素養視角下的中學化學教學熱點和發展趨勢研究

盧雨辰

摘要：運用文獻計量學的方法，以中國知網期刊數據庫中關于中學化學素養主題的文獻為數據源，借助CiteSpace軟件繪制關鍵詞共現知識圖譜和研究前沿時序圖譜進行可視化分析，對中學化學素養研究的研究演進、熱點和趨勢進行分析總結，以期為“素養為本”導向下的中學化學教學提供參考。

關鍵詞：素養;化學教學;知識圖譜;CiteSpace

文章編號：1008-0546（ 2019）09-0002-04

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.09.001

自21世紀以來，素養的研究已經成為世界范圍教育領域內的熱點。聯合國教育科學及文化組織、經濟合作與發展組織、美日歐等國家和地區均提出了核心素養概念及相應主張回答學生能夠勝任21世紀發展所需的必備能力。培養適應社會的飛速發展的學生必然離不開化學素養的提升與能力的強化。

回顧上一輪課改，2003年版普通高中化學課程標準“以進一步提高學生的科學素養為宗旨”[1]，通過三維目標的體系，以期實現學生綜合素質能力的提高。在實踐的過程中，促進了以學生發展為本的課程理念的深入，讓科學探究理念進入教學課堂一線，加深了對化學學科的認識，但也不可避免地帶來了一些新問題，如課程結構層次的模糊、實驗教學被輕視與弱化、多元評價流于形式。為了進一步提高育人水平，2014年教育部文件《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》（以下簡稱“意見”）把研制學生發展核心素養體系作為深化課程改革的重大舉措[2]。2016年9月公布的“中國學生發展核心素養”提出要發展學生三大方面的六大素養，對黨的教育方針進一步具體化、細化[3]。基于此，2017年版普通高中化學課程標準提出了化學學科核心素養，搭建了課程與核心素養之間的內在聯系[4]。

那么，應該如何基于化學學科核心素養對課程教學進行合理設計？如何以“素養為本”進行評價促進學習方式的轉變？這些無疑成為中學化學教學領域面臨的非常富有挑戰性的課題。筆者試圖通過基于近年來有關化學素養研究的已有成果，采用量化分析的方法，對素養視角下的中學化學教學的研究演進、熱點和趨勢進行分析總結與思考。

一、研究方法和數據來源

1.研究工具和方法

以CiteSpace軟件作為研究工具，繪制關鍵詞共現分析圖譜、關鍵詞遷移時序圖譜進行可視化分析，研究領域內的研究演進、前沿熱點[5]。

2.數據來源及處理

以知網期刊文獻為數據源，利用高級檢索功能以“化學”“素養”為主題，并排除“高等”“大學”“高職”等關鍵詞，檢索期限為1999-2019年，檢索的截止時間為2019年1月25日，經過篩選并剔除非學術類文獻文章得到2150篇中文文獻，確定為最終調查分析源數據，對內涵相近的關鍵詞統一化處理后導入CiteSpace軟件。

二、數據結果與分析

1.從關鍵詞共現的角度分析研究熱點

關鍵詞是對一篇文章主題的概括與凝練，體現著文獻的核心與精髓，可以作為研究的重要指標。當多篇文獻的關鍵詞具有一定程度相似性時，這些文獻的研究領域、研究范式或多或少在一定程度上具有相關性。在CiteSpace軟件中，以關鍵詞作為節點類型，時間分區為1年，閾值為Top 50，采用Pathfinder算法，對2150篇文獻分析得到關鍵詞共現圖譜如圖l所示。

關鍵詞頻次的多少直接反映了研究熱點的總體概況，關鍵詞節點的大小代表詞頻的多少，節點越大，詞頻越高，說明受到關注越多。一般而言，頻次較高的關鍵詞都是眾多研究者關注的研究熱點。素養視角下中學化學教學研究高頻關鍵詞包括：科學素養、核心素養、化學教學、學科核心素養、實驗教學、探究性實驗、科學探究等。不難發現，學者們針對化學素養的研究較為關注化學實驗、科學探究、化學知識等領域，這也與化學課程教育目標有著密切的聯系。

綜合對關鍵詞的詞頻和相關文獻的分析，可以列出幾個有代表性的熱點：科學素養、核心素養、化學教學、化學實驗。這些關鍵詞熱點的頻次與時間關系如圖2所示，可以大體分為兩類。第一類是持續型熱點，包括科學素養和化學實驗。科學素養的頻次為479次，呈現出一種穩健增長的態勢。化學作為一門基礎科學，能發揮提升學生科學素養的作用，學科研究必然站在科學素養的角度指導課程的組織、教學的設計和評價的導向。在科技飛速發展、創新蓬勃涌現的當下，科學素養成為人必須具備的素養，“中國學生發展核心素養”也要求發展學生科學精神、實踐創新素養。因此，如何依托化學知識與理論，利用化學學科前沿的新突破、新進展、新發現提升學生科學素養，仍需要我們關注。化學實驗的頻次為155次，2000-2014年間呈現平穩發展趨勢，2015-2017年間呈現增長趨勢。化學是以實驗為基礎的學科，開展化學實驗教學可以從不同角度、不同維度去正確認識物質組成與變化，更能激發學生的學習興趣。此外，用好探究性實驗給予學生思考問題的空間，能更大程度促進學生自主學習與探索，發展學生演繹推理、系統假設等思維能力。

第二類是增強型熱點，包括核心素養與化學教學。核心素養的頻次為469次，呈現急劇增長趨勢。自從“意見”中將核心素養提升到了重要地位，學科教育就從三維目標的“能力為本”逐步轉變為核心素養的“素養為本”。學科核心素養的培育依托于學生建構和獲得的化學知識本身，教學才是最佳的出發點與落腳點。與之對應的關鍵詞“化學教學”頻次的迅速增強，某種程度上也是關于學科核心素養的研究增多的反映。

