基于CiteSpace的我國地理實驗教學研究可視化分析

【摘 要】地理實驗教學是落實地理實踐力核心素養目標的關鍵舉措。文章采用CiteSpace軟件對我國1998～2024年地理實驗教學研究進行可視化分析，發現我國地理實驗教學主要分為緩慢發展、迅速發展、穩定發展三個階段，研究成果主要集中于地理教育教學主流期刊及重點師范類院校，目前尚未形成較為明顯的研究合作網絡，早期研究側重于討論地理實驗教學的原則、意義及作用等相對淺層的內容，后期研究集中在地理實驗教學的設計、策略制訂、特定主題實驗教學實施等方面，如何借助新興技術和教學方式開展地理實驗教學并培養學生的創新思維，將成為未來研究的重點。

【關鍵詞】地理實驗教學 CiteSpace 可視化分析

【中圖分類號】G623.45" " 【文獻標識碼】A" "【文章編號】1002-3275（2024）11-45-05

一、研究背景

地理是一門研究人地關系地域系統的綜合性學科，研究對象既包括自然規律，也涉及人文現象。地理學科知識具有較強的客觀性和現實性，該知識特點為實驗教學的開展提供了基礎，借助實驗教學可以生動形象地復現、印證地理知識和規律，加深學生對知識的理解和掌握。地理實驗能夠讓學生在觀察、實際操作、總結、反思等過程中，鍛煉思維能力，提高動手實踐能力，在知行合一的過程中學習地理知識，感受地理學科的魅力，因此實驗教學成為重要的地理教學方式?！镀胀ǜ咧械乩碚n程標準（2017年版）》發布以來，推動地理實驗教學作為落實地理實踐力核心素養的關鍵舉措，其如何有效開展成為了地理教育教學領域的研究熱點，有學者對地理實驗教學研究進行了總結綜述，如張海等學者對我國地理實驗教學研究進行綜述［1］，馬芊紅等學者對我國中學地理實驗教學進行研究梳理與展望［2］，但大多采用文獻分析法等定性分析，研究視角較為微觀。為此，本研究借助CiteSpace文獻計量分析軟件，通過定性與定量相結合的方式，對我國地理實驗教學研究進行全面分析，嘗試對我國地理實驗教學研究進行系統性梳理和全面總結，并預測未來的研究趨勢，以期為關注相關領域的研究者和廣大地理教師提供參考。

二、研究方法與數據來源

（一）研究方法

CiteSpace是一款基于JAVA語言環境的文獻計量分析軟件，將研究主題的相關文獻數據輸入后，可以通過該軟件的一系列功能制作相關的知識圖譜，用以反映研究熱點、學科動態、未來發展趨勢，已被廣泛應用在各學科研究領域中。［3］本研究主要運用到該軟件的作者合作共現分析、機構合作共現分析、關鍵詞共現分析、關鍵詞聚類分析、關鍵詞時間線分析、關鍵詞突現強度分析等功能。此外，發文量年度分析及載文量靠前的期刊（單位）分析主要借助Microsoft Excel軟件開展。

（二）數據來源

本研究選擇中國知網為主要數據來源，通過高級檢索功能進行文獻數據檢索，將檢索主題設置為“地理實驗教學”，由于在檢索結果中，最早的相關研究文獻出現在1998年，因此將1998年設置為分析的初始年限，檢索時間截至2024年4月，初步得到946條文獻。為了提升檢索的針對性和有效性，確保文獻可視化分析結果能夠科學反映地理實驗教學相關研究的真實情況，對946條文獻進行二次處理，剔除會議征文、高等教育教學研究、與研究主題關聯度較小或不符合、無作者、報道、重復記錄等相關文獻，最終得到877條有效文獻，以Refworks格式導出下載，并借助CiteSpace軟件進行數據清洗和格式轉換。

三、地理實驗教學研究概況分析

（一）發文情況分析

進行年度發文量分析可以從時間維度上宏觀把握我國地理實驗教學相關研究的總體發展趨勢，是研究領域發展情況的“晴雨表”。我國1998～2023年（由于2024年的數據不完整，因此下文發文量的時間分析截至2023年）地理實驗教學研究的年度發文量變化趨勢如圖1所示。

根據圖1所示，從總體來看，我國地理實驗教學研究發文量整體上呈波動上升趨勢，這反映了我國對地理實驗教學的關注度正在逐漸提高。具體來看，我國地理實驗教學大致經歷了三個發展階段。一是緩慢發展階段（1998～2003年），該階段年度發文量極少，僅有的研究主要從地理實驗教學的意義和作用等角度進行簡要分析，研究層次較為淺顯。二是迅速發展階段（2004～2018年），該階段發文量迅速增加，2014年發文量增加最多，為58篇，發文量迅速增加的原因主要是教育部2003年發布了《普通高中地理課程標準（實驗）》和2011年發布了《義務教育地理課程標準（2011年版）》，這兩份課程標準均對地理實驗教學進行了更加詳細的要求和說明，吸引廣大學者和地理教師的注意力。在該階段，地理實驗教學研究深入到問題及實施策略等層面。三是穩定發展階段（2019～2023年），該階段2020年發文量爆發，單年發文量為94篇，這主要與《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》和《義務教育地理課程標準（2022年版）》的發布有關，地理實驗教學作為提升學生地理實踐力核心素養的關鍵措施，受到極高關注。

