王駱欣 鄭曉蕙

(華東師范大學(xué)教師教育學(xué)院 上海 200062)

1 引言

自2001年教育部頒布了《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》，開始施行第八次基礎(chǔ)教育課程改革以來，明確提出促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，變被動接受式學(xué)習(xí)為主動探究式學(xué)習(xí)，國內(nèi)對于科學(xué)探究領(lǐng)域的研究得到了快速發(fā)展[1]。生物學(xué)作為自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科，科學(xué)探究對于學(xué)習(xí)生物學(xué)至關(guān)重要。2001年頒布的《全日制義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》中將“科學(xué)探究”列為“具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”的一個(gè)主題，并正式提出了倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)的理念，隨后頒布的《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》以及《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》繼續(xù)強(qiáng)調(diào)了該理念，在最新發(fā)布的《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中將“科學(xué)探究”列為生物學(xué)核心素養(yǎng)的四個(gè)要素之一。

本文對2000年以來中國學(xué)術(shù)期刊發(fā)表的有關(guān)生物學(xué)科學(xué)探究的研究成果進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化分析，通過知識圖譜的形式展現(xiàn)生物學(xué)科學(xué)探究研究的熱點(diǎn)主題及發(fā)展趨勢等，以期為后續(xù)研究提供參考。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源 本文研究數(shù)據(jù)來自中國學(xué)術(shù)期刊出版總庫(CNKI總庫)，以主題詞“生物”“科學(xué)探究”檢索文獻(xiàn)，數(shù)據(jù)來源類別包括期刊論文、碩博論文、會議論文等，來源時(shí)間從2000年1月—2017年12月。對有關(guān)生物學(xué)科學(xué)探究主題的論文進(jìn)行高級文獻(xiàn)檢索，經(jīng)過篩選刪去部分不符合要求的文獻(xiàn)，獲得自21世紀(jì)來發(fā)表有關(guān)科學(xué)探究的有效文獻(xiàn)共538篇。

2.2 研究方法 本文運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)并結(jié)合近年來興起的科學(xué)知識圖譜方法，通過繪制科學(xué)圖譜來展示生物學(xué)科學(xué)探究研究自21世紀(jì)以來(2000—2017年)的發(fā)展歷程、研究熱點(diǎn)與前沿趨勢。本文采用的文獻(xiàn)分析工具是計(jì)算機(jī)輔助文獻(xiàn)信息計(jì)量工具(CiteSpace)軟件。CiteSpace可譯為“引文空間”，是用于分析“科學(xué)分析中蘊(yùn)含的潛在知識，并在科學(xué)計(jì)量學(xué)、數(shù)據(jù)和信息可視化背景下發(fā)展起來的一款引文可視化分析軟件”[2]。

3 結(jié)果分析

3.1 文獻(xiàn)年發(fā)文量統(tǒng)計(jì) 從2000年至2017年，有關(guān)生物學(xué)科學(xué)探究的研究發(fā)文量經(jīng)歷了三次明顯上升(圖1)。

圖1 2000年—2017年生物科學(xué)探究領(lǐng)域發(fā)文量統(tǒng)計(jì)

2001年頒布的《全日制義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》一方面提出了“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”，力圖改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，一方面將“科學(xué)探究”列為十大主題的第一個(gè)主題，并提出了科學(xué)探究的過程及基本要求。在隨后頒布的《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》中也將“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”作為課程的基本理念，因此自2001年對科學(xué)探究的研究發(fā)文量迅速上升。伴隨著新課改的推進(jìn)，教育部在實(shí)驗(yàn)稿的基礎(chǔ)上進(jìn)行修訂，于2011年頒布了《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》，再次強(qiáng)調(diào)了科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，從發(fā)文量上可以看到發(fā)生了第二次的增長。2014年頒布的《教育部關(guān)于全面深化課程改革 落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》制定了核心素養(yǎng)體系，科學(xué)探究作為提升學(xué)生核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容再次成為研究熱點(diǎn)[3]，隨后《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》將“科學(xué)探究”列為生物學(xué)核心素養(yǎng)的四個(gè)素養(yǎng)之一，因此發(fā)文量經(jīng)歷了第三次增長。

