基于“Citespace”的中學(xué)生物學(xué)實驗教學(xué)研究現(xiàn)狀分析

唐金鳳

(上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 200234)

近年來，在新課程理念的驅(qū)動下，中學(xué)生物實驗教學(xué)領(lǐng)域的研究是多方向、多層次、多維度的，相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量也是巨大的，對中學(xué)一線教師以及部分研究者而言，該領(lǐng)域的研究重點、熱點、前沿發(fā)展趨勢是比較模糊的。本研究主要是通過對中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫2001—2016年以中學(xué)生物學(xué)實驗教學(xué)為主題的論文題錄信息進(jìn)行統(tǒng)計與可視化分析，揭示中學(xué)生物實驗教學(xué)的研究現(xiàn)狀以及研究趨勢，為廣大生物教師和研究學(xué)者提供參考。

1 研究內(nèi)容與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 本研究以中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫核心數(shù)據(jù)庫為文獻(xiàn)來源，主題檢索條件為“中學(xué)生物實驗教學(xué)”或“中學(xué)生命科學(xué)實驗教學(xué)”，限定時間為2001—2016年，總文獻(xiàn)量合計2999條檢索結(jié)果，經(jīng)去重、關(guān)鍵詞規(guī)范、刪除無關(guān)文獻(xiàn)等篩選處理，最終以其中1575條為本研究的數(shù)據(jù)來源。

1.2 研究工具選擇 采用由陳超美教授開發(fā)的Citespace知識可視化軟件，它能將某一知識領(lǐng)域的演進(jìn)歷程集中于一幅引文網(wǎng)絡(luò)圖譜中，并由共引聚類和引文節(jié)點文獻(xiàn)以及關(guān)鍵詞聚類、突變詞探測等方式表征出該領(lǐng)域的研究熱點和研究趨勢。除此之外，該軟件還能進(jìn)行多種分析：關(guān)鍵詞共現(xiàn)、作者合作、作者共被引、機構(gòu)合作、文獻(xiàn)共被引等[1]。

1.3 研究內(nèi)容及方法 本文從量化的角度，借助于信息可視化軟件Citespace，對論文基本特征、研究熱點、研究前沿進(jìn)行分析，繪制中學(xué)生物實驗教學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)相關(guān)的科學(xué)知識圖譜，揭示中學(xué)生物實驗教學(xué)研究的發(fā)展規(guī)律。

2 研究結(jié)果

2.1 年度收錄文獻(xiàn)量分析 如圖1所示，自2001年起，以“中學(xué)生物實驗教學(xué)、中學(xué)生命科學(xué)實驗教學(xué)”為主題的文獻(xiàn)收錄量呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢，雖然在近幾年有輕微的波動，但近年的年收錄量依然可觀。由此可以看出，在課程改革的推動下，中學(xué)生物實驗教學(xué)越來越被重視，已經(jīng)成為教育研究領(lǐng)域的重要組成部分。

圖1 2001—2016年收錄文獻(xiàn)量統(tǒng)計

2.2 發(fā)文機構(gòu)分析 通過對發(fā)文機構(gòu)進(jìn)行分析，繪制出發(fā)文量靠前的一些機構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖譜(圖略)。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)：①高校發(fā)文量所占比重較高，而中學(xué)發(fā)文量較低。在各大高校中，華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、華中師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院和廣西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院發(fā)文量較多。各大高校是學(xué)術(shù)研究的主力軍，但在教學(xué)領(lǐng)域，一線教師的研究成果也尤為重要。湖南省武岡市第一中學(xué)是發(fā)文量最多的中學(xué)(主要研究實驗教學(xué)課程資源的優(yōu)化)，湖南省長沙市市一中(主要研究實驗教學(xué)在考試評價中的現(xiàn)狀)和江蘇省揚中高級中學(xué)(主要研究實驗教學(xué)策略)次之。②機構(gòu)之間的合作情況不明顯。首先，發(fā)文量較高的高校之間的合作不明顯。為了在實驗教學(xué)領(lǐng)域能有更大的突破，高校之間應(yīng)更加緊密的合作，及時溝通，拓展研究新思路；其次，高校與中學(xué)之間缺乏聯(lián)系。中學(xué)課堂是踐行實驗教學(xué)的主要場所，在中學(xué)反映出的實驗教學(xué)問題才具有更高的實踐性。高校的研究歸根到底是為了解決中學(xué)所反應(yīng)的問題。所以高校與中學(xué)之間應(yīng)保持緊密的聯(lián)系，相互合作。

