基于CiteSpace的高考化學研究述評

姚娟娟 王世存

摘要： 以《化學教育》《化學教學》刊載文獻為研究樣本，借助CiteSpace軟件對近二十年的高考化學研究開展可視化分析。結果發現，研究成果在兩期刊的刊載熱度近期有所降低;研究熱點涉及高考試題評析、高考試題命制、高考指導教學等方面;根據研究結果得出結論與展望。

關鍵詞： 高考化學; CiteSpace軟件; 可視化分析; 研究述評

文章編號： 10056629（2022）07006905

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

伴隨課程改革，高考逐漸從“知識立意”、“能力立意”向“素養立意”轉變。近年來，教育者關注高考的功能價值，相關研究成為化學教育研究的熱點之一。目前，有關高考化學的研究文獻較豐富，但對高考化學研究文獻的梳理與評述寥寥無幾。為明確近二十年高考化學研究的現狀、熱點等，本文基于文獻計量學，借助CiteSpace軟件開展系統梳理和分析。

1 研究數據來源與研究方法

在中國知網中，以“高考化學”“化學高考”“化學+高考”為主題檢索詞，時間范圍限定2001.1.1～2020.12.31，分別以《化學教育》《化學教學》期刊搜索文獻，共檢索到547條結果，刪除無效文獻（高職文章、會議通知等），剩余有效文獻428篇。選擇《化學教育》、《化學教學》刊載文獻作為樣本的原因在于，二者是化學教育類核心期刊，匯集了化學教育領域的大量優秀研究成果，研究成果具有代表性和公信度。

借助CiteSpace軟件，對428篇文獻進行關鍵詞分析。在操作時，合并處理相近關鍵詞，比如將“中學化學教學”“化學教學”合并為“化學教學”，以此得到更準確的圖譜，進而結合文獻研究法概述研究熱點等。

2 研究結果分析

2.1 年度發文量統計

高考化學研究的的年度發文量如圖1所示。分析可知，文獻刊載整體表現為“上升期—下降期”兩階段。

2001～2008年間，年發文量由22篇增加到40篇。2004年，教育部將“統一考試、分省命題”的舉措增加到11個省市;2005年，北京和上海試行高考自主命題;2006年，山東、江蘇、廣東等省推出高考改革方案，并于2007、 2008年實行，具體分析2008年文獻，發現有不少與課改實驗區高考化學相關的研究，可認為高考政策改革是該階段研究出現熱潮的重要原因。

2008～2020年間，年發文量有所減少，從40篇下降到17篇，說明兩期刊發表高考化學有關話題的熱度有所回落。當下正值高考改革的關鍵時期，據此推測，今后有關研究成果將會出現回升。

2.2 關鍵詞分析

借助CiteSpace軟件，得到關鍵詞共現和聚類圖譜，如圖2所示。圖譜中節點表征關鍵詞出現頻次，節點越大，說明關鍵詞出現次數越多，研究越豐富。

節點數為741，節點間連線為2194，連線較緊密。高考化學試題、高考化學、化學教學、實驗試題、化學用語、有機化學、試題分析、高考復習等節點較大，說明以上關鍵詞在樣本中出現頻次較高。統計高頻關鍵詞可知（見表1），近20年，多數高頻關鍵詞初次出現在2010年以前，占有18個。2010年后只有2個，即課程標準、核心素養，側面說明雖每年仍有不少高考化學的研究，但研究趨向常態化，缺乏能夠在該領域產生引領效果的創新研究成果。

通過關鍵詞聚類，可推斷研究主題。通常聚類序號越小，聚類包含的關鍵詞越多，聚類越重要，越能在研究主題確定上具有凸顯性和代表性。需注意的是： 聚類分析前需評估聚類效果，關鍵詞聚類圖譜中的Q值（聚類模塊性指數）和S值（聚類輪廓性指數）可說明整體聚類效果。圖2顯示Q=0.68， S=0.8853，說明總體聚類結構顯著。

聚類共有11個，具體如表2所示。此外，借助軟件進行對數似然率（LLR）算法統計，該算法可提取聚類包含的關鍵詞，LLR越大的關鍵詞對聚類貢獻度越大。各聚類的輪廓值S均大于0.7，說明各聚類也是可信的。從節點數量看，高考化學試題是最多的聚類標簽，數量為82，說明該聚類囊括較廣的研究內容，在整個領域中最為豐富;從輪廓值看，備考策略最大，輪廓值為0.955，說明該聚類中關鍵詞間的聯系最緊密，查看該聚類關鍵詞和文獻，發現有較明確的指向性，關鍵詞大多圍繞高考備考、復習策略、解題策略、有效復習等，內在一致性較強。