3.2 關(guān)鍵詞共現(xiàn)的研究熱點(diǎn)分析 在計(jì)量學(xué)中通過對某一領(lǐng)域文獻(xiàn)的高頻關(guān)鍵詞統(tǒng)計(jì)分析可以確定該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[4]。將格式處理后的文獻(xiàn)資料正確導(dǎo)入CiteSpace5.3.R4軟件平臺，時(shí)間跨度設(shè)置為2000—2017年，時(shí)間分區(qū)1年，節(jié)點(diǎn)類型選擇關(guān)鍵詞，閾值設(shè)定為Top 50 per slice，使用最小生成樹算法，形成生物學(xué)科學(xué)探究研究熱點(diǎn)知識圖譜。成圖顯示，本研究Q值為0.455(>0.3)，S值為0.5298(>0.5)，說明數(shù)據(jù)來源較為科學(xué)可信。

通過關(guān)鍵詞的詞頻分析(關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次的多少)和共詞分析(關(guān)鍵詞對在同一文獻(xiàn)出現(xiàn)的次數(shù)，通過共現(xiàn)次數(shù)定它們的親疏關(guān)系)，可以偵測一段時(shí)間內(nèi)眾多研究者共同關(guān)注的問題，即研究熱點(diǎn)[5]。圖2中用各個(gè)方塊代表關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的大小代表關(guān)鍵詞的詞頻，由關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜可知，學(xué)者對于科學(xué)探究的研究熱點(diǎn)關(guān)鍵詞包括： 科學(xué)探究、探究性學(xué)習(xí)、高中生物、生物教學(xué)、探究能力、初中生物、核心素養(yǎng)、教學(xué)策略等。運(yùn)用Citespace軟件對關(guān)鍵詞共現(xiàn)與聚類與主題詞疊加，并將重要性排在前20位的關(guān)鍵詞呈現(xiàn)在表1，結(jié)合二次文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前生物科學(xué)探究的研究主要包括以下幾個(gè)方面：

第一，以生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)為研究導(dǎo)向。課程標(biāo)準(zhǔn)是教學(xué)的指導(dǎo)性文件，因此有關(guān)科學(xué)探究的研究在課程標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次較高，如“課程標(biāo)準(zhǔn)”“探究性學(xué)習(xí)”“科學(xué)素養(yǎng)”“核心素養(yǎng)”。第二，對科學(xué)探究內(nèi)涵和目標(biāo)的研究。科學(xué)探究的提出起源于國外的探究式教學(xué)，其目標(biāo)既包含學(xué)生對科學(xué)探究思路和方法的理解，也包含了掌握科學(xué)探究的能力，如“探究能力”“探究式教學(xué)”“探究性學(xué)習(xí)”“比較研究”。第三，對科學(xué)探究實(shí)現(xiàn)途徑的重視?？茖W(xué)探究的實(shí)現(xiàn)途徑研究集中體現(xiàn)在課堂探究式教學(xué)的實(shí)踐，以及在實(shí)驗(yàn)教學(xué)和活動課中的實(shí)踐研究，如“教學(xué)策略”“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”“探究活動”“生物實(shí)驗(yàn)”等關(guān)鍵詞都有體現(xiàn)。

圖2 2000年—2017年生物科學(xué)探究領(lǐng)域關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

表1 2000年—2017年生物科學(xué)探究領(lǐng)域高頻關(guān)鍵詞

3.3 研究主題演變和階段劃分 使用CiteSpace，可以通過詞頻分析找出高頻關(guān)鍵詞和突現(xiàn)詞，提取研究熱點(diǎn)；在此基礎(chǔ)上繪制時(shí)區(qū)圖譜(timezone)，從時(shí)間維度上來表現(xiàn)知識演進(jìn)，綜合分析圖譜中的文獻(xiàn)的更新和相互影響[4]，結(jié)合我國生物科學(xué)探究的研究現(xiàn)狀，并咨詢專家進(jìn)行階段劃分；最后判斷生物科學(xué)探究研究主題演化的整體特征，預(yù)測未來研究趨勢。

圖3為突現(xiàn)關(guān)鍵詞及其起止年月。關(guān)鍵詞突現(xiàn)度可以反映一段時(shí)間內(nèi)影響力較大的研究領(lǐng)域[6]。在生物學(xué)科學(xué)探究文獻(xiàn)關(guān)鍵詞分析中得到6個(gè)突現(xiàn)詞。分別為探究性學(xué)習(xí)、探究式教學(xué)、比較研究、教學(xué)模式、探究性教學(xué)、初中生物。從時(shí)間序列來看，探究性學(xué)習(xí)和探究式教學(xué)自2003年起作為突現(xiàn)詞，這與2003年頒布的《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》中“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”的課程基本理念以及在實(shí)施建議案例一“尋找瘋牛病的病原體”中提及的“探究式教學(xué)”相吻合。自2005年起，出現(xiàn)了許多對各國教材以及教學(xué)模式的比較研究，我國學(xué)者通過比較研究去探索科學(xué)探究在課堂教學(xué)中的實(shí)踐途徑。近年來，《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》的頒布使得研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到初中生物學(xué)課堂教學(xué)中。

