2021年《中學(xué)化學(xué)教與學(xué)》轉(zhuǎn)載論文的可視化分析及啟示

萬莉，胡家鈺，江強

摘要： 借助CiteSpace對2021年《中學(xué)化學(xué)教與學(xué)》所轉(zhuǎn)載的165篇論文進行分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前化學(xué)教學(xué)研究的三大主題為基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)研究、實驗教學(xué)研究、教學(xué)測評研究。教學(xué)研究聚焦于素養(yǎng)導(dǎo)向的情境教學(xué)、結(jié)構(gòu)化教學(xué)、模型教學(xué)、深度學(xué)習(xí)、學(xué)科理解、教材分析等熱門方向；實驗主要涉及實驗教學(xué)功能拓展和信息化融合研究；教學(xué)評價以試題的分析和命制為主。可以預(yù)見未來研究會緊跟基礎(chǔ)教育改革的步伐，不斷探索素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)和評價研究，拓展信息技術(shù)與化學(xué)課程融合的應(yīng)用實踐，深化對化學(xué)學(xué)科理解、教材編寫等的研究。

關(guān)鍵詞： 人大復(fù)印報刊資料； 可視化分析； 研究熱點； 啟示

文章編號： 1005-6629（2023）02-0020-06? ??中圖分類號： G633.8? ??文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

人大復(fù)印報刊資料是我國影響力較大的二次文獻(xiàn)期刊。一方面，報刊篩選論文時立足基礎(chǔ)理論、面向?qū)嵺`應(yīng)用、關(guān)注教改前沿，經(jīng)過專家審查等專業(yè)化流程，其轉(zhuǎn)載論文具有一定程度的影響力和價值；另一方面，國內(nèi)化學(xué)教育雜志眾多，數(shù)量龐大且分散，而人大復(fù)印報刊《中學(xué)化學(xué)教與學(xué)》的刊文具有代表性和較高質(zhì)量。因此選擇2021年《中學(xué)化學(xué)教與學(xué)》轉(zhuǎn)載的165篇論文為研究對象進行定量和定性分析，尋找當(dāng)前化學(xué)教學(xué)研究的熱點，挖掘化學(xué)教育研究趨勢。

1? 研究設(shè)計

采用定量和定性相結(jié)合的方法進行分析。首先對轉(zhuǎn)載文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞進行研究，采取共現(xiàn)分析法和聚類分析法。

（1） 共現(xiàn)分析法：兩個或兩個以上關(guān)鍵詞出現(xiàn)在同一篇文獻(xiàn)中稱為共現(xiàn)，CiteSpace生成的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)知識圖譜可以展現(xiàn)關(guān)鍵詞間的共現(xiàn)關(guān)系，反映2021年中學(xué)化學(xué)教學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r。共現(xiàn)分析過程中借助關(guān)鍵詞頻次和中心性的統(tǒng)計結(jié)果進行分析，可以找到2021年化學(xué)教學(xué)研究的熱點。

（2） 聚類分析法：CiteSpace能基于共現(xiàn)分析圖譜實現(xiàn)自動聚類算法，將聯(lián)系緊密的關(guān)鍵詞劃分到一個類團之中，由此可以找到研究主題，并為后續(xù)文本閱讀尋找研究方向提供參考和依據(jù)。

基于定量研究分析結(jié)果，對165篇轉(zhuǎn)載文獻(xiàn)進行二次文本閱讀和分析梳理，尋找2021年化學(xué)教學(xué)研究的熱門方向。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

2.1.1? 關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

在CiteSpace軟件中選擇關(guān)鍵詞（Keyword）為節(jié)點類型進行分析，選擇Pathfinder尋徑算法生成關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜。對相似關(guān)鍵詞做合并處理，例如：（1）“化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”“學(xué)科核心素養(yǎng)”“核心素養(yǎng)”合并為“化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”；（2）“化學(xué)學(xué)科理解”“學(xué)科理解”合并為前者；（3）“化學(xué)實驗”“中學(xué)化學(xué)實驗”合并為前者。得到的共現(xiàn)圖譜如圖1所示。

