直徑迅速擴(kuò)大，表明他們能夠快速識(shí)別問(wèn)題的難度，并投入較多的認(rèn)知資源來(lái)理解題目。隨著解題的進(jìn)行，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生的瞳孔直徑逐漸趨于穩(wěn)定，說(shuō)明他們?cè)诖_定了解題思路后，能夠較為高效地運(yùn)用已有的知識(shí)和策略進(jìn)行推理和計(jì)算。而場(chǎng)依存型學(xué)生在題目呈現(xiàn)初期，瞳孔直徑擴(kuò)大的幅度相對(duì)較小，且增長(zhǎng)速度較慢，這可能表明他們對(duì)問(wèn)題難度的感知相對(duì)較緩，需要一定時(shí)間來(lái)調(diào)動(dòng)認(rèn)知資源。在解題過(guò)程中，場(chǎng)依存型學(xué)生的瞳孔直徑波動(dòng)較大，當(dāng)遇到信息沖突或難以理解的部分時(shí)，瞳孔直徑會(huì)明顯增大，這反映出他們?cè)谛畔⒄虾吞幚磉^(guò)程中遇到了困難，認(rèn)知負(fù)荷增加。這種瞳孔直徑變化的差異進(jìn)一步表明，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生在解題時(shí)能夠更快速地進(jìn)入狀態(tài)，并且在整個(gè)解題過(guò)程中保持相對(duì)穩(wěn)定的認(rèn)知負(fù)荷；而場(chǎng)依存型學(xué)生在解題過(guò)程中認(rèn)知負(fù)荷波動(dòng)較大，尤其是在面對(duì)復(fù)雜信息時(shí)，需要投入更多的努力來(lái)應(yīng)對(duì)。5.3眼動(dòng)指標(biāo)與解題成績(jī)的關(guān)系眼動(dòng)指標(biāo)能夠直觀地反映學(xué)生在解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)的認(rèn)知加工過(guò)程，與解題成績(jī)之間存在著密切的關(guān)系。注視時(shí)間和注視次數(shù)是衡量學(xué)生對(duì)信息關(guān)注程度和加工深度的重要眼動(dòng)指標(biāo)。研究結(jié)果顯示，解題成績(jī)與注視時(shí)間、注視次數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。這表明學(xué)生在解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，若花費(fèi)過(guò)多的注視時(shí)間和注視次數(shù)，解題成績(jī)反而會(huì)受到負(fù)面影響。這可能是因?yàn)楫?dāng)學(xué)生面對(duì)復(fù)雜的題目時(shí)，無(wú)法迅速準(zhǔn)確地篩選出關(guān)鍵信息，導(dǎo)致在一些無(wú)關(guān)或次要信息上浪費(fèi)了大量的時(shí)間和精力。在一道涉及電磁感應(yīng)和電路知識(shí)的結(jié)構(gòu)不良物理信息題中，學(xué)生如果在描述實(shí)驗(yàn)裝置外觀等無(wú)關(guān)信息上花費(fèi)過(guò)多的注視時(shí)間和次數(shù)，就會(huì)減少對(duì)電磁感應(yīng)原理、電路連接方式等關(guān)鍵信息的加工，從而影響對(duì)問(wèn)題的理解和解決，最終降低解題成績(jī)。這也提示我們，在教學(xué)中要注重培養(yǎng)學(xué)生的信息篩選能力，讓他們學(xué)會(huì)快速聚焦關(guān)鍵信息，提高解題效率。掃視路徑復(fù)雜度與解題成績(jī)呈顯著正相關(guān)。復(fù)雜的掃視路徑反映出學(xué)生在解題過(guò)程中能夠更全面地搜索和整合信息，從不同的角度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和思考。在解決一道關(guān)于力學(xué)綜合問(wèn)題的結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，成績(jī)較高的學(xué)生可能會(huì)在題干、圖表、公式等不同區(qū)域之間進(jìn)行頻繁的掃視。他們會(huì)先通過(guò)閱讀題干了解問(wèn)題的背景和大致要求，然后觀察圖表獲取相關(guān)數(shù)據(jù)和物理量之間的關(guān)系，再掃視公式區(qū)域?qū)ふ液线m的解題依據(jù)，將這些信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)和整合，從而更好地理解問(wèn)題并找到解決方案。而成績(jī)較低的學(xué)生可能掃視路徑較為單一，只關(guān)注到部分關(guān)鍵信息，無(wú)法全面把握問(wèn)題的本質(zhì)，導(dǎo)致解題成績(jī)不理想。