東婉瑩，楊洋，李海琴，薛亮

陜西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，西安 710000

1 師范生教材分析能力研究現(xiàn)狀

2018年1月中共中央國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于全面深化新時(shí)代教師隊(duì)伍建設(shè)改革的意見》中明確指出，建立以師范院校為主體、高水平非師范院校參與的中國特色師范教育體系，整體提升師范院校和師范專業(yè)的辦學(xué)水平[1]。百年大計(jì)，教育為本；教育大計(jì)，教師為本。在“新師范”背景下，培養(yǎng)造就一批專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、勇于創(chuàng)新教學(xué)、善于綜合育人的高素質(zhì)專業(yè)化創(chuàng)新型教師對(duì)于基礎(chǔ)教育的發(fā)展來說就顯得尤為重要。教材是師生對(duì)話的工具，是聯(lián)系教育者和受教育者的教育中介系統(tǒng)。教材分析能力不僅是師范生應(yīng)該掌握的教學(xué)技能之一，也是一線教師提高教學(xué)質(zhì)量和教師業(yè)務(wù)素質(zhì)的保證[2]。目前學(xué)界有關(guān)師范生教材分析的研究大體上可以分為三類。

第一類是有關(guān)師范生教材分析能力現(xiàn)狀，并根據(jù)現(xiàn)狀提出相應(yīng)提高策略的研究，如王彥峰[3]借助問卷進(jìn)行了不同年級(jí)生物學(xué)科師范生教材分析能力的現(xiàn)狀調(diào)查，并提出根據(jù)不同年級(jí)師范生的特點(diǎn)進(jìn)行因材施教、聘請(qǐng)中學(xué)優(yōu)秀教師或高校專家對(duì)師范生進(jìn)行輔導(dǎo)的建議；杜華和廖志剛[4]在任教過程中發(fā)現(xiàn)化學(xué)師范生教材分析能力薄弱的問題，提出教材分析應(yīng)重視學(xué)生主體分析和建構(gòu)科學(xué)的教材分析模式的建議。這些有關(guān)師范生教材分析能力現(xiàn)狀研究的文獻(xiàn)，大都提到目前師范生教材分析能力從整體上看處于較低水平[5]，具體表現(xiàn)為：① 忽視課標(biāo)的指導(dǎo)作用，對(duì)課標(biāo)與教材的認(rèn)識(shí)不足[6]；② 對(duì)教學(xué)重難點(diǎn)的把握不準(zhǔn)；③ 不能從整體上把握知識(shí)結(jié)構(gòu)等問題。

第二類研究是確定師范生教材分析能力的構(gòu)成，如聶桐彤等[7]確定了教材分析能力包含教材內(nèi)容結(jié)構(gòu)分析、教材重難點(diǎn)分析、教材表述結(jié)構(gòu)分析和課標(biāo)與教材的關(guān)系四個(gè)一級(jí)指標(biāo)，每個(gè)一級(jí)指標(biāo)下面有若干個(gè)二級(jí)指標(biāo)，并對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重計(jì)算，開發(fā)出教材分析能力量表，同時(shí)借助量表對(duì)地理師范生教材分析能力現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查；王曉宇[8]建立了一個(gè)較為合理的數(shù)學(xué)教材分析能力框架，該框架包含課程定位、學(xué)情分析、比較分析、評(píng)價(jià)分析、教學(xué)設(shè)計(jì)五部分內(nèi)容，其中每部分內(nèi)容還有更為詳細(xì)的分支，借助該框架可以測查數(shù)學(xué)師范生的教材分析能力。

第三類研究是提出教材分析的方法，為提高師范生和一線教師教材分析能力提供一種新的思路，如皇甫倩和王后雄[9]將系統(tǒng)分析法中的結(jié)構(gòu)解釋模型應(yīng)用到教材分析中，提出“三段式”的教材分析模型。但該模型對(duì)其使用者的要求較高，既要精通教材，能夠用批判的眼光看待教材，還要準(zhǔn)確把握學(xué)生的學(xué)情。龍劍將能力導(dǎo)向教育理念(OBE理念)與師范生教材分析能力培養(yǎng)相結(jié)合，確定了師范生教材分析能力培養(yǎng)目標(biāo)，并提出了相應(yīng)的培養(yǎng)策略[2]。

