建构主义视域下“离子反应”关联概念群的遴选
王立新，张艺馨，钱扬义，闵青宇，张汉钧
(1.辽宁师范大学 化学化工学院，辽宁 大连 116029；
2.华南师范大学 化学学院，广东 广州 510006)
概念是反映事物本质属性的思维形式，也是构成学科知识体系的基本成分[1].促进学生对概念的正确理解和建构，是中小学课堂教学的重要任务[2].化学概念内涵高度凝练抽象，不易直接感知，是中学化学的教学难点，需采用符合学生认知规律的教学手段来引导学生科学建构[3-4].认知建构主义学习理论认为，学习是意义建构的过程，是通过新旧经验的相互作用而形成、丰富和调整自己认知结构的过程[5-6].任何一个化学概念都不是孤立存在的，总是处于与其他概念的相互联系中[7].学生认知结构中的已有概念可作为引导性材料，与陌生化学概念建立实质关联，为新化学概念的科学建构提供认知附着点[8].
（1）若买家选择“购买单件化妆品”，则：卖家的收益为 “（单件不含税价×利润率+免征税费）×数量”，即[Pr+（W′-W1）]Q2；
买家的收益为 0。
对于某个核心化学概念，哪些概念是它的关联概念？教学中若忽略那些相对简单却关联度较高的概念，则不利于学生深入建构概念内涵，若过多涉及关联度较低的高难度概念，又会给学生造成不必要的认知负担.因此，通过科学方法遴选出少而精的“关联概念群”，有助于化学教学中有区别、有侧重地开展核心概念教学，促进建构主义教学模式下化学概念建构的有效性[9].此外，“关联概念群”可作为基础材料，为探察中学生认知结构中化学概念的心理表征提供支持.
“离子反应”是中学化学的核心概念，其重要程度在700多个中学化学概念中排在第30位[10].“离子反应”是中学化学的教学难点，需要学生思维从宏观向微观过渡，以微观视角认识化学反应的本质，对认知发展水平要求较高.“离子反应”在不同学习阶段有着不断丰富的内涵，既是初中“复分解反应”的深化，又是高中“水溶液中的离子平衡”“电化学基础”等知识的基础，在整个学科知识体系内具有承上启下的作用，并作为生长点延伸到大学化学的多个二级学科.科学建构“离子反应”，需要大量关联概念的支撑，这些概念构成了以“离子反应”为核心的“关联概念群”.
如何遴选离子反应的“关联概念群”？从教学材料角度来看，权威的文本是化学教材、初中和高中阶段化学课程标准；
从考试内容角度来看，权威的文本是中考和高考化学真题；
从对高中化学课程内容的了解程度来看，权威的群体是一线化学教师和化学教育研究者；
从中学知识与大学知识的衔接以及高等教育人才培养角度来看，权威的群体是大学相关领域的化学专家.离子反应“关联概念群”的遴选，按以下3个程序进行：一般关联概念初选、高关联概念筛选和概念群确定，过程如图1所示.最终确定65个化学概念作为离子反应“关联概念群”，为中学化学教材的编写以及化学教育实践中科学有效开展概念教学提供参考，并为中学理科概念的“关联概念群”遴选提供研究思路与范式.
伴随着新课改教学的有效进展，虽然大部分高中学校也都积极开展了生活化教学，但传统的教学形式并未发生改变，生物教师依旧对学生进行单向的知识传授，并未科学的给予学生探究、探讨、掌握的时间，限制了学生生物思维的扩散.许多高中生物教师在展开生物生活化教学时，与学生的沟通较少，致使学生难以有效的理解教学内容.此外，高中生物教师未能对学生探讨的教学任务进行科学的引导，致使有些学生浪费掉宝贵的课堂时间，教学质量难以有效的提升.
图1 离子反应“关联概念群”的遴选过程
1.1 查阅教材新课章节初选概念
苏教版教材概念统计如表2所示.