2.3 中學(xué)生物實驗教學(xué)研究熱點 繪制知識圖譜的具體操作過程：①轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)文獻(xiàn)的格式。首先，將從中國知網(wǎng)獲取的最終數(shù)據(jù)文獻(xiàn)導(dǎo)出為Refworks格式，然后將Refworks格式文件轉(zhuǎn)換為該軟件可處理的格式。②設(shè)定參數(shù)。間跨度(time slicing)設(shè)置為2001年至2016年；時間分區(qū)(years per slice)設(shè)置為2年；節(jié)點類型(nodetypes)設(shè)為關(guān)鍵詞(keyword)；閾值(c,cc,ccv)分別設(shè)為(3,3,20)、(3,3,20)、(3,3,20)。③生成關(guān)鍵詞共引知識圖譜(圖2)。

關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析是對一個學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域較長時域內(nèi)的大量學(xué)術(shù)研究成果的關(guān)鍵詞進(jìn)行合計分析的一種技術(shù)，可以揭示此領(lǐng)域研究成果的總體內(nèi)容特征、研究內(nèi)容之間的內(nèi)在聯(lián)系、學(xué)術(shù)研究熱點等。中介中心度(中心性)可以量化某節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中重要性的概念，其值與其在網(wǎng)絡(luò)中的重要性成正比，其值越高，說明點在網(wǎng)絡(luò)中的重要性越高，與其他關(guān)鍵詞同時出現(xiàn)的幾率越高，反之越低[2]。關(guān)鍵詞的頻度和中心性均能體現(xiàn)該領(lǐng)域的演進(jìn)歷程和研究熱點。

圖2 關(guān)鍵詞共引知識圖譜

圖2中每個圓形節(jié)點代表一個關(guān)鍵詞，節(jié)點環(huán)的大小表示頻次高低，且兩者成正比關(guān)系。高頻關(guān)鍵詞與其他節(jié)點之間也聯(lián)系緊密；圓形節(jié)點外部的深色光圈表示該節(jié)點具有較高的中心性，即該節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中較重要。引文年環(huán)代表這篇文章的引文歷史，不同的顏色代表各自相應(yīng)的引文時間;每圈年輪的厚度與對應(yīng)時間分區(qū)內(nèi)引文的數(shù)量成比例。

表1 中學(xué)生物實驗教學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)共引關(guān)鍵詞

通過關(guān)鍵詞頻度和中心性的分析，并去除“中學(xué)生物實驗教學(xué)”等相關(guān)意義主題詞，制作出高頻關(guān)鍵詞(頻次高于30次)三線表，如表1。通過對歷年高被引文獻(xiàn)的研讀，結(jié)合表1可看出，從2001年新課改以來，我國在中學(xué)生物實驗教學(xué)領(lǐng)域的研究熱點有以下幾個方面：

2.3.1 對中學(xué)生物學(xué)教材及課程標(biāo)準(zhǔn)及其相關(guān)內(nèi)容的研究 其中包括生物學(xué)知識、教材、課程標(biāo)準(zhǔn)、新課程等內(nèi)容的研究。自2001年我國頒布《義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》以來，全國各地的生物選修、必修教材發(fā)生了重大改變，相應(yīng)地，基于中學(xué)生物實驗教學(xué)的生物課程標(biāo)準(zhǔn)和教材的研究也越來越多。

2.3.2 對生物學(xué)教師和學(xué)生能力的研究 對生物學(xué)教師的研究主要集中于對實驗教學(xué)能力提升的研究，主要集中于高校師范生的在校教育和教育部門對在職教師的培訓(xùn)；對學(xué)生的研究主要集中于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

2.3.3 對教學(xué)效果的研究 教學(xué)效果出現(xiàn)的頻次較高，這也是教育者和研究者們最為關(guān)注的。為提高教學(xué)效果，研究的主要方向集中于對探究性實驗、教學(xué)策略和課外實驗的研究。生物課程改革是全國第八次課程改革的重要組成部分，生物學(xué)教學(xué)的核心從“雙基”導(dǎo)向轉(zhuǎn)向“生物科學(xué)素養(yǎng)”導(dǎo)向，生物學(xué)教學(xué)也逐漸開始向探究性教學(xué)過渡。教學(xué)策略的正確應(yīng)用，探究性實驗和課外實驗的有效開展都與這一趨勢一致。