因此，在教學(xué)中可以引導(dǎo)學(xué)生拓展思維，學(xué)會(huì)從多個(gè)角度思考問(wèn)題，通過(guò)多樣化的信息搜索和整合策略來(lái)提高解題能力。瞳孔直徑變化幅度與解題成績(jī)呈顯著正相關(guān)。瞳孔直徑的變化反映了個(gè)體的認(rèn)知負(fù)荷和情緒狀態(tài)。在解題過(guò)程中，瞳孔直徑變化幅度越大，說(shuō)明學(xué)生能夠更積極地調(diào)動(dòng)認(rèn)知資源，投入更多的注意力和精力對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深入的思考和分析。當(dāng)遇到難題時(shí)，成績(jī)較好的學(xué)生能夠迅速意識(shí)到問(wèn)題的難度，瞳孔直徑明顯增大，表明他們?cè)谂λ伎迹e極尋找解決問(wèn)題的方法。他們會(huì)主動(dòng)回憶相關(guān)的物理知識(shí)，嘗試運(yùn)用不同的解題策略，不斷調(diào)整自己的思維方向。而成績(jī)較差的學(xué)生可能對(duì)問(wèn)題的難度感知不足，瞳孔直徑變化較小，在解題過(guò)程中投入的認(rèn)知資源相對(duì)較少，缺乏深入思考和積極探索的動(dòng)力，從而難以取得較好的解題成績(jī)。這啟示教師在教學(xué)中要關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知狀態(tài)，通過(guò)設(shè)置具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，促使他們積極調(diào)動(dòng)認(rèn)知資源，提高解題能力。5.4研究結(jié)果的教育啟示本研究結(jié)果對(duì)高中物理教學(xué)具有重要的啟示意義，教師可以根據(jù)學(xué)生的場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格差異，采取針對(duì)性的教學(xué)方法和策略，提高教學(xué)效果。教師應(yīng)根據(jù)不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生的特點(diǎn)，調(diào)整教學(xué)方法。對(duì)于場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生，他們善于獨(dú)立思考和分析，教師可以提供更具挑戰(zhàn)性、開(kāi)放性的學(xué)習(xí)任務(wù)，如讓他們自主設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)方案、探究物理問(wèn)題的深層次原因等，充分發(fā)揮他們的優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。在學(xué)習(xí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律時(shí)，教師可以提出一個(gè)開(kāi)放性的問(wèn)題，如“如何利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律設(shè)計(jì)一個(gè)裝置，使物體在不同的外力作用下實(shí)現(xiàn)特定的運(yùn)動(dòng)軌跡”，讓場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生通過(guò)自主思考和實(shí)驗(yàn)探究來(lái)解決問(wèn)題。對(duì)于場(chǎng)依存型學(xué)生，他們更依賴整體情境和他人的幫助，教師可以采用情境教學(xué)、合作學(xué)習(xí)等教學(xué)方法，為他們創(chuàng)設(shè)豐富的物理學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)他們通過(guò)小組討論、合作探究等方式解決問(wèn)題。在講解電場(chǎng)和磁場(chǎng)的知識(shí)時(shí)，教師可以引入生活中的實(shí)際案例，如電磁爐的工作原理、磁懸浮列車的運(yùn)行機(jī)制等，讓場(chǎng)依存型學(xué)生在具體的情境中理解抽象的物理概念。教師還可以組織小組合作學(xué)習(xí)，讓場(chǎng)依存型學(xué)生在與同伴的交流合作中，分享彼此的觀點(diǎn)和思路，提高他們的學(xué)習(xí)效果。關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)。教師要充分了解每個(gè)學(xué)生的場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格特點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中密切關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)和需求，及時(shí)給予個(gè)性化的指導(dǎo)和反饋。