國(guó)際職前科學(xué)教師研究的知識(shí)圖譜分析

林佳依 陳凱 陳博

摘 ? 要：文章借助CiteSpace軟件針對(duì)Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)中2000年以來(lái)的相關(guān)文獻(xiàn)，聚焦職前科學(xué)教師的研究文獻(xiàn)制作知識(shí)圖譜。發(fā)現(xiàn)相關(guān)研究關(guān)注職前科學(xué)教師科學(xué)素養(yǎng)，包括學(xué)科知識(shí)、認(rèn)知層面，也關(guān)注課程開(kāi)發(fā)對(duì)職前科學(xué)教師發(fā)展的促進(jìn)。大多文獻(xiàn)注重課程落實(shí)效果的證據(jù)挖掘，多篇應(yīng)用實(shí)驗(yàn)法論證教師教育領(lǐng)域教學(xué)方法或教學(xué)策略的有效性;處理數(shù)據(jù)方法并不追求新穎、復(fù)雜的數(shù)理統(tǒng)計(jì)技術(shù)，而更加看重研究問(wèn)題的實(shí)踐意義;此外，國(guó)外對(duì)科學(xué)教師教育的關(guān)注點(diǎn)不再是表面的教學(xué)技能訓(xùn)練，而是學(xué)科知識(shí)和科學(xué)思維的提升。圍繞職前科學(xué)教師主題的研究以實(shí)證研究為主，其中質(zhì)性研究方法居多。

關(guān)鍵詞：職前科學(xué)教師 知識(shí)圖譜 研究熱點(diǎn) CiteSpace

一、研究背景

科學(xué)是人類認(rèn)識(shí)世界的途徑，科學(xué)素養(yǎng)水平?jīng)Q定著公民的思維方式和行為方式，是實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的基礎(chǔ)，是國(guó)家綜合國(guó)力的體現(xiàn)，直接關(guān)系著一個(gè)國(guó)家和民族未來(lái)的發(fā)展。對(duì)中學(xué)生科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）教育學(xué)習(xí)態(tài)度調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，中國(guó)中學(xué)生對(duì)未來(lái)可能從事理工科領(lǐng)域職業(yè)的意愿不強(qiáng)烈，對(duì)學(xué)科教師的喜愛(ài)會(huì)影響學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)態(tài)度甚至職業(yè)趨向[1]，科學(xué)教育的質(zhì)量很大程度上與科學(xué)教師的水平相關(guān)，科學(xué)教師的專業(yè)發(fā)展既需要政策的支持，也需要學(xué)術(shù)界研究的推動(dòng)。

科學(xué)教育起源于西方，我國(guó)的科學(xué)教師教育可汲取國(guó)際研究成果，促進(jìn)我國(guó)相關(guān)學(xué)者對(duì)科學(xué)教師發(fā)展和職前培養(yǎng)的深層思考;也可以借鑒外國(guó)的研究范式和研究工具，開(kāi)展基于證據(jù)的本土化研究活動(dòng)。

筆者收錄的我國(guó)職前科學(xué)教師研究的中文文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)近20年以來(lái)，我國(guó)研究職前科學(xué)教師的中文期刊論文201篇、學(xué)位論文353篇。此外，借助知網(wǎng)文獻(xiàn)計(jì)量工具快速分析，發(fā)現(xiàn)我國(guó)近年研究職前科學(xué)教師的視角大多關(guān)注學(xué)?；蛟合祵用娴慕虒W(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)或改革愿景、職前教育的課程設(shè)置、師范生教育實(shí)習(xí)、職前科學(xué)教師課堂教學(xué)策略。實(shí)證研究成果主要集中在學(xué)科教學(xué)知識(shí)（PCK）的水平探究。

雖然已有多篇綜述系統(tǒng)呈現(xiàn)國(guó)外科學(xué)教師教育研究進(jìn)展，但是沒(méi)有專門(mén)聚焦職前科學(xué)教師的研究。本文旨在對(duì)職前科學(xué)教師相關(guān)研究的主要機(jī)構(gòu)、代表人物、代表作品、研究熱點(diǎn)與前沿進(jìn)行定量考查和可視化分析，通過(guò)關(guān)鍵詞聚類確定職前科學(xué)教師研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域，探究目前研究焦點(diǎn)，以便國(guó)內(nèi)學(xué)者借鑒。

