建構(gòu)主義視域下“離子反應(yīng)”關(guān)聯(lián)概念群的遴選

王立新，張藝馨，錢揚(yáng)義，閔青宇，張漢鈞

(1.遼寧師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，遼寧 大連 116029；2.華南師范大學(xué) 化學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510006)

概念是反映事物本質(zhì)屬性的思維形式，也是構(gòu)成學(xué)科知識體系的基本成分[1].促進(jìn)學(xué)生對概念的正確理解和建構(gòu)，是中小學(xué)課堂教學(xué)的重要任務(wù)[2].化學(xué)概念內(nèi)涵高度凝練抽象，不易直接感知，是中學(xué)化學(xué)的教學(xué)難點(diǎn)，需采用符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的教學(xué)手段來引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)建構(gòu)[3-4].認(rèn)知建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是意義建構(gòu)的過程，是通過新舊經(jīng)驗(yàn)的相互作用而形成、豐富和調(diào)整自己認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程[5-6].任何一個化學(xué)概念都不是孤立存在的，總是處于與其他概念的相互聯(lián)系中[7].學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的已有概念可作為引導(dǎo)性材料，與陌生化學(xué)概念建立實(shí)質(zhì)關(guān)聯(lián)，為新化學(xué)概念的科學(xué)建構(gòu)提供認(rèn)知附著點(diǎn)[8].

（1）若買家選擇“購買單件化妝品”，則：賣家的收益為 “（單件不含稅價×利潤率+免征稅費(fèi)）×數(shù)量”，即[Pr+（W′-W1）]Q2；買家的收益為 0。

對于某個核心化學(xué)概念，哪些概念是它的關(guān)聯(lián)概念？教學(xué)中若忽略那些相對簡單卻關(guān)聯(lián)度較高的概念，則不利于學(xué)生深入建構(gòu)概念內(nèi)涵，若過多涉及關(guān)聯(lián)度較低的高難度概念，又會給學(xué)生造成不必要的認(rèn)知負(fù)擔(dān).因此，通過科學(xué)方法遴選出少而精的“關(guān)聯(lián)概念群”，有助于化學(xué)教學(xué)中有區(qū)別、有側(cè)重地開展核心概念教學(xué)，促進(jìn)建構(gòu)主義教學(xué)模式下化學(xué)概念建構(gòu)的有效性[9].此外，“關(guān)聯(lián)概念群”可作為基礎(chǔ)材料，為探察中學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中化學(xué)概念的心理表征提供支持.

“離子反應(yīng)”是中學(xué)化學(xué)的核心概念，其重要程度在700多個中學(xué)化學(xué)概念中排在第30位[10].“離子反應(yīng)”是中學(xué)化學(xué)的教學(xué)難點(diǎn)，需要學(xué)生思維從宏觀向微觀過渡，以微觀視角認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，對認(rèn)知發(fā)展水平要求較高.“離子反應(yīng)”在不同學(xué)習(xí)階段有著不斷豐富的內(nèi)涵，既是初中“復(fù)分解反應(yīng)”的深化，又是高中“水溶液中的離子平衡”“電化學(xué)基礎(chǔ)”等知識的基礎(chǔ)，在整個學(xué)科知識體系內(nèi)具有承上啟下的作用，并作為生長點(diǎn)延伸到大學(xué)化學(xué)的多個二級學(xué)科.科學(xué)建構(gòu)“離子反應(yīng)”，需要大量關(guān)聯(lián)概念的支撐，這些概念構(gòu)成了以“離子反應(yīng)”為核心的“關(guān)聯(lián)概念群”.

如何遴選離子反應(yīng)的“關(guān)聯(lián)概念群”？從教學(xué)材料角度來看，權(quán)威的文本是化學(xué)教材、初中和高中階段化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)；從考試內(nèi)容角度來看，權(quán)威的文本是中考和高考化學(xué)真題；從對高中化學(xué)課程內(nèi)容的了解程度來看，權(quán)威的群體是一線化學(xué)教師和化學(xué)教育研究者；從中學(xué)知識與大學(xué)知識的銜接以及高等教育人才培養(yǎng)角度來看，權(quán)威的群體是大學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的化學(xué)專家.離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”的遴選，按以下3個程序進(jìn)行：一般關(guān)聯(lián)概念初選、高關(guān)聯(lián)概念篩選和概念群確定，過程如圖1所示.最終確定65個化學(xué)概念作為離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”，為中學(xué)化學(xué)教材的編寫以及化學(xué)教育實(shí)踐中科學(xué)有效開展概念教學(xué)提供參考，并為中學(xué)理科概念的“關(guān)聯(lián)概念群”遴選提供研究思路與范式.

