我國生物概念教學研究現狀的可視化分析（2001～2016年）

摘 要 基于可視化分析方法，對我國生物概念教學研究現狀（2001～2016年）進行了分析，結果顯示：該領域學術關注度整體發展呈上升趨勢（2016年稍有下降），對于高中學段關注度高于初中學段，核心概念、概念圖和生物科學素養成為研究熱點；核心作者數量不足，尚未形成核心作者群，作者合作尚待增強；刊源分布廣而不均，尚未出現核心期刊。

關鍵詞 生物 概念教學 研究現狀 可視化分析

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

概念既是知識的最基本單位，又是思維的基本形式。生物概念教學研究對促進學習者在生物科學領域的知識構建、能力培養和情感態度價值觀正確樹立方面都發揮著重要作用。2001年第八次課程改革施行的《全日制義務教育生物課程標準（實驗稿）》，要求將概念放在具體的生物學活動中，而不是以往“教學大綱”的了解、掌握“XX概念”等靜態規定。此次對生物概念做出的徹底改變，引起相關研究者生物概念教學的極大關注。2011年美國出版的《K12科學教育框架：實踐、跨學科概念、核心概念》成為21世紀國際科學教育的重要指導文件。近年來，我國生物科學教育重要工作者劉恩山等在該文件指導下，特別突出“課程內容少而精”的基本理念，進一步對概念教學提出了更高的要求。

為了了解第八次課程改革以來生物概念教學的發展現狀，以可視化分析方法，對2001～2016年生物概念教學現狀作了文獻研究，以期為該領域未來的發展提供參考。

1 數據來源與分析方法

數據收集利用中國期刊數據庫（CNKI）檢索文獻，以“生物”并含“概念”為主題詞進行精確檢索，檢索時間跨度為“2001-01-01”至“2016-12-31”，經過嚴格篩選，去除無關文獻和文獻去重，最終確定相關文獻3 628篇，以這些文獻的外部信息輸出為本文數據源。

研究方法科學計量可視化分析方法是將分析結果以圖表等直觀方式呈現的研究方法。如全國中文核心期刊《教育評論》發布的《我國中小學心理健康教育研究現狀的可視化分析》就運用了該方法。下面從文獻產出與分布、關鍵詞詞頻與共現、核心作者及作者合作和期刊來源4個維度，對課改以來生物概念教學研究現狀進行分析。在研究工具上，選用文獻計量統計軟件SATI3.2與社會網絡分析軟件UCINET6.0。

2 文獻產出與分布情況（圖1）

圖1表明：2001～2016年期間，生物概念教學相關文獻年度發表量總體呈逐年上升趨勢，2016年稍有下降。

相關研究可分為3個階段。第一階段為2001～2010年。該階段第八次課程改革才剛起步，文獻數年增長較緩慢。第二階段為2011～2015年。該階段論文數逐年激增，2015年時641篇最高峰。這表明，在2011年版的《義務教育生物學課程標準》中“倡導主動探究學習、凸顯重要概念傳遞”的指導下，生物概念教學的研究熱度迅速提高。第三階段，2016年全年。該階段論文數稍有下降，可能是由于新一代課程標準在征求意見中對概念教學提出了新的要求，2016年尚在摸索階段，相關的總結和提煉還比較少。

3 關鍵詞詞頻與共現分析

關鍵詞是能夠對一篇文獻高度歸納的焦點詞匯，關鍵詞共現是指兩個或多個關鍵詞同時呈現在某研究范疇的同一篇文獻中。對二者綜合分析，可以反應研究領域的焦點和核心。運用SATI3.2和UCINET6.0構建關鍵詞共現圖譜，圖譜中節點面積與關鍵詞共現頻次成正比（圖2）；再次以SATI3.2構建關鍵詞詞頻列表，得到排名前30的高頻關鍵詞表（表1）。

對生物概念教學領域關鍵詞共現及詞頻進行分析，結果顯示：① 在學段上，生物概念教學對高中內容的研究多于初中。這表明高中學段生物概念的深度、廣度及重要性普遍高于初中學段。② 在概念類型上，對生物核心概念關注度高于一般概念。在核心概念中對呼吸作用的研究明顯高于其他內容。對遺傳規律的研究關注度僅次于呼吸作用，該主題概念研究熱度由高到低依次為：減數分裂、染色體、自由組合定律、分離定律、生物進化、DNA和伴性遺傳。除此之外，神經調節、激素調節和生態系統也獲得了較多研究。可見，現行高中課標中深入理解生物學核心概念的要求，已在概念教學中得到重視。③ 在生物概念教學中，關于生物概念圖的研究成為熱點話題。進一步查找相關文獻可以發現，生物概念圖的研究主要是案例教學研究，生物概念圖作為教、學與評價的工具，在實踐中得到廣泛應用。④ 在生物概念教學中，除了秉承傳統對生物知識的關注之外，生物科學素養也形成一大焦點。在所搜集的文獻中，將“生物科學素養”作為主題詞再次精確搜索，共找到相關文獻378篇；2001～2007年處于起步階段，發文量達28篇；2008～2013年關注度不斷提高，發文量達188篇；2014～2016年基本保持持平狀態，發文量達162篇。該數據說明生物概念教學中對生物科學素養的關注度不斷提升，近幾年保持較高的關注狀態，反映出第八次課程改革“提高生物科學素養”這一課程理念在該領域得到廣泛重視。