（二）載文期刊（單位）分析

對載文期刊（單位）進行統計分析可以反映期刊（單位）在地理實驗教學研究領域的專業性及影響力，我國地理實驗教學載文量排在前列的期刊（單位）如表1所示。

根據表1所示，我國地理實驗教學載文量位居前列的主要是期刊和學位授予單位。具體而言，一是以《中學地理教學參考》《地理教學》《地理教育》為首的地理教育教學期刊，三大期刊合計發表了178篇論文。二是以內蒙古師范大學、華中師范大學、福建師范大學為首的國內師范類院校，這三所院校對地理實驗教學的關注度較高。

（三）作者合作分析

通過作者合作分析可以體現該研究領域的核心作者及相關研究人員之間的合作關系，利用CiteSpace軟件對地理實驗教學研究的文獻數據進行分析，生成作者合作共現網絡圖譜（見圖2）。

圖2節點大小與作者發文量有關，節點越大說明作者發文量越多，節點之間有連線的說明作者存在合作關系，連線越粗說明作者之間的合作越緊密。根據圖2并結合對應文章發表時間，前中期發文量較多的作者有張衛青、徐寶芳，中后期發文量較多的作者有張海、張家輝。結合具體的文獻分析，發現這些核心作者的主要研究方向為中學地理實驗類型與內容設計、中學地理教材分析方法、地理課程標準比較等。從作者合作網絡來看，地理實踐教學領域的合作研究較少，雖然從作者合作共現網絡圖譜可以看到少許局部聯系，但是僅限于單位內部之間，如在內蒙古師范大學內部形成了以張衛青、徐寶芳為首的合作網絡，跨單位間的作者合作較少，核心作者之間聯系較弱，這說明未來我國地理實驗教學合作研究亟須進一步加強。

（四）機構合作分析

通過機構合作分析可以從更宏觀的角度反映該研究領域的核心單位及單位間的合作關系，借助CiteSpace軟件進行機構合作分析，生成機構合作共現網絡圖譜，如圖3所示。

該圖譜節點大小和連線的含義與作者合作共現網絡圖譜類似。根據圖3可知，發文最多的為華中師范大學，接著是內蒙古師范大學。這些師范類院校充分發揮了基礎教育研究領域的優勢，是我國地理實驗教學研究領域的核心機構。其中，華中師范大學擁有完善且成熟的地理教育實驗平臺，并積極與省內多所重點高中開展地理教育實習等合作，內蒙古師范大學于2004年成立了地理教學論實驗室。從機構合作網絡來看，研究機構間的合作較少，雖然在局部形成了以華中師范大學、內蒙古師范大學、南京師范大學、華東師范大學、哈爾濱師范大學等為主要核心機構的合作網絡，但從研究機構的地理空間分布來看，各機構散落分布在我國的東北、西北、西南、東南、華中等各大地理分區，若相關院校能夠充分利用其教育科研優勢，發揮自身在區域的引領作用，與區內的中小學校積極進行教學實踐，將理論指導與實踐有機結合，我國地理實驗教學研究將會擁有更廣闊的發展土壤和可持續發展的動力。另外，從圖3還可以看出，中學的發文量相對較少，這與中學教師與高等學校教師的主要工作內容不同有關，并且相關發文中學主要分布在我國東部沿海城市，這些學校教育理念先進、教學氛圍開放、教育教學水平較高，并且擁有良好的經濟基礎和物質條件廣泛開展地理實驗教學。

四、地理實驗教學研究熱點分析

（一）關鍵詞共現分析

關鍵詞是文獻主要內容的高度凝練，通過關鍵詞共現分析可以清晰地呈現該研究領域的知識結構，反映研究熱點和發展趨勢，通過CiteSpace軟件對地理實驗教學研究進行關鍵詞共現分析并進行相關統計（見表2），最終得出關鍵詞共現網絡圖譜（見圖4）。

關鍵詞頻次越高說明該研究內容的關注度較高，中介中心性越大說明其越重要。結合表2和圖4可以看出，排除與研究主題意思相近的關鍵詞，頻次較高的關鍵詞有高中地理、初中地理、中學地理、教學策略、教學設計、核心素養。一方面，高中地理頻次遠大于初中地理，這與高中與初中地理內容的深淺差異有關，高中地理側重分析地理現象的形成過程和原因，初中地理側重分析地理現象的一般規律，初中地理內容相對淺顯簡單，因此高中地理更具有開展地理實驗教學的內容空間。另一方面，隨著核心素養目標的提出，地理實驗教學的具體實施策略與設計成為了研究熱點。