伴隨著新課改教學(xué)的有效進(jìn)展，雖然大部分高中學(xué)校也都積極開展了生活化教學(xué)，但傳統(tǒng)的教學(xué)形式并未發(fā)生改變，生物教師依舊對學(xué)生進(jìn)行單向的知識傳授，并未科學(xué)的給予學(xué)生探究、探討、掌握的時間，限制了學(xué)生生物思維的擴(kuò)散.許多高中生物教師在展開生物生活化教學(xué)時，與學(xué)生的溝通較少，致使學(xué)生難以有效的理解教學(xué)內(nèi)容.此外，高中生物教師未能對學(xué)生探討的教學(xué)任務(wù)進(jìn)行科學(xué)的引導(dǎo)，致使有些學(xué)生浪費(fèi)掉寶貴的課堂時間，教學(xué)質(zhì)量難以有效的提升.

圖1 離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”的遴選過程

1 初選離子反應(yīng)“一般關(guān)聯(lián)概念”

1.1 查閱教材新課章節(jié)初選概念

蘇教版教材概念統(tǒng)計如表2所示.

人教版教材概念統(tǒng)計如表1所示.

表1 人教版教材新課章節(jié)離子反應(yīng)“一般關(guān)聯(lián)概念”

采用文本研究法，查閱人民教育出版社出版的教材《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)1·必修》(簡稱人教版)、江蘇教育出版社出版的教材《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)1·必修》(簡稱蘇教版)和山東科學(xué)技術(shù)出版社出版的教材《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)1·必修》(簡稱魯科版)，劃取“離子反應(yīng)”新課章節(jié)課文中的化學(xué)概念作為離子反應(yīng)“一般關(guān)聯(lián)概念”.

(8)檢測車輛側(cè)滑。利用DBCH6-S[C]型單板側(cè)滑臺搭載使用BQDC100-8型機(jī)動車輛流動檢測線來檢測車輛側(cè)滑程度。

通過這兩組數(shù)據(jù)的對比，我們不難發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對自己在校期間的首要任務(wù)其實(shí)是有清晰的認(rèn)識的，學(xué)生知道、也有能力評價自己是否真的腳踏實(shí)地的完成了學(xué)習(xí)任務(wù)。通過比較問卷中的另一個問題也得出了這一結(jié)論：有七成的學(xué)生表示應(yīng)為了自己的前途和未來努力學(xué)習(xí)。但是我們看得出“認(rèn)識到”并不等于“真正做到”，似乎有一個中間環(huán)節(jié)破壞了學(xué)生從“理想”到達(dá)“現(xiàn)實(shí)”的通道，這些破壞者不僅僅有各種娛樂活動，甚至還包括“心情”和“有無其他安排”，足見學(xué)習(xí)地位之卑微。

表2 蘇教版教材新課章節(jié)離子反應(yīng)“一般關(guān)聯(lián)概念”

魯科版教材概念統(tǒng)計如表3所示.

綜上所述，DN 患者血清 Cys-C、HCY、HbA1c和UmALB表達(dá)水平顯著升高，聯(lián)合檢測血清Cys-C、HCY、HbA1c和UmALB表達(dá)水平對DN的早期診斷優(yōu)于單項檢測，對評價DN的發(fā)生發(fā)展以及預(yù)后有重要的臨床意義。

表3 魯科版教材新課章節(jié)離子反應(yīng)“一般關(guān)聯(lián)概念”

1.2 聽課與課后訪談初選概念

按中學(xué)化學(xué)教材編排順序?qū)ⅰ半x子反應(yīng)”學(xué)習(xí)劃分為3個階段：新課前、新課中以及新課后，通過聽課與課后訪談獲取這3個階段所涉及的關(guān)聯(lián)概念.研究對象為6位一線高中化學(xué)教師：高級職稱2位,中級職稱3位,初級職稱1位.研究者聽4節(jié)高一“離子反應(yīng)”新課和2節(jié)高三“離子反應(yīng)”專題復(fù)習(xí)課，詳細(xì)記錄課堂內(nèi)容并于課后對任課教師進(jìn)行半結(jié)構(gòu)式訪談，訪談過程全程錄音，時間約為30 min，最后整理聽課筆記并將191 min的總訪談錄音轉(zhuǎn)錄成10 891文本寫入訪談報告，從聽課筆記及訪談報告中劃取離子反應(yīng)“一般關(guān)聯(lián)概念”.此階段初選離子反應(yīng)“一般關(guān)聯(lián)概念”92個，如表4所示.