圖3 2000年—2017年生物科學(xué)探究領(lǐng)域突現(xiàn)關(guān)鍵詞

在CiteSpace中使用時(shí)區(qū)視圖(timezone)，按時(shí)間片關(guān)鍵詞Top N=50統(tǒng)計(jì)了生物學(xué)科學(xué)探究研究前沿關(guān)鍵詞時(shí)序圖譜(圖4)，我國生物學(xué)科學(xué)探究的研究大致可以分為以下三個(gè)階段：

第一階段(2000年—2003年)： 這一階段研究熱點(diǎn)主要集中在“探究性學(xué)習(xí)”“方法”“策略”“初中生物”“探究能力”“素質(zhì)教育”“課程標(biāo)準(zhǔn)”等。2001年頒布的《全日制義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)、重視素質(zhì)教育，學(xué)者通過探究性學(xué)習(xí)的理論和實(shí)施方式的研究，力圖改變教師為中心的講授方式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生體驗(yàn)探究的過程和方法，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

第二階段(2004年—2010年)： 這一階段的研究熱點(diǎn)主要集中在“探究性學(xué)習(xí)”“探究式教學(xué)”“高中生物”“探究活動”“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”“教學(xué)模式”“比較研究”。由于《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》的頒布，學(xué)者對高中生物的研究也逐漸興起，新教材也投入使用。學(xué)者更關(guān)注科學(xué)探究的實(shí)施方式和在教材編制中的體現(xiàn)，大多以實(shí)驗(yàn)課和探究活動實(shí)現(xiàn)。另外，這一領(lǐng)域的研究逐漸走向國際，將國內(nèi)外的教材和教學(xué)模式進(jìn)行比較研究的文章逐漸增多。

第三階段(2011年—)： 這一階段的研究熱點(diǎn)主要集中在“生物科學(xué)素養(yǎng)”“探究性教學(xué)”“生物科學(xué)史”“核心素養(yǎng)”“科學(xué)探究能力”“教學(xué)評價(jià)”“STSE教育”“案例分析”?！读x務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》正式引入生物科學(xué)素養(yǎng)，并提出“科學(xué)探究既是科學(xué)家工作的基本方式，也是科學(xué)課程中重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容和有效的教學(xué)方式”，加入了控制變量、重復(fù)實(shí)驗(yàn)、圖表分析等明確的科學(xué)探究方法[7]，因此對于科學(xué)探究的研究更注重實(shí)踐，如在科學(xué)史中滲透科學(xué)探究的教學(xué)，對課堂教學(xué)的實(shí)例分析和現(xiàn)狀調(diào)查，探究活動的實(shí)施效果評價(jià)以及在考試命題中的考查方式。自2014年《教育部關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》提出了核心素養(yǎng)，2017年《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中將科學(xué)探究被作為生物學(xué)四大核心素養(yǎng)之一，學(xué)者多立足于培養(yǎng)核心素養(yǎng)的角度對科學(xué)探究的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行研究。

圖4 2000年—2017年生物科學(xué)探究領(lǐng)域關(guān)鍵詞共現(xiàn)時(shí)區(qū)圖譜

4 結(jié)論

CiteSpace的分析顯示了21世紀(jì)新課改以來，我國生物學(xué)科學(xué)探究研究演進(jìn)的特點(diǎn)與規(guī)律。我國以生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)為主線，研究熱點(diǎn)從科學(xué)探究的理論研究到教學(xué)策略的實(shí)踐，從關(guān)注科學(xué)探究的過程，到關(guān)注科學(xué)探究能力，以及與社會技術(shù)的聯(lián)系；研究對象包含了學(xué)生、教師、課程、課標(biāo)、教材、試題；研究方法從定性到定量，呈現(xiàn)出多樣化的研究趨勢，拓寬了生物學(xué)科學(xué)探究研究的范圍，為我國生物教育理論與教學(xué)實(shí)踐提供了研究基礎(chǔ)和方法論指導(dǎo)。