初中物理教學(xué)模式研究進(jìn)展
——基于CiteSpace可視化分析

郭 宜

(貴陽市第四十一中學(xué) 貴州 貴陽 550007)

初中物理教學(xué)是學(xué)生對物理認(rèn)知的初始階段，是學(xué)好高中物理的關(guān)鍵，對學(xué)生的基礎(chǔ)建設(shè)十分重要.隨著科技的進(jìn)步和課程的改革，國家對初中的物理教學(xué)模式越來越重視[1].傳統(tǒng)的初中物理教學(xué)模式，主要是教師充分地將知識點講授處理，而沒有給予學(xué)生充足的思考空間[2]，現(xiàn)在的教學(xué)模式由從教學(xué)生專業(yè)知識轉(zhuǎn)向教學(xué)生自主學(xué)習(xí)[3]，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)物理基本原理的積極性，從而為優(yōu)化物理課堂教學(xué)效果，促進(jìn)綜合學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ).

CiteSpace是一款應(yīng)用Java語言開發(fā)的信息可視化軟件，它主要基于共引分析理論和尋徑網(wǎng)絡(luò)算法對文獻(xiàn)進(jìn)行計量，并通過可視化圖譜來對學(xué)科發(fā)展?fàn)顩r以及發(fā)展前沿進(jìn)行預(yù)測[4-5].CiteSpace應(yīng)用范圍比較廣，本文通過利用CiteSpace知識可視化數(shù)據(jù)分析軟件對中國知網(wǎng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢研究，構(gòu)建科學(xué)知識圖譜，完成過去一段時間內(nèi)初中物理教學(xué)研究熱點要素的挖掘、分析并繪制圖譜，利用可視化知識圖譜進(jìn)一步改進(jìn)和實施更新的教學(xué)模式[6].

本文為厘清初中物理教學(xué)模式的研究趨勢，通過CiteSpace對知網(wǎng)中相關(guān)文獻(xiàn)的作者、機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞進(jìn)行繪制知識圖譜并進(jìn)行分析，為初中物理教學(xué)模式的研究提出不足和建議.

1 數(shù)據(jù)來源及研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文檢索的文獻(xiàn)，時間跨度為2002—2022年，檢索的時間為2022年4月10日，數(shù)據(jù)庫更新時間為2022年4月10日.中文文獻(xiàn)數(shù)據(jù)來自中國知網(wǎng)檢索平臺(CNKI)，文獻(xiàn)類別選擇中文期刊，檢索方式為高級檢索，檢索主題詞為“物理教學(xué)模式AND初中”，檢索到1 174篇中文文獻(xiàn)，人工篩選剔除文獻(xiàn)中無作者、不相關(guān)及重復(fù)文獻(xiàn)9篇后，得到有效中文文獻(xiàn)1 165篇.

1.2 研究方法

采用CiteSpace軟件(5.8R3版本)將從知網(wǎng)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析.根據(jù)分析的目的分別選擇機(jī)構(gòu)、作者和關(guān)鍵詞為分析點，時間跨度設(shè)置為2002年到2022年，對初中物理教學(xué)模式文章的發(fā)文年份、機(jī)構(gòu)合作體系、作者貢獻(xiàn)及合作情況、研究熱點及未來研究趨勢做歸納、總結(jié)分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 文獻(xiàn)年度分布

由于2002年前的文獻(xiàn)數(shù)量較少，且與本文的模式內(nèi)容相關(guān)性較低，所以選擇2002年后的文獻(xiàn)做分析，每年的與物理教學(xué)模式和初中相關(guān)的文獻(xiàn)數(shù)量如圖1所示.由圖可知，根據(jù)發(fā)文量可分為2個階段，第一階段(2002-2013年)平均發(fā)文量為15.3篇，為關(guān)注度較低階段，第二階段(2014-2021年)平均發(fā)文量為104.9篇，為關(guān)注度較高階段，發(fā)現(xiàn)相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量隨著時間逐步增加，到2019年達(dá)到年發(fā)文量的最高峰，在2019年后，相關(guān)研究文章篇數(shù)有下降的趨勢.

圖1 文獻(xiàn)數(shù)量年度分布圖

2.2 文獻(xiàn)機(jī)構(gòu)分析

表1為國內(nèi)初中物理教學(xué)模式研究文獻(xiàn)發(fā)文機(jī)構(gòu)中高產(chǎn)發(fā)文機(jī)構(gòu)的分布.發(fā)文機(jī)構(gòu)總數(shù)為357所，但合作機(jī)構(gòu)較少，說明機(jī)構(gòu)之間的溝通學(xué)習(xí)較少，應(yīng)該加強(qiáng)交流，實現(xiàn)經(jīng)驗共享的觀念.排名前16的高產(chǎn)發(fā)文機(jī)構(gòu)均為中學(xué)，而高校對初中物理教學(xué)模式的研究相對較少，應(yīng)加強(qiáng)高校與學(xué)校之間的學(xué)術(shù)交流，保證教學(xué)理念和實踐的有效融合.發(fā)文量最高的機(jī)構(gòu)是甘肅省民勤縣第五中學(xué)和江蘇省鹽城市初級中學(xué)，均為3篇，首次發(fā)文時間均在近5年，具有較為豐富的物理教學(xué)模式的經(jīng)驗.

