基于高被引文獻的近十年中學化學教育研究熱點分布及演進分析

王煥宇 鄭柳萍

摘要：對高被引文獻進行界定和篩選，以中國知網數據庫2011-2020年中學化學教育研究領域內的高被引文獻為研究對象，基于Citespace可視化知識圖譜和量化數據分析，發現高被引文獻較多關注化學學習、教師教學策略、化學實驗創新及課標與教材、試題命制與評價等領域;通過對關鍵詞突現情況和出現率的整合，發現核心素養、深度學習等是近年來持續發展的活躍熱點，從素養角度詮釋教材編寫理念，對新教材的解讀、對比和使用的研究是周期型研究熱點，而針對“證據推理和模型認知”等化學學科核心素養具體要素的深入研究可能是未來持續研究的熱點。

關鍵詞：中學化學教育;高被引文獻;知識圖譜;Citespace;研究熱點

文章編號：1008-0546（2022）10-0017-05中圖分類號：G632.41文獻標識碼：B

隨著新課改深入發展，我國中學化學教育研究領域發展迅速，每年見刊文獻數量可觀，但大量文獻在提供了海量研究資源的同時，亦導致本領域內的熱點與前沿更難以把握，關于研究熱點的量化分析對研究者有針對性地提升文獻向成果的轉化有較好的指導意義。文獻的引用頻次體現了文獻在該領域內的影響力大小，是高水平研究成果的核心指標。[1]更高的被引頻次說明領域內認同該文獻觀點的研究者較多，高被引文獻的研究方向能夠直觀反映領域內熱點分布情況，是為研究者指明方向的重要風向標。

本研究聚焦于中學化學教育研究領域的高被引文獻，運用Citespace軟件繪制2011-2020年間的高被引文獻知識圖譜，對近十年來高被引文獻所關注的領域熱點進行梳理，結合定性和定量的分析手段對熱點進行歸類并討論其研究趨勢發展情況，以期對相關研究提供參考。

一、數據采集及研究方法

研究中選取中國知網（CNKI）數據庫為數據來源。考慮到文獻從發表到被引用的時間滯后性，2021、2022年發表的文獻被引頻次差異不顯著，故研究中僅檢索來源時間為“2011.1-2020.12”的文獻，檢索范圍為總庫，檢索條件為“主題=化學，專題=中等教育”，高被引文獻的界定標準參考文獻計量學中的普賴斯定律，[2]公式為

m為界定高被引文獻的最低被引頻次，向上取整;nmax為該段時間內最高被引文獻的被引頻次。

為了避免文獻由于發表時間先后而導致的被引頻次差異，使用歷時法[2]統計高被引文獻，即根據普賴斯定律分別確定每一年的高被引文獻，并將10年中每一年的高被引文獻集合起來確定為研究對象，最后手動清理重復及與中學化學教育無關的其他文獻后，共得到高被引文獻3029篇。

Citespace是由美國雷德賽爾大學的陳超美開發的一款科學文獻分析軟件。[3]本研究中使用CitespaceR5.8.3來繪制知識圖譜，設置時間切片長度為1年，之后提取2011-2020年間每個時間切片內出現頻次前20位的關鍵詞繪制中學化學教育領域研究熱點知識圖譜。為提高知識圖譜的可讀性，使用尋徑算法對生成的知識網絡進行剪枝，生成的知識圖譜如圖2。

二、研究結果分析

1.2011-2020年高被引文獻發表情況統計及分析

對近十年來中學化學教育領域發表文獻總數和高被引文獻數進行統計，以探究中學化學教育研究基于時間維度的發展動態。圖1反映了2011-2020年期間中學化學教育領域文獻發表量變動情況，可以看出其整體呈波動上升趨勢，文獻數量的波動與新課改過程中各個重要文件的頒布存在相關性，如文獻總數在《普通高中化學課程標準（實驗）（2003年版）》《義務教育化學課程標準（2011年版）》《普通高中化學課程標準（2017年版）》等文件頒布后的時間區間內均出現了較高增長點。2019年數據的突增是由于該年內最高被引文獻的被引頻次較低，導致高被引文獻閾值低于往年。而2020年文獻發表總數和高被引文獻發表數量均出現了明顯降幅，但是高被引文獻占全部發表文獻的比例未有顯著降低，說明其誘因并非整體研究熱度下降，或是由于受到疫情等外部因素沖擊所致。