表4 聽課與課后訪談初選的離子反應(yīng)“一般關(guān)聯(lián)概念”

1.3 問卷調(diào)查初選概念

通過自編“離子反應(yīng)”關(guān)聯(lián)概念初選問卷，調(diào)查“離子反應(yīng)”新課前、新課中以及新課后涉及哪些關(guān)聯(lián)概念.研究對象為39名高三化學(xué)教師(男教師18人，女教師21人)，具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對國內(nèi)在職中學(xué)化學(xué)骨干教師總體具有較好的代表性.調(diào)查于華南師范大學(xué)石牌校區(qū)進(jìn)行，發(fā)放問卷39份，填答時間為15 min，當(dāng)場回收有效問卷36份，最后從36份問卷中劃取離子反應(yīng)“一般關(guān)聯(lián)概念”.此階段初選“離子反應(yīng)”關(guān)聯(lián)概念100個，如表5所示.

表5 問卷調(diào)查初選的離子反應(yīng)“一般關(guān)聯(lián)概念”

1.4 查閱權(quán)威文本補(bǔ)充概念

將以上三階段研究初選的離子反應(yīng)“一般關(guān)聯(lián)概念”進(jìn)行合并整理，共獲得130個“離子反應(yīng)”關(guān)聯(lián)概念，參照錢揚(yáng)義(2008)對“化學(xué)學(xué)科關(guān)鍵詞”的內(nèi)容分類方法，將這130個“離子反應(yīng)”關(guān)聯(lián)概念劃分為以下7類：①微觀物質(zhì)概念；②宏觀物質(zhì)概念；③應(yīng)用概念；④表征概念；⑤化學(xué)原理概念；⑥化學(xué)計量概念；⑦化學(xué)反應(yīng)類型概念.

腦卒中嚴(yán)重影響了患者ADL,給患者及其家庭均造成嚴(yán)重影響?？祻?fù)治療的目標(biāo)就是減少并發(fā)癥及后遺癥、調(diào)整心態(tài)、提高機(jī)體各項功能、力求患者可生活自理,最終回歸社會。目前如何解決這一問題已是康復(fù)治療的一大難題。本研究顯示,康復(fù)訓(xùn)練結(jié)合中醫(yī)治療的觀察組Barthel指數(shù)評分及簡明生活質(zhì)量量表SF-36評估結(jié)果優(yōu)于單純康復(fù)治療的對照組,患者ADL和生活質(zhì)量均獲得了更顯著改善。

以此7類知識內(nèi)容為框架，查閱中學(xué)化學(xué)課程教科書(包括人民教育出版社出版的初中教材《義務(wù)教育教科書·九年級·化學(xué)·上冊》《義務(wù)教育教科書·九年級·化學(xué)·下冊》和人教版、蘇教版、魯科版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)》必修、選修教材)、中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(包括《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》和《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》)和高考化學(xué)真題(2006年及以后)，進(jìn)一步補(bǔ)充離子反應(yīng)“一般關(guān)聯(lián)概念”65個，如表6所示.

表6 查閱權(quán)威文本資料補(bǔ)充的離子反應(yīng)“一般關(guān)聯(lián)概念”

1.5 離子反應(yīng)“一般關(guān)聯(lián)概念”初選結(jié)果

以上4個研究最終初選離子反應(yīng)“一般關(guān)聯(lián)概念”195個，如表7所示.

表7 195個離子反應(yīng)“一般關(guān)聯(lián)概念”

2 篩選離子反應(yīng)“高關(guān)聯(lián)概念”

“離子反應(yīng)”是大學(xué)無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)等二級學(xué)科知識的生長點(diǎn)，因此，選擇上述4個二級學(xué)科的化學(xué)專家，從中學(xué)化學(xué)知識與大學(xué)化學(xué)知識的銜接和高?；瘜W(xué)人才培養(yǎng)角度，確定離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”.研究工具為87個離子反應(yīng)“高關(guān)聯(lián)概念”設(shè)計成的專家評定問卷，研究對象為華南師范大學(xué)化學(xué)領(lǐng)域的14位(正)教授，教齡均在15～35 a，分別來自以下二級學(xué)科：無機(jī)化學(xué)(3位)、有機(jī)化學(xué)(5位)、物理化學(xué)(5位)、分析化學(xué)(1位).