2.3 高考化學研究主題分析

在概括研究主題時將聚類結果作為重要參考，并結合對具體文獻的閱讀來完成。據圖2和表2，并查閱文獻，將近20年高考化學研究概括為以下3個主題。

2.3.1 高考試題評析

該主題依據的聚類標簽有#0、 #2、 #3、 #4、 #5、 #7、 #9、 #10，所連接的聚類標簽較多，說明其研究的廣泛性和全面性。進行試題評析，能外顯試題特點，展現試題對知識、能力和素養的考查狀況。結合文獻，該主題涉及試題分析、試題比較、試題與課程標準一致性研究，研究方法主要是內容分析法，整體上從多角度定性評析試題或評價具體題目，也傾向運用工具將試題中非量化信息定量化，直觀呈現試題某些特征，進而得到相關結論。

在試題分析中，包括試題特點分析、試題商榷與討論。近年來，試題分析研究多以核心素養為基礎，“科學探究與創新意識”與“證據推理與模型認知”是被研究較多的，這也可從聚類#9、#10獲得[1，2]。對于試題特點分析，從題型來看，包括客觀題與主觀題的特色分析，客觀題具有知識考查全面、強調細節等特點，主觀題具有課改特征明顯、創新角度多樣等特點[3];從內容來看，研究涵蓋物質的量、實驗探究、工業流程、有機化學等[4～6]，從聚類#3、#9、#4、#5判斷出，試題評析涉及內容類型較全面，包括概念原理、元素化合物、實驗等;從學科價值培養看，涉及化學史、STS、傳統文化等研究[7]，整體強調情意類素材的應用，要挖掘素材考查功能，要凸顯價值觀念。關于試題商榷與討論，研究點包括從試題科學性、教材匹配度、教師教學、學生角度對試題進行探討并提出改進方法，基于此提出要把握學科銜接、關注學科融合、注意契合教材、降低教學誤導等建議[8]。總的說來，從學生角度開展的試題分析不夠豐富，需要加強。

在試題比較層面，包括國內不同地區、不同年份及國內外不同國家試題的對比。有研究對不同試題中“化學反應原理”的考查展開了對比評價，發現其在試題中的占比較大、信息呈現多元化（涉及文字表述、化學用語、數據、關系曲線等）[9]。不同國別試題的對比聚焦在中國與美國、中國與澳大利亞，與其他國家的對比研究較少，主要結論是美國試題內容更深廣、考試時間更長、題量更多、理論性更強，我國試題則凸顯情境性和真實性。澳大利亞與我國均注重運用圖表呈現試題信息;澳大利亞對能量知識的考查比重較高;兩國對學生能力層級考查相近[10]。

在一致性研究方面，運用的理論框架主要涉及韋伯、SEC、 Achieve一致性分析模型，借助框架測評試題與課程標準的一致性，研究成果集中在2011～2016年，其正對應了高頻關鍵詞“課程標準”的初現年份。但近幾年相關成果有所減少，原因可能是該類研究在測量工具選擇上具有局限性，可借助的工具相對穩定單一，研究思路和研究方法缺少創新性，研究成果不夠新穎。

關于試題評析，研究范圍廣，內容多，是該領域研究的重要組成部分，但仍有可完善的地方。比如今后可增加基于學生維度的試題評價，提高學生培養與高考評價的聯系。其次，選擇一致性分析框架且使研究出現革新的工具存在困難，測量工具需進行嚴謹開發與設計，尤其是考查水平的一致性，創造性地構建試題與課程標準一致性分析工具，并開展應用研究是今后的研究思路。

2.3.2 高考試題命制

從聚類標簽#2、 #4、 #5、 #8、 #9、 #10可概括出該研究主題。試題命制是高考化學研究的重要議題，其對提升高考化學試題命制質量具有重要價值。

試題命制理念經歷了“雙基”“三維目標”“核心素養”的演進，命題立意由知識立意向素養立意逐漸過渡。2003年，教育部印發的課程標準實驗稿提倡“三維目標”，指導了十余年的高考化學試題命制;2019年，教育部考試中心發布《中國高考評價體系》，該體系將實現高考從“知識、能力考查”評價向“價值引領、素養導向、能力為重、知識為基”多維評價轉變。

基于該體系，有研究構建了“宏觀辨識與微觀探析”素養的評價指標和測試路徑，為其在高考化學試題中的呈現提供了操作性建議，即以核心價值引領的情境為載體，以“宏觀變化、微觀結構、符號表征”知識為支撐，通過特定情境中的物質結構及變化問題，評估學生運用知識解決問題的關鍵能力水平，這也成為研究其他素養試題命制的重要參考[11];另有研究基于學科核心素養，探討工藝流程與核心素養的關系，并指出高考工藝流程題的命制模型應包括預處理、物質轉化與分離、目標產品生成3個階段[12]。多年來，試題命制從提倡滲透三維目標，加強對技能和知識運用能力的考核演變到要把握素養、情境、問題、知識在試題中的關聯性，突出對學科核心素養的考核，這一變化說明命題理念與社會要求、時代發展背景具有突出的同步性。

另外，命制策略也有部分研究成果，比如有研究對高考實驗試題的難度控制進行實測研究，驗證命制方法的可行性，并根據研究結果提出命制思路，即界定實驗能力層級中識記、獲取信息和辨認、類比和理解、分析處理、總結歸納、反思評價、實驗設計的內涵，調整各能力層級對應試題的權重和分布，實現試題難度的控制[13]。但整體而言，研究試題難度命制的內容較少，今后可進行更全面和深入的探索。