總體來看，近十年國內中學化學教育領域內研究成果產出穩定，研究者對新政策導向關切積極，高被引文獻數量相對平穩。

2.研究熱點分析

（1）關鍵詞圖譜及統計分析

圖2表示所有高被引文獻中關鍵詞的共現網絡，圖中關鍵詞的節點越大代表該關鍵詞的詞頻越高。詞頻是關鍵詞出現在高被引文獻中的次數統計，是各關鍵詞研究熱度的最直觀體現，統計情況如表1。其中高中化學、核心素養、初中化學、化學教學、教學策略、教學設計、實驗教學等關鍵詞的出現頻率均在100次以上，這些高頻關鍵詞構成了知識圖譜網絡的核心，體現了該階段中學化學教育領域內研究的主體內容。

關鍵詞的中心性量化描述了該關鍵詞中介不同節點的能力，體現了該詞在構建知識網絡結構中的重要程度，中心性大于0.1的關鍵詞可視為關鍵節點。由表1可以看出，整體上關鍵詞的詞頻和中心性有正相關關系，核心素養等高中心性關鍵詞的研究相對成熟，而模型認知等低中心性關鍵詞的研究模式更為單一和固定。部分高中心性的節點詞頻較低，提示其已經在兩個領域間建立了較為顯著的聯系，在知識圖譜上表現為向中心移動，如學習進階、課程標準、微課等，這些關鍵詞有潛力成為中介不同研究領域的樞紐。

（2）研究熱點領域分類

結合Citespace聚類信息和對文獻的二次閱讀，將高被引文獻所聚焦的中學化學研究熱點進行歸納，為了更清晰地把握其研究脈絡，選擇了部分最高被引區域內的文獻加以進一步闡述。

①化學學習研究

化學學習研究聚焦化學素養和能力在學習行為中落實情況的系統探究，其顯著的特點為研究更多地以實證的方式開展。領域內有兩個實證研究集中的區域，其一是學生化學學習情況，如皇甫倩等在行為參與、認知參與和情感參與三個維度上對高中生化學課堂參與度進行的實證研究，[4]其提出的合作式學習、思維導圖、差異教學、正面教育等策略對提高學生課堂參與度的實踐意義獲得了學界的廣泛認可。其二是化學學科能力的解讀及測評開發，如楊玉琴基于Rasch模型[5]以及王磊基于二階要素模型[6]所開發的化學學科能力測驗工具。而隨著課程改革進一步深化，素養取向的教學相較知識取向的教學更加強調學生的主體性，更多基于邏輯思辨的理論文章開始出現。如科學論證、學習進階和概念轉變等促進學生化學學科核心素養發展思路下的新方向，在近來的高被引文獻中頻繁出現，表現出了較高的研究潛力。

②教師教學研究

表1中頻次數據表明高被引文獻中的教學研究更多地集中在教學設計、教學策略和教學模式上，而其中以教學策略最為突出。無論是教學設計、策略還是模式，都是基于對化學教學所具備的觀念功能和操作功能的有機組合，即化學教學中所必需的課堂教學組織、實施、管理方法和模式。教學領域的高被引研究網絡較發散，被引頻次前1%的前沿課題包含微課、[7]項目式學習、[8]深度學習、[9]大概念教學[10]等，而徐妲等基于教學設計、教學評價和支撐系統開發的化學實驗翻轉課堂教學模式研究[11]為領域內近十年的最高被引，說明教學改革受到學生學習、教學模式、教學實踐和教育理念等因素的多重影響，提示這一領域的熱點可以中介不同方向的交叉研究。