2 眼動(dòng)追蹤技術(shù)研究現(xiàn)狀

眼睛是心靈的窗戶，人類有80%-90%的外界信息是通過眼睛獲得的，人們通過注視來獲取和加工視覺信息[10]。眼動(dòng)儀通常是由紅外光源和接收眼睛反射的傳感器組成，能夠有效記錄眼睛注視和掃視的位置。注視大多與人們的注意力有關(guān)，而注意力又與認(rèn)知加工過程相聯(lián)系，因此記錄人們的眼球運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，能夠在一定程度上揭示人們的認(rèn)知加工過程。近年來，眼動(dòng)追蹤技術(shù)在化學(xué)教育領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，它能將學(xué)生復(fù)雜的認(rèn)知過程通過眼動(dòng)數(shù)據(jù)外顯化，進(jìn)而揭示學(xué)生內(nèi)部心理機(jī)制。國外有關(guān)眼動(dòng)追蹤技術(shù)在化學(xué)教育領(lǐng)域中的應(yīng)用的研究較為深入，可將其分為基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究兩個(gè)部分。

2.1 基礎(chǔ)研究

眼動(dòng)追蹤技術(shù)廣泛應(yīng)用于閱讀領(lǐng)域。本類研究會(huì)借助眼動(dòng)儀記錄學(xué)生在閱讀時(shí)的眼動(dòng)行為，比較不同的閱讀策略，分析學(xué)生在句子與句子之間的信息加工策略。如Yu-Cin Jian[11]等讓被試參與一篇科學(xué)文章的閱讀的同時(shí)，跟蹤他們的眼球運(yùn)動(dòng)，并對(duì)其進(jìn)行閱讀理解測試。

除了將其運(yùn)用于閱讀領(lǐng)域之外，也有研究者致力于探索眼動(dòng)數(shù)據(jù)方法和眼動(dòng)研究的范式，為后續(xù)的眼動(dòng)研究提供便利。如Tang Hui等[12]介紹了一種處理和分析數(shù)據(jù)提供強(qiáng)大而靈活的工具軟件R，提高了眼動(dòng)數(shù)據(jù)提取和操作的效率。Sarah J. R. Hansen等[13]將眼動(dòng)研究分為以下步驟：選擇合適的眼動(dòng)儀-設(shè)置眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)室-確定合適的研究問題-選擇被試并獲得被試同意-收集數(shù)據(jù)-分析數(shù)據(jù)等六個(gè)步驟。

2.2 應(yīng)用研究

2.2.1 學(xué)生表征能力研究

本類研究大多數(shù)將有聲思維訪談定性分析和眼動(dòng)數(shù)據(jù)定量分析相結(jié)合，探究學(xué)生對(duì)有機(jī)化合物的物質(zhì)結(jié)構(gòu)或化學(xué)方程式的表征，并借助眼動(dòng)數(shù)據(jù)將學(xué)生信息表征外顯化，討論視覺信息如何在頭腦中進(jìn)行表征[14]。如Marc Rodemer等[15]采用眼動(dòng)法觀察初學(xué)有機(jī)化學(xué)和已經(jīng)學(xué)習(xí)過一個(gè)學(xué)年有機(jī)化學(xué)的本科生在完成反應(yīng)機(jī)理表征時(shí)的不同反應(yīng)，探討學(xué)習(xí)者是如何將他們的注意力分散在復(fù)雜的信息表征上，理解學(xué)生在處理信息時(shí)的視覺解碼行為。

2.2.2 學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷研究

本類研究以元認(rèn)知理論和認(rèn)知負(fù)荷理論為基礎(chǔ)，探索學(xué)生眼動(dòng)數(shù)據(jù)和認(rèn)知負(fù)荷之間的關(guān)系，認(rèn)知負(fù)荷是指在指定時(shí)間內(nèi)為完成某項(xiàng)指定任務(wù)而施加于個(gè)體認(rèn)知系統(tǒng)的心理活動(dòng)總量[16]。如Jessica M. Karch等[17]使用凝視和瞳孔直徑測量數(shù)據(jù)來探究認(rèn)知負(fù)荷如何隨著智力任務(wù)的變化而變化。