（二）關鍵詞聚類分析

對高頻關鍵詞進行聚類分析，可以更加清晰地展現該領域的研究主題，利用CiteSpace軟件中的LLR聚類算法，得到地理實驗教學關鍵詞聚類圖譜（見圖5）。其中，聚類網絡模塊化評價指標Q值用以反映聚類結構的顯著程度，Qgt;0.3表明該聚類結構顯著，網絡同質性平均值評價指標S值用以反映聚類結果的合理性，Sgt;0.5表明聚類合理。結合圖5及分析結果，該聚類結果Q=0.611，S=0.9094，說明該聚類結果高效且具有說服力。在該聚類圖譜中共有10個聚類，依次為高中地理、教學策略、地理實驗、實驗教學、高中、主要問題、中學地理、初中地理、創新能力、創新，聚類序號越小，其聚類所包含的關鍵詞就越多，其規模也就越大。據此可以看出，圍繞高中學段的地理實驗教學是國內研究的重點主題，通過教學策略的制訂解決地理實驗教學過程中遇到的主要問題是熱門話題，而新時代對學生綜合素質尤其是創新能力提出了更高要求，相關研究領域正積極探索如何通過地理實驗教學提高學生的創新思維和能力。

（三）關鍵詞時間線分析

通過關鍵詞時間線分析可以從時間維度反映某個聚類內部關鍵詞的歷史跨度，體現相關研究領域的時間演替過程，借助CiteSpace軟件進行關鍵詞時間線分析，得到關鍵詞時間線圖譜如圖6所示。

從圖6可以看出，較為清晰的關鍵詞時間線是從2001年展開（由于1998至2001年相關成果較少，因此尚未形成關鍵詞時間線），研究的初期階段主要圍繞教學設計、教學策略展開，初步探索如何進行地理實驗教學，到了2015年以后，具體的實驗主題如城市內澇、水循環、土壤成為討論的焦點，近年來，隨著教學手段和教學方式的更新與進步，再加上新一輪地理課程與教學改革的推進，信息技術、模擬實驗、學科融合、實驗試題等主題成為了地理實驗教學的主要研究方向。

五、地理實驗教學研究趨勢分析

突現詞是關鍵詞在某段時間內出現頻率明顯增長的關鍵性術語，可以反映關鍵詞在一段時間內對該領域的影響力，在一定程度上可以反映該研究領域的未來發展趨勢，運用CiteSpace軟件進行關鍵詞突現強度計算，得出地理實驗教學相關研究文獻的關鍵詞突現強度圖（見圖7）。

由圖7可知，前期突現的關鍵詞主要為新課程、實驗、地理、原則、設計等，這反映了在早期研究中，我國地理實驗教學的研究還處于初步探索階段，但這些研究仍為后期地理實驗教學具體實施奠定了堅實基礎。后期突現的關鍵詞主要為微課、核心素養、教學策略、高中地理、教學設計等，這說明如何基于新興的教學方式，積極設計具體實施策略來開展高中地理實驗教學是未來的研究趨勢之一。

六、研究結論與建議

（一）結論

從發文量的年度變化來看，我國地理實驗教學研究可分為緩慢發展階段、迅速發展階段、穩定發展階段。隨著核心素養的提出，地理實驗教學作為落實地理實踐力培養的有效手段，將持續引發更多的關注。

從發文作者來看，核心作者為張衛青、徐寶芳、張海、張家輝等，作者主要以單位內部的合作為主，跨單位間的合作較少。

從發文的期刊和機構來看，相關文獻主要集中于《中學地理教學參考》《地理教學》《地理教育》三大地理教育教學期刊中，以及華中師范大學、內蒙古師范大學等國內高等學校，各機構間的合作較少，中學發文量較少且集中在東部沿海地區。

從研究熱點及其演變來看，我國地理實驗教學研究早期側重探討實驗教學的一般原則、意義、作用，后期則進一步聚焦地理實驗教學的具體策略和具體主題實驗教學的實施。

從未來發展熱點來看，結合地理實驗教學的關鍵詞時間線圖譜及關鍵詞突現分析結果可以發現，如何借助新型教學方式及新興技術推動地理實驗教學的開展，提升學生的創新思維和能力，落實地理實踐力核心素養目標，可能成為未來的研究趨勢。

（二）建議

為了推動我國地理實驗教學研究的可持續發展，筆者提出以下四點建議：第一，學界需要加強互動與合作交流，科研單位應充分發揮自身優勢，積極推動相關理論研究走入中學并進行教學實踐；第二，相關部門要加大對中西部省份中學的幫扶力度，通過線上及線下等多種渠道幫助偏遠落后地區有效開展地理實驗教學；第三，要強化地理實驗教學的基礎理論研究，為新時代地理實驗教學實施奠定基礎的同時，準確把握未來的發展方向；第四，要積極提升中學地理教師的學科素質與實踐水平，確保各學校地理實驗教學的順利開展。

【參考文獻】

［1］張海，馬建寧，牛科強．我國地理實驗教學研究綜述［J］．地理教學，2015（8）：16-20.

［2］馬芊紅，南月?。覈袑W地理實驗教學研究梳理與展望［J］．中學地理教學參考，2022（16）：4-7，2．

［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，2015，33（2）：242-253．