4 核心作者及作者合作分析

一個領域核心作者是該領域發展的主要推動者，作者合作能有效加快科學發展。通過對文獻作者進行分析，可以了解該領域的核心作者及作者合作情況。

核心作者分析普賴斯定律是判斷一個領域內核心作者的經典方法。該定律指出：某一領域核心作者的發文量至少為：m=0.749（nmax）0.5，其中，nmax為該領域內發文量最多的那位作者的論文數。生物概念教學領域最高產作者為陳欣（發文量12篇），帶入公式得m=2.60（約為3篇），目前達到這一標準的有90位作者。在90位作者中，發文量達12篇的共1人，發文量達8篇的共3人，其余作者發文量為6篇及以下。其中發文量達8篇及以上的為福建教育學院理科研修部陳欣（發文量12篇，總被引數71次）、人民教育出版社生物室譚永平（發文量8篇，總被引數31次）、安徽省蕪湖市第十二中學吳志強（發文量8篇，總被引數0次）、西北師范大學生命科學學院龔大潔（發文量8篇，總被引數3次）。該定律進一步指出：核心作者論文產出總量占該領域論文產出總量的一半。生物概念教學領域核心作者總發文量達329篇，占該領域論文總數的9.1%，明顯低于50%。說明該領域核心作者明顯不足，尚未形成核心作者群。

作者合作整體網絡密度反映作者合作緊密程度，用密集系數C表示，C的數值在0～1之間，數值越大，密度越大。通過UCINET6.0軟件和SATI3.2軟件分析生成相應的C值和主要作者合作可視化圖譜（圖3）。密度分析顯示：該領域作者合作整體網絡密度C為0.000 5，合作密度相當小。

圖譜分析顯示：該領域作者主要為獨立研究，作者合作很少，合作規模大小主要為2或3個作者；作者合作發文次數很少，主要為3次以下。其中，陳欣和陳英水、車亮和趙廣宇主要研究生物學概念體系的構建；陳欣和劉恩山合作主要研究概念的探究教學；褚夫曄和張建偉主要關注考試與生物概念教學的聯系；張桂崇和張小平、顧煜文和朱玉芳主要關注生物概念圖方面。這說明該領域作者合作密度很小，合作團體偏小，研究范疇偏窄，該領域研究者有待進一步合作交流。

綜上表明，課改以來生物概念教學領域核心作者人數有待壯大，作者合作有待加強。

5 刊源分析

刊源分布是指搜集的文獻所發表的期刊來源分布情況。布拉德福定律指出，某一領域的論文在期刊中的分布呈現顯著的離散與集中狀態。通過SATI3.2統計分析發現，3 628篇論文共發表在近422種期刊上，約有187種期刊只發表了一篇相關論文，刊源分布十分廣泛而不均勻，呈現離散規律。該定律進一步指出，將論文數目分為大致相同的三個區，三個區的期刊數切合：核心區∶相關區∶離散區=1∶a∶a2（離散常數a>1）的比例關系。生物概念教學領域三個區的期刊數比例為7∶62∶142，與布拉德福定律并不切合，說明該領域的論文在期刊中集中分布并不明顯，還未出現核心期刊。為了了解該領域的主要期刊，圖4列出了前十名期刊的載文量。

生物概念教學研究領域中載文量前十的期刊發文總數達1 057篇，占總論文量的29.13%。其中，《中學生物教學》和《中學生物學》總發文量達550篇，占載文量前十刊物的52.03%。這些期刊反映了生物概念教學領域內的重要成果和研究方向，為生物概念教學領域的研究者和一線教師提供了重要參考資料。但是，相關期刊對生物概念教學的關注度仍亟待提高，以形成核心期刊和期刊核心區，從而對該領域進行更集中深入的研究。

6 小結

綜上所述，課改以來我國生物概念教學研究總體呈上升趨勢。該領域對高中學段關注度高于初中學段，對生物核心概念關注度高于一般概念，概念圖和生物科學素養成為該領域研究熱點；核心作者數量不足，尚未形成核心作者群，作者合作尚待加強；刊源分布廣泛不均勻，尚未出現核心期刊和期刊核心區，《中學生物教學》和《中學生物學》等教育類期刊是生物概念教學學習交流的重要平臺。新一輪課程改革注重核心素養，強調生物概念教學中的“大概念”，這將為生物概念教學領域的繁榮進步提供新的契機。

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