2.2.3 問題解決能力研究

問題解決是一種以目標(biāo)定向的搜尋問題空間的認(rèn)知過程，正確的問題解決需要有效識(shí)別和理解有效信息，并對(duì)問題進(jìn)行表征，之后選擇合適的問題解決策略。眾多研究者借助眼動(dòng)追蹤技術(shù)分析不同學(xué)生問題解決的差異和影響學(xué)生問題解決的因素。如Tang Hui和Norbert Pienta[10]利用眼球追蹤的硬件和軟件，探討了問題難度和認(rèn)知過程對(duì)學(xué)生解決氣體類應(yīng)用題的影響。在2014年，他們又通過Logits回歸和眼動(dòng)追蹤技術(shù)探討影響立體化學(xué)問題解決的重要因素，該研究提供了一種定量評(píng)估問題難度和學(xué)生問題解決能力[18]。

而在我國，眼動(dòng)追蹤技術(shù)在化學(xué)教育領(lǐng)域中的應(yīng)用主要是在學(xué)生問題解決和學(xué)生認(rèn)知能力方面。如歐陽雪等利用眼動(dòng)設(shè)備采集學(xué)生在解決氧化還原問題時(shí)眼動(dòng)數(shù)據(jù)，如總注視時(shí)間、眼動(dòng)軌跡圖和熱點(diǎn)圖等，通過眼動(dòng)數(shù)據(jù)分析不同學(xué)業(yè)水平學(xué)生和不同性別水平學(xué)生在問題解決時(shí)的注意力分配差異以及信息加工差異[19]。眼動(dòng)追蹤技術(shù)在化學(xué)教育領(lǐng)域中有一個(gè)燦爛的前景，為我們更深層次地研究學(xué)生的內(nèi)部認(rèn)知過程提供了可靠的工具。

3 化學(xué)師范生教材分析能力現(xiàn)狀

本文選用陜西省某重點(diǎn)師范院校的大四年級(jí)的48位化學(xué)師范生作為研究對(duì)象，收集其在“化學(xué)教學(xué)論”課程中提交的教學(xué)設(shè)計(jì)作業(yè)，針對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)中的教學(xué)理念、課標(biāo)分析、教材分析、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點(diǎn)以及授課過程等模塊進(jìn)行重點(diǎn)分析，并抽選具有代表性的六位學(xué)生進(jìn)行訪談。

通過調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，這些學(xué)生在教材使用上存在以下問題：

1) 教學(xué)設(shè)計(jì)選題較為集中，偏重于必修部分的元素化學(xué)內(nèi)容。

在化學(xué)師范生提交的48份教學(xué)設(shè)計(jì)中，如表1所示，大多數(shù)師范生傾向于選擇必修部分的內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，而且更偏重于必修部分的元素化學(xué)內(nèi)容。在與部分師范生的訪談中了解到，他們選擇必修部分的內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)的原因有二：一是對(duì)必修部分的教材更熟悉，相對(duì)選修部分，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的把握更全面和透徹。二是必修部分內(nèi)容對(duì)高中生的學(xué)習(xí)尤為重要，這兩本書的學(xué)習(xí)情況直接影響學(xué)生對(duì)化學(xué)這門學(xué)科的態(tài)度。尤其是在新高考背景下，學(xué)生對(duì)于所學(xué)課程有了更大的選擇權(quán)，因此必修部分的教學(xué)能否讓學(xué)生易于理解，能否激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，變得尤為重要。

表1 師范生教學(xué)設(shè)計(jì)選題頻次表

2) 對(duì)課標(biāo)的分析停留在表面，不夠深入。

絕大部分師范生在提交的教學(xué)設(shè)計(jì)中均進(jìn)行了課標(biāo)分析，但是很多學(xué)生僅是把課標(biāo)基本理念進(jìn)行復(fù)制粘貼，或者找出了課標(biāo)內(nèi)容的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但并未對(duì)課標(biāo)中的內(nèi)容要求、教學(xué)提示、學(xué)業(yè)要求等進(jìn)行進(jìn)一步的解讀，在實(shí)際教學(xué)設(shè)計(jì)中沒有充分考慮本節(jié)課具體內(nèi)容的特點(diǎn)，忽視了課標(biāo)的指導(dǎo)作用，使得核心素養(yǎng)的落實(shí)流于表面，不能有效促進(jìn)學(xué)生化學(xué)思維的發(fā)展和化學(xué)能力的提高。