二、概念界定

職前教師主要有以下三類：一是師范院校為主培養(yǎng)的中小學(xué)學(xué)科教育專業(yè)的在校生;二是有意愿從事教師職業(yè)并且正在參加職前培訓(xùn)的大學(xué)畢業(yè)生;三是尚未成為教師但已經(jīng)獲得教師資格證的社會(huì)人士。本文關(guān)注的職前科學(xué)教師主要指第一類，涉及專業(yè)領(lǐng)域包括物理、化學(xué)、生物、地理、科學(xué)教育等學(xué)科的職前教師。

科學(xué)知識(shí)圖譜分析是科學(xué)計(jì)量學(xué)重要的研究方法之一，該方法以科學(xué)知識(shí)為計(jì)量研究對(duì)象、研究顯示科學(xué)知識(shí)的發(fā)展進(jìn)程與結(jié)構(gòu)關(guān)系并以圖形呈現(xiàn)。[2]本文基于Web of Science（WOS）檢索平臺(tái)收錄的職前科學(xué)教師研究文獻(xiàn)進(jìn)行計(jì)量和可視化分析，繪制該領(lǐng)域的知識(shí)圖譜，呈現(xiàn)2000年以來(lái)國(guó)際職前科學(xué)教師研究的主要熱點(diǎn)、趨勢(shì)與走向。

三、研究設(shè)計(jì)

（一）數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究選擇WOS的核心集合作為文獻(xiàn)檢索的來(lái)源，設(shè)定檢索表達(dá)式如下：TI=（pre-service science teacher OR prospective science teacher） or TI=（pre-service chemistry teacher OR prospective chemistry teacher） or TI=（pre-service physics teacher OR prospective physics teacher） or TI=（pre-service biology teacher OR prospective biology teacher） or TI=（pre-service geography teacher OR prospective geography teacher），時(shí)間跨度為2000—2021年，截至2022年4月14日，共檢索到1134篇文獻(xiàn)。設(shè)定文獻(xiàn)類型為文章（article）后，共檢索到723篇。其中，部分文章的文獻(xiàn)類型既被認(rèn)定為文章，也被認(rèn)定為其他形式，包括30篇書(shū)籍章節(jié)（book chapters）、18篇網(wǎng)絡(luò)首發(fā)（early access）、7篇會(huì)議論文（proceeding papers）。本研究將723篇文獻(xiàn)TXT格式的完整書(shū)目作為分析數(shù)據(jù)的來(lái)源，包括標(biāo)題、作者、摘要、關(guān)鍵詞、參考文獻(xiàn)和來(lái)源出版物等。

（二）分析工具

本研究采用文獻(xiàn)計(jì)量法，選用的可視化分析工具為CiteSpaceⅤ。CiteSpace是陳超美博士開(kāi)發(fā)的引文網(wǎng)絡(luò)可視化工具，通過(guò)Java語(yǔ)言對(duì)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化，繪制本研究的合作作者可視圖、關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖、關(guān)鍵詞聚類圖。其次，對(duì)于知識(shí)圖譜上的重要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行文獻(xiàn)追蹤，分析節(jié)點(diǎn)背后隱藏的信息。此外，結(jié)合WOS提供的數(shù)據(jù)繪制圖表，進(jìn)行年度發(fā)文量趨勢(shì)分析，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的期刊刊登量和核心作者、機(jī)構(gòu)、國(guó)家或地區(qū)排序并分析。

四、研究結(jié)果與討論

（一）文獻(xiàn)年度數(shù)量分析

統(tǒng)計(jì)2000—2021年的WOS核心合集數(shù)據(jù)所檢索的相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量，得到圖1所示的逐年變化趨勢(shì)，可以看出職前科學(xué)教師文獻(xiàn)總體產(chǎn)出量情況，反映職前科學(xué)教師研究變化的趨勢(shì)。

職前科學(xué)教師研究發(fā)展趨勢(shì)可分為三個(gè)階段，第一階段（2000—2008年）為起步期，每年的發(fā)文量不超過(guò)11篇;第二階段（2009—2016年）平均年刊載量約34篇，可見(jiàn)職前科學(xué)教師研究在該階段受到了國(guó)際學(xué)者的關(guān)注;第三階段（2016—2021年）進(jìn)入爆發(fā)期，2017年國(guó)際期刊相關(guān)領(lǐng)域研究的發(fā)文量達(dá)77篇，2020年刊文達(dá)到99篇，可見(jiàn)針對(duì)職前科學(xué)教師主題的研究受到更多關(guān)注。572BD1D9-CF2D-4DE5-9C2A-EEF9CB69BCE3