③化學實驗研究

化學實驗是提升學生化學學科核心素養的關鍵路徑，是素養為本理念教學情景的集中體現。實驗創新研究是領域內長期保持較高被引的內容，包括對實驗儀器、裝置和藥品以及對實驗思路和手段的改進，趣味實驗設計等，這類文獻所具有的實踐意義較能得到一線教師的認可。實驗教學改革的研究路徑愈發清晰，如吳晗清基于11省市不同學校高中化學教師開展的實證研究，對教師的實驗價值認識、探究性實驗的開展等問題給出了廣泛的改革建議，[12]類似的早期研究更多地著眼于實驗教學實踐從設計到實施的各個環節本身。在2017版課程標準發布后，化學實驗的開展對學生化學學科核心素養發展的促進和通過化學實驗活動來進行化學學科核心素養的顯性化評價[13]等諸多研究強調了化學實驗在學生科學本質觀、科學實踐觀和科學價值觀形成過程中的重要作用。

④化學教育其他領域研究

化學教育其他領域的研究包括對課程標準、課程改革、教材編寫及試題命制和評價等研究。較早期的研究多聚焦于《義務教育化學課程標準（2011年版）》以及《普通高中化學課程標準（實驗）》，包括由此衍生出的課本、試題與考試標準的一致性分析。《普通高中化學課程標準（2017年版）》發布后，對課程標準及化學學科核心素養的解讀研究經歷了從“三維目標”到“核心素養”的轉變，基于化學學科核心素養的教學設計、教學實踐和對化學學科核心素養的評價研究占據主流并持續至今。

（3）關鍵詞突現分析及熱點演進

研究熱點的出現一般會引起其領域內核心關鍵詞使用頻率陡增，突現強度量化地描述了關鍵詞在突現時段內的活躍程度，通過Citespace繪制部分重點關鍵詞突現圖譜如表2。定義某關鍵詞出現頻次和高被引文獻數目的比為當年該關鍵詞出現率，結合突現圖譜和出現率歸納得到持續型、周期型和潛伏型研究熱點。

①持續型研究熱點

在表2的突現圖譜中，持續型研究熱點于近幾年內表現為突現活躍狀態，如核心素養、深度學習等，持續型熱點的形成常伴隨出現率的攀升，如圖3所示。在知識網絡圖中核心素養與教學實踐、信息技術和培養策略等較晚出現的節點聯系密切，形成的知識網絡凝聚力較強，說明其對后續研究提供了較高的解釋度。基于新課程改革背景下誕生的概念賦予了之前的研究熱點新的內涵，如化學學科核心素養語境下的翻轉課堂、學習進階、項目式學習的新路徑研究等。但是有研究進行了相關文獻分析后指出化學學科核心素養研究的主要向度為內涵闡釋與要素解讀，理論層面的探討仍需進一步深入，[14]同時化學學科核心素養在操作層面的實現和評價需要更多的實證研究。

②周期型研究熱點

周期型熱點的活躍情況隨時間存在規律的波動，在表2中表現為過往的突現，如圖4中“化學教材”的研究，自2014年教育部開展對課程標準的修訂工作之后，從素養角度詮釋教材編寫理念迅速成為新的研究中心，高被引的代表性成果開始形成。2019年，根據新的課程標準所編寫的教材正式發行，對新教材的解讀、對比和使用的研究體系已初具規模，“一標多本”的政策下，化學學科核心素養如何指導新教材的編寫和修訂，不同版本教材在落實化學學科核心素養的手段上有何區別等問題產生了廣泛的討論，其中涌現了較多高被引文獻。