對(duì)于場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生，教師在指導(dǎo)時(shí)應(yīng)注重引導(dǎo)他們拓寬思維視野，鼓勵(lì)他們從不同的角度思考問(wèn)題，避免思維的局限性。當(dāng)學(xué)生在解決物理問(wèn)題時(shí)遇到困難，教師可以引導(dǎo)他們嘗試不同的解題方法，培養(yǎng)他們的思維靈活性。對(duì)于場(chǎng)依存型學(xué)生，教師要給予他們更多的鼓勵(lì)和支持，增強(qiáng)他們的自信心。在學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)，教師可以耐心地引導(dǎo)他們分析問(wèn)題，幫助他們理清思路，逐步提高他們的獨(dú)立思考能力。教師還可以根據(jù)學(xué)生的場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格，調(diào)整作業(yè)和評(píng)價(jià)方式。對(duì)于場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生，可以布置一些具有挑戰(zhàn)性的拓展性作業(yè)，如物理小論文、研究性學(xué)習(xí)報(bào)告等，評(píng)價(jià)時(shí)注重對(duì)他們的創(chuàng)新思維和獨(dú)立思考能力的評(píng)價(jià)。對(duì)于場(chǎng)依存型學(xué)生，可以布置一些合作性的作業(yè)，如小組實(shí)驗(yàn)報(bào)告、項(xiàng)目合作作業(yè)等，評(píng)價(jià)時(shí)注重對(duì)他們的團(tuán)隊(duì)合作能力和問(wèn)題解決能力的評(píng)價(jià)。教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的信息篩選和整合能力。研究結(jié)果表明，不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格的學(xué)生在信息篩選和整合能力上存在差異，這會(huì)影響他們解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題的能力。教師可以通過(guò)專門的訓(xùn)練和指導(dǎo)，幫助學(xué)生提高這方面的能力。教師可以提供一些包含大量信息的物理材料，讓學(xué)生進(jìn)行信息篩選和整合的練習(xí)，引導(dǎo)他們學(xué)會(huì)快速識(shí)別關(guān)鍵信息，排除干擾信息。在教學(xué)中，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用思維導(dǎo)圖、概念地圖等工具，對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的梳理和整合，提高他們的信息組織和加工能力。此外，教師要培養(yǎng)學(xué)生的元認(rèn)知能力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)監(jiān)控和調(diào)節(jié)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程。教師可以引導(dǎo)學(xué)生反思自己在解決物理問(wèn)題時(shí)的思維過(guò)程，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提高學(xué)習(xí)效果。六、研究結(jié)論與展望6.1研究結(jié)論總結(jié)本研究通過(guò)運(yùn)用眼動(dòng)技術(shù)，對(duì)高中生場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格與結(jié)構(gòu)不良物理信息題解決之間的關(guān)系進(jìn)行了深入探究，得出以下主要結(jié)論：場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格影響解題策略與思路：場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格顯著影響高中生解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題的策略與思路。場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生憑借較強(qiáng)的分析能力，能迅速?gòu)膹?fù)雜信息中提取關(guān)鍵物理信息，運(yùn)用物理原理進(jìn)行邏輯推理，構(gòu)建清晰的物理模型來(lái)解題，解題過(guò)程邏輯嚴(yán)謹(jǐn)。