從圖1可知圖譜節(jié)點數(shù)為101，連線數(shù)為149，表明所有轉(zhuǎn)載文獻(xiàn)中共有101個關(guān)鍵詞，各關(guān)鍵詞通過149條連線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)連接，即149次共現(xiàn)關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)密度0.0295［由網(wǎng)絡(luò)密度算法d（G）=2E/N（N-1）可得］，大于0.02，說明關(guān)鍵詞間聯(lián)系較為緊密。這說明2021年化學(xué)教學(xué)研究涉及的內(nèi)容廣泛，研究整體呈現(xiàn)出多熱點、多方向的特點。

2.1.2? 關(guān)鍵詞頻次和中心性統(tǒng)計

為找到2021年化學(xué)教學(xué)研究的熱點和重點，借助頻次和中心性來輔助研究。頻次指關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)，關(guān)鍵詞的頻次越高，其受關(guān)注程度越高。中心性指一個關(guān)鍵詞節(jié)點擔(dān)任其他兩個節(jié)點的中心的次數(shù)，一個節(jié)點充當(dāng)“中介”的次數(shù)越高，其中介中心性越大、重要程度越高，通常中心性取值大于0.1視為高中心性。剔除研究意義較小的關(guān)鍵詞后，統(tǒng)計結(jié)果如表1所示。

由表1可以看出，同時具有高頻次和高中心性的關(guān)鍵詞有化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)、高中化學(xué)、教學(xué)研究、化學(xué)學(xué)科理解、學(xué)科大概念、化學(xué)實驗、結(jié)構(gòu)化等，這些關(guān)鍵詞在2021年的中學(xué)化學(xué)教學(xué)研究中發(fā)揮了重要且關(guān)鍵的作用。具體分析可知：

（1） 化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的頻次和中心性最高，與其他關(guān)鍵詞聯(lián)系緊密，是教學(xué)研究、教材分析、化學(xué)實驗研究、以學(xué)科大概念為核心的結(jié)構(gòu)化教學(xué)研究、深度學(xué)習(xí)相關(guān)研究等的最終指向。

（2） 化學(xué)學(xué)科理解研究以提高教師的學(xué)科教學(xué)知識等為主，其目的也是促進化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)在教學(xué)實踐中的落地。

（3） 證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)被更多轉(zhuǎn)載文獻(xiàn)作為研究對象，受到的關(guān)注較其他四大化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)多。

（4） 轉(zhuǎn)載文獻(xiàn)研究以高中化學(xué)為主，元素化合物主題知識顯示出重要地位且受關(guān)注較多。

2.2? 關(guān)鍵詞聚類分析

借助CiteSpace提供的對數(shù)似然算法（LLR）進行自動聚類，選擇Keyword list使CiteSpace提取各類團中的文獻(xiàn)關(guān)鍵詞來對類團進行命名。最終得到的聚類圖譜如圖2所示。

圖2的圖譜模塊值Q=0.6112（＞0.3），劃分出的類團結(jié)構(gòu)顯著；平均輪廓值S=0.8902（＞0.7），聚類高效率且令人信服。因此聚類效果良好，具有分析價值和一定的科學(xué)性。自動聚類出的6大類團分別是：#0真實情境、#1結(jié)構(gòu)化、#2化學(xué)實驗、#3高考化學(xué)、#4教學(xué)策略、#5教學(xué)設(shè)計。分析可知，關(guān)鍵詞化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包含于多個聚類之中，說明學(xué)者們高度關(guān)注并積極探索化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)在教學(xué)實踐中的落地，并提供了大量教學(xué)設(shè)計和教學(xué)策略，而化學(xué)實驗和高考化學(xué)相關(guān)研究都最終指向素養(yǎng)的發(fā)展。據(jù)此，可將6大類團歸納為2021年化學(xué)教學(xué)研究的三大熱門主題：

（1） 基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)研究（合并聚類#0、 #1、 #4和#5）。其中，聚類#0、 #1說明不少學(xué)者關(guān)注真實情境下的教學(xué)和以大概念為核心的結(jié)構(gòu)化教學(xué)；聚類#4中教材分析也是熱門研究方向，說明不少學(xué)者通過教材分析提供相應(yīng)的使用策略和教學(xué)策略；聚類#5中出現(xiàn)了關(guān)鍵詞深度學(xué)習(xí)、化學(xué)學(xué)科理解和模型認(rèn)知，說明不少學(xué)者基于深度學(xué)習(xí)和基于化學(xué)學(xué)科理解進行研究并提供教學(xué)設(shè)計，而模型教學(xué)也受到了較多關(guān)注。