（二）期刊刊載分析

期刊刊載分布能夠反映一定主題研究領(lǐng)域的主要學(xué)術(shù)陣地。[3]統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，2000年以來(lái)，職前科學(xué)教師文獻(xiàn)主要分布在205種權(quán)威期刊上，表1列出了載文量排名前5位的SSCI收錄期刊。

除了表1列舉的期刊之外，《科學(xué)教育》（Science Education）、《國(guó)際科學(xué)與數(shù)學(xué)教育》（International Journal of Science and Mathemtics Education）等期刊也刊登了較多關(guān)于職前科學(xué)教師研究的文章。

JBSE以波羅的海冠名，主要刊發(fā)愛(ài)沙尼亞、拉脫維亞、立陶宛三個(gè)國(guó)家的科學(xué)教育研究，每年出版6期。期刊較多關(guān)注學(xué)習(xí)概念、教學(xué)、學(xué)習(xí)環(huán)境和目標(biāo)的主題[4]，強(qiáng)調(diào)實(shí)證范式。英國(guó)科學(xué)教育學(xué)術(shù)期刊IJSE每年出版18期，關(guān)注學(xué)前、中小學(xué)到高等教育的教與學(xué)，常常針對(duì)理論研究與教學(xué)實(shí)踐之間的差距提供基于實(shí)證的意見(jiàn)，也提倡科學(xué)教育與多學(xué)科融合[5][6]。英國(guó)的CERP是國(guó)際上化學(xué)教育研究領(lǐng)域唯一被SSCI數(shù)據(jù)庫(kù)收錄的期刊，每年出版4期。該期刊多基于證據(jù)研究職前化學(xué)教師教育。澳大利亞的RSE主要關(guān)注與科學(xué)教育相關(guān)的學(xué)前教育、中小學(xué)教育和高等教育，也涉及工作場(chǎng)所和生活中的非正式學(xué)習(xí)。EJMSTE是在2005年創(chuàng)辦的月刊，關(guān)注科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)教育。

（三）核心作者分析

對(duì)文獻(xiàn)作者及其發(fā)布文獻(xiàn)數(shù)量關(guān)系進(jìn)行分析，既可以發(fā)現(xiàn)一定主題的高產(chǎn)作者，也可以作為判斷研究共同體形成狀況的重要依據(jù)[7]。在CiteSpace中對(duì)作者進(jìn)行可視化分析，節(jié)點(diǎn)為作者名稱，其大小代表發(fā)文數(shù)量，標(biāo)簽文字大小代表中心性，節(jié)點(diǎn)之間的結(jié)則表示作者合作關(guān)系[8]。通過(guò)圖2，可以看出節(jié)點(diǎn)分散，節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，可見(jiàn)該領(lǐng)域研究缺少?gòu)V泛的合作關(guān)系。

對(duì)WOS收錄的期刊中發(fā)文量最高的五位作者（見(jiàn)表2）的研究成果進(jìn)行分析，可以了解研究的前沿主題。埃爾杜蘭是牛津大學(xué)教授，發(fā)表的8篇關(guān)于職前科學(xué)教師的論文主要集中在近三年。她的研究興趣包括職前科學(xué)教師的科學(xué)本質(zhì)（Nature of Science）[9][10]、認(rèn)知和信念[11][12]。艾迪尼茲教授是土耳其田納西大學(xué)的教授，關(guān)注職前化學(xué)教師對(duì)科學(xué)知識(shí)理解、教學(xué)技能的發(fā)展、 PCK和整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)（TPACK）發(fā)展。土耳其大學(xué)的博茲教授和艾迪尼茲教授合作密切[13][14]，研究興趣涉及職前化學(xué)教師的TPACK發(fā)展[15]以及教學(xué)信念[16][17][18]。德國(guó)萊布尼茲科學(xué)與數(shù)學(xué)教育研究所的克雷爾教授關(guān)注職前科學(xué)教師的科學(xué)推理能力評(píng)估[19][20]，并注重他們的科學(xué)本質(zhì)觀教育[21]。

