王 芳，武 彧

(黔南民族師范學院 化學化工學院，貴州 都勻 558000)

“5E教學模式”是美國生物科學課程研究(BSCS)組成員R.Bybee等人基于建構主義學習理論和概念轉變理論所開發(fā)的探究式教學模式，其將課堂教學劃分為引入(Engagement)、探究(Exploration)、解釋(Explanation)、遷移(Elaboration)和評價(Evaluation)五個環(huán)節(jié)，該教學模式強調學習的主體是學生，教師是學習的引導者[1]。“5E教學模式”自21世紀引入我國以來，備受教育領域的廣泛關注，已被廣泛運用到物理、化學、生物、數學、地理、英語等學科領域[2-7]。為更清晰地把握國內中等教育階段5E教學模式研究現狀并持續(xù)更好地研究和運用5E教學模式，采用科學研究方法，系統、科學的對其進行深入分析是有必要的。然而，目前利用CiteSpace知識圖譜軟件定量分析5E教學模式研究現狀及其演進走向的方法還未涉及。鑒于此，本研究運用CiteSpace軟件對2013-2022年9月5E教學模式的相關文獻進行了定量分析，以期用一個全新的角度分析國內中等教育階段5E教學模式的研究現狀及演進走向，為今后我國5E教學模式研究與應用的可持續(xù)發(fā)展提供參考與借鑒。

1 數據來源與研究方法

為客觀描述我國中等教育階段“5E教學模式”研究的具體情況，本研究以中國知網(CNKI)數據庫為研究數據源，以“5E教學模式”為主題詞進行檢索，學科范圍選擇“中等教育”，文獻時間范圍選定為2013-2022年9月，一共檢索得到446篇文獻，手動剔除與研究主題不相符的會議通知，共得到441篇有效文獻。本文通過文獻計量法對文獻進行全面梳理分析，結合二次文獻檢索及內容分析，解釋相關特征。運用CiteSpace5.8.R2作為研究工具對“5E教學模式”研究進行全景式圖譜分析，得出近十年來我國中等教育階段“5E教學模式”的研究情況及演進走向。

2 研究結果與分析

2.1 年度發(fā)文量分析

通過對我國近十年中等教育階段“5E教學模式”研究發(fā)文量的統計，可以整體把握發(fā)文數量變化趨勢(如圖1所示)。從整體上來看，“5E教學模式”的發(fā)文量呈現出增長趨勢，可將其劃分為兩個階段：

第一階段為起步階段(2013-2016年)，由于“5E教學模式”理論研究相對缺乏，相關理念尚未系統地引入國內，相關論文數量較少，該時間段內“5E教學模式”研究發(fā)展呈現態(tài)勢平穩(wěn)，共發(fā)表文獻53篇，年均發(fā)文量13.25篇，占總發(fā)文量的12.02%。隨著研究者和研究機構不斷加入“5E教學模式”研究，第二階段進入迅速發(fā)展期(2016-2021年)，該階段發(fā)文數量整體呈上升趨勢，該階段發(fā)文量高達364篇，年均發(fā)文量72.8篇，占總發(fā)文量的82.54%。同時，據中國知網(CNKI)數據顯示，2022年預估關于“5E教學模式”發(fā)文量將達到119篇，研究表明，研究者們對“5E教學模式”的研究方興未艾。

2.2 期刊發(fā)文情況分析

對發(fā)文期刊進行統計分析，發(fā)文量排名前20位是《中學生物教學》 《中學生物學》 《考試周刊》 《生物學教學》 《生物學通報》等期刊。如圖2所示，《中學生物教學》 《中學生物學》 《考試周刊》3家期刊發(fā)文超過20篇，且占總發(fā)文量的20.41%，占據著領先地位；其余期刊發(fā)文均未超過20篇。