3) 教材重難點(diǎn)的確立缺乏依據(jù)。

在分析師范生提交的教學(xué)設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生教學(xué)重難點(diǎn)的設(shè)計(jì)均缺乏依據(jù)，即使有小部分學(xué)生會(huì)說明教學(xué)重難點(diǎn)的確立依據(jù)，但是這些依據(jù)均來自于課標(biāo)、知識(shí)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)等，并未考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和接受程度。在訪談過程中了解到，師范生確定教學(xué)重難點(diǎn)的途徑有四個(gè)，分別是查閱文獻(xiàn)、自己的學(xué)習(xí)經(jīng)歷、家教經(jīng)驗(yàn)、教輔(較少)。其中主要參考渠道就是文獻(xiàn)，他們認(rèn)為已經(jīng)刊發(fā)出來的論文具有一定的權(quán)威性，在借鑒他人設(shè)計(jì)的教學(xué)重難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，再結(jié)合自己以往的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，最終形成自己本節(jié)課的教學(xué)重難點(diǎn)。

4) 對(duì)教材欄目系統(tǒng)的分析能力均較低。

在分析教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，這些教學(xué)設(shè)計(jì)均未涉及到教材欄目系統(tǒng)的內(nèi)容。化學(xué)教材中設(shè)置的欄目主要有實(shí)驗(yàn)活動(dòng)、練習(xí)與應(yīng)用、整理與提升、研究與實(shí)踐、復(fù)習(xí)與提高。在本文中將實(shí)驗(yàn)從欄目中分離，成為單獨(dú)的一項(xiàng)進(jìn)行分析，本文提到的欄目系統(tǒng)主要指整理與提升中的科學(xué)史話、科學(xué)?技術(shù)?社會(huì)、資料卡片、化學(xué)與職業(yè)、信息搜索等。在訪談過程中發(fā)現(xiàn)，師范生對(duì)教材的欄目系統(tǒng)持有不同意見。一些師范生認(rèn)為這些欄目的設(shè)置是為了豐富學(xué)生的視野，應(yīng)該以學(xué)生自學(xué)為主，不做硬性要求，也不會(huì)在課堂上進(jìn)行講解，更不會(huì)基于這些欄目去開發(fā)和利用更多的教學(xué)資源。部分師范生認(rèn)為欄目的設(shè)置有助于落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，在時(shí)間和精力允許的前提下，會(huì)在課上進(jìn)行講解，也會(huì)利用網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)開發(fā)相關(guān)的資源以供學(xué)生學(xué)習(xí)。還有一部分學(xué)生認(rèn)為，欄目的設(shè)置有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，尤其是對(duì)于高一年級(jí)的學(xué)生來說，僅僅學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)會(huì)有些枯燥，應(yīng)該借助欄目引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)問題，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

4 眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)

為進(jìn)一步探尋師范生在教材分析時(shí)的內(nèi)部心理狀態(tài)和注意力分布，挑選教學(xué)設(shè)計(jì)主題為“鐵及其化合物”的12名學(xué)生進(jìn)行眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)。

4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

4.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

孝長。孝敬長輩是中華民族傳統(tǒng)美德之一，但數(shù)千年的宗法統(tǒng)治將“忠”“孝”混為一談，倡導(dǎo)愚忠愚孝，使“孝”具有了一定的消極意義。村官選舉中，受傳統(tǒng)家長制潛意識(shí)影響，大姓長輩往往具有一定優(yōu)勢。但在農(nóng)村青壯年大量外出務(wù)工經(jīng)商，“空巢老人”已成為較普遍社會(huì)問題的背景下，提倡孝敬長輩，具有積極的社會(huì)意義，但要剔除傳統(tǒng)孝道中的封建糟粕，按照現(xiàn)行法律法規(guī)，賦予“孝”最鮮活的現(xiàn)代內(nèi)核。

本實(shí)驗(yàn)采用瑞典公司Tobii Pro Nano眼動(dòng)儀和Tobii Pro Lab 1.152.3002的軟件來收集眼動(dòng)數(shù)據(jù)，該眼動(dòng)儀的準(zhǔn)確度≤ 0.3°，精確度≤ 0.1°，采樣率≥ 60 Hz，采用遙測式設(shè)計(jì)，被試不需要任何束縛性裝置就可以準(zhǔn)確采集人眼在刺激物上的視線位置和軌跡。在實(shí)驗(yàn)過程中，被試需要距離設(shè)備50 cm左右即可，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程被試的視線不能離開屏幕。

