我國(guó)生物概念教學(xué)研究現(xiàn)狀的可視化分析（2001～2016年）

摘 要 基于可視化分析方法，對(duì)我國(guó)生物概念教學(xué)研究現(xiàn)狀（2001～2016年）進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示：該領(lǐng)域?qū)W術(shù)關(guān)注度整體發(fā)展呈上升趨勢(shì)（2016年稍有下降），對(duì)于高中學(xué)段關(guān)注度高于初中學(xué)段，核心概念、概念圖和生物科學(xué)素養(yǎng)成為研究熱點(diǎn)；核心作者數(shù)量不足，尚未形成核心作者群，作者合作尚待增強(qiáng)；刊源分布廣而不均，尚未出現(xiàn)核心期刊。

關(guān)鍵詞 生物 概念教學(xué) 研究現(xiàn)狀 可視化分析

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

概念既是知識(shí)的最基本單位，又是思維的基本形式。生物概念教學(xué)研究對(duì)促進(jìn)學(xué)習(xí)者在生物科學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)構(gòu)建、能力培養(yǎng)和情感態(tài)度價(jià)值觀正確樹立方面都發(fā)揮著重要作用。2001年第八次課程改革施行的《全日制義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》，要求將概念放在具體的生物學(xué)活動(dòng)中，而不是以往“教學(xué)大綱”的了解、掌握“XX概念”等靜態(tài)規(guī)定。此次對(duì)生物概念做出的徹底改變，引起相關(guān)研究者生物概念教學(xué)的極大關(guān)注。2011年美國(guó)出版的《K12科學(xué)教育框架：實(shí)踐、跨學(xué)科概念、核心概念》成為21世紀(jì)國(guó)際科學(xué)教育的重要指導(dǎo)文件。近年來，我國(guó)生物科學(xué)教育重要工作者劉恩山等在該文件指導(dǎo)下，特別突出“課程內(nèi)容少而精”的基本理念，進(jìn)一步對(duì)概念教學(xué)提出了更高的要求。

為了了解第八次課程改革以來生物概念教學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀，以可視化分析方法，對(duì)2001～2016年生物概念教學(xué)現(xiàn)狀作了文獻(xiàn)研究，以期為該領(lǐng)域未來的發(fā)展提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與分析方法

數(shù)據(jù)收集利用中國(guó)期刊數(shù)據(jù)庫(kù)（CNKI）檢索文獻(xiàn)，以“生物”并含“概念”為主題詞進(jìn)行精確檢索，檢索時(shí)間跨度為“2001-01-01”至“2016-12-31”，經(jīng)過嚴(yán)格篩選，去除無關(guān)文獻(xiàn)和文獻(xiàn)去重，最終確定相關(guān)文獻(xiàn)3 628篇，以這些文獻(xiàn)的外部信息輸出為本文數(shù)據(jù)源。

研究方法科學(xué)計(jì)量可視化分析方法是將分析結(jié)果以圖表等直觀方式呈現(xiàn)的研究方法。如全國(guó)中文核心期刊《教育評(píng)論》發(fā)布的《我國(guó)中小學(xué)心理健康教育研究現(xiàn)狀的可視化分析》就運(yùn)用了該方法。下面從文獻(xiàn)產(chǎn)出與分布、關(guān)鍵詞詞頻與共現(xiàn)、核心作者及作者合作和期刊來源4個(gè)維度，對(duì)課改以來生物概念教學(xué)研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析。在研究工具上，選用文獻(xiàn)計(jì)量統(tǒng)計(jì)軟件SATI3.2與社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析軟件UCINET6.0。

2 文獻(xiàn)產(chǎn)出與分布情況（圖1）

圖1表明：2001～2016年期間，生物概念教學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)年度發(fā)表量總體呈逐年上升趨勢(shì)，2016年稍有下降。

相關(guān)研究可分為3個(gè)階段。第一階段為2001～2010年。該階段第八次課程改革才剛起步，文獻(xiàn)數(shù)年增長(zhǎng)較緩慢。第二階段為2011～2015年。該階段論文數(shù)逐年激增，2015年時(shí)641篇最高峰。這表明，在2011年版的《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中“倡導(dǎo)主動(dòng)探究學(xué)習(xí)、凸顯重要概念傳遞”的指導(dǎo)下，生物概念教學(xué)的研究熱度迅速提高。第三階段，2016年全年。該階段論文數(shù)稍有下降，可能是由于新一代課程標(biāo)準(zhǔn)在征求意見中對(duì)概念教學(xué)提出了新的要求，2016年尚在摸索階段，相關(guān)的總結(jié)和提煉還比較少。

