初中物理教學模式研究進展
——基于CiteSpace可視化分析

郭 宜

(貴陽市第四十一中學 貴州 貴陽 550007)

初中物理教學是學生對物理認知的初始階段，是學好高中物理的關鍵，對學生的基礎建設十分重要.隨著科技的進步和課程的改革，國家對初中的物理教學模式越來越重視[1].傳統的初中物理教學模式，主要是教師充分地將知識點講授處理，而沒有給予學生充足的思考空間[2]，現在的教學模式由從教學生專業知識轉向教學生自主學習[3]，充分調動學生學習物理基本原理的積極性，從而為優化物理課堂教學效果，促進綜合學習奠定良好基礎.

CiteSpace是一款應用Java語言開發的信息可視化軟件，它主要基于共引分析理論和尋徑網絡算法對文獻進行計量，并通過可視化圖譜來對學科發展狀況以及發展前沿進行預測[4-5].CiteSpace應用范圍比較廣，本文通過利用CiteSpace知識可視化數據分析軟件對中國知網中的數據進行趨勢研究，構建科學知識圖譜，完成過去一段時間內初中物理教學研究熱點要素的挖掘、分析并繪制圖譜，利用可視化知識圖譜進一步改進和實施更新的教學模式[6].

本文為厘清初中物理教學模式的研究趨勢，通過CiteSpace對知網中相關文獻的作者、機構、關鍵詞進行繪制知識圖譜并進行分析，為初中物理教學模式的研究提出不足和建議.

1 數據來源及研究方法

1.1 數據來源

本文檢索的文獻，時間跨度為2002—2022年，檢索的時間為2022年4月10日，數據庫更新時間為2022年4月10日.中文文獻數據來自中國知網檢索平臺(CNKI)，文獻類別選擇中文期刊，檢索方式為高級檢索，檢索主題詞為“物理教學模式AND初中”，檢索到1 174篇中文文獻，人工篩選剔除文獻中無作者、不相關及重復文獻9篇后，得到有效中文文獻1 165篇.

1.2 研究方法

采用CiteSpace軟件(5.8R3版本)將從知網統計的數據進行可視化分析.根據分析的目的分別選擇機構、作者和關鍵詞為分析點，時間跨度設置為2002年到2022年，對初中物理教學模式文章的發文年份、機構合作體系、作者貢獻及合作情況、研究熱點及未來研究趨勢做歸納、總結分析.

2 結果與分析

2.1 文獻年度分布

由于2002年前的文獻數量較少，且與本文的模式內容相關性較低，所以選擇2002年后的文獻做分析，每年的與物理教學模式和初中相關的文獻數量如圖1所示.由圖可知，根據發文量可分為2個階段，第一階段(2002-2013年)平均發文量為15.3篇，為關注度較低階段，第二階段(2014-2021年)平均發文量為104.9篇，為關注度較高階段，發現相關文獻數量隨著時間逐步增加，到2019年達到年發文量的最高峰，在2019年后，相關研究文章篇數有下降的趨勢.

圖1 文獻數量年度分布圖

2.2 文獻機構分析

表1為國內初中物理教學模式研究文獻發文機構中高產發文機構的分布.發文機構總數為357所，但合作機構較少，說明機構之間的溝通學習較少，應該加強交流，實現經驗共享的觀念.排名前16的高產發文機構均為中學，而高校對初中物理教學模式的研究相對較少，應加強高校與學校之間的學術交流，保證教學理念和實踐的有效融合.發文量最高的機構是甘肅省民勤縣第五中學和江蘇省鹽城市初級中學，均為3篇，首次發文時間均在近5年，具有較為豐富的物理教學模式的經驗.

表1 高產發文量的機構分布

續表1

2.3 作者分布

圖2為國內初中物理教學模式的研究文獻發文作者的合作網絡知識圖譜，共現節點數量為377，連線數量為5，分別代表發文作者總人數為377人、合作團隊有5組，說明大部分作者之間缺乏溝通，相對獨立和封閉.圖2中的節點標簽的大小代表作者的發文量，節點越大，該作者的發文量越多，圓圈代表合作團隊.表2為發文量為兩篇以上的作者分布.發文量最高的作者是姜國堂和朱興國，均為3篇，首次發文時間在10～20年前.相比，近3年的發文作者有5人，分別為楊子龍、馬曉青、丁玉華、李素珍和顧宗其，研究的內容更前沿，更符合當前時代的教學模式.

