小學高年級數學新教材插圖效果的眼動研究與分析

隨著新課改的不斷推進，小學高年級數學教材中穿插了越來越多的插圖，為學生理解題意提供了新途徑，但是插圖的出現在很大程度上要求學生具備一定的圖形閱讀能力、圖形觀察能力以及圖形解決能力。而趨于這一要求下的眼動研究與分析，為小學教師開展數學教學活動提供了理論支撐。

一、小學數學新教材插圖效果的提出

有關小學高年級數學中穿插插圖對學生閱讀題型的作用，在很長的一段時間內都引發了強烈的爭議。心理語言學家Donald認為，教材中的插圖能夠將上下文信息做一個有效地結合，促進學生理解信息；“注意聚焦假設”理論的代表Samuels認為，插圖的設置會干擾學生對文字或數字信息的理解。

由于兩方研究過程中所選取的教材內容和相關指標存在一定的差異，因此，得出的研究結論有很大的差別。而大部分專家持有的觀點是：教材中插圖的設置能夠對學生的題型閱讀產生積極的影響。為此，很多教參的編輯工作者增大了小學高年級數學新教材插圖的數量，豐富了插圖的形式和內容，鞏固了插圖在教材中的作用。小學高年級數學插圖的設置，增強了學生的興趣和理解能力。

新教材不可或缺的部分是插圖的內容和設置形式。學生對插圖內容的閱讀會受到插圖的相對位置、質地、顏色的制約。在小學數學新教材中，插圖的設置應基于問題情境。

二、眼動研究方法

1.　分層抽樣

從某市某小學五年級隨機抽出30名智力正常、裸視5.0以上的學生，把他們分成兩大組，每一個大組為15人，再對每一個大組進行細化，安排合適人數的學生閱讀材料簡單的數據，另外一部分學生則閱讀材料較難的數據。

2.　實驗儀器

此次眼動試驗選用的是EVM3200型眼動儀，它由美國應用科學試驗室（Automatic　Shift　Lock）生產，可以50times/second的頻率記錄學生在閱讀過程中眼睛的注視位置、時間和次數。該眼動儀具有高效、準確、便捷的優點，可以針對不同層次的學生做好全方位、多角度、多層次的記錄工作。

3.　試驗設計

采用難度和背景類型兩因素混合的設計是這次試驗的重要環節。在這個過程中，樣本間的變量難度較大，它大致分為難、易兩個水平，分類的標準是已知的相關研究和小學高年級數學教師的評定結果。樣本內部的變量關系為背景類型，按照各自的水平大體上可以分為無背景、簡單背景和復雜背景三種。

4.　試驗材料

從北師大版本的小學五年級新課本里抽出10道計算題，其中7道為正式的實驗材料，剩下的3道題為預備的實驗材料，所選的計算題要有一定的梯度，難易劃分開。這10道題的文字部分要加以控制，盡量保持15個/道的指標。此外，要對每一道題中的插圖進行嚴格的劃分，背景一：插圖只有目標物；背景二：除目標物外，設置1～2處景物；背景三：除目標物外，還要有超過版面1/3的景物。教參人員在實驗材料設計的時候，要安排好插圖和問題的比例，進行合理的穿插。

5.　實驗過程

此次試驗是以個體形式進行的，被試驗的學生要求坐在距離試驗材料70厘米處的位置，下巴頦托放在U型的設備上，保持頭的水平位置。主試人員要隨時糾正被實驗學生的頭部和眼部位置，然后另一名主試人員告訴被實驗學生的指導語。

指導語：這個試驗是一個簡單的數學測評試驗，目的是了解你平時做題的習慣和反應。等一會，我會在屏幕上為你呈現一些帶有插圖的數學題，你要根據圖形所示的情況列出算式，讀題的時候要采用默念的形式，不要讀出聲音。當實驗開始后，主試人員要為被測試學生呈現幻燈片，與此同時，利用眼動儀做好相關的記錄。被試驗的學生點擊鼠標后，眼動儀停止記錄。主試要根據相關的評分標準，測評學生的得分情況。

三、眼動分析

1.　閱讀理解指標存在差異

學生在應用題上的得分水平是不一樣的，較容易的材料得分超過較難的材料；簡單背景和無背景差異不太明顯，復雜背景和無背景存在顯著的差異。

2.　眼動指標的差異

學生視線注視在目標物上的時間存在很大的差異；眼睛注視點的移動和閃爍次數具有一定的規律；學生眼睛在兩個注視點之間的間隔長度也存在一定的差別。

小學高年級數學新教材插圖效果的研究具有非常重要的意義，本文著重研究和分析了眼動理論的過程和結果。通過研究和分析，得出學生對插圖的閱讀能力受到插圖水平、內容和形式的制約。因此，小學教師要根據研究的結果，合理安排插圖的位置和顏色，提高學生的學習效率。

（江蘇省興化市戴窯中心小學）