人教版教材概念统计如表1所示.
表1 人教版教材新课章节离子反应“一般关联概念”
采用文本研究法，查阅人民教育出版社出版的教材《普通高中课程标准实验教科书·化学1·必修》(简称人教版)、江苏教育出版社出版的教材《普通高中课程标准实验教科书·化学1·必修》(简称苏教版)和山东科学技术出版社出版的教材《普通高中课程标准实验教科书·化学1·必修》(简称鲁科版)，划取“离子反应”新课章节课文中的化学概念作为离子反应“一般关联概念”.
(8)检测车辆侧滑。利用DBCH6-S[C]型单板侧滑台搭载使用BQDC100-8型机动车辆流动检测线来检测车辆侧滑程度。
通过这两组数据的对比，我们不难发现，学生对自己在校期间的首要任务其实是有清晰的认识的，学生知道、也有能力评价自己是否真的脚踏实地的完成了学习任务。通过比较问卷中的另一个问题也得出了这一结论：有七成的学生表示应为了自己的前途和未来努力学习。但是我们看得出“认识到”并不等于“真正做到”，似乎有一个中间环节破坏了学生从“理想”到达“现实”的通道，这些破坏者不仅仅有各种娱乐活动，甚至还包括“心情”和“有无其他安排”，足见学习地位之卑微。
表2 苏教版教材新课章节离子反应“一般关联概念”
鲁科版教材概念统计如表3所示.
综上所述，DN 患者血清 Cys-C、HCY、HbA1c和UmALB表达水平显著升高，联合检测血清Cys-C、HCY、HbA1c和UmALB表达水平对DN的早期诊断优于单项检测，对评价DN的发生发展以及预后有重要的临床意义。
表3 鲁科版教材新课章节离子反应“一般关联概念”
1.2 听课与课后访谈初选概念
按中学化学教材编排顺序将“离子反应”学习划分为3个阶段：新课前、新课中以及新课后，通过听课与课后访谈获取这3个阶段所涉及的关联概念.研究对象为6位一线高中化学教师：高级职称2位,中级职称3位,初级职称1位.研究者听4节高一“离子反应”新课和2节高三“离子反应”专题复习课，详细记录课堂内容并于课后对任课教师进行半结构式访谈，访谈过程全程录音，时间约为30 min，最后整理听课笔记并将191 min的总访谈录音转录成10 891文本写入访谈报告，从听课笔记及访谈报告中划取离子反应“一般关联概念”.此阶段初选离子反应“一般关联概念”92个，如表4所示.
表4 听课与课后访谈初选的离子反应“一般关联概念”
1.3 问卷调查初选概念
通过自编“离子反应”关联概念初选问卷，调查“离子反应”新课前、新课中以及新课后涉及哪些关联概念.研究对象为39名高三化学教师(男教师18人，女教师21人)，具有丰富教学经验，对国内在职中学化学骨干教师总体具有较好的代表性.调查于华南师范大学石牌校区进行，发放问卷39份，填答时间为15 min，当场回收有效问卷36份，最后从36份问卷中划取离子反应“一般关联概念”.此阶段初选“离子反应”关联概念100个，如表5所示.
表5 问卷调查初选的离子反应“一般关联概念”
1.4 查阅权威文本补充概念
将以上三阶段研究初选的离子反应“一般关联概念”进行合并整理，共获得130个“离子反应”关联概念，参照钱扬义(2008)对“化学学科关键词”的内容分类方法，将这130个“离子反应”关联概念划分为以下7类：①微观物质概念；
②宏观物质概念；
③应用概念；
④表征概念；
⑤化学原理概念；
⑥化学计量概念；
⑦化学反应类型概念.
