趙 鵬

(上海師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，上海，200030)

2014年，我國正式提出核心素養(yǎng)的概念；《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》(以下簡(jiǎn)稱2017年版課標(biāo))和《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡(jiǎn)稱2020年修訂版課標(biāo))均以核心素養(yǎng)為宗旨，提出從生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任方面發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。清晰準(zhǔn)確地把握各階段生物學(xué)科核心素養(yǎng)的研究成果和趨勢(shì)，對(duì)深化生物學(xué)課程教學(xué)改革、培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)具有重要意義。為了解生物學(xué)科核心素養(yǎng)研究的基本現(xiàn)狀，總結(jié)歸納研究熱點(diǎn)，提出未來研究的方向，本研究運(yùn)用CiteSpace 5.8.R2從年發(fā)文量、發(fā)文作者、發(fā)文機(jī)構(gòu)和關(guān)鍵詞角度，對(duì)2015—2021年有關(guān)論文進(jìn)行可視化分析。

一、數(shù)據(jù)來源及研究方法

(一)數(shù)據(jù)來源

在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中，本研究采用高級(jí)檢索，將檢索主題設(shè)置為“生物”并包含“核心素養(yǎng)”，檢索時(shí)間設(shè)定為2015—2021年，文獻(xiàn)來源類別為全部期刊，精確檢索后共檢索到603篇中文文獻(xiàn)。檢索發(fā)現(xiàn)，最早研究生物學(xué)科核心素養(yǎng)的是蔣桂林和李小朋，分別于2015年在《中學(xué)生物學(xué)》及《中學(xué)生物教學(xué)》上闡述生物學(xué)科核心價(jià)值內(nèi)涵和培養(yǎng)路徑。[1-2]剔除課堂實(shí)錄、會(huì)議通知等關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)的文獻(xiàn)后，最終得到有效文獻(xiàn)581篇。

(二)研究方法

CiteSpace在文獻(xiàn)計(jì)量可視化分析領(lǐng)域一直深受學(xué)界認(rèn)可，能夠清晰反映某一研究領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、未來趨勢(shì)等信息，且其可視化效果具有結(jié)構(gòu)清晰、圖譜豐富、分析精準(zhǔn)等優(yōu)勢(shì)，可為縱向研究提供基礎(chǔ)。本研究借助CiteSpace 5.8.R2對(duì)581篇文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析。

二、研究現(xiàn)狀

(一)年發(fā)文量

年發(fā)文量分布圖是指不同年份論文發(fā)表數(shù)量的分布情況，在一定程度上可以反映某一研究領(lǐng)域的發(fā)展歷程。圖1為2015—2021年生物學(xué)科核心素養(yǎng)研究年發(fā)文量分布圖，從中可以看出，生物學(xué)科核心素養(yǎng)的研究歷程先后經(jīng)歷了穩(wěn)步增長、躍升發(fā)展、積淀沉寂三個(gè)階段。

圖1 年發(fā)文量分布

第一階段：2015—2018年。此階段我國生物學(xué)科核心素養(yǎng)的研究處于萌芽醞釀期，最早文獻(xiàn)研究發(fā)表于2015年，在隨后的3年內(nèi)年發(fā)文量呈穩(wěn)步增長的態(tài)勢(shì)，由2015年的2篇增長至2018年的74篇。教育部于2014年明確提出核心素養(yǎng)的概念，并表示將組織專家對(duì)各學(xué)段學(xué)生應(yīng)著重發(fā)展的核心素養(yǎng)體系進(jìn)行研究，由此拉開了核心素養(yǎng)研究的序幕。2014年12月，教育部在全國范圍內(nèi)啟動(dòng)了基于核心素養(yǎng)修訂高中各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)的工作，此時(shí)仍處于研究的起步階段，因而2015年雖然有零星文獻(xiàn)發(fā)表，但數(shù)量較少(2篇)。2016年，《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》重磅發(fā)布，明確了核心素養(yǎng)的核心、內(nèi)涵和體現(xiàn)，林德崇教授提出了核心素養(yǎng)的總體框架，為核心素養(yǎng)在我國的實(shí)踐奠定了理論基礎(chǔ)。[3-4]2017年版課標(biāo)的頒布標(biāo)志著我國中學(xué)生物學(xué)教育進(jìn)入以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)改革新階段，相關(guān)研究如雨后春筍般涌現(xiàn)，至2018年，年發(fā)文量已達(dá)到74篇。出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因與同步進(jìn)行的課程改革和相關(guān)教育政策的頒布密切相關(guān)。