3 關(guān)鍵詞詞頻與共現(xiàn)分析

關(guān)鍵詞是能夠?qū)σ黄墨I(xiàn)高度歸納的焦點(diǎn)詞匯，關(guān)鍵詞共現(xiàn)是指兩個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵詞同時(shí)呈現(xiàn)在某研究范疇的同一篇文獻(xiàn)中。對(duì)二者綜合分析，可以反應(yīng)研究領(lǐng)域的焦點(diǎn)和核心。運(yùn)用SATI3.2和UCINET6.0構(gòu)建關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，圖譜中節(jié)點(diǎn)面積與關(guān)鍵詞共現(xiàn)頻次成正比（圖2）；再次以SATI3.2構(gòu)建關(guān)鍵詞詞頻列表，得到排名前30的高頻關(guān)鍵詞表（表1）。

對(duì)生物概念教學(xué)領(lǐng)域關(guān)鍵詞共現(xiàn)及詞頻進(jìn)行分析，結(jié)果顯示：① 在學(xué)段上，生物概念教學(xué)對(duì)高中內(nèi)容的研究多于初中。這表明高中學(xué)段生物概念的深度、廣度及重要性普遍高于初中學(xué)段。② 在概念類型上，對(duì)生物核心概念關(guān)注度高于一般概念。在核心概念中對(duì)呼吸作用的研究明顯高于其他內(nèi)容。對(duì)遺傳規(guī)律的研究關(guān)注度僅次于呼吸作用，該主題概念研究熱度由高到低依次為：減數(shù)分裂、染色體、自由組合定律、分離定律、生物進(jìn)化、DNA和伴性遺傳。除此之外，神經(jīng)調(diào)節(jié)、激素調(diào)節(jié)和生態(tài)系統(tǒng)也獲得了較多研究?？梢?，現(xiàn)行高中課標(biāo)中深入理解生物學(xué)核心概念的要求，已在概念教學(xué)中得到重視。③ 在生物概念教學(xué)中，關(guān)于生物概念圖的研究成為熱點(diǎn)話題。進(jìn)一步查找相關(guān)文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)，生物概念圖的研究主要是案例教學(xué)研究，生物概念圖作為教、學(xué)與評(píng)價(jià)的工具，在實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用。④ 在生物概念教學(xué)中，除了秉承傳統(tǒng)對(duì)生物知識(shí)的關(guān)注之外，生物科學(xué)素養(yǎng)也形成一大焦點(diǎn)。在所搜集的文獻(xiàn)中，將“生物科學(xué)素養(yǎng)”作為主題詞再次精確搜索，共找到相關(guān)文獻(xiàn)378篇；2001～2007年處于起步階段，發(fā)文量達(dá)28篇；2008～2013年關(guān)注度不斷提高，發(fā)文量達(dá)188篇；2014～2016年基本保持持平狀態(tài)，發(fā)文量達(dá)162篇。該數(shù)據(jù)說明生物概念教學(xué)中對(duì)生物科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)注度不斷提升，近幾年保持較高的關(guān)注狀態(tài)，反映出第八次課程改革“提高生物科學(xué)素養(yǎng)”這一課程理念在該領(lǐng)域得到廣泛重視。

4 核心作者及作者合作分析

一個(gè)領(lǐng)域核心作者是該領(lǐng)域發(fā)展的主要推動(dòng)者，作者合作能有效加快科學(xué)發(fā)展。通過對(duì)文獻(xiàn)作者進(jìn)行分析，可以了解該領(lǐng)域的核心作者及作者合作情況。

核心作者分析普賴斯定律是判斷一個(gè)領(lǐng)域內(nèi)核心作者的經(jīng)典方法。該定律指出：某一領(lǐng)域核心作者的發(fā)文量至少為：m=0.749（nmax）0.5，其中，nmax為該領(lǐng)域內(nèi)發(fā)文量最多的那位作者的論文數(shù)。生物概念教學(xué)領(lǐng)域最高產(chǎn)作者為陳欣（發(fā)文量12篇），帶入公式得m=2.60（約為3篇），目前達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)的有90位作者。在90位作者中，發(fā)文量達(dá)12篇的共1人，發(fā)文量達(dá)8篇的共3人，其余作者發(fā)文量為6篇及以下。其中發(fā)文量達(dá)8篇及以上的為福建教育學(xué)院理科研修部陳欣（發(fā)文量12篇，總被引數(shù)71次）、人民教育出版社生物室譚永平（發(fā)文量8篇，總被引數(shù)31次）、安徽省蕪湖市第十二中學(xué)吳志強(qiáng)（發(fā)文量8篇，總被引數(shù)0次）、西北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院龔大潔（發(fā)文量8篇，總被引數(shù)3次）。該定律進(jìn)一步指出：核心作者論文產(chǎn)出總量占該領(lǐng)域論文產(chǎn)出總量的一半。生物概念教學(xué)領(lǐng)域核心作者總發(fā)文量達(dá)329篇，占該領(lǐng)域論文總數(shù)的9.1%，明顯低于50%。說明該領(lǐng)域核心作者明顯不足，尚未形成核心作者群。