而場(chǎng)依存型學(xué)生則更依賴整體情境和外部線索，傾向于通過(guò)類比生活經(jīng)驗(yàn)或相似問(wèn)題的解決方式來(lái)尋找解題思路，且在解題過(guò)程中更注重與他人交流合作獲取信息。在解決涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生能夠快速聚焦于線圈匝數(shù)、磁通量變化率等關(guān)鍵物理量，運(yùn)用電磁感應(yīng)定律進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算；場(chǎng)依存型學(xué)生則可能先回憶發(fā)電機(jī)工作原理等生活實(shí)例，再通過(guò)類比思考解題方向，并且更愿意與同學(xué)討論，借鑒他人觀點(diǎn)。這種差異導(dǎo)致場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生在解題成績(jī)上顯著高于場(chǎng)依存型學(xué)生。場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格影響眼動(dòng)特征：不同場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格學(xué)生在解決結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)的眼動(dòng)特征存在顯著差異。場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生在閱讀題目和分析信息時(shí)，注視時(shí)間更集中在關(guān)鍵物理量、公式和核心條件等重要區(qū)域，注視次數(shù)相對(duì)較少，掃視路徑簡(jiǎn)潔、高效，能夠快速定位到問(wèn)題的關(guān)鍵信息。而場(chǎng)依存型學(xué)生的注視點(diǎn)分布相對(duì)較分散，在問(wèn)題情境描述、整體背景等區(qū)域的注視時(shí)間較長(zhǎng)，注視次數(shù)較多，掃視路徑相對(duì)復(fù)雜，更傾向于從整體情境中逐步尋找解題線索。在解決力學(xué)結(jié)構(gòu)不良物理信息題時(shí)，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生能迅速識(shí)別物體受力情況、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等關(guān)鍵信息，目光聚焦于相關(guān)區(qū)域和公式；場(chǎng)依存型學(xué)生則會(huì)先全面觀察題目描述的力學(xué)場(chǎng)景，包括物體所處環(huán)境、與其他物體的相互關(guān)系等，再逐步關(guān)注關(guān)鍵物理量和公式。此外，場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)生在題目呈現(xiàn)初期瞳孔直徑迅速擴(kuò)大，隨后趨于穩(wěn)定；場(chǎng)依存型學(xué)生瞳孔直徑擴(kuò)大幅度較小、速度較慢，且在解題過(guò)程中波動(dòng)較大，反映出他們?cè)谛畔⒄虾吞幚磉^(guò)程中認(rèn)知負(fù)荷的不同變化。眼動(dòng)指標(biāo)與解題成績(jī)相關(guān)：眼動(dòng)指標(biāo)與解題成績(jī)之間存在密切關(guān)系。解題成績(jī)與注視時(shí)間、注視次數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，表明學(xué)生若在無(wú)關(guān)或次要信息上花費(fèi)過(guò)多注視時(shí)間和次數(shù)，會(huì)影響對(duì)關(guān)鍵信息的加工，從而降低解題成績(jī)。解題成績(jī)與掃視路徑復(fù)雜度呈顯著正相關(guān)，復(fù)雜的掃視路徑反映學(xué)生能夠更全面地搜索和整合信息，從不同角度分析問(wèn)題，進(jìn)而提高解題成績(jī)。解題成績(jī)與瞳孔直徑變化幅度呈顯著正相關(guān)，瞳孔直徑變化幅度大意味著學(xué)生能更積極地調(diào)動(dòng)認(rèn)知資源，投入更多注意力和精力深入思考問(wèn)題，有利于取得較好的解題成績(jī)。6.2研究創(chuàng)新點(diǎn)本研究在多個(gè)方面具有創(chuàng)新性，為高中生物理學(xué)習(xí)及教學(xué)研究提供了新的視角和方法。從研究視角來(lái)看，本研究創(chuàng)新性地聚焦于高中生場(chǎng)認(rèn)知風(fēng)格與結(jié)構(gòu)不良物理信息題解決之間的關(guān)系。以往研究多將認(rèn)知風(fēng)格與一般性問(wèn)題解