第二階段：2018—2020年。該階段是我國生物學(xué)科核心素養(yǎng)研究的蓬勃發(fā)展階段，從2018年的74篇躍升至2019年的158篇和2020年的159篇。出現(xiàn)該迅猛發(fā)展態(tài)勢(shì)的主要原因可能包括兩方面。一是2017年版課標(biāo)發(fā)布后，多個(gè)出版社和省市開啟了基于課程標(biāo)準(zhǔn)的教材修訂工作，如由人民教育出版社編寫的高中生物學(xué)新教材于2019年正式投入使用，上海市教委組織主持編寫了滬科版生物教材等，引發(fā)了包括教材比較分析在內(nèi)的系列研究浪潮。[5]二是新時(shí)代對(duì)教育教學(xué)提出新要求，為了貫徹相關(guān)精神，教育部組織專家對(duì)2017年頒布的課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂，并于2020年修訂普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)，再次引發(fā)了學(xué)界對(duì)生物學(xué)科核心素養(yǎng)的高度關(guān)注。[6-7]在這些因素的助推下，2019年和2020年該領(lǐng)域的年發(fā)文量達(dá)到頂峰。

第三階段：2021年至今。此階段為我國生物學(xué)科核心素養(yǎng)研究進(jìn)入積淀沉寂階段，較之2020年，2021年發(fā)文量下降至126篇。雖然數(shù)量仍然可觀，但隨著生物學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)涵、價(jià)值的日益明晰，該領(lǐng)域的研究逐漸向縱深發(fā)展，如探討如何實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)、考試評(píng)價(jià)、校本課程開發(fā)等與發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的有機(jī)融入、高效滲透。而此類研究需要精心設(shè)計(jì)、不斷修繕，對(duì)時(shí)間和投入的努力提出了一定要求，使年發(fā)文量出現(xiàn)“少而精”的狀況。[8-10]

(二)發(fā)文機(jī)構(gòu)

發(fā)文機(jī)構(gòu)是指學(xué)術(shù)論文發(fā)表作者(團(tuán)體)所在的機(jī)構(gòu)。通過對(duì)發(fā)文機(jī)構(gòu)分析，可以重點(diǎn)把握該領(lǐng)域研究所涉機(jī)構(gòu)及相互交流合作情況現(xiàn)狀，對(duì)系統(tǒng)性地了解某一研究領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀具有重要意義。將統(tǒng)計(jì)類型設(shè)定為機(jī)構(gòu)，時(shí)區(qū)切片跨度設(shè)為2015—2021，每一單位時(shí)間設(shè)置為1年，鏈接剔除選“pathfinder”，運(yùn)算后生成發(fā)文機(jī)構(gòu)共現(xiàn)圖譜(圖2)。圖中共有152個(gè)節(jié)點(diǎn)、0個(gè)連接，網(wǎng)絡(luò)密度為0，網(wǎng)絡(luò)模塊度值Q=0.5237>0.3，S=0.8825>0.5。由此可知，對(duì)生物學(xué)科核心素養(yǎng)開展研究的機(jī)構(gòu)和單位呈各自為政的狀態(tài)，缺乏交流與合作，聯(lián)系不夠密切，合作網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率較低。

圖2 發(fā)文機(jī)構(gòu)共現(xiàn)圖譜

根據(jù)生成的數(shù)據(jù)繪制發(fā)文量排名前8的機(jī)構(gòu)(表1)。從發(fā)文數(shù)量來看，人民教育出版社以13篇遙遙領(lǐng)先于其他機(jī)構(gòu)單位，延邊第二中學(xué)以5篇的發(fā)文量居于第二，廣西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、北京教育科學(xué)研究院、福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、南通大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、臨沂大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院和泉州第十七中學(xué)均以發(fā)文量3篇緊隨其后。由此可以看出，人民教育出版社對(duì)生物學(xué)科核心素養(yǎng)的研究更加深入全面，引領(lǐng)著我國生物學(xué)科核心素養(yǎng)的研究發(fā)展。從發(fā)文機(jī)構(gòu)的層次來看，大多為高等院校的生命科學(xué)學(xué)院，這表明高校很好地承擔(dān)了對(duì)教育教學(xué)開展研究的任務(wù)。同時(shí)，延邊第二中學(xué)和泉州第十七中學(xué)作為中等學(xué)校，在發(fā)文量方面仍居于前列，表明這兩所學(xué)校始終走在教育教學(xué)改革探索的一線。