2.4 中學(xué)生物實驗教學(xué)研究前沿 通過對關(guān)鍵詞突變的年份以及強度的分析(圖3)，可以看出，自2001年第八次課程改革以來，中學(xué)生物實驗教學(xué)研究領(lǐng)域重視素質(zhì)教育和創(chuàng)造性思維。近幾年的關(guān)鍵詞集中于農(nóng)村中學(xué)、探究性教學(xué)、師范生。

2.4.1 農(nóng)村中學(xué)生物實驗教學(xué)現(xiàn)狀 由圖3可以看出，2011年至2013年，農(nóng)村中學(xué)是突變關(guān)鍵詞，表示農(nóng)村中學(xué)的實驗教學(xué)現(xiàn)狀研究是當(dāng)時的前沿和熱點領(lǐng)域。通過對2011至2013年間發(fā)表的有關(guān)農(nóng)村中學(xué)生物的實驗教學(xué)現(xiàn)狀的論文的研讀，筆者總結(jié)了研究的幾個熱點問題：①多數(shù)研究者、專家以及教育工作者研究的首要問題是中學(xué)生物課程不受重視；②其次，教師資源配置不合理、教師實驗技能等專業(yè)素養(yǎng)不夠高等問題；③農(nóng)村中學(xué)生物實驗教學(xué)的教育資源不足的問題；④中學(xué)生物實驗教學(xué)的課堂教學(xué)過程中的突出問題；⑤教學(xué)評價體系、評價方式等問題。

圖3 2001—2016年關(guān)鍵詞突變知識圖譜

2.4.2 探究性教學(xué) 從文獻(xiàn)發(fā)表時間看，探究性實驗教學(xué)自2001年課程改革以來就已經(jīng)進(jìn)入了研究領(lǐng)域，經(jīng)圖3關(guān)鍵詞突變分析發(fā)現(xiàn)，探究性實驗教學(xué)至2012年才成為近年來的研究熱點且其發(fā)文量呈上升趨勢。分析近幾年的高被引文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)，研究者的研究主題主要集中對探究性實驗的教學(xué)設(shè)計、教學(xué)策略和探究性實驗教學(xué)的意義的研究。

2.4.3 生物學(xué)教師實驗教學(xué)能力的培養(yǎng) 從突變情況可以看出，生物學(xué)教師為近年的主要研究對象之一，其中師范生的教育問題更為突出。經(jīng)分析高被引文獻(xiàn)，筆者發(fā)現(xiàn)這一領(lǐng)域的研究問題包括以下幾點：①師范生在高校的實驗教學(xué)課程中表現(xiàn)出的不良問題；②培育和提高師范生實驗教學(xué)技能的策略；③新入職教師的職前職后的一體化培訓(xùn)問題；④在職教師的生物實驗技能培訓(xùn)和專業(yè)素養(yǎng)的提高等問題。

3 結(jié)論

經(jīng)分析，目前中學(xué)生物學(xué)實驗教學(xué)的研究熱度逐步上升，研究的主要問題集中在實驗教學(xué)中起引導(dǎo)作用的教材、課標(biāo)以及新課改等內(nèi)容，能提高實驗教學(xué)效果的教學(xué)策略和教學(xué)設(shè)計，以及對生物學(xué)教師的實驗教學(xué)能力和學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)的研究。通過對研究前沿的分析，筆者建議，在未來的一段時間，面對教育資源分布不均等問題，研究者仍需要繼續(xù)關(guān)注如何改善農(nóng)村中學(xué)生物實驗教學(xué)、如何更有效地優(yōu)化生物學(xué)教師資源、提高生物學(xué)教師實驗教學(xué)能力。并且，從各研究機構(gòu)的發(fā)文量和合作情況可以看出，為了全國范圍內(nèi)中學(xué)生物實驗教學(xué)能共同進(jìn)步，各機構(gòu)應(yīng)開展更廣泛的合作。