圖2 期刊發(fā)文情況圖

在所有發(fā)文期刊中，核心期刊共9種(如圖3)，其發(fā)文量占總發(fā)文量的10.2%。在這些期刊中，僅有2種期刊發(fā)文超過10篇，分別是《生物學教學》 《生物學通報》，占核心期刊總量的71.1%。其余期刊發(fā)文量不超過5篇，占核心期刊發(fā)文總量的28.9%，核心期刊年均發(fā)文量1.2篇。

圖3 核心期刊發(fā)文情況圖

2.3 發(fā)文作者分析

表1 部分核心作者發(fā)文信息

發(fā)文作者是該領域內研究的核心主體，通過運行CiteSpace軟件得到如圖4所示。由圖4左上角信息可知，節(jié)點(N)反映了發(fā)文數量，連線(E)反映作者之間的合作程度。從總體上看，尚未形成核心作者群，表明我國“5E教學模式”網絡研究處于零散化、碎片化的狀態(tài)。同時，現有作者學術合作聯系較弱，研究團隊的規(guī)模有待提高。如果能大力加強高校理論研究者與一線實踐者之間的合作，將理論與實踐相結合，對“5E教學模式”的研究將會有更進一步突破。

圖4 研究者發(fā)文合作圖譜

2.4 發(fā)文機構分析

通過對研究機構的分析可以探測某一領域研究力量的分布以及研究基地形成情況。利用CiteSpace軟件繪制的研究機構知識圖譜和相關數據的分析發(fā)現，對“5E教學模式”研究的機構主要有2大類。居于領先地位的是高等師范院校，如福建師范大學，發(fā)文量達15篇。緊隨其后的是一線中學，如福建省漳州市第一中學，發(fā)文量達12篇。本文對發(fā)文量不少于5篇的研究機構進行統計(如表2)，發(fā)現主要的研究機構有福建師范大學(15篇)、廣州大學(12篇)、福建省漳州市第一中學(12篇)等，這些機構形成了“5E教學模式”主要研究基地。從研究機構知識圖譜顯示信息來看(如圖5)，有184個節(jié)點，25條連線，發(fā)現部分研究機構存在一定的合作關系，但合作強度明顯不夠。如果能加強高等師范院校與一線學校的合作，則能帶動新一輪對“5E教學模式”的研究。

圖5 研究機構合作圖譜

表2 部分核心機構發(fā)文信息

2.5 關鍵詞及中心性統計分析

本文利用CiteSpace5.8R2對關鍵詞進行分析，檢索出關鍵詞節(jié)點(N)為319。關鍵字越大，意味著出現的頻次越高。關鍵詞節(jié)點間的線性關聯數(E)為703(見圖6)，線越粗，不同關鍵詞共同出現的頻次越高。與此同時，提取了頻數不小于5的關鍵詞作為代表“5E教學模式”研究熱點的高頻關鍵詞(見表3)。一般而言，頻次和中心性是衡量一個關鍵詞重要性的主要指標。節(jié)點的中心性數值越大，意味著其所連接與傳達信息的關鍵詞越多，在整個知識圖譜中的媒介作用越強，表明節(jié)點越重要[8]。

表3 部分關鍵詞節(jié)點中心詞排列

圖6 關鍵詞共現圖譜

對中國知網(CNKI)數據庫關鍵詞頻次及中心性進行分析得出結果(表3)，顯示“5E教學模式”的詞頻出現高達253，位居首位；緊隨其后的是“5E”教學模式、教學設計和教學模式等關鍵詞。根據表中的中心性來分析，有4個關鍵詞的中心性高于0.2，分別是5E教學模式(0.58)、“5E”教學模式(0.45)、教學設計(0.23)和教學模式(0.40)，表明這幾個關鍵詞是中等教育階段5E教學模式領域研究的熱點及核心。但需要注意的是：關鍵詞出現的頻次高，并不意味著中心性也高，如關鍵詞“高中地理”和“教學中的應用”出現頻次分別是6次、5次，但中心性數值為0。