（四）國(guó)家或地區(qū)發(fā)文量統(tǒng)計(jì)

關(guān)注發(fā)文作者所屬的國(guó)家或地區(qū)可以衡量國(guó)家或地區(qū)的科研產(chǎn)出績(jī)效情況，反映科研產(chǎn)出的地區(qū)分布。表3為職前科學(xué)教師研究發(fā)文量較多的國(guó)家和地區(qū)的統(tǒng)計(jì)。

由表3可以發(fā)現(xiàn)，土耳其、美國(guó)、西班牙、澳大利亞、印度尼西亞、韓國(guó)是在本領(lǐng)域發(fā)文量35篇及以上的國(guó)家。除了學(xué)者個(gè)人研究興趣，成果的集中產(chǎn)出離不開(kāi)國(guó)家對(duì)科學(xué)教育的重視。本文以排名前2位的國(guó)家和亞洲排名最高的國(guó)家之一為例，介紹其促進(jìn)科學(xué)教育與科學(xué)教師教育的舉措。土耳其在本主題領(lǐng)域研究成果豐碩和其重視職前教師培養(yǎng)密不可分，近年來(lái)土耳其對(duì)科學(xué)教師教育進(jìn)行改革，提高教師教育工作的質(zhì)量，倡導(dǎo)師范生主動(dòng)學(xué)習(xí)，深刻理解科學(xué)概念、教育概念，強(qiáng)化教學(xué)技能[22]。2000年經(jīng)濟(jì)、教育都比較落后的土耳其在世界銀行、國(guó)際貨幣基金組織、經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織等國(guó)際機(jī)構(gòu)指導(dǎo)下，積極改善正規(guī)教育;為了更好融入歐盟延長(zhǎng)了義務(wù)教育的年限，倡導(dǎo)以核心素養(yǎng)作為終身學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)[23]。2012年土耳其立法決定將義務(wù)教育年限從8個(gè)增加到12個(gè)，努力提高教育質(zhì)量和參與率[24]，提倡年青人應(yīng)該接受完整的中等教育——對(duì)科學(xué)教師的需求量有所提升[25]，在一定程度上促進(jìn)了職前科學(xué)教師教育的變革與研究。此外，土耳其專門(mén)設(shè)立了《歐亞數(shù)學(xué)、科學(xué)與技術(shù)教育》（Eurasia Journal of Mathematics， Science and Technology Education）（SSCI來(lái)源期刊）、《土耳其科學(xué)教育》（Journal of Turkish Science Education）、《土耳其教師教育》（Turkish Journal of Teacher Education）期刊，為科學(xué)教育研究、科學(xué)教師專業(yè)發(fā)展提供較高的學(xué)術(shù)平臺(tái)。重視科學(xué)教育和科學(xué)教師教育，使土耳其學(xué)生在國(guó)際學(xué)生評(píng)價(jià)項(xiàng)目（PISA）和國(guó)際數(shù)學(xué)與科學(xué)學(xué)習(xí)趨勢(shì)項(xiàng)目（TIMSS）測(cè)試中的科學(xué)成績(jī)保持穩(wěn)定。此外，2021年世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）公布的全球創(chuàng)新指數(shù)（GII）排行顯示，土耳其在西亞和北非地區(qū)排名第四，排名大幅度上升。

美國(guó)科學(xué)教育一直走在國(guó)際前列，不遺余力地改革使其科學(xué)教育研究充滿生命力。近年來(lái)陸續(xù)出臺(tái)的重要政策，為科技發(fā)展做保障。2012年的《K-12科學(xué)教育框架：實(shí)踐、通用概念與核心概念》和2013年《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)國(guó)際科學(xué)教育改革影響巨大。此外，2020年國(guó)家科學(xué)教師協(xié)會(huì)（NSTA）后修訂的《科學(xué)教師培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》更加關(guān)注職前科學(xué)教師的學(xué)科內(nèi)容知識(shí)，補(bǔ)充對(duì)科學(xué)本質(zhì)和科學(xué)文化的要求，強(qiáng)化對(duì)工程和技術(shù)、交叉概念、學(xué)科觀念的理解，突出學(xué)習(xí)進(jìn)階規(guī)律在職前科學(xué)教師培養(yǎng)中的應(yīng)用。此外，該版《標(biāo)準(zhǔn)》在學(xué)科教學(xué)法、學(xué)習(xí)環(huán)境、安全、對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的影響等維度都做出相應(yīng)的改動(dòng)，以學(xué)術(shù)研究支持科學(xué)教師培養(yǎng)。[26]