4.1.2 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)材料為新版人教版教材必修一第三章第一節(jié)“鐵及其化合物”的內(nèi)容，共8頁。根據(jù)教材內(nèi)容特點(diǎn)將本節(jié)內(nèi)容分為三類，分別是正文、實(shí)驗(yàn)和欄目。將本章內(nèi)容按照次序以圖片的方式向?qū)W生展示，本實(shí)驗(yàn)不限制學(xué)生閱讀教材的時(shí)間，由被試自主決定閱讀速度，每閱讀完一頁點(diǎn)擊鼠標(biāo)閱讀下一頁，眼動(dòng)儀完整記錄下學(xué)生閱讀本章教材時(shí)的眼動(dòng)數(shù)據(jù)。

4.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

4.2.1 熱點(diǎn)圖

圖1、圖2、圖3分別為學(xué)生在閱讀教材不同模塊時(shí)的眼動(dòng)熱點(diǎn)圖，其中圖1是在閱讀教材正文的熱點(diǎn)，圖2是在閱讀教材實(shí)驗(yàn)部分的熱點(diǎn)，圖3是在閱讀教材欄目系統(tǒng)時(shí)的熱點(diǎn)。眼動(dòng)熱點(diǎn)圖可以反映學(xué)習(xí)者的視覺加工熱區(qū)或興趣區(qū)，可以通過疊加多位被試的注視點(diǎn)識(shí)別被試視線的焦點(diǎn)位置。熱點(diǎn)圖采用不同的顏色來表示注視點(diǎn)數(shù)量或注視時(shí)長，紅色表示注視點(diǎn)最集中的區(qū)域或注視時(shí)間最長的區(qū)域，黃色其次，綠色最少或最短[20]。

圖1 教材正文系統(tǒng)熱點(diǎn)圖

圖2 教材實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)熱點(diǎn)圖

圖3 教材欄目系統(tǒng)熱點(diǎn)圖

在正文系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和欄目系統(tǒng)的熱點(diǎn)(圖1-3)比較中可以明顯看出，師范生對(duì)教材的正文系統(tǒng)關(guān)注度>實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)>欄目系統(tǒng)，在正文系統(tǒng)中，師范生的關(guān)注點(diǎn)主要在文字描述上，而對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的關(guān)注點(diǎn)主要在化學(xué)方程式上，對(duì)有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的圖片關(guān)注度不高。對(duì)欄目系統(tǒng)僅僅是大概了解，并未深入探索和挖掘潛在的教學(xué)資源。在與師范生的訪談過程中發(fā)現(xiàn)，尚且處于職前教師階段的師范生，認(rèn)為在課堂上的首要任務(wù)是向?qū)W生講清楚知識(shí)點(diǎn)，在有關(guān)實(shí)驗(yàn)講解時(shí)，會(huì)根據(jù)所在學(xué)校的實(shí)驗(yàn)條件，選擇演示實(shí)驗(yàn)或者播放實(shí)驗(yàn)視頻，在時(shí)間和精力允許的情況下或者在學(xué)校的要求下會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。新教材的欄目設(shè)置是一個(gè)亮點(diǎn)，能夠切實(shí)地將知識(shí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為學(xué)科核心素養(yǎng)[21]，有利于培養(yǎng)學(xué)生的能力。師范生對(duì)欄目系統(tǒng)的低關(guān)注度在一定程度上反映了部分師范生的教學(xué)理念仍然是知識(shí)本位的。因此，轉(zhuǎn)變師范生的教學(xué)理念也成為教育改革的另一切入點(diǎn)。

4.2.2 軌跡圖

腦-眼假說認(rèn)為，只有當(dāng)學(xué)習(xí)者對(duì)閱讀材料進(jìn)行精細(xì)的認(rèn)知加工時(shí)，眼球會(huì)隨著認(rèn)知加工的進(jìn)行而運(yùn)動(dòng)[22]。眼動(dòng)視軌跡圖可以顯示出被試在刺激物上注視的順序和位置，精確地反映出眼球的運(yùn)動(dòng)。其中圓點(diǎn)的大小表示持續(xù)注視時(shí)間，圓點(diǎn)半徑越大表示注視時(shí)間越久，而圓點(diǎn)內(nèi)的數(shù)字則表示注視順序。眼動(dòng)軌跡圖可以說明被試在整個(gè)注視期間或者在較短的時(shí)間間隔內(nèi)的注視模式，能夠動(dòng)態(tài)地反映信息加工的順序和軌跡[23]。