在試題選擇與組織方面，有研究結合具體試題指出試題情境的選擇可來自于社會生活、學科知識、化學實驗、模型與數據圖表，并提出在組織情境素材時要合理、真實等[14]。從命制理念、命制策略到試題選擇與組織是對試題命制不同層面的研究，以上3類內容體現了從整體到具體、從上位到下位的研究層次，對試題命制具有不同的指導意義。

總的來說，兩期刊刊載的高考化學試題命制研究內容緊跟課程改革步伐，符合課程改革理念與目標，但在現今課程改革關鍵時期，試題命制研究成果尚有欠缺。根據《中國高考評價體系》細化化學學科高考試題命制路徑應是研究重點，其研究成果可給予試題命制統領性指引;另外，如何整體考慮題型設計、情境選取、難度控制;如何在課程改革下開展不同內容（如元素化合物、化學反應原理、實驗探究等）試題的命制思路與建議研究等應成為重點討論內容，其對推動高考及教學改革大有裨益。

2.3.3 高考指導教學

該研究主題的依據為聚類#1、 #2、 #4、 #5、 #6、 #7。一直以來，高考對教育教學有深遠影響，也有重要導向作用。結合文獻，可將該主題劃分為高考對教學模式變革的影響研究、高考對課堂教學的導向研究及針對高考的復習備考研究等。

2001年，教育部開始推行高考“3+X”模式，接下來的幾年關于教學模式改革的研究有所增加;2014年國務院印發《關于深化考試招生制度改革的實施意見》，意味著全國各省份將先后推行“3+1+2”高考模式，在此政策下，有關教學模式變革的研究從2016年再次增加。

比如有研究對新高考選課走班下的教學模式進行現狀分析，并提出改變教學組織形式、重組融合教學內容、選擇多元互補教學手段、更新發展教學觀念等教學模式改革建議[15]，這對新高考教學模式變革具有推進作用。

在課堂教學方面，有研究通過分析試題特點，提出教學中應注重基礎性、時代性和實用性;教學內容要關注社會生活實際、要融合科技發展成果等[16]。另有研究借助測量工具從課堂參與、任務取向、教師支持、課堂氛圍、物理環境維度調查研究新高考課堂教學環境的變化及原因分析，發現選課走班下學生的課堂參與度、學習任務重視度、課堂氛圍感均出現明顯下降[17]。

對于復習備考，包括專題復習指導案例（化學方程式、工業流程、化學反應原理、實驗探究、有機化學等）及復習模式研究。從教材內容、教師教學、學生學習出發展開研究。如有研究針對學生在高考復習中的化學觀念理解不深刻、思維建模不足、探究意識薄弱、定量思想欠缺等問題，提出要進行深度復習，并基于以上4個問題闡述了復習案例[18]。

整體看來，該主題雖有相關研究，但研究內容仍需完善。特別是在新高考模式下，開展有效的化學教學需進行的改革與實踐仍在摸索中，這方面內容需進一步充實和深化。而對應高考的復習教學研究大多以經驗總結為主，輔以教學設計案例，缺少實證研究，基本是提出理論見解，其操作性及效果都需深入探討，基于此，可深入開展高考復習備考策略的實證研究，證明策略的可行性及實用性，并可根據研究結果及時調整復習策略，提升復習效果。

3 結論與展望

3.1 研究結論

3.1.1 強調試題研究，關注化學教學

從研究內容來看，近20年高考化學研究成果豐富、研究成果常態化、研究視角多樣，主要圍繞試題評析、試題命制、化學教學3個方面開展，體現了高考與教學不可分割的關系，反映了研究者重視試題質量，同時關注考試評價對教學的引導作用。

3.1.2 凸顯靜態研究，缺少動態研究

從研究方法來看，研究成果以靜態研究為主，欠缺動態研究，主要是從內容分析角度評價試題如何、從政策導向角度研究如何命制試題、從理論角度闡述如何備戰高考等，缺少緊密結合化學教學實際開展動態研究，導致部分研究結果的實踐性不足。

3.2 研究展望

3.2.1 拓展研究思路，提高研究創新性

近20年，研究集中對單一試題的評介，缺少評介不同試題的異同點。因此，建議多進行不同年份間高考化學試題研究，明確高考試題變化及變化是否符合高考改革方向，從而助力高考改革。此外，可對試題與課程標準一致性測評工具進行優化或重新開發，創新評價工具，使工具更符合新課程新高考且能分析出凸顯特色和價值的結論。

3.2.2 整合研究方法，強化研究實踐性

在試題命制和引導教學的研究成果中，缺乏將研究成果應用于試題測評或教學中的實證研究。因此，需綜合運用理論研究與實踐研究等方法，對高考評價體系下高考試題命制思路進行分層細化及實踐測評;也可結合教學實際對具體內容在試題中的呈現進行針對性研究;同時，在復習備考研究中，需增加實證測評研究內容，將提出的理論復習備考策略應用于實際教學中，以此評價備考方法的科學性和實用性。

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