圖2 文獻作者合作網絡知識圖譜

表2 高產發文量的作者分布

2.4 研究熱點與演化趨勢分析

2.4.1 關鍵詞分析

國內初中物理教學模式領域研究文獻關鍵詞共現的網絡知識圖譜如圖3所示，共現節點數量為503，連線數量為1 065，頻次超過20次的高頻關鍵詞如表3所示.節點越大證明收集的文獻中出現的頻次越高，所以研究次數就越多，中心性越大說明該領域占核心地位.由圖3可知，“初中物理”“教學模式”“物理教學”的關鍵詞出現頻次最高，與本次的檢索式相同，說明本次檢索內容與初中物理教學模式的相關性較高，分析的數據較為可靠，且首次出現的年份在2002年，距今已有20年，說明人們對初中物理教學模式的關注時間較長，研究經驗比較豐富.除與檢索直接相關的關鍵詞外，與模式內容相關的高頻關鍵詞有“翻轉課堂”“教學方法”“應用”“創新”“合作學習”“生活化”“核心素養”“教學策略”“物理實驗”.有研究表明，若詞匯的中心性超過0.1，則說明其有較強的影響力[7]，說明“應用”和“教學策略”承上啟下的作用較大.而其他關鍵詞的中心性較低，具有很大的研究和進步空間，其中近年提出的關鍵詞為2017的“生活化”和2018年的“核心素養”，是近期初中物理教學模式的主要研究內容，應得到更大的重視.

圖3 文獻關鍵詞共現的網絡知識圖譜

表3 頻次超過20次的高頻關鍵詞

2.4.2 突現關鍵詞分析

關鍵詞突現分析如圖4所示,根據關鍵詞突現年份排序篩選出的中文文獻中共有10個突現關鍵詞，分別為“建構主義”“自主學習”“物理知識”“實驗探究”“翻轉課堂”“教學設計”“核心素養”“生活化”“有效性”“教學策略”.由圖可以看出，隨著時間推移和社會的發展，教學模式的研究可以分成3個階段，2015年前人們較多關注“建構主義”“自主學習”和“物理知識”較為傳統的教學模式；2016-2018年間，“實驗探究”和“翻轉課堂”成為新的教學模式，人們也更加重視對教學方法的設計，實現由理論到操作的教學模式的轉化；2019年后，逐步向“核心素養”“生活化”“有效性”過渡，其中引用強度最高的是“核心素養”，核心素養的基本構成包括對科學知識的掌握、科學學習方法的掌握和實踐及運用能力的形成[8]，代表著對學生自身能力更加關注.隨著素質教育的開展，探究式教學已經逐漸取代了原來的填鴨式教學方法，也影響著教學方法[9].從時間上來看，“核心素養”出現時間為2019年至今，是初中物理教學模式研究熱點也是未來的主要研究方向.

圖4 文獻關鍵詞突現的圖譜

2.4.3 關鍵詞時間線分析

關鍵詞時間線分析如圖5所示，橫向坐標軸代表文獻發表的時間，即2002-2022年，縱向坐標軸代表聚類關鍵詞.延續至2022年的聚類關鍵詞具有一定的未來發展趨勢，包括#1教學模式、#3物理、#4物理學科、#8思維導圖、#11創新能力、#15物理實驗.其中#1教學模式的發展時間為橫坐標的全過程，相關文獻數量先上升后下降趨勢，2019年文章數量達到最多為55篇，演變關鍵詞有2002年的能力培養、2010年的思維發展、2014年的主動學習、2016年的實驗學習、2018年的雙反饋、2019年的互助實驗引導和學科素養及2020年的實踐分析[10]，實現了“教學-自主-互動”的模式轉變.#3思維導圖的發展時間為2009-2022年，該方法在2009年應用到串聯電路的內容中，其他關鍵詞有實踐研究、創新教育、實驗步驟、習題評講、復習，并在近3年成為在互聯網上應用的重要教學工具.聚類#11創新能力中的主要關鍵詞有演示實驗、分組實驗、興趣培養、學講計劃、實驗總結，與#10信息技術在創新思路上有重合.#15物理實驗中，“核心素養”的出現頻次最多為26次[11-12]，與#3物理的對策產生重合.#6教學方法的演變時間為2008年的“課堂教學”到2021年的“實踐措施”[13]，實現了“課程-學生”的關注點轉變.

圖5 文獻關鍵詞時間線圖譜

3 結論與展望

通過繪制以初中物理教學模式為主題的可視化圖譜，揭示了科研整體狀況和發展趨勢，得出如下結論與建議.

(1)針對初中物理教學模式的研究，2014-2021年是該領域的高關注時期，但2019年后呈下降趨勢，關注度有待提高.

(2)該領域的高頻發文機構均為教育中學，研究的合作隊伍僅有5組，團隊較少，機構較為單一，缺乏溝通，建議增強高校對該領域的研究，加強高校與學校之間的合作，使研究進入課堂.

(3)通過對關鍵詞的共現與突現分析發現，“核心素養”和“生活化”是當前的研究熱點，也是未來的主要研究內容，是教學模式的關注點由課程到學生的轉變階段.

同時該領域在創新性、有效性和合作方面仍然有進步空間，建議提高對探究式教學方法的關注，增加師生間的交流互動，調動學生積極性，實現創新性、有效性教育.