脑卒中严重影响了患者ADL,给患者及其家庭均造成严重影响。康复治疗的目标就是减少并发症及后遗症、调整心态、提高机体各项功能、力求患者可生活自理,最终回归社会。目前如何解决这一问题已是康复治疗的一大难题。本研究显示,康复训练结合中医治疗的观察组Barthel指数评分及简明生活质量量表SF-36评估结果优于单纯康复治疗的对照组,患者ADL和生活质量均获得了更显著改善。
以此7类知识内容为框架，查阅中学化学课程教科书(包括人民教育出版社出版的初中教材《义务教育教科书·九年级·化学·上册》《义务教育教科书·九年级·化学·下册》和人教版、苏教版、鲁科版《普通高中课程标准实验教科书·化学》必修、选修教材)、中学化学课程标准(包括《义务教育化学课程标准(2011年版)》和《普通高中化学课程标准(实验)》)和高考化学真题(2006年及以后)，进一步补充离子反应“一般关联概念”65个，如表6所示.
表6 查阅权威文本资料补充的离子反应“一般关联概念”
1.5 离子反应“一般关联概念”初选结果
以上4个研究最终初选离子反应“一般关联概念”195个，如表7所示.
表7 195个离子反应“一般关联概念”
“离子反应”是大学无机化学、有机化学、物理化学、分析化学等二级学科知识的生长点，因此，选择上述4个二级学科的化学专家，从中学化学知识与大学化学知识的衔接和高校化学人才培养角度，确定离子反应“关联概念群”.研究工具为87个离子反应“高关联概念”设计成的专家评定问卷，研究对象为华南师范大学化学领域的14位(正)教授，教龄均在15～35 a，分别来自以下二级学科：无机化学(3位)、有机化学(5位)、物理化学(5位)、分析化学(1位).
表8 “离子反应”高关联概念
通过问卷调查评定195个离子反应“一般关联概念”与“离子反应”的关系密切程度，问卷设置为7点评分：“1”表示关系非常远；
“7”表示关系非常密切；
中间分数代表中等的关系密切程度.研究对象共124人，包括：国培班化学教师43人、华南师范大学化学教育方向在读硕士研究生24人、华南师范大学化学(师范)专业在读本科生57人.将最终124份有效调查问卷原始数据输入SPSS24.0进行统计分析，并按以下2个标准筛选离子反应“高关联概念”：①关系密切程度平均分高于4分；
②单样本t检验(检验值设为4)结果显著(P<0.05).离子反应“高关联概念”如表8所示.
统计各位专家对每个化学概念的认定频次(多少人认定这一概念可纳入离子反应“关联概念群”)与认定比例(认定频次/总人数)，并从高到低进行排序，将得分后27%的化学概念剔除，保留得分前73%的化学概念与“离子反应”概念共同组成离子反应“关联概念群”，如表9所示.
(4) 盾尾间隙对地表沉降的影响较弱，且盾尾间隙过小，提高了盾构机姿态调整控制的难度。在实际施工中，右线采用的是35 mm的盾尾间隙，在施工前期，管片错台损坏较为严重，影响了隧道的整体质量，经综合分析，认为75 mm的盾尾间隙更为合理。
表9 离子反应“关联概念群”
4.1 按阶段分类
高中“化学键”新课阶段共有2个概念纳入离子反应“关联概念群”：离子化合物、离子键.
(3)高中“化学键”新课阶段
初中阶段共有29个概念纳入离子反应“关联概念群”：离子、离子符号、中和反应、溶液、导电、酸碱中和滴定、阴离子、强酸、溶液导电性、弱酸、强碱、多元弱酸、盐、多元强酸、电荷守恒、电导率、弱碱、离子团、碱、阳离子、酸、置换反应、络合反应、pH、化学方程式、碱式盐、配平、酸式盐、酸根.