在研究被試的軌跡圖時(shí)，被試在正文系統(tǒng)的眼動(dòng)軌跡大都采取順序閱讀方式，但是在帶有圖片的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)部分，眼動(dòng)軌跡圖具有較大差異。如圖4所示，將實(shí)驗(yàn)材料第四頁的實(shí)驗(yàn)部分內(nèi)容劃定為興趣區(qū)，將興趣區(qū)分為實(shí)驗(yàn)描述、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)原理三個(gè)部分。

圖4 興趣區(qū)劃分

典型被試在興趣區(qū)內(nèi)的眼動(dòng)軌跡如圖5所示。從圖中可以看出，被試A的眼動(dòng)軌跡清晰明確，注意力均勻分布在實(shí)驗(yàn)描述、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)原理上，注視點(diǎn)在三者之間存在迂回反復(fù)，選擇性回視較多?；匾暿侵笍囊粋€(gè)未知區(qū)域轉(zhuǎn)向另一個(gè)已知區(qū)域的眼跳，閱讀中的回視是指退到前面一個(gè)語句的眼跳[24]。同時(shí)借助訪談結(jié)果發(fā)現(xiàn)，被試A在閱讀本部分內(nèi)容時(shí)，頭腦中模擬真實(shí)的課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境，思索如何借助實(shí)驗(yàn)證據(jù)推出實(shí)驗(yàn)原理。因此可以說明被試在頭腦中將這三部分的內(nèi)容聯(lián)系起來，并不斷地進(jìn)行認(rèn)知加工；被試B的注視點(diǎn)主要集中在實(shí)驗(yàn)描述和實(shí)驗(yàn)原理上，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的關(guān)注較少，呈現(xiàn)順序閱讀模式，回視較少。在訪談過程中，被試B提到僅僅是閱讀本部分內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)，以抓住關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)作為閱讀目的，因此說明被試B能夠輕松提取實(shí)驗(yàn)描述和實(shí)驗(yàn)原理部分的關(guān)鍵信息，但是對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的關(guān)注較少；被試C對(duì)新版教材不熟悉，在閱讀的過程中稍顯吃力，其眼動(dòng)軌跡雜亂無章，毫無規(guī)律可循，回視較多，但并非選擇性回視，表明被試不能有效提取這三部分的信息，未能在短時(shí)間內(nèi)把握三者之間的關(guān)系，因此表現(xiàn)出不斷嘗試反復(fù)閱讀的眼跳行為。

圖5 不同被試有關(guān)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的眼動(dòng)軌跡圖

綜上所述，師范生在進(jìn)行教材分析時(shí)，注視模式具有很大的差異。部分學(xué)生的視線集中，對(duì)核心區(qū)域進(jìn)行充分注視，能夠有效提取實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵信息，樂于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。部分學(xué)生視線循規(guī)蹈矩，但是對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的關(guān)注度不夠。個(gè)別學(xué)生在閱讀本部分內(nèi)容時(shí)，視線雜亂，對(duì)重要區(qū)域視線沒有主次之分，不能有效提取關(guān)鍵信息，更不用說進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

5 現(xiàn)狀總結(jié)與對(duì)策

5.1 師范生教材分析能力現(xiàn)狀總結(jié)

綜合師范生提交的教學(xué)設(shè)計(jì)和眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，化學(xué)師范生在教材分析上存在以下問題：1) 師范生教學(xué)設(shè)計(jì)選題較為集中，偏重于必修部分的元素化學(xué)內(nèi)容；2) 對(duì)課標(biāo)的分析停留在表面，不夠深入；3) 教材重難點(diǎn)的確立缺乏依據(jù)；4) 師范生對(duì)教材實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和欄目系統(tǒng)的重視度不夠。