2.6 時間線視圖分析

時間線圖可以顯示出共引網絡中節(jié)點隨時間變化的結構關系[9]。利用CiteSpace軟件生成時間線視圖(如圖7)，能清晰地反映我國近幾年來研究“5E教學模式”的演化路徑與發(fā)展脈絡。

圖7 關鍵詞時間線視圖譜

聚類#0教學模式從2013年一直持續(xù)到2022年，教學模式是研究熱度最高、交叉線最多的。聚類#1、聚類#2 5E教學模式從2013年一直持續(xù)到2022年，其中包括單元設計、深度教學、STEM教育、STEAM教育理念等熱點問題。聚類#3高中生物從2016年逐漸引起關注并持續(xù)至今，關注點逐漸由5E教學向情境教學和智慧課堂轉變，并且在研究過程中與不插電的計算機科學相結合。聚類#4高中生物學關注較晚(2018年)，學科核心素養(yǎng)、概念教學是該聚類的研究熱點。聚類#5教學設計關注始于2013年并持續(xù)至今，關注熱點包括概念轉變、pbl教學、探究式教學以及各學科教學等。自2014年3月教育部印發(fā)《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見(簡稱《意見》)》，明確提出了核心素養(yǎng)體系[10]。該《意見》的提出，加深了“5E教學模式”與各學科之間的聯系。為此，學術界從理論與實踐角度給予了高度關注。

2.7 關鍵詞突現分析

利用CiteSpace軟件的關鍵詞突現檢測功能可以反映出研究熱點的變化和趨勢，本文運用CiteSpace對我國近十年中等教育階段“5E教學模式”研究進行分析，共得出20個突現關鍵詞(如圖8所示)，可將其劃分為兩個階段進行分析：2013-2016年為第一階段，“教學模式”“5E學習環(huán)”“前科學概念”“核心概念”成為了“5E教學模式”研究領域的熱點關鍵詞。2017-2022年為第二階段，“核心素養(yǎng)”“概念教學”成為了該時期的主要關鍵詞，研究者們運用5E教學模式培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)和進行概念教學，取得良好的教學效果[11-12]。

圖8 關鍵詞突現圖譜

2.8 關鍵詞聚類分析

聚類顧名思義就是將詞意大致相近的詞匯聚集成一塊兒，成為相對獨立的概念聚類。本研究對樣本文獻進行關鍵詞聚類分析，識別研究熱點(如圖9所示)，共有628個節(jié)點，1730條連線，網絡密度值為0.0088，Modularity Q=0.6099>0.3，表明聚類結構顯著，積聚類效果良好；Mean S=0.8854>0.5，表明聚類結果合理。通過K算法且篩選小聚類，共得到5個主要關鍵詞聚類。通過分析可將其劃分為核心素養(yǎng)培養(yǎng)研究、教學設計研究、5E教學模式本體研究三個研究大類。

圖9 關鍵詞聚類圖譜

2.8.1 5E教學模式的本體研究

聚類#0 5E 教學模式為第一大聚類，其包含“5E教學模式”“5E”教學和“深度學習”等關鍵詞。在建構主義學習理論影響下，美國生物課程(BSCS)主要研究者(R.Bybee)在《中學科學教學》中提出了5E學習環(huán)模式。為更好地研究和運用5E教學模式，胡久華和高沖[13]系統地梳理了5E教學模式的起源、內涵及其特征，對5E教學模式的發(fā)展演變和研究進展進行闡釋并描繪了其未來的研究方向和內容；譚鵑和霍靜[14]以“生物核心概念”教學為例，闡述了5E教學模式中“參與”環(huán)節(jié)在教學中的運用；何晶等[15]人深入分析美國 “概念體育”的5E教學模式，總結出5E教學模式的特征、優(yōu)勢，為我國體育教育提出了“多段式”教學模式的建議。