（2） 基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的實驗教學(xué)研究（聚類#2）。該主題圍繞化學(xué)實驗展開研究，關(guān)注學(xué)生證據(jù)推理能力的培養(yǎng)。

（3） 基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)測評研究（聚類#3）。聚類#3中除了高考化學(xué)、高考評價體系之外，還能在CiteSpace中查詢到試題評析、作業(yè)設(shè)計、作業(yè)改革等關(guān)鍵詞，可見該主題圍繞教學(xué)測量和評價展開。

2.3? 二次文本閱讀

基于關(guān)鍵詞共現(xiàn)和聚類分析結(jié)果，根據(jù)研究聚焦的主題，通過進一步文本閱讀提取每一主題中的熱門研究方向。

2.3.1? 基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)研究

（1） 基于真實情境的教學(xué)實踐研究：

新課改倡導(dǎo)真實情境的創(chuàng)設(shè)，從而引導(dǎo)學(xué)生積極主動地實現(xiàn)知識建構(gòu)。不少學(xué)者通過教學(xué)實踐探索真實情境中所包含的化學(xué)知識，并提供了不少教學(xué)設(shè)計［1，2］和教學(xué)策略［3，4］。例如，程?。?］指導(dǎo)學(xué)生通過解剖常見干電池，掌握原電池構(gòu)成的四要素以及常見電池的電極反應(yīng)原理。

（2） 基于大概念的結(jié)構(gòu)化教學(xué)研究：

以學(xué)科大概念為核心的結(jié)構(gòu)化教學(xué)是實現(xiàn)化學(xué)學(xué)科知識向化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)化的有效途徑。為實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化，學(xué)者們提供了大量教學(xué)設(shè)計［6，7］和教學(xué)策略［8，9］。例如，武衍杰［10］將項目式學(xué)習(xí)視為實現(xiàn)課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的重要途徑，并以“人工固碳”為例對項目學(xué)習(xí)中涉及的學(xué)科知識、認(rèn)識思路、學(xué)科觀念等進行結(jié)構(gòu)化整合。

（3） 教材分析：

新教材以新課標(biāo)為主要依據(jù)編寫，是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)達(dá)成的重要媒介，學(xué)者們通過分析教材的編寫思路［11］、特點［12］等，給編者和一線教師提供教材編寫意見和使用建議。例如，陳穎［13］分析并闡述了魯科版高中化學(xué)教材《有機化學(xué)基礎(chǔ)》中“有機化學(xué)認(rèn)識思路”和“有機化合物性質(zhì)”雙線并進的編寫思路，并提出相應(yīng)的教材使用建議；王晶［14］從知識結(jié)構(gòu)和深度、欄目和實驗設(shè)置兩個視角比較新舊人教版高中化學(xué)教材，發(fā)現(xiàn)新教材注重情境創(chuàng)設(shè)、關(guān)注認(rèn)知發(fā)展、重視實驗探究，并針對這些特點提出使用建議。

（4） 基于深度學(xué)習(xí)的教學(xué)實踐研究：

深度學(xué)習(xí)指學(xué)生積極主動、批判性地學(xué)習(xí)新知識并能進行知識遷移和問題解決，開展深度學(xué)習(xí)的教學(xué)實踐有助于學(xué)生關(guān)鍵能力的發(fā)展和課堂教學(xué)有效性的提升。一些學(xué)者提供了基于深度學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計［15，16］和教學(xué)策略［17，18］。例如，胡清［19］采用逆向教學(xué)設(shè)計模式構(gòu)建“構(gòu)成物質(zhì)的微?！钡慕虒W(xué)流程，實現(xiàn)教師深度備課、引領(lǐng)學(xué)生深度學(xué)習(xí)；范標(biāo)［20］提供了基于深度學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容的組織策略，提出教師應(yīng)在理解教學(xué)內(nèi)容和教材編寫意圖的基礎(chǔ)上，以課標(biāo)和學(xué)情為依據(jù)、基于最近發(fā)展區(qū)組織教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動。