在有關(guān)國(guó)際科學(xué)測(cè)試（PISA，TIMSS）中，韓國(guó)學(xué)生取得了較好的成績(jī)[27]。1949 年，《韓國(guó)教育法》頒布，明確規(guī)定了科學(xué)教育的內(nèi)容，提出要“培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和科學(xué)思考力”，特別規(guī)定要重視“科學(xué)教育、實(shí)業(yè)教育和師范教育”。1973 年，韓國(guó)提出科學(xué)立國(guó)政策，提倡“全民科學(xué)化”，強(qiáng)調(diào)科學(xué)教育振興國(guó)家[28]。1991 年，韓國(guó)政府又實(shí)施 G7 計(jì)劃，通過(guò)培養(yǎng)青少年的科學(xué)探究能力來(lái)實(shí)現(xiàn)“科技立國(guó)”。自此，加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)教育成為韓國(guó)的重要戰(zhàn)略。1999 年韓國(guó)教育部門(mén)制定了科學(xué)教育國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)包括 6 個(gè)部分：教育目標(biāo)、學(xué)校課程、科學(xué)教學(xué)、教師、教育環(huán)境和評(píng)價(jià)?？茖W(xué)教育在韓國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了巨大作用，以立法的形式為中小學(xué)科學(xué)教育提供政策保障，在培養(yǎng)體制、課程設(shè)置、培養(yǎng)目標(biāo)、職后培訓(xùn)等多方面采取措施確?？茖W(xué)教師的素質(zhì)，對(duì)職前科學(xué)教師的研究也給予了強(qiáng)有力的支持。[29]572BD1D9-CF2D-4DE5-9C2A-EEF9CB69BCE3

近年來(lái)我國(guó)內(nèi)地（祖國(guó)大陸）與港澳臺(tái)地區(qū)學(xué)者在國(guó)際期刊頻頻發(fā)聲，發(fā)表的職前科學(xué)教師研究領(lǐng)域國(guó)際論文數(shù)量排在第八位，彰顯我國(guó)學(xué)者在本領(lǐng)域的國(guó)際影響力。

（五）關(guān)鍵詞分析

關(guān)鍵詞概括了文獻(xiàn)的核心，可用于確定職前科學(xué)教師研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。利用CiteSpcae軟件進(jìn)行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析，共得到444個(gè)節(jié)點(diǎn)，1585條連線（見(jiàn)圖3）。

從文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)角度看，可以從文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)的聚類結(jié)構(gòu)來(lái)分析某研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和研究方向[30]。將文獻(xiàn)共被引關(guān)系通過(guò)自動(dòng)抽取施引文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞或名詞短語(yǔ)產(chǎn)生聚類（cluster）標(biāo)識(shí)，用以歸結(jié)研究聚焦點(diǎn)，每一個(gè)聚類可以被認(rèn)為是一個(gè)聯(lián)系相對(duì)緊密的獨(dú)立研究領(lǐng)域[31]。本研究圖譜共自動(dòng)識(shí)別出10大聚類，得出2000—2021年職前科學(xué)教師研究的熱點(diǎn)（見(jiàn)圖4）。

1.職前科學(xué)教師的學(xué)科知識(shí)

科學(xué)素養(yǎng)普遍被概括為三個(gè)方面：了解科學(xué)知識(shí)，了解科學(xué)的研究過(guò)程和方法，了解科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)和個(gè)人所產(chǎn)生的影響。其中，職前科學(xué)教師的學(xué)科知識(shí)是近20年來(lái)的研究熱點(diǎn)。通過(guò)關(guān)鍵詞聚類圖可以發(fā)現(xiàn)，最大的聚類是迷思概念（#0 misconception），即由于對(duì)科學(xué)概念或現(xiàn)象錯(cuò)誤的思考和理解而產(chǎn)生不正確的觀點(diǎn)或意見(jiàn)。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)分析，該聚類主要通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、測(cè)試診斷、實(shí)驗(yàn)研究、訪談等實(shí)證性的研究方式探究職前科學(xué)教師在教學(xué)和學(xué)習(xí)中遇到的迷思概念，并提出特定的培訓(xùn)和教學(xué)干預(yù)等途徑來(lái)幫助職前科學(xué)教師深刻理解相關(guān)概念，從學(xué)科理解的層面強(qiáng)化教師的科學(xué)素養(yǎng)。