2.8.2 基于5E教學模式的核心素養(yǎng)培養(yǎng)研究

聚類#3核心素養(yǎng)培養(yǎng)大類，該大類核心關鍵詞有“核心素養(yǎng)”“STEAM教育”“STEM教育”等，該聚類著力于不同的教學途徑發(fā)展學生的核心素養(yǎng)。《普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)》明確指出：學科核心素養(yǎng)是學生通過學習各學科知識而逐步形成正確的價值觀念、必備品格和關鍵能力[16]。王紹剛等[17]人利用STEAM教育理念結合物理課堂的5E教學模式，讓核心素養(yǎng)在實驗教學中落地；趙呈領等[18]倡導將STEM教育與各學科素養(yǎng)交叉融合，塑造跨學科的綜合型核心素養(yǎng)；黃峰[19]以“生態(tài)結構系統”教學為例，運用5E教學模式開展教學，提高了核心素養(yǎng)；方文婷和田芳[20]利用“5E教學模式”與數學教學進行結合，通過相關數據分析表明，認為該模式有利于學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)；張博和周瑩[21]借助“雙曲線及其標準方程”的教學與“5E”教學模式結合，探討了該模式對于學生數學核心素養(yǎng)培養(yǎng)的可行性。

2.8.3 基于5E教學模式的教學設計研究

聚類#2教學設計為本研究的第二大聚類，其關鍵詞含有“PBL教學” “實驗活動”和“任務驅動教學”等，著力于將“5E教學模式”運用于各學科的教學實踐中。孫影等[22]人以化學能與熱能為例運用5E教學模式進行教學設計，為5E教學模式在化學教學中的應用奠定的基礎；楊曉燕等[23]用“5E教學模式”設計了“傳感器及其工作原理”的物理課堂，認為學生可以通過教師的引導對知識進行探索；鄧秋萍和劉恩山[24]通過“5E教學模式”進行教學設計，幫助學生總結出多種拒絕飲酒的策略；付鑫和楊文源[25]通過對“細胞的分化”這一節(jié)進行了教學設計，培養(yǎng)了學生利用課堂上學習的理論知識去解決生活中實際問題的能力；孫新和張勇[26]運用5E教學模式對“法拉第電磁感應定律”一節(jié)課進行了教學設計，有效地提高了學生的科學思維，促進學生認識探究過程在物理學研究中的重要意義；卜麗君等[27]人運用5E教學模式對“軀體的運動”一節(jié)課進行教學設計，激發(fā)了學生的學習興趣，促使學生自主建構知識，取得較好的學習效果；馮濤勵[28]將“5E教學模式”運用于單元教學設計中并提出相應的學段的應用策略。

3 總結與展望

本研究運用CiteSpace可視化軟件對國內近十年中等教育階段5E教學模式研究的發(fā)文數量、發(fā)文期刊、研究者、研究機構、時間線視圖及關鍵詞進行可視化分析，反映出5E教學模式的研究現狀、熱點及演進方向，研究結果表明，5E教學模式仍是當前基礎教育教學研究的熱點。

5E教學模式作為一種有效的探究式教學模式，在我國教育領域得到廣泛研究應用，但是也還存在持續(xù)研究和完善的地方，本文提出以下展望：①從研究作者和教育機構來看，其間合作比較少，幾乎為獨立研究，如果在未來的5E教學模式研究中加強高校研究者和一線教學工作者之間的合作，將高校研究者的理論與一線教學工作者的實踐有效結合，對5E教學模式的研究和應用會有進一步突破。②從時間線視圖和關鍵詞突現來看，學科教學設計(特別是單元整體教學)的融合以及深度教學是今后5E教學模式領域研究的熱點課題。③通過二次閱讀文獻，發(fā)現在研究內容上，5E教學模式研究內容較為廣泛，但是將5E教學模式與其他教育理念相結合的研究還比較少，在這方面的研究還需進一步強化。另外，5E教學模式在理科領域的應用研究廣泛，文科(如思政、歷史等)領域涉及較少，建議在這方面加強研究。