2009-2019年高中生物學(xué)實驗及其教學(xué)研究文獻(xiàn)計量分析

傅一挺 吉莉 竇修婷 支蘭 陳延松

摘 要：基于CNKI收錄的2009-2019年高中生物學(xué)實驗及其教學(xué)研究文獻(xiàn)，運用文獻(xiàn)計量分析方法，揭示了近十年來該領(lǐng)域的熱點問題及未來潛在趨勢。研究表明，近十年來，新一輪高中課程改革是推動高中生物學(xué)實驗及其教學(xué)研究的根本動力;熱點主題主要集中在實驗教學(xué)策略、實驗探究和高中生創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面。展望未來，在新課改背景下，強調(diào)教學(xué)重實踐，高中生物學(xué)實驗的地位勢必將得到進(jìn)一步加強，其教學(xué)目標(biāo)也勢必凸顯對高中生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：高中生物學(xué)實驗;社會網(wǎng)絡(luò)分析;聚類分析;多維尺度分析

中圖分類號：G64? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2021）07-0003-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2021.07.001

生物學(xué)實驗是高中生物學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)高中生生物學(xué)核心科素養(yǎng)具有重要價值[1]。隨著新一輪基礎(chǔ)教育改革的逐步深入，教學(xué)過程重實踐成為了高中生物學(xué)教學(xué)改革的重要理念之一。不難理解，加強生物學(xué)實驗教學(xué)改革是實現(xiàn)高中生物學(xué)教學(xué)過程重實踐理念的主要手段。自1986年以來，生物學(xué)教材中實驗內(nèi)容比重逐步提高，但仍然與國外先進(jìn)的教學(xué)理念存在較大差距。因此，教育研究者還需要科學(xué)認(rèn)識高中生物學(xué)實驗及其教學(xué)研究的重要性，深入剖析該領(lǐng)域目前現(xiàn)存的不足之處，尋找改革突破口以推動高中生物學(xué)實驗教學(xué)效能不斷提升。

文獻(xiàn)計量學(xué)研究能夠有效展現(xiàn)某一教育研究領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀[2]。有鑒于此，本文試圖梳理國內(nèi)近十年已發(fā)表的關(guān)于高中生物學(xué)實驗及其教學(xué)研究文獻(xiàn)，揭示該領(lǐng)域當(dāng)前研究熱點主題并預(yù)測未來研究趨勢，研究結(jié)果將對我國高中生物學(xué)實驗及其教學(xué)研究的發(fā)展提供有益的參考和借鑒。

一、數(shù)據(jù)來源、統(tǒng)計和分析

本文數(shù)據(jù)源于2009年1月1日至2019年12月31日被CNKI數(shù)據(jù)庫收錄的全文文獻(xiàn)。計量時，以“高中生物學(xué)實驗”為主題詞進(jìn)行檢索，刪除與檢索關(guān)鍵詞無關(guān)文獻(xiàn)，最終得到1126篇文獻(xiàn)，其中期刊879篇，學(xué)位論文211篇，會議28篇，報紙8篇。

將所獲得文獻(xiàn)用Bicomb軟件提取關(guān)鍵詞，經(jīng)過修改合并同類關(guān)鍵詞之后得到1344個關(guān)鍵詞，并對關(guān)鍵詞的頻次進(jìn)行統(tǒng)計分析。依據(jù)高頻關(guān)鍵詞閾值計算公式N =，得N = 36，即詞頻數(shù)為36及以上的為高頻關(guān)鍵詞[3]。按此標(biāo)準(zhǔn)，僅有10個關(guān)鍵詞符合條件，為了更好地分析高中生物學(xué)實驗及其教學(xué)研究主題之間的關(guān)系，我們選取了詞頻數(shù)為20及以上的為高頻關(guān)鍵詞，共23個。然后，用SPSS 19.0和Ucinet 6.0軟件進(jìn)行聚類統(tǒng)計、多維尺度分析以及社會網(wǎng)絡(luò)圖的繪制，解析高中生物學(xué)實驗及其教學(xué)研究熱點主題群及其內(nèi)在聯(lián)系。

二、研究結(jié)果

（一）高頻關(guān)鍵詞的統(tǒng)計及分析

文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞能夠直接反映文獻(xiàn)的主題，分析高頻關(guān)鍵詞能夠初步看出研究熱點與主題間的關(guān)系[3]。從表1中關(guān)鍵詞的排序可以看出近十年來高中生物實驗研究領(lǐng)域的熱點和趨勢。除去主題檢索詞相似的“高中生物學(xué)”和“生物學(xué)實驗”外，“實驗教學(xué)”“實驗探究”“創(chuàng)新能力培養(yǎng)”“生物教材”“新課改”等也是該領(lǐng)域的研究熱點主題。

（二）社會網(wǎng)絡(luò)分析

將高頻關(guān)鍵詞的共現(xiàn)矩陣導(dǎo)入Ucinet6.0軟件，繪制出社會網(wǎng)絡(luò)圖，節(jié)點用方形表示，節(jié)點的大小表示其在網(wǎng)絡(luò)中的作用及影響力[4]，如附圖1 A所示。近十年高中生物學(xué)實驗的研究主要圍繞“實驗教學(xué)”和“實驗探究”兩大關(guān)鍵詞展開，可以認(rèn)為是目前研究的熱點方向。與“實驗教學(xué)”相連的是“創(chuàng)新能力培養(yǎng)”“實驗改進(jìn)”“生物教師”“新課標(biāo)”等關(guān)鍵詞，說明在新課程背景下生物實驗教學(xué)的地位逐步提高，學(xué)生通過親身實踐，加深生物學(xué)知識的理解，提升知識的應(yīng)用能力;生物教師在實驗中不斷改進(jìn)方案，設(shè)法在實驗中激發(fā)學(xué)生探究的熱情，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力[5]。與“實驗探究”相連的是“核心素養(yǎng)”“生物教材”“新課改”“質(zhì)壁分離”“濾液細(xì)線”等關(guān)鍵詞，說明新課改背景下，生物新教材的更替，生物教師更加注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力，提高學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)[6];而探究實驗的研究多為探究植物質(zhì)壁分離現(xiàn)象、提取素色等經(jīng)典實驗，而對于其他探究類實驗的研究有待增加。