作者合作整體網(wǎng)絡(luò)密度反映作者合作緊密程度，用密集系數(shù)C表示，C的數(shù)值在0～1之間，數(shù)值越大，密度越大。通過UCINET6.0軟件和SATI3.2軟件分析生成相應(yīng)的C值和主要作者合作可視化圖譜（圖3）。密度分析顯示：該領(lǐng)域作者合作整體網(wǎng)絡(luò)密度C為0.000 5，合作密度相當(dāng)小。

圖譜分析顯示：該領(lǐng)域作者主要為獨(dú)立研究，作者合作很少，合作規(guī)模大小主要為2或3個(gè)作者；作者合作發(fā)文次數(shù)很少，主要為3次以下。其中，陳欣和陳英水、車亮和趙廣宇主要研究生物學(xué)概念體系的構(gòu)建；陳欣和劉恩山合作主要研究概念的探究教學(xué)；褚夫曄和張建偉主要關(guān)注考試與生物概念教學(xué)的聯(lián)系；張桂崇和張小平、顧煜文和朱玉芳主要關(guān)注生物概念圖方面。這說明該領(lǐng)域作者合作密度很小，合作團(tuán)體偏小，研究范疇偏窄，該領(lǐng)域研究者有待進(jìn)一步合作交流。

綜上表明，課改以來生物概念教學(xué)領(lǐng)域核心作者人數(shù)有待壯大，作者合作有待加強(qiáng)。

5 刊源分析

刊源分布是指搜集的文獻(xiàn)所發(fā)表的期刊來源分布情況。布拉德福定律指出，某一領(lǐng)域的論文在期刊中的分布呈現(xiàn)顯著的離散與集中狀態(tài)。通過SATI3.2統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，3 628篇論文共發(fā)表在近422種期刊上，約有187種期刊只發(fā)表了一篇相關(guān)論文，刊源分布十分廣泛而不均勻，呈現(xiàn)離散規(guī)律。該定律進(jìn)一步指出，將論文數(shù)目分為大致相同的三個(gè)區(qū)，三個(gè)區(qū)的期刊數(shù)切合：核心區(qū)∶相關(guān)區(qū)∶離散區(qū)=1∶a∶a2（離散常數(shù)a>1）的比例關(guān)系。生物概念教學(xué)領(lǐng)域三個(gè)區(qū)的期刊數(shù)比例為7∶62∶142，與布拉德福定律并不切合，說明該領(lǐng)域的論文在期刊中集中分布并不明顯，還未出現(xiàn)核心期刊。為了了解該領(lǐng)域的主要期刊，圖4列出了前十名期刊的載文量。

生物概念教學(xué)研究領(lǐng)域中載文量前十的期刊發(fā)文總數(shù)達(dá)1 057篇，占總論文量的29.13%。其中，《中學(xué)生物教學(xué)》和《中學(xué)生物學(xué)》總發(fā)文量達(dá)550篇，占載文量前十刊物的52.03%。這些期刊反映了生物概念教學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的重要成果和研究方向，為生物概念教學(xué)領(lǐng)域的研究者和一線教師提供了重要參考資料。但是，相關(guān)期刊對(duì)生物概念教學(xué)的關(guān)注度仍亟待提高，以形成核心期刊和期刊核心區(qū)，從而對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行更集中深入的研究。

6 小結(jié)

綜上所述，課改以來我國(guó)生物概念教學(xué)研究總體呈上升趨勢(shì)。該領(lǐng)域?qū)Ω咧袑W(xué)段關(guān)注度高于初中學(xué)段，對(duì)生物核心概念關(guān)注度高于一般概念，概念圖和生物科學(xué)素養(yǎng)成為該領(lǐng)域研究熱點(diǎn)；核心作者數(shù)量不足，尚未形成核心作者群，作者合作尚待加強(qiáng)；刊源分布廣泛不均勻，尚未出現(xiàn)核心期刊和期刊核心區(qū)，《中學(xué)生物教學(xué)》和《中學(xué)生物學(xué)》等教育類期刊是生物概念教學(xué)學(xué)習(xí)交流的重要平臺(tái)。新一輪課程改革注重核心素養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)生物概念教學(xué)中的“大概念”，這將為生物概念教學(xué)領(lǐng)域的繁榮進(jìn)步提供新的契機(jī)。

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