第二大聚類是學(xué)科內(nèi)容知識(shí)（#1 subject matter knowledge），歸屬該類的高頻關(guān)鍵詞有“教學(xué)內(nèi)容知識(shí)”“成就”“專業(yè)發(fā)展”“技巧”等。通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的閱讀和整理發(fā)現(xiàn)，職前科學(xué)教師的學(xué)科知識(shí)與其職業(yè)發(fā)展有關(guān)，且促進(jìn)其科學(xué)論證思維的培養(yǎng)。

教師的專業(yè)知識(shí)是檢驗(yàn)教師教學(xué)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，美國(guó)頒布的《科學(xué)教師培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)（2020年版）》第一條準(zhǔn)則就是學(xué)科內(nèi)容知識(shí)?？茖W(xué)學(xué)科更具有獨(dú)特的知識(shí)性特征，其追求對(duì)物質(zhì)、生命科學(xué)及宇宙空間世界的探索和認(rèn)知，并且科學(xué)知識(shí)會(huì)隨著科技前沿的發(fā)展而更新。[32]因此，對(duì)科學(xué)教師的知識(shí)要求通常高于一般學(xué)科。但事實(shí)上，職前科學(xué)教師由于生活經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)經(jīng)歷的影響，本身就存在很多對(duì)概念的誤解，因此研究這個(gè)特殊群體的迷思概念、學(xué)科基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)其可能對(duì)中小學(xué)生的影響從而調(diào)節(jié)教學(xué)著力點(diǎn)至關(guān)重要。

2.職前科學(xué)教師認(rèn)知結(jié)構(gòu)

認(rèn)知層面（#2 perception），相關(guān)研究關(guān)注較多的是職前科學(xué)教師的自我效能，對(duì)科學(xué)課程的看法和適應(yīng)性。此外，職前科學(xué)教師作為未來(lái)的科學(xué)教師，對(duì)于“科學(xué)”和“科學(xué)家”的看法體現(xiàn)了個(gè)人的價(jià)值觀，隱性地影響著學(xué)生的科學(xué)信仰和能力。

自我效能指的是衡量個(gè)體對(duì)自身完成某項(xiàng)任務(wù)和達(dá)成目標(biāo)能力的信念的程度或強(qiáng)度，職前科學(xué)教師的自我效能與教學(xué)信念相關(guān)，且受多種因素的影響，對(duì)職前教師的自我效能水平的測(cè)試有助于理解他們的教學(xué)和學(xué)習(xí)行為。針對(duì)科學(xué)教師的自我效能感測(cè)評(píng)的量表已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)：適用于在職教師的科學(xué)教學(xué)效能信念工具表 A（STEBI-A）和適用于職前教師的科學(xué)教學(xué)效能信念工具表 B（STEBI-B）[33]。阿巴奧米（Abayomi）和丹尼爾（Daniel）利用STEBI-B表測(cè)試了尼日利亞的初中和高中職前科學(xué)教師，發(fā)現(xiàn)不同學(xué)段的職前科學(xué)教師的自我效能感沒(méi)有差異[34]。職前小學(xué)科學(xué)教師對(duì)生物和地理有著積極的情緒，對(duì)物理和化學(xué)主要持消極情緒，但高的自我效能感能減少這些職前教師的消極情緒[35]。因此，在教師教育階段要將提高師范生的自我效能感列入教學(xué)目標(biāo)，尤其是對(duì)于學(xué)科知識(shí)較為困難的物理和化學(xué)師范生，以避免他們因?yàn)檎J(rèn)知困難而產(chǎn)生情緒低落。

除了職前科學(xué)教師自我效能感研究，職前教師個(gè)人對(duì)課程的看法、對(duì)“科學(xué)”和“科學(xué)家”的看法也是研究的重點(diǎn)。例如，對(duì)溫室效應(yīng)課程的態(tài)度[36]、應(yīng)用三元教學(xué)法的科學(xué)—技術(shù)—社會(huì)的課程對(duì)職前科學(xué)教師態(tài)度的影響[37]。