（5） 基于化學(xué)學(xué)科理解的教學(xué)實證研究：

新課標(biāo)首次提出化學(xué)學(xué)科理解，即教師對化學(xué)學(xué)科知識及其思維方式和方法的一種本原性、結(jié)構(gòu)化的認(rèn)識［21］。教師的學(xué)科理解決定了課程的實施和監(jiān)控，2021年被轉(zhuǎn)載的相關(guān)文獻(xiàn)以教學(xué)設(shè)計［22，23］和實證研究［24，25］為主。例如，王偉構(gòu)建了5個維度、15個一級指標(biāo)、25個二級指標(biāo)的學(xué)科理解標(biāo)準(zhǔn)，并基于該標(biāo)準(zhǔn)進行了課堂觀察和問卷調(diào)查兩個實證研究：其一，對10位高二化學(xué)教師的“原電池”新授課進行觀察和評價，分析教師的學(xué)科理解水平和表現(xiàn)形式并提出改進建議［26］；其二，通過問卷分析了千名高中化學(xué)教師的學(xué)科理解水平，并針對教學(xué)實踐中的關(guān)鍵問題提出策略［27］。

（6） 模型教學(xué)研究：

“模型認(rèn)知”是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中重要的思維方法之一，有助于學(xué)生建立解決復(fù)雜化學(xué)問題的思維框架。模型教學(xué)在2021年受到了較多的關(guān)注，涌現(xiàn)了不少教學(xué)設(shè)計［28，29］與教學(xué)策略［30，31］研究。例如，穆雯星［32］在“模型開發(fā)-模型應(yīng)用”的框架基礎(chǔ)上開展了“化學(xué)平衡常數(shù)”的建模教學(xué)，先帶領(lǐng)學(xué)生建立平衡常數(shù)計量模型，然后引導(dǎo)學(xué)生在應(yīng)用模型的過程中掌握平衡移動方向的判斷方法。

2.3.2? 化學(xué)實驗教學(xué)研究

（1） 化學(xué)實驗的教學(xué)實踐研究：

為挖掘和拓展實驗教學(xué)的育人功能和學(xué)科價值，不少學(xué)者進行了實驗教學(xué)的設(shè)計［33］與實施［34］研究。例如，鄒標(biāo)［35］以二氧化碳的教學(xué)為例，對新授課-復(fù)習(xí)課-活動課3種課型的實驗資源進行指向核心素養(yǎng)的規(guī)劃設(shè)計；林麗璇［36］以“利用氯糖反應(yīng)改進焰色反應(yīng)的實驗效果”為例提供了將項目式學(xué)習(xí)原理運用到“開放式”實驗教學(xué)的典型案例。

（2） 化學(xué)實驗教學(xué)的改進和創(chuàng)新研究：

對實驗的改進常涉及實驗試劑、裝置、操作等方面，如桂俠夏［37］改進乙炔的制取與性質(zhì)實驗時，通過改進試劑降低反應(yīng)速率、減少氣體污染，通過改進裝置實現(xiàn)一體化；張艷麗［38］則從操作避氧和試劑避氧為關(guān)鍵點設(shè)計了兩個氫氧化亞鐵制備的創(chuàng)新實驗。

對實驗教學(xué)的改進主要包括實驗教學(xué)策略研究［39，40］和融合信息化技術(shù)和手段的實驗教學(xué)研究［41，42］。例如，陸曄［43］提出通過結(jié)合影視作品、演示實驗化整為零、引導(dǎo)評價等策略來提高實驗教學(xué)的有效性；王璟徽［44］利用手持技術(shù)探究鎂與氯化銨反應(yīng)中pH和壓強變化，使實驗探究過程實現(xiàn)“宏觀-微觀-符號-曲線”四重表征；蔡蘇［45］進行了“電解池”實驗教學(xué)的AR技術(shù)輔助教學(xué)和Flash動畫教學(xué)的對比實證研究，發(fā)現(xiàn)AR技術(shù)的應(yīng)用能夠更好地解決重難點問題，提高學(xué)生的記憶、理解、應(yīng)用等認(rèn)知能力。

2.3.3? 化學(xué)教學(xué)測評研究

（1） 高考試題評析：

高考試題研究一直是化學(xué)教學(xué)研究的熱門方向，試題研究有利于我國化學(xué)教學(xué)不斷優(yōu)化，促進教、學(xué)、考有機銜接。2021年相關(guān)研究主要包括基于高考評價體系研究考題［46，47］；分析試題所考察的能力結(jié)構(gòu)水平［48］；分析考題對化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的考查情況［49］等。例如，支瑤［50］對5套高考和學(xué)業(yè)水平選擇性考試化學(xué)試題的核心素養(yǎng)考察情況進行分析，發(fā)現(xiàn)試題全面、多層次地考查了核心素養(yǎng)。