表1 發(fā)文量排名前8的機(jī)構(gòu)

(三)發(fā)文作者

對(duì)發(fā)文作者展開分析后得到如圖3所示的發(fā)文作者圖譜。圖譜中共出現(xiàn)164個(gè)節(jié)點(diǎn)、41個(gè)連接，網(wǎng)絡(luò)密度為0.0031，網(wǎng)絡(luò)模塊度值Q=0.5273>0.3，S=0.8825>0.5。這說明，當(dāng)前我國對(duì)生物學(xué)科核心素養(yǎng)的研究呈現(xiàn)出整體分散、個(gè)別集中的特點(diǎn)。就整體而言，學(xué)者缺乏合作與交流，未形成穩(wěn)定而持久的科研團(tuán)隊(duì)。但也存在聯(lián)系較緊密的學(xué)者，如胡繼飛和陳學(xué)梅著力于探討中學(xué)生物教育課程群的建構(gòu)，陳學(xué)梅和胡位榮對(duì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)及STEM課程開發(fā)做出了重要貢獻(xiàn)，王海和荊永濤則對(duì)中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)提出了優(yōu)化建議。

圖3 發(fā)文作者圖譜

三、研究熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)

(一)研究熱點(diǎn)

關(guān)鍵詞是一篇學(xué)術(shù)論文核心要義的集中體現(xiàn)，關(guān)注學(xué)術(shù)論文的關(guān)鍵詞，有利于精準(zhǔn)把握該學(xué)科領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。圖4為我國生物學(xué)科核心素養(yǎng)研究的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，圖中共有節(jié)點(diǎn)289個(gè)，629條連線，網(wǎng)絡(luò)密度為0.0151，網(wǎng)絡(luò)模塊度值Q=0.5273>0.3，S=0.8825>0.5。這表明我國生物學(xué)科核心素養(yǎng)的研究表現(xiàn)出研究范圍寬泛、研究主題豐富、各研究?jī)?nèi)容間關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的特點(diǎn)。

圖4 關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行進(jìn)一步分析，在剔除“核心素養(yǎng)”“生物”“生物學(xué)”等與檢索詞相同或相近的關(guān)鍵詞后，繪制得到如表2所示的位于前15的關(guān)鍵詞詞頻及中心性一覽表。由表2可知，學(xué)界極為關(guān)注生物學(xué)科核心素養(yǎng)在教育教學(xué)領(lǐng)域的實(shí)施與開展，其中對(duì)高中生物學(xué)教學(xué)研究最為集中(103次)；初中生是建立科學(xué)的世界觀、價(jià)值觀，培養(yǎng)關(guān)鍵能力和必備品格的關(guān)鍵期，因而初中生物教育緊隨其后，居于第二(42次)；其他出現(xiàn)頻率較高的關(guān)鍵詞也與生物學(xué)教學(xué)緊密相關(guān)。進(jìn)一步觀察可發(fā)現(xiàn)，關(guān)鍵詞詞頻與中心性整體上呈正相關(guān)，通常而言，中心性大于0.1，則被認(rèn)為具有較高影響度，在該研究領(lǐng)域中起中介作用，貫通先前和后續(xù)的研究。

表2 位于前15的關(guān)鍵詞詞頻及中心性一覽表

為了進(jìn)一步探究有關(guān)生物學(xué)科核心素養(yǎng)研究的熱點(diǎn)內(nèi)容，本研究通過LLR算法進(jìn)行聚類分析，得到關(guān)鍵詞聚類知識(shí)圖譜。其中，網(wǎng)絡(luò)模塊度值Q=0.5273>0.3，S=0.8825>0.5。這表明581篇文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞聚類效果良好，具有可信度。

在得到的關(guān)鍵詞聚類知識(shí)圖譜中，共有13個(gè)聚類標(biāo)簽，具體如下：#0核心素養(yǎng)、#1科學(xué)思維、#2初中生物、#3高中生物、#4生物教學(xué)、#5生物學(xué)科、#6教學(xué)設(shè)計(jì)、#7生物學(xué)、#8深度學(xué)習(xí)、#9磷酸基團(tuán)、#10校本化、#11健康教育、#12種群密度。雖然聚類分析能反映出研究熱點(diǎn)情況，但仍需要結(jié)合文獻(xiàn)具體內(nèi)容具體分析。在關(guān)鍵詞聚類分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體文獻(xiàn)，本研究歸納概括出當(dāng)前生物學(xué)科核心素養(yǎng)領(lǐng)域研究的內(nèi)容主要包括以下三個(gè)方面。