2.從聚類圖譜的角度分析研究類型

聚類分析是通過分析關鍵詞的相似程度，并利用CiteSpace繪制了關鍵詞聚類知識圖譜（圖3），得到8個聚類。

聚類#0“核心素養”為最大的聚類，包括“化學素養”“科學素養”“人文精神”等。研究者們圍繞素養這一核心聚焦于中學化學的課程、教學、評價開展研究。這里的核心素養不僅包括“中國學生發展核心素養”，也包括此前學者從不同視角對中學化學教學中應培育的核心素養所做的探索性研究，如從化學教育的角度研究如何在課程中實施素質教育，提升科學素養[6]。

聚類#1“實驗教學”包含“實驗創新”“數字化實驗”等。實驗能夠增強學生對化學的感性認識，也能夠有效提高化學教學質量水平[7]。在這個聚類中，研究者對發展素養的化學實驗教學進行了不同角度的實踐與思考，如建構問題解決的思維模型，喚醒學生的創新意識[8]。

聚類#2“科學探究”包含“探究性實驗”“自主探究”“情境體驗”等。科學探究能力，是課程標準的要求，也是為了更好地適應科技飛速發展的時代所必需的技能。研究探索更多聚焦于如何在化學教學實踐中培養學生的科學探究能力[9]。

聚類#3“教學建議”包含“教學實施”“教學設計”等。研究以化學知識、化學原理為載體，在實施中學化學教學的過程中，強調學科本質與思想方法，關注素養與知識的融合，發展化學學科能力[10]。

聚類#4“思維模型”包含“模型認知”“證據推理”等。模型與建模是學習中不可或缺的認知與能力，創建能夠解釋現象變化的模型也是從事科學活動的必備能力[11]。通過建立模型，可以將研究的實體或過程抽象化，解釋化學現象和揭示現象的規律。

聚類#5“高考”包含“命題策略”“命題特點”“高考改革”“試題”“復習策略”等。高考是教育的“指揮棒”，領域聚焦于研究考試命題的策略、內容改革、綜合能力考查和多元能力考查思路，并在試題中探索、滲透學科素養考核[12]。

聚類#6“新課程”包含“三維目標”“課程標準”“課程改革”等。研究者圍繞新課程改革，探討化學課堂教學問題情境設計的多種方法，強調提高學生科學素養，發展教學設計，轉變教學范式，引導學生學習方式的轉變[13]。

聚類#7“學科核心素養”包含“培養策略”“構成體系”“核心能力”“學業要求”等。學科核心素養是當下最受關注的熱點，學者們越來越多地從培養策略、構成體系等多層次、多角度開展研究，探討化學核心素養的構成體系與培養策略[14]，從化學的學科價值、育人價值等角度分析建構化學學科核心素養的途徑[15]，以及如何實現“教、學、評”的一體化[16]。

3.從時序圖譜的角度分析研究演進

為了進一步分析素養視角下中學化學教學研究的演進歷程，采用CiteSpace繪制了關鍵詞時序圖譜（圖4）。在時序圖譜中，所有節點被定位于橫軸為時間的二維坐標中，按照關鍵詞首次出現的時間，不同的節點被放置在相應的時區內。

在素養研究演進的過程中，起初聚焦于化學教學過程中的科學素養培養;2003版課標頒布后.更多地從課標的角度解讀、分析提升素養的方式方法;隨著課改的進一步深入，研究者們致力于基于素養的理念構建與實踐教學設計、教學策略和課堂教學，提升學生基礎知識和基礎能力，培養學生的綜合素質;2014年核心素養理念的提出，使學者研究核心素養的熱情與積極性達到了頂峰，研究聚焦于化學學科核心素養與深化課程改革，與課堂教學實踐活動，與學生綜合素質的評價轉型相結合[17]。

三、結論與建議

縱觀這二十年素養視角下中學化學教學的研究演進與熱點，能對今后開展“素養為本”的化學學科核心素養研究提供一定的參考。

第一，通過對關鍵詞熱點與研究類型的分析發現：研究內容覆蓋面廣，研究熱點涉及科學素養、核心素養、實驗教學、科學探究、教學建議、新課程等領域。但無論是“科學素養”的研究，還是“核心素養”的研究，二者所秉持的理念都可歸于“素養”。但前者通過化學課程培養學生的科學探究能力和素養，后者轉變為用化學學科的科學觀念、思維、實踐發展化學學科核心素養，研究的視角從“科學”轉變為“學科”。盡管視角發生轉變，但要讓核心素養在中學化學中落地，就要重視理論與實證的結合，更要注重學科核心素養的引領，基于化學學科核心素養的視角有效進行化學課堂教學設計。

第二，通過對研究演進時序圖的分析可見，從科學素養到化學學科核心素養是課程改革深入的必然產物。早期研究關注科學素養、化學教學等，中期關注教學設計、教學策略等對素養的提升作用，后期則關注核心素養和對學科核心素養的挖掘。研究內容涵蓋了中學化學教學的多個分支領域，研究對象包括化學課程、教學設計、教師發展、教材研究等，研究視角從理論到實踐，研究方法從定性到定量。可以看出，研究經歷了理論技術層面及教學實踐層面等多維度、多層面的發展過程。

第三，可以預見，未來開展“素養為本”的中學化學教學研究，于課堂教學而言，既是挑戰，更是機遇;于綜合素質評價而言，既是難點所在，更是必然要求;于化學學科建設而言，既是動員令，更是施工圖。必然要將核心素養與教育教學實踐結合，落實“教、學、評”一體化的要求，才能促進學習方式的轉變，使學生的學科素養得到發展。

參考文獻

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