表8 “離子反應(yīng)”高關(guān)聯(lián)概念

3 確定離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”

通過問卷調(diào)查評定195個離子反應(yīng)“一般關(guān)聯(lián)概念”與“離子反應(yīng)”的關(guān)系密切程度，問卷設(shè)置為7點(diǎn)評分：“1”表示關(guān)系非常遠(yuǎn)；“7”表示關(guān)系非常密切；中間分?jǐn)?shù)代表中等的關(guān)系密切程度.研究對象共124人，包括：國培班化學(xué)教師43人、華南師范大學(xué)化學(xué)教育方向在讀碩士研究生24人、華南師范大學(xué)化學(xué)(師范)專業(yè)在讀本科生57人.將最終124份有效調(diào)查問卷原始數(shù)據(jù)輸入SPSS24.0進(jìn)行統(tǒng)計分析，并按以下2個標(biāo)準(zhǔn)篩選離子反應(yīng)“高關(guān)聯(lián)概念”：①關(guān)系密切程度平均分高于4分；②單樣本t檢驗(yàn)(檢驗(yàn)值設(shè)為4)結(jié)果顯著(P<0.05).離子反應(yīng)“高關(guān)聯(lián)概念”如表8所示.

統(tǒng)計各位專家對每個化學(xué)概念的認(rèn)定頻次(多少人認(rèn)定這一概念可納入離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”)與認(rèn)定比例(認(rèn)定頻次/總?cè)藬?shù))，并從高到低進(jìn)行排序，將得分后27%的化學(xué)概念剔除，保留得分前73%的化學(xué)概念與“離子反應(yīng)”概念共同組成離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”，如表9所示.

(4) 盾尾間隙對地表沉降的影響較弱，且盾尾間隙過小，提高了盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)調(diào)整控制的難度。在實(shí)際施工中，右線采用的是35 mm的盾尾間隙，在施工前期，管片錯臺損壞較為嚴(yán)重，影響了隧道的整體質(zhì)量，經(jīng)綜合分析，認(rèn)為75 mm的盾尾間隙更為合理。

表9 離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”

4 離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”的分類

4.1 按階段分類

高中“化學(xué)鍵”新課階段共有2個概念納入離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”：離子化合物、離子鍵.

(3)高中“化學(xué)鍵”新課階段

初中階段共有29個概念納入離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”：離子、離子符號、中和反應(yīng)、溶液、導(dǎo)電、酸堿中和滴定、陰離子、強(qiáng)酸、溶液導(dǎo)電性、弱酸、強(qiáng)堿、多元弱酸、鹽、多元強(qiáng)酸、電荷守恒、電導(dǎo)率、弱堿、離子團(tuán)、堿、陽離子、酸、置換反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)、pH、化學(xué)方程式、堿式鹽、配平、酸式鹽、酸根.

(2)高中“離子反應(yīng)”新課階段

便秘病人生存質(zhì)量量表(PAC-AOL量表)包括身體不適、心理不適、擔(dān)心、憂慮、滿足等條目，總分0分～96分，得分越高表明生活質(zhì)量越低。該量表從排便情況入手對病人生活質(zhì)量進(jìn)行分析，將其應(yīng)用于腹腔鏡下大腸癌根治術(shù)病人術(shù)后生活質(zhì)量評估過程，不僅可有效反映病人身體與心理舒適度，還可使醫(yī)護(hù)人員充分了解病人存在的負(fù)面心理[8]。

高中“離子反應(yīng)”新課階段共有14個概念納入離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”：離子反應(yīng)、電離方程式、離子共存、離子方程式、離子檢驗(yàn)、電離、易電離、強(qiáng)電解質(zhì)、電解質(zhì)、電解質(zhì)溶液、離子交換、自由移動離子、弱電解質(zhì)、離子濃度.

(1)初中階段

按照中學(xué)教材的編排順序以及中學(xué)生對“離子反應(yīng)”概念內(nèi)涵的認(rèn)知順序?qū)㈦x子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”劃分為5個階段.