③潛伏型研究熱點

潛伏型研究熱點在初期已經具有了較為顯著的突現率，如圖5中的“模型認知”和“證據推理”，有研究者指出針對化學學科核心素養要素剖析的文獻更多地在“模型認知和證據推理”角度上展開分析，[10]最高被引文獻同樣出現在該區域。隨著研究者對化學學科核心素養的認識逐漸深化，關于化學學科核心素養的研究逐漸從對其要素的解讀轉向微觀研究，如對其發展水平的監測和學習活動過程模型的研究等，針對化學學科核心素養各個要素的深入研究突現率和出現頻次均高于同期出現的關鍵詞，預示其可能在未來的中學化學教育的研究中引發更多討論。

三、結論

從高被引文獻發表情況分析，2011-2020年期間中學化學教育研究領域發展健康，高被引研究呈現逐年上升態勢，并在理論和實踐層面為中學化學教育領域的發展指明了方向，但實證研究在高被引文獻中的比例偏低。因此，開展更加廣泛的實證研究對于一線教育者有針對性地優化教學實踐有重要的指導作用。

從熱點知識圖譜和關鍵詞共現情況分析，不同研究熱點正在進一步融合均衡，發展學生化學學科核心素養的研究思維作為新的內核全面融入了中學化學教育研究的各個領域，能夠對教學現象進行基于化學學科核心素養視角的解讀和評價成為了研究者的必需素質，這就要求研究者能夠在化學學科核心素養理念的指導下，對教學、教材、評價和教師發展等課程改革的核心要素進行更深入的探索。

從突現情況及熱點演進圖譜分析，可以發現不同活躍形式的熱點，持續型熱點提示研究者需要以素養導向的思維模式對目前的教學設計、教學模式、教學策略進行重新思考和規劃。周期型研究熱點受到政策的導向較強，新的政策出現往往帶動一批周期型研究熱點的復蘇。潛伏型熱點則需要研究者以更加具體的視角對課程標準、核心素養展開論證和剖析。總體來說，目前活躍的研究大多圍繞化學學科核心素養來開展，化學學科核心素養背后蘊含的巨大價值仍需要研究者不懈地挖掘和討論。

參考文獻

[1]徐建中，王名揚.文獻影響力的綜合評價指標體系研究[J].情報理論與實踐，2014（5）：69-72.

[2]劉雪立.基于WebofScience和ESI數據庫高被引論文的

界定方法[J].中國科技期刊研究，2012（6）：975-978.

[3]陳悅，陳超美，劉則淵，等.CiteSpace知識圖譜的方法論功能[J].科學學研究，2015（2）：242-253.

[4]皇甫倩，王后雄，彭慧.高中生課堂參與度現狀及其影響因素的調查研究——以高中化學學科為例[J].教育理論與實踐，2015（23）：55-57.

[5]楊玉琴.化學學科能力及其測評研究[D].上海：華東師范大學，2012.

[6]王磊.學科能力構成及其表現研究——基于學習理解、應用實踐與遷移創新導向的多維整合模型[J].教育研究，2016（9）：83-92.

[7]桂耀榮.微課及微課的制作和意義[J].化學教與學，2013（5）：41-42.

[8]侯肖，胡久華.在常規課堂教學中實施項目式學習——以化學教學為例[J].教育學報，2016（4）：39-44.

[9]胡久華，羅濱，陳穎.指向“深度學習”的化學教學實踐改進[J].課程·教材·教法，2017（3）：90-96.

[10]李剛，呂立杰.大概念課程設計：指向學科核心素養落實的課程架構[J].教育發展研究，2018（Z2）：35-42.

[11]徐妲，鐘紹春，馬相春.基于翻轉課堂的化學實驗教學模式及支撐系統研究[J].遠程教育雜志，2013（5）：107-112.

[12]吳晗清.高中化學實驗教學實踐癥結與對策探析[J].中國教育學刊，2013（2）：68-72.

[13]孫佳林，鄭長龍.發展學生化學學科核心素養離不開化學實驗[J].化學教育（中英文），2019（5）：59-63.

[14]李娟，吳敏.化學學科核心素養的研究及展望——基于CiteSpace的可視化分析[J].化學教學，2020（7）：16-22.