5.2 提升師范生教材分析能力對(duì)策分析

1) 拓寬師范生視野，著眼于整個(gè)化學(xué)課程體系。

化學(xué)師范生在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)選題集中，在一定程度上反映出化學(xué)師范生對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)掌握不扎實(shí)，忽視了選擇性必修部分和選修部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)?；瘜W(xué)師范生作為一線化學(xué)教師的儲(chǔ)備軍，承擔(dān)教書育人的重任，在踏入講臺(tái)之前，就應(yīng)該具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和寬厚的文化素養(yǎng)，能夠?qū)瘜W(xué)知識(shí)體系有科學(xué)、準(zhǔn)確的把握，達(dá)到運(yùn)用自如的境界。因此化學(xué)師范生在校期間就應(yīng)不斷加強(qiáng)訓(xùn)練，著眼于整個(gè)化學(xué)課程體系，理清知識(shí)結(jié)構(gòu)。

2) 強(qiáng)化課標(biāo)分析，認(rèn)識(shí)到課標(biāo)分析的重要性。

課程標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和課程方案編制的國家綱領(lǐng)性文件，對(duì)課程的性質(zhì)與價(jià)值、目標(biāo)與內(nèi)容、教學(xué)實(shí)施建議以及課程資源開發(fā)等方面有很強(qiáng)的指導(dǎo)作用，是教材的編寫依據(jù)，準(zhǔn)確把握課標(biāo)才能有效進(jìn)行教材分析。部分師范生認(rèn)為課標(biāo)分析和完成教學(xué)設(shè)計(jì)作業(yè)之間沒有必然聯(lián)系，沒有進(jìn)行課標(biāo)分析仍然可以完成教學(xué)設(shè)計(jì)，因此在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)直接摘抄文獻(xiàn)和教參等輔助資料中的課標(biāo)分析結(jié)果，這導(dǎo)致學(xué)生無法形成對(duì)課程和教材的整體把握和系統(tǒng)分析，進(jìn)而缺乏教學(xué)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性。因此要提高師范生對(duì)課標(biāo)分析重要性的認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化課標(biāo)分析能力。

3) 深入一線教學(xué)，了解學(xué)情。

師范生在進(jìn)行教材分析時(shí)，容易忽略學(xué)情，導(dǎo)致教學(xué)重難點(diǎn)的設(shè)計(jì)缺乏依據(jù)，使得整篇教學(xué)設(shè)計(jì)很空洞，沒有針對(duì)性。師范生應(yīng)該主動(dòng)加強(qiáng)與一線教學(xué)的聯(lián)系，抓住每一次實(shí)踐的機(jī)會(huì)，在教育見習(xí)、實(shí)習(xí)等實(shí)踐活動(dòng)中深入考察學(xué)生學(xué)情，對(duì)本節(jié)內(nèi)容“教什么”“為何教”和“怎么教”等問題深度思考，有針對(duì)地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。這樣才能有效突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，不斷提高自己的教育教學(xué)技能。

4) 轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，重視欄目教學(xué)資源的利用與開發(fā)。

教材的欄目設(shè)置很大程度上體現(xiàn)了教材的編寫理念，也在一定程度上影響教師教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。師范生在眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)對(duì)于教材欄目的低關(guān)注度，以及在教學(xué)設(shè)計(jì)中對(duì)學(xué)生能力的發(fā)展和核心素養(yǎng)的落實(shí)的忽視，不利于以學(xué)生為本教育理念的發(fā)展。師范生即將成為教育改革的主力軍，教學(xué)理念應(yīng)該由“知識(shí)文本”向“觀念建構(gòu)”轉(zhuǎn)換，重視學(xué)生的全面發(fā)展，重視欄目系統(tǒng)教學(xué)資源的利用與開發(fā)。如化學(xué)與職業(yè)欄目、工作內(nèi)容和知識(shí)背景，能夠在化學(xué)課堂上有效滲透職業(yè)生涯，向?qū)W生介紹與化學(xué)相關(guān)職業(yè)的特點(diǎn)教育；科學(xué)?技術(shù)?社會(huì)欄目主要是有關(guān)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境等的拓展性內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注人類與社會(huì)面臨的化學(xué)問題，激發(fā)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

5) 重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)和證據(jù)推理等核心素養(yǎng)，在化學(xué)教學(xué)中占有很大的比重。目前高中教材中的實(shí)驗(yàn)方式呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展趨勢，不再是單一的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加了探究性實(shí)驗(yàn)、分組性實(shí)驗(yàn)等。師范生應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性，不僅要掌握中學(xué)課本上的必做實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)原理了如指掌，還要嘗試對(duì)這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合改進(jìn)，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，對(duì)環(huán)境更友好，更適合課堂上進(jìn)行演示。