（三）高頻關(guān)鍵詞的聚類分析和多維尺度分析

除去兩個主題詞“高中生物學(xué)”和“生物學(xué)實驗”，將其余21個高頻關(guān)鍵詞用SPSS 19.0進(jìn)行聚類分析得到關(guān)鍵詞聚類分析圖，如附圖1 B所示。經(jīng)過多維尺度分析，結(jié)果如附圖1C所示。分析得到Stress=0.30632，RSQ=0.73378，說明所得數(shù)據(jù)表明該研究擬合效果較好，能夠反映高中生物學(xué)實驗研究關(guān)鍵詞之間的關(guān)系。因此，根據(jù)關(guān)鍵詞之間的密切程度對關(guān)鍵詞分類，將關(guān)鍵詞分為5個組，能夠直觀呈現(xiàn)出2009-2019年間高中生物學(xué)實驗及其教學(xué)研究的熱點和趨勢。

第1類關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)。在生物實驗教學(xué)中，學(xué)生借助儀器觀察生命活動和生命現(xiàn)象，研究討論并歸納出生物學(xué)一般結(jié)論，這樣的教學(xué)形式相比于直接傳授知識更能激發(fā)學(xué)生的興趣和熱情，調(diào)動學(xué)生的積極性。因此，教師要借助新理念模式來融入實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力，用實踐操作來提升教學(xué)實效性[7]。

第2類關(guān)鍵詞：實驗探究。近幾年越來越重視知識發(fā)生、發(fā)展以及發(fā)現(xiàn)的過程，將抽象的理論知識轉(zhuǎn)化為直觀的實驗現(xiàn)象，可以降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度，便于理解生物知識[8]。隨著教育理念的發(fā)展，探究實驗在生物教學(xué)中越來越重要，在探究性實驗中學(xué)生能主動參與實驗，鍛煉學(xué)生的實踐能力和科學(xué)探究能力。

第3類關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力培養(yǎng)、新課改、教學(xué)策略和生物教材。新課改背景下，新版高中生物教材的出版，我國教育更加注重創(chuàng)新能力和創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。在生物教學(xué)時，一線教師應(yīng)積極轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，探索新的生物實驗課程模式。可以適當(dāng)增加提問環(huán)節(jié)、編寫實驗報告、運用多媒體教學(xué)等方式改進(jìn)生物實驗教學(xué)[8]，在實踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

第4類關(guān)鍵詞：有效教學(xué)、質(zhì)壁分離、實驗現(xiàn)狀、新課標(biāo)和核心素養(yǎng)。2017年頒發(fā)布的《新課標(biāo)》中提出了生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任。在這樣的背景下，學(xué)生逐步成為課堂上的主體，老師將課本知識和實驗有效結(jié)合起來，積極引導(dǎo)學(xué)生實踐、交流和探討，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，提高學(xué)生生物核心素養(yǎng)[9]。

第5類關(guān)鍵詞：教學(xué)模式、實驗改進(jìn)、優(yōu)化策略、生物教師、實驗設(shè)計、濾液細(xì)線、高考生物、實驗材料，問題和對策研究。高考應(yīng)試教育模式下，生物實驗一直未受到重視，隨著教學(xué)改革的推行，越來越多的教師開始研究生物學(xué)實驗在素質(zhì)教育中的重要性，改進(jìn)實驗材料，優(yōu)化實驗步驟，增強其在素質(zhì)教育中的作用[10]。針對傳統(tǒng)生物學(xué)實驗中存在的問題，不斷優(yōu)化實驗設(shè)計，在實驗中培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)將會是高中生物學(xué)實驗的研究熱點方向。

三、結(jié)語

第一，近十年來高中生物學(xué)實驗及其教學(xué)研究中，“實驗教學(xué)”“實驗探究”和“創(chuàng)新能力培養(yǎng)”等方面是關(guān)注重點。第二，隨著新課標(biāo)的頒布，對于生物學(xué)核心素養(yǎng)有了詳細(xì)的描述，核心素養(yǎng)滲透高中生物學(xué)實驗的各個方面，教師應(yīng)更加關(guān)注對經(jīng)典實驗的優(yōu)化，挖掘當(dāng)?shù)靥赜匈Y源，選擇與學(xué)生生活貼近的材料，靈活運用實驗教學(xué)方法，改變實驗教學(xué)策略，提升實驗創(chuàng)新性。在實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)，這也將會是生物實驗及其教學(xué)改革的主要內(nèi)容。第三，在高中生物學(xué)實驗及其教學(xué)改革中，要從傳統(tǒng)的按部就班學(xué)習(xí)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生是主體，重視學(xué)習(xí)過程中的實踐經(jīng)歷。要突出學(xué)生主動參與，在思考生物學(xué)問題時形成理性思考的思維方式，提高探究興趣和實驗創(chuàng)新能力，主動探究和研究事物的特性和規(guī)律。

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