根据新课标理念,基于化学问题解决的教学有助于高中生提高问题解决能力,以促进化学核心素养的发展;同时高考化学试题命制通常在信息给予上具有灵活性,重在考察学生理解整合信息、迁移应用能力等;认知灵活性与问题解决关系密切,是化学问题解决研究的新视角。“水溶液中的离子平衡”是高中化学课程的重要内容,在学生化学知识体系构建中具有重要地位。因此,本研究旨在从认知灵活性这一视角,以“水溶液中的离子平衡”为知识载体,应用眼动追踪技术并结合口语报告法,探究不同认知灵活性水平的高中生解决水溶液中的离子平衡图像题存在哪些认知差异和特征。并根据研究结论,帮助化学教师了解学生在解决水溶液中的离子平衡图像题中的认知特征差异,从认知灵活性视角提出可供师生参考的教与学建议,以提高教师教学的有效性和学生化学问题解决能力。本研究共有六个部分:第一部分:首先,阐明研究背景;其次,从认知灵活性的相关研究、化学问题解决的相关研究、化学图像题和水溶液中的离子平衡图像题相关研究三大部分进行文献综述、说明研究意义和研究设计。第二部分,阐明本研究的研究基础。一是研究基础、二是概念界定。第三部分,编制实验材料以及准备实验工具。关于眼动实验材料的编制过程,首先是测试题的筛选和改编,然后请化学专家对试题评定以确保内容效度,再向C市某中等水平学校高三年级的三个班级进行测试题的施测。接着,回收有效数据后采用Rasch模型的Winsteps软件进行质量检验和优化,最后,选择质量合格且符合实验条件的实验材料6道,其中包含滴定曲线图像题、分布分数图像题、常数曲线图像题三种类型,每种类型对应有简单和复杂两种难度。需要准备的实验工具包括认知负荷测量工具、眼动仪、WCST系统。第四部分,实证研究。本研究包含两个眼动实验,实验1“高、低认知灵活第五部分,性水平的高中生解决不同类型水溶液中的离子平衡图像题的眼动研究”采用2（认知灵活性水平）*3（化学试题类型）二因素混合实验;实验2“高、低认知灵活性水平的高中生解决不同难度水溶液中的离子平衡图像题的眼动研究”采用2（认知灵活性水平）*2（化学试题难度）二因素混合实验设计,被试均为筛选出的D市中等水平学校的高三学生。同时,选取好数据处理工具、眼动指标,确定口语报告分析框架。第六部分,实验数据处理和分析。利用SPSS.26.0和Excel对实验数据进行处理,分析得出不同认知灵活性高中生解决水溶液中的离子平衡图像题在测试成绩、眼动指标等方面的特征差异并基于理论分析讨论原因。第七部分,研究总结,包括研究结论、研究启示和研究展望三方面内容。首先,针对上述章节对高低认知灵活性水平高中生解决不同类型和不同难度水溶液中的离子平衡图像题的眼动指标、PAAS量表分数、测试成绩以及口语报告的分析讨论,得出了以下结论:（1）认知灵活性水平对高中生解决不同类型水溶液中的离子平衡图像题的测试成绩、总测试时间、总注视时间、瞳孔面积标准差、PAAS量表分数的影响存在显著差异,表现为高认知灵活性水平高中生的测试成绩明显更高、总测试时间和总注视时间均明显更短、瞳孔面积标准差更小、PAAS量表分数更低;（2）不同类型试题上,解决问题的总测试时间、总注视时间、兴趣区注视次数、瞳孔面积标准差以及PAAS量表分数均存在显著差异,表现为分布分数图像题的总测试时间和总注视时间明显最长、兴趣区注视次数明显最多、瞳孔面积标准差最大、PAAS量表分数最高,而滴定曲线图像题和常数曲线图像题两者间这些指标的差异相对较小;（3）认知灵活性水平对高中生解决不同难度水溶液中的离子平衡图像题的测试成绩、总测试时间、总注视时间、瞳孔面积标准差的影响存在显著差异,表现为高认知灵活性水平高中生的测试成绩明显更高、总测试时间和总注视时间均明显更短、瞳孔面积标准差更小;（4）不同难度试题上,解决问题的测试成绩、总测试时间、总注视时间、兴趣区注视次数、瞳孔面积标准差以及PAAS量表分数均显著差异,表现为随着试题难度增大,测试成绩变低、解决试题的总测试时间和总注视时间逐渐变长、兴趣区注视次数变多、瞳孔面积标准差变大、PAAS量表分数变高;（5）高认知灵活性水平的高中生解决水溶液中的离子平衡图像题相较于低认知灵活性水平的高中生整体信息加工速度更快、解题效率更高、信息加工难度更小、认知负荷更小。提取图像关键信息时,其使用更少的信息加工次数,但每一次均对信息进行了更深入的加工,更具有效性,对问题理解也更加深刻透彻,即高认知灵活性者对图像信息的提取理解更容易、更高效准确、认知负荷更小;（6）关于试题类型,解决分布分数图像题的整体信息加工速度最慢、解题效率最低、信息加工难度和认知负荷最大。对其图像关键信息的提取时,信息加工次数最多、信息提取难度最大、效率最低、投入认知资源最多;（7）关于试题难度,随着试题难度增大,解决试题的整体信息加工速度逐渐变慢、解题效率逐渐变低、信息加工难度和认知负荷也逐渐变大。对其图像关键信息的提取时,信息加工次数变多、信息提取难度变大、效率变低、投入的认知资源也变多。第八部分,根据上述结论和综合分析,提出相关建议并作出研究展望。