一是基于核心素養(yǎng)開展生物學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)。#1科學(xué)思維、#2初中生物、#3高中生物、#6教學(xué)設(shè)計(jì)、#9磷酸基團(tuán)和#12種群密度，都體現(xiàn)出將生物學(xué)科核心素養(yǎng)融入初高中生物學(xué)教學(xué)。核心素養(yǎng)作為適應(yīng)未來發(fā)展的必備品格和關(guān)鍵能力，需要與課堂教學(xué)有機(jī)融合，對(duì)學(xué)生進(jìn)行潛移默化的熏陶。王江麗在“細(xì)胞器——系統(tǒng)內(nèi)的分工合作”的教學(xué)中，通過教師引導(dǎo)、合作交流、模型建構(gòu)、展示成果、聯(lián)系生活等環(huán)節(jié)，將生命觀念、科學(xué)思維與社會(huì)責(zé)任等核心素養(yǎng)要素的培養(yǎng)緊密滲透于教學(xué)中。[11]劉慧琪等人為“探究環(huán)境污染對(duì)生物的影響”制訂教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，兼顧課上與課下，創(chuàng)造性地將理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和成立興趣小組等統(tǒng)合在教學(xué)設(shè)計(jì)中，有助于高效培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。[12]

二是基于生物學(xué)科核心素養(yǎng)開發(fā)校本課程。#10校本化、#11健康教育等則反映出基于核心素養(yǎng)的生物學(xué)校本課程開發(fā)，是當(dāng)前眾多教育工作者關(guān)注的焦點(diǎn)。在用好統(tǒng)編教材的基礎(chǔ)上，要突出地域特色，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)不應(yīng)局限于教材規(guī)定的內(nèi)容和范圍。因此，因地制宜地開發(fā)具有地方特色且有利于培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的校本課程是必要和有價(jià)值的。李歡歡等人提出基于核心素養(yǎng)的校本課程開發(fā)應(yīng)按照分析實(shí)施情境、明確課程目標(biāo)、撰寫課程方案、實(shí)施校本課程和評(píng)價(jià)校本課程五個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行。[13]周紅則以校本選修課程“生命科學(xué)漫談”為例，闡釋了以生物科學(xué)史的形式培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)的思考。[14]楊菲菲以“轉(zhuǎn)基因生物的安全”為主題開發(fā)校本課程，巧妙結(jié)合學(xué)科前沿和教材知識(shí)，讓學(xué)生在思辨中實(shí)現(xiàn)社會(huì)責(zé)任的發(fā)展。[15]

三是探究旨在促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略和教學(xué)方法的研究。#8深度學(xué)習(xí)反映出當(dāng)前生物學(xué)教學(xué)不僅關(guān)注教師的教，也強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位和參與性。曹秋菊在教授“基因突變和基因重組”時(shí)，采用問題串導(dǎo)學(xué)模式授課，以促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。[16]張祥在對(duì)“遺傳信息及其傳遞和表達(dá)的規(guī)律”進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，從學(xué)習(xí)主題、單元學(xué)習(xí)目標(biāo)、單元學(xué)習(xí)活動(dòng)和單元學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)四個(gè)方面進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生沉浸式參與，以期促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。[17]

(二)研究趨勢(shì)