(4)高中“水溶液中的離子平衡”新課階段

高中“水溶液中的離子平衡”新課階段共有15個概念納入離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”：電離平衡、電離程度、鹽類水解、雙水解、完全電離、水解平衡、部分電離、電離度、水的離子積、電離平衡常數(shù)、水解平衡常數(shù)、沉淀溶解平衡、難溶電解質(zhì)、溶度積常數(shù)、溶解平衡常數(shù).

(5)高中“電化學(xué)基礎(chǔ)”新課階段

高中“電化學(xué)基礎(chǔ)”新課階段共有5個概念納入離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”：電解池、電極反應(yīng)、電解、電極反應(yīng)式、離子擴(kuò)散速率.

高考總復(fù)習(xí)階段的離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”即為以上5個學(xué)習(xí)階段關(guān)聯(lián)概念組成的65個概念，此5個學(xué)習(xí)階段的核心概念依次為離子(基礎(chǔ))、離子反應(yīng)(表現(xiàn))、離子化合物(深化)、電離平衡(應(yīng)用1)、電解池(應(yīng)用2).

4.2 按內(nèi)容分類

離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”涵蓋了“離子反應(yīng)”學(xué)習(xí)的各個方面，按其內(nèi)容可分為以下7類：①微觀物質(zhì)概念：離子、陰離子、陽離子、離子化合物、自由移動離子、離子鍵、離子團(tuán)；②宏觀物質(zhì)概念：電解質(zhì)溶液、電解質(zhì)、酸根、弱酸、弱電解質(zhì)、強(qiáng)電解質(zhì)、鹽、強(qiáng)堿、多元強(qiáng)酸、酸、多元弱酸、酸式鹽、溶液、堿、難溶電解質(zhì)、堿式鹽、強(qiáng)酸、弱堿；③應(yīng)用概念：離子交換、離子共存、離子檢驗(yàn)；④表征概念：離子方程式、電離方程式、離子符號、化學(xué)方程式、電極反應(yīng)式；⑤化學(xué)原理概念：離子反應(yīng)、電離平衡、電離、溶液導(dǎo)電性、電極反應(yīng)、電荷守恒、電解、水解平衡、酸堿中和滴定、易電離、沉淀溶解平衡、導(dǎo)電、電解池；⑥化學(xué)計量概念：電離平衡常數(shù)、水的離子積、完全電離、電離度、離子擴(kuò)散速率、溶解平衡常數(shù)、部分電離、離子濃度、電離程度、水解平衡常數(shù)、pH、溶度積常數(shù)、配平、電導(dǎo)率；⑦化學(xué)反應(yīng)類型概念：鹽類水解、中和反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)、雙水解、置換反應(yīng).

5 高中生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念”的重要程度

將離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”中的65個化學(xué)概念隨機(jī)排序，編制成重要程度問卷，由高中理科生評定這些概念在“離子反應(yīng)”概念建構(gòu)中的重要程度，問卷采用7點(diǎn)評分.研究對象為廣東省11所中學(xué)(6所為重點(diǎn)中學(xué)，5所為普通中學(xué))的1 311名高中三年級理科生.所有研究對象化學(xué)知識背景為：已完成高三第一輪高考復(fù)習(xí)，對中學(xué)化學(xué)內(nèi)容已有初次全面復(fù)習(xí)與梳理，中學(xué)化學(xué)知識結(jié)構(gòu)在頭腦中已基本成型.結(jié)果如表10所示.

表10 關(guān)聯(lián)概念在“離子反應(yīng)”概念建構(gòu)中的重要程度

6 結(jié) 語

離子反應(yīng)“關(guān)聯(lián)概念群”反映了中學(xué)化學(xué)范圍內(nèi)核心概念“離子反應(yīng)”的知識框架，是“離子反應(yīng)”新課教學(xué)及高考復(fù)習(xí)的重中之重，其遴選程序可為中學(xué)理科概念的“關(guān)聯(lián)概念群”研究提供思路與范式，遴選結(jié)果可為中學(xué)化學(xué)教材的編寫以及化學(xué)教育實(shí)踐中科學(xué)有效開展概念教學(xué)提供參考.后續(xù)域內(nèi)研究展望：①采用因素分析、多維標(biāo)度、聚類分析以及按鍵反應(yīng)實(shí)驗(yàn)等心理學(xué)研究方法[11-12]，深入探究高中師生的“離子反應(yīng)”概念結(jié)構(gòu)；②探究哪些教學(xué)手段或教學(xué)模式可以優(yōu)化中學(xué)生的“離子反應(yīng)”概念結(jié)構(gòu).