（2） 試題命制研究：

新課標(biāo)要求以化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向、真實情境為框架和原則進行試題命制［51］，因此學(xué)者們對作業(yè)［52，53］和試題［54］等進行命制時都嚴(yán)格貫徹考試內(nèi)容改革要求。例如，喻俊基于新課標(biāo)中素養(yǎng)導(dǎo)向的命題框架構(gòu)建雙線并行的作業(yè)設(shè)計框架，并基于該框架展開“含氯消毒劑的使用”的作業(yè)設(shè)計［55］；許曉麗［56］基于有機藥物腎上腺素的合成流程編制試題，使用新課標(biāo)的命題框架對試題進行分析，發(fā)現(xiàn)基于有機物合成路線進行試題編制不僅能夠考察化學(xué)知識，還能培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維和關(guān)鍵能力。

3? 研究啟示

綜上可以發(fā)現(xiàn)2021年《中學(xué)化學(xué)教與學(xué)》轉(zhuǎn)載文獻(xiàn)關(guān)注教改前沿，兼顧基礎(chǔ)理論和教學(xué)實踐。結(jié)合基礎(chǔ)教育化學(xué)課程改革新動向，對未來中學(xué)化學(xué)教育教學(xué)研究提出如下啟示：

第一，緊跟基礎(chǔ)教育改革的步伐，有效推進新課程教學(xué)實踐研究。自2017年明確了普通高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的維度和內(nèi)涵后，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)一直是研究的熱點和重點，為使化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)有效地落實到化學(xué)課堂教學(xué)實踐中，2021年研究者們圍繞化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)展開了各種教學(xué)實踐研究。2022年4月，教育部印發(fā)《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，凝練了義務(wù)教育化學(xué)課程要培育的核心素養(yǎng)。可以預(yù)見的是基于核心素養(yǎng)的教學(xué)實踐研究、實驗研究、教材研究、教學(xué)測評研究等將會是接下來的研究熱點和重點。此外，結(jié)構(gòu)化教學(xué)、情境教學(xué)、基于深度學(xué)習(xí)和化學(xué)學(xué)科理解的教學(xué)等也會不斷深化。

第二，不斷拓展化學(xué)實驗教學(xué)的育人價值，體現(xiàn)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求。實驗教學(xué)對于培養(yǎng)科學(xué)探究意識和科學(xué)態(tài)度有得天獨厚的優(yōu)勢，近年來學(xué)者們不斷挖掘和拓展化學(xué)實驗教學(xué)功能，使實驗教學(xué)的內(nèi)容、形式、過程設(shè)計、手段都向著生活化、探究化、現(xiàn)代化、情境化、素養(yǎng)化轉(zhuǎn)變。從不同學(xué)段的實驗育人功能來看，初高中化學(xué)實驗的難度不同，實驗教學(xué)的價值取向?qū)哟我灿胁町悺Ｒ虼宋磥硌芯靠芍塾诔醺咧械恼n程目標(biāo)以及核心素養(yǎng)的內(nèi)涵和培養(yǎng)要求的差異，進而聚焦初高中化學(xué)實驗教學(xué)的差異性。除此之外，與信息技術(shù)和五育的融合將持續(xù)成為化學(xué)實驗教學(xué)研究熱門方向。

第三，順應(yīng)信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)融合的趨勢，持續(xù)關(guān)注深度學(xué)習(xí)導(dǎo)向的研究。深度學(xué)習(xí)作為熱門研究方向，反映出信息技術(shù)對教學(xué)的影響程度在加大。未來隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展，勢必有更多新興技術(shù)會應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)和其他學(xué)科當(dāng)中。若想要各種新興技術(shù)更好地發(fā)揮作用，未來研究還需要不斷完善和提供各種教學(xué)設(shè)計和教學(xué)策略，關(guān)注教師專業(yè)能力和信息化素養(yǎng)的培養(yǎng)，聚焦到學(xué)生學(xué)習(xí)效果、師生接受程度等更多的實證研究。

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