科學(xué)課程改革不斷推進(jìn)，但科學(xué)學(xué)科和科學(xué)發(fā)展的本質(zhì)萬(wàn)變不離其宗?？茖W(xué)是個(gè)體終身受益的學(xué)科，科學(xué)家是從事科學(xué)工作的人。職前科學(xué)教師對(duì)“科學(xué)”和“科學(xué)家”的看法，在一定程度上決定他們創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)的取向，也能間接影響未來(lái)學(xué)生對(duì)兩者的觀念。[38][39]啟發(fā)職前科學(xué)教師教育不僅要關(guān)注學(xué)習(xí)者對(duì)課程改革的接受程度，還要從科學(xué)發(fā)展史中汲取養(yǎng)分，發(fā)現(xiàn)知識(shí)的來(lái)龍去脈和社會(huì)意義，從而樹(shù)立正確的科學(xué)價(jià)值觀和信仰。

科學(xué)教育的目標(biāo)之一是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)觀，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的前提是教師應(yīng)具有科學(xué)本質(zhì)觀。因此，職前科學(xué)教師對(duì)科學(xué)本質(zhì)（#3 nature of science）的認(rèn)知也是教師教育者和學(xué)者感興趣的話題。一是學(xué)者們熱衷開(kāi)發(fā)獨(dú)特的課程，通過(guò)個(gè)案研究和實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)教學(xué)干預(yù)對(duì)職前教師對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解和認(rèn)識(shí)產(chǎn)生的積極影響。[40][41]二是職前科學(xué)教師對(duì)科學(xué)本質(zhì)的看法受其他因素的影響。例如，亞爾欽（Yalcin）在調(diào)查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)不同年級(jí)的職前科學(xué)教師對(duì)科學(xué)本質(zhì)的看法存在無(wú)規(guī)律的差異。[42]三是信念會(huì)影響個(gè)體對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解，科西奧格魯（Koseoglu） 調(diào)查發(fā)現(xiàn)信念（先天的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)時(shí)間）對(duì)科學(xué)定義和客觀性的理解產(chǎn)生負(fù)作用，而對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解產(chǎn)生正向作用。[43]

3.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模型

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（problem based learning，PBL）是一種基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方法，學(xué)生通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的工作來(lái)調(diào)查和回應(yīng)真實(shí)、引人入勝和復(fù)雜的問(wèn)題或挑戰(zhàn)，從而獲得知識(shí)和技能。它強(qiáng)調(diào)學(xué)生在真實(shí)情境下學(xué)習(xí)，基于開(kāi)放的驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，研究真實(shí)的、有學(xué)科價(jià)值的社會(huì)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)參與意識(shí)，最終達(dá)到促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)形成與發(fā)展的目的。[44]塞諾卡克（Senocak）等人開(kāi)設(shè)了PBL課程，通過(guò)設(shè)計(jì)PBL課程與傳統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)的對(duì)照發(fā)現(xiàn)，PBL課程促使職前化學(xué)教師對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的態(tài)度更加積極，提升自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和批判性思維等技能。[45]572BD1D9-CF2D-4DE5-9C2A-EEF9CB69BCE3

科技和技術(shù)的道德倫理是科學(xué)素養(yǎng)討論的一部分，基于 PBL 的科學(xué)技術(shù)倫理教育的科學(xué)課堂環(huán)境創(chuàng)設(shè)十分必要。通過(guò)周期性課程實(shí)施，李和崔（Rhee & Choi）認(rèn)為教師教育者應(yīng)該有計(jì)劃地、有效地提高職前科學(xué)教師對(duì)科學(xué)技術(shù)倫理和教育的認(rèn)知，從而引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的道德觀。[46]

（六）高頻被引文獻(xiàn)分析

表4列出了排名前10位的高被引文獻(xiàn)，并呈現(xiàn)被引頻次最高文獻(xiàn)篇名、年份、頻次、研究?jī)?nèi)容、研究方法。這些文獻(xiàn)內(nèi)容涉及職前科學(xué)教師的信念、概念建模、備課與教學(xué)反思、PCK、科學(xué)探究、“做中學(xué)”、科學(xué)本質(zhì)、社會(huì)性科學(xué)議題等，近年來(lái)也越來(lái)越為國(guó)內(nèi)學(xué)者關(guān)注。