(2)高中“离子反应”新课阶段
便秘病人生存质量量表(PAC-AOL量表)包括身体不适、心理不适、担心、忧虑、满足等条目，总分0分～96分，得分越高表明生活质量越低。该量表从排便情况入手对病人生活质量进行分析，将其应用于腹腔镜下大肠癌根治术病人术后生活质量评估过程，不仅可有效反映病人身体与心理舒适度，还可使医护人员充分了解病人存在的负面心理[8]。
高中“离子反应”新课阶段共有14个概念纳入离子反应“关联概念群”：离子反应、电离方程式、离子共存、离子方程式、离子检验、电离、易电离、强电解质、电解质、电解质溶液、离子交换、自由移动离子、弱电解质、离子浓度.
(1)初中阶段
按照中学教材的编排顺序以及中学生对“离子反应”概念内涵的认知顺序将离子反应“关联概念群”划分为5个阶段.
(4)高中“水溶液中的离子平衡”新课阶段
高中“水溶液中的离子平衡”新课阶段共有15个概念纳入离子反应“关联概念群”：电离平衡、电离程度、盐类水解、双水解、完全电离、水解平衡、部分电离、电离度、水的离子积、电离平衡常数、水解平衡常数、沉淀溶解平衡、难溶电解质、溶度积常数、溶解平衡常数.
(5)高中“电化学基础”新课阶段
高中“电化学基础”新课阶段共有5个概念纳入离子反应“关联概念群”：电解池、电极反应、电解、电极反应式、离子扩散速率.
高考总复习阶段的离子反应“关联概念群”即为以上5个学习阶段关联概念组成的65个概念，此5个学习阶段的核心概念依次为离子(基础)、离子反应(表现)、离子化合物(深化)、电离平衡(应用1)、电解池(应用2).
4.2 按内容分类
离子反应“关联概念群”涵盖了“离子反应”学习的各个方面，按其内容可分为以下7类：①微观物质概念：离子、阴离子、阳离子、离子化合物、自由移动离子、离子键、离子团；
②宏观物质概念：电解质溶液、电解质、酸根、弱酸、弱电解质、强电解质、盐、强碱、多元强酸、酸、多元弱酸、酸式盐、溶液、碱、难溶电解质、碱式盐、强酸、弱碱；
③应用概念：离子交换、离子共存、离子检验；
④表征概念：离子方程式、电离方程式、离子符号、化学方程式、电极反应式；
⑤化学原理概念：离子反应、电离平衡、电离、溶液导电性、电极反应、电荷守恒、电解、水解平衡、酸碱中和滴定、易电离、沉淀溶解平衡、导电、电解池；
⑥化学计量概念：电离平衡常数、水的离子积、完全电离、电离度、离子扩散速率、溶解平衡常数、部分电离、离子浓度、电离程度、水解平衡常数、pH、溶度积常数、配平、电导率；
⑦化学反应类型概念：盐类水解、中和反应、络合反应、双水解、置换反应.
将离子反应“关联概念群”中的65个化学概念随机排序，编制成重要程度问卷，由高中理科生评定这些概念在“离子反应”概念建构中的重要程度，问卷采用7点评分.研究对象为广东省11所中学(6所为重点中学，5所为普通中学)的1 311名高中三年级理科生.所有研究对象化学知识背景为：已完成高三第一轮高考复习，对中学化学内容已有初次全面复习与梳理，中学化学知识结构在头脑中已基本成型.结果如表10所示.
表10 关联概念在“离子反应”概念建构中的重要程度
离子反应“关联概念群”反映了中学化学范围内核心概念“离子反应”的知识框架，是“离子反应”新课教学及高考复习的重中之重，其遴选程序可为中学理科概念的“关联概念群”研究提供思路与范式，遴选结果可为中学化学教材的编写以及化学教育实践中科学有效开展概念教学提供参考.后续域内研究展望：①采用因素分析、多维标度、聚类分析以及按键反应实验等心理学研究方法[11-12]，深入探究高中师生的“离子反应”概念结构；
②探究哪些教学手段或教学模式可以优化中学生的“离子反应”概念结构.