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中学化学学科关键词有两种相关的意涵：既可以指中学化学的核心概念，如化学键、化学平衡等，又可以指意义深远且具有指示性的化学概念，如绿色化学、温室效应等。中学化学学科关键词最深刻地反映了化学学科最本质的特征，是中学化学学习与教学的重要内容。
概念结构即概念的心理表征，它包括构成概念结构的因素以及因素之间的关系。依据认知心理学关于概念结构的理论，以400多名中学化学教师和2700多名使用新、旧版本两种教材的高三选修化学的学生为被试，系统研究了中学教师和学生化学学科关键词的概念结构，揭示了影响高中师生化学学科关键词概念结构的因素。
研究1采用访谈法，通过访谈科学院院士与工程院院士、国家杰出青年、国家首席科学家、著名化学专家、国家教育部中学化学课程标准研制组负责人以及化学教学论专家，收集中学化学的重要概念，并按照“化学基本概念和化学前沿概念”两个角度筛选化学概念，得到167个化学概念。
研究2通过查阅中学化学课程的内容标准、中学化学教科书中明确定义的概念以及近10年(1996-2006年)全国普通高等学校招生考试化学试题(全国卷和广东卷)中的选择题涉及的化学概念，对访谈所得的概念进行补充和合并，最终得到214个化学概念。
研究3将研究1和研究2确定的214个化学概念编制成问卷，采用七点量表法，以华南师范大学大四本科生和5个化学二级学科研究生为被试，评定概念对于化学学习的重要程度，最终选取平均分大于4.0的100个化学概念，作为中学化学的学科关键词。
研究4对高中化学教师所做的化学学科关键词重要程度评定进行探索性因素分析。结果发现，教师聚类以化学“中心概念”为基础，属关联聚类；聚类呈连续的树状结构，而非层次结构；聚类更多地受到教材编写顺序影响；聚类不受年级教科书的限制。
研究5和研究6分别对使用旧教材和新教材的高三学生所做的化学学科关键词重要程度评定进行探索性因素分析和验证性因素分析，并对高、低分组高三学生的评定作多元方差分析。结果发现，学生头脑中的化学学科关键词的概念结构不够完整，分类不够科学；高、低分组学生化学学科关键词的概念结构存在显著差异；学生化学学科关键词的概念结构主要受教材编写、教师教学及复习资料编写影响。
研究7对高中化学教师化学关键词的组织结构作多维标度的分析和聚类分析。结果发现，化学教师化学学科关键词概念结构有三个维度：物质性概念/反应性概念；(2)结构性概念/关系性概念；(3)基础类概念/应用类概念。教师的分类具有科学性、系统性的特点；分类主要受教材和复习资料影响；分类能把握概念联系的本质。
研究8和研究9分别对使用旧教材和新教材的高三学生化学学科关键词组织结构进行了多维标度和聚类分析。结果发现，高中学生化学学科关键词概念结构的维度与化学教师的类似，高分组与低分组化学学科关键词概念结构的维度也类似，学生化学学科关键词的维度基本上不受使用新旧教材的影响。但是，高分组的分类比低分组更科学、系统；使用新、旧教材学生的分类整体相似，但新教材学生的分类准确度更高。
本研究首次引进了化学学科关键词概念，并确定了100个中学化学学科关键词，探索了中学化学教师和高三学生头脑中化学学科关键词的概念结构，并比较了教师与学生、高分组与低分组的概念结构差异，具有重要理论价值。本研究还探索了影响化学学科关键词概念结构的因素，为教材编写和化学教学提出了建议，因而具有重要的应用价值。