依托TimezoneView功能，繪制得到如圖5所示的生物學(xué)科核心素養(yǎng)關(guān)鍵時(shí)區(qū)圖譜。該圖直觀呈現(xiàn)了隨時(shí)間演變，研究熱點(diǎn)的演化進(jìn)程，有利于明晰生物學(xué)科核心素養(yǎng)研究發(fā)展的整個(gè)脈絡(luò)。由圖5可知，繼教育部2014年明確提出核心素養(yǎng)這一概念后，核心素養(yǎng)一詞成為2015年研究的熱點(diǎn)，隨著對(duì)概念界定的日益清晰和相關(guān)文件的陸續(xù)發(fā)布，學(xué)者對(duì)核心素養(yǎng)的研究愈加深入，2015年便開始了以開發(fā)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的校本課程的研究浪潮，并滲透到日常的教育教學(xué)領(lǐng)域。2017年版課標(biāo)生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任進(jìn)行了明確界定，于是，2017年開始一直到2018年，研究熱點(diǎn)轉(zhuǎn)向了如何培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。至2019年，學(xué)者不再拘泥于形式上落實(shí)核心素養(yǎng)，深度學(xué)習(xí)、高效課堂、模型構(gòu)建等切實(shí)提高課堂效率的舉措，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的系列領(lǐng)域成為學(xué)界的焦點(diǎn)。通過對(duì)關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)圖譜的分析不難得出，生物學(xué)科核心素養(yǎng)的研究在不斷由淺入深、由理解概念到實(shí)施落實(shí)、由關(guān)注形式到注重效率。

圖5 關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)圖譜

運(yùn)用Buretness功能對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行突現(xiàn)分析，得到如圖6所示的關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜。關(guān)鍵詞突現(xiàn)是指某一關(guān)鍵詞在一段時(shí)間內(nèi)使用頻次驟然升高，表明在該段時(shí)間內(nèi)受到學(xué)者的廣泛關(guān)注，分析突現(xiàn)詞可以掌握該研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)、前沿以及發(fā)展趨勢(shì)。

圖6 關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜

由圖6可知，我國生物學(xué)科核心素養(yǎng)研究的演變進(jìn)程主要分為三個(gè)階段。

一是以探討生物學(xué)教學(xué)基本理念和價(jià)值為主的初步探索期(2015—2017年)。在這一階段，生物學(xué)科、高考改革及教育價(jià)值成為生物教學(xué)領(lǐng)域的熱門詞語，而2017年版課標(biāo)尚未公布，因而更多是對(duì)生物教學(xué)理念和價(jià)值的初步探討，以及希望通過高考改革促進(jìn)生物教學(xué)改革。由于缺乏對(duì)生物學(xué)科核心素養(yǎng)的統(tǒng)一界定，此時(shí)生物學(xué)教學(xué)的研究還未形成體系。

二是基于核心素養(yǎng)對(duì)生物學(xué)教學(xué)、考試評(píng)價(jià)體系改革進(jìn)行探討的縱深發(fā)展期(2018—2019年)。在該階段，有關(guān)概念教學(xué)、模型構(gòu)建、科學(xué)史教學(xué)等新式教學(xué)方法的研究層出不窮，既有的考試評(píng)價(jià)體系和課程標(biāo)準(zhǔn)也不斷突“新”，學(xué)者及教育工作者以核心素養(yǎng)為基點(diǎn)，不斷開發(fā)新的模式和方法。

三是結(jié)合真實(shí)情境，旨在促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的創(chuàng)新發(fā)展期(2020—2021年)。繼上一階段，學(xué)界開始以真實(shí)情境、應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，以促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)為目標(biāo)開展教學(xué)研究，其中包括充分利用教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)，讓學(xué)生的主體地位得到充分彰顯。

綜上可知，我國生物學(xué)科核心素養(yǎng)研究領(lǐng)域已取得可觀的成就，但未來仍需著重把握以下三個(gè)方面。

一是堅(jiān)持高校理論引領(lǐng)，中學(xué)貫徹實(shí)踐的聯(lián)動(dòng)合作模式。生物學(xué)科核心素養(yǎng)的研究主要是高校的生命科學(xué)學(xué)院，且缺乏足夠的理論和實(shí)踐溝通，整體過于分散。未來，高等院校與中等學(xué)校應(yīng)開設(shè)多種合作交流平臺(tái)，將理論研究與實(shí)踐執(zhí)行有機(jī)統(tǒng)一起來。

二是基于最新研究理論，轉(zhuǎn)變研究范式。隨著生物學(xué)科核心素養(yǎng)研究的不斷深入，以及心理學(xué)在教育領(lǐng)域的不斷滲透，教育工作者需要開發(fā)和探討可促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的教學(xué)模式和方法，提高學(xué)生的課堂參與度，提升課堂教學(xué)效率。

三是充分運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)條件，順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。當(dāng)今世界，科技不斷革新，未來的研究應(yīng)當(dāng)汲取科技發(fā)展所帶來的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而用于教學(xué)實(shí)踐，切實(shí)提高課堂效率。