值得借鑒的是，這10篇文獻(xiàn)全部為實(shí)證研究，有8篇為定性研究，多采用訪談、課堂觀察或視頻分析、文本分析等方法收集數(shù)據(jù)，基于證據(jù)分析職前科學(xué)教師部分問(wèn)題的歷程或機(jī)理，相較于采集樣本數(shù)較多的定量研究來(lái)說(shuō)，雖然未必具有普適意義，但是深入的個(gè)案探討有助于后續(xù)研究者的借鑒，也有利于教師教育工作者對(duì)職前科學(xué)教師的深度理解。10篇中唯一的一篇定量研究通過(guò)調(diào)查韓國(guó)的職前科學(xué)教師對(duì)社會(huì)科學(xué)問(wèn)題（SSI）的看法，此類研究一改傳統(tǒng)的教學(xué)和學(xué)習(xí)研究視角，圍繞社會(huì)性科學(xué)議題探索職前科學(xué)教師的生態(tài)觀、世界觀、社會(huì)責(zé)任和倫理道德觀念展開(kāi)討論。其中另外一篇為混合研究，通過(guò)設(shè)計(jì)教師技能培訓(xùn)課的對(duì)照組調(diào)查職前教師關(guān)注、分析和回應(yīng)學(xué)生思維的能力， 結(jié)合參與者的書(shū)面課程計(jì)劃、教學(xué)視頻分析，發(fā)現(xiàn)參與培訓(xùn)的職前教師更能關(guān)注到學(xué)生想法。

五、小結(jié)

首先，針對(duì)職前科學(xué)教師的研究關(guān)注度逐漸上升，從刊載量上看，關(guān)注職前科學(xué)教師研究的核心學(xué)術(shù)期刊達(dá)205種，其中JBSE刊載最多。從作者和國(guó)家上看，土耳其與美國(guó)高校成為本領(lǐng)域研究的主要陣地，中國(guó)學(xué)者雖然發(fā)文不多，但經(jīng)開(kāi)始在國(guó)際學(xué)術(shù)領(lǐng)域發(fā)聲。

其次，通過(guò)關(guān)鍵詞聚類分析發(fā)現(xiàn)職前科學(xué)教師研究圍繞科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)開(kāi)展，包括職前科學(xué)教師學(xué)科內(nèi)容知識(shí)的探討，尤其是迷思概念產(chǎn)生原因和理解方法;職前科學(xué)教師的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、自我效能感、對(duì)課程的看法、科學(xué)本質(zhì)觀等都是倍受關(guān)注的焦點(diǎn)。同時(shí)，面向職前科學(xué)教師的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程開(kāi)發(fā)和實(shí)施，有助于促進(jìn)職前科學(xué)教師科學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)批判性思維。

最后，通過(guò)近年來(lái)高被引文獻(xiàn)的內(nèi)容分析，可以發(fā)現(xiàn)值得本土化研究的借鑒之處：在研究范式上，國(guó)際研究熱衷采用實(shí)證研究范式，其中高被引文獻(xiàn)從定性研究居多，相較于我國(guó)以思辨總結(jié)的研究范式，運(yùn)用更權(quán)威的數(shù)據(jù)使研究結(jié)果更有說(shuō)服力。國(guó)外學(xué)者尤其注重教學(xué)干預(yù)下的實(shí)驗(yàn)研究，不限于了解現(xiàn)狀和分析問(wèn)題，注重干預(yù)行動(dòng)影響效果的評(píng)測(cè)。在研究?jī)?nèi)容上，既有我國(guó)學(xué)者已經(jīng)關(guān)注的職前科學(xué)教師PCK和教學(xué)信念問(wèn)題，也有非常獨(dú)到的研究視角，如社會(huì)性科學(xué)議題與職前科學(xué)教師的科學(xué)倫理問(wèn)題。

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編輯 王亭亭 ? 校對(duì) 朱婷婷

作者簡(jiǎn)介：林佳依，澳門(mén)大學(xué)教育學(xué)院碩士研究生;陳凱（通訊作者），南京曉莊學(xué)院環(huán)境科學(xué)學(xué)院副教授;陳博，南通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副教授

基金項(xiàng)目：江蘇省高校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究一般項(xiàng)目“基于數(shù)據(jù)挖掘的科學(xué)教師專業(yè)成長(zhǎng)歷程研究”（編號(hào)：2021SJA0465）572BD1D9-CF2D-4DE5-9C2A-EEF9CB69BCE3