表1 高產(chǎn)發(fā)文量的機(jī)構(gòu)分布

續(xù)表1

2.3 作者分布

圖2為國內(nèi)初中物理教學(xué)模式的研究文獻(xiàn)發(fā)文作者的合作網(wǎng)絡(luò)知識圖譜，共現(xiàn)節(jié)點數(shù)量為377，連線數(shù)量為5，分別代表發(fā)文作者總?cè)藬?shù)為377人、合作團(tuán)隊有5組，說明大部分作者之間缺乏溝通，相對獨立和封閉.圖2中的節(jié)點標(biāo)簽的大小代表作者的發(fā)文量，節(jié)點越大，該作者的發(fā)文量越多，圓圈代表合作團(tuán)隊.表2為發(fā)文量為兩篇以上的作者分布.發(fā)文量最高的作者是姜國堂和朱興國，均為3篇，首次發(fā)文時間在10～20年前.相比，近3年的發(fā)文作者有5人，分別為楊子龍、馬曉青、丁玉華、李素珍和顧宗其，研究的內(nèi)容更前沿，更符合當(dāng)前時代的教學(xué)模式.

圖2 文獻(xiàn)作者合作網(wǎng)絡(luò)知識圖譜

表2 高產(chǎn)發(fā)文量的作者分布

2.4 研究熱點與演化趨勢分析

2.4.1 關(guān)鍵詞分析

國內(nèi)初中物理教學(xué)模式領(lǐng)域研究文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)知識圖譜如圖3所示，共現(xiàn)節(jié)點數(shù)量為503，連線數(shù)量為1 065，頻次超過20次的高頻關(guān)鍵詞如表3所示.節(jié)點越大證明收集的文獻(xiàn)中出現(xiàn)的頻次越高，所以研究次數(shù)就越多，中心性越大說明該領(lǐng)域占核心地位.由圖3可知，“初中物理”“教學(xué)模式”“物理教學(xué)”的關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次最高，與本次的檢索式相同，說明本次檢索內(nèi)容與初中物理教學(xué)模式的相關(guān)性較高，分析的數(shù)據(jù)較為可靠，且首次出現(xiàn)的年份在2002年，距今已有20年，說明人們對初中物理教學(xué)模式的關(guān)注時間較長，研究經(jīng)驗比較豐富.除與檢索直接相關(guān)的關(guān)鍵詞外，與模式內(nèi)容相關(guān)的高頻關(guān)鍵詞有“翻轉(zhuǎn)課堂”“教學(xué)方法”“應(yīng)用”“創(chuàng)新”“合作學(xué)習(xí)”“生活化”“核心素養(yǎng)”“教學(xué)策略”“物理實驗”.有研究表明，若詞匯的中心性超過0.1，則說明其有較強(qiáng)的影響力[7]，說明“應(yīng)用”和“教學(xué)策略”承上啟下的作用較大.而其他關(guān)鍵詞的中心性較低，具有很大的研究和進(jìn)步空間，其中近年提出的關(guān)鍵詞為2017的“生活化”和2018年的“核心素養(yǎng)”，是近期初中物理教學(xué)模式的主要研究內(nèi)容，應(yīng)得到更大的重視.

圖3 文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)知識圖譜

表3 頻次超過20次的高頻關(guān)鍵詞

2.4.2 突現(xiàn)關(guān)鍵詞分析

關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析如圖4所示,根據(jù)關(guān)鍵詞突現(xiàn)年份排序篩選出的中文文獻(xiàn)中共有10個突現(xiàn)關(guān)鍵詞，分別為“建構(gòu)主義”“自主學(xué)習(xí)”“物理知識”“實驗探究”“翻轉(zhuǎn)課堂”“教學(xué)設(shè)計”“核心素養(yǎng)”“生活化”“有效性”“教學(xué)策略”.由圖可以看出，隨著時間推移和社會的發(fā)展，教學(xué)模式的研究可以分成3個階段，2015年前人們較多關(guān)注“建構(gòu)主義”“自主學(xué)習(xí)”和“物理知識”較為傳統(tǒng)的教學(xué)模式；2016-2018年間，“實驗探究”和“翻轉(zhuǎn)課堂”成為新的教學(xué)模式，人們也更加重視對教學(xué)方法的設(shè)計，實現(xiàn)由理論到操作的教學(xué)模式的轉(zhuǎn)化；2019年后，逐步向“核心素養(yǎng)”“生活化”“有效性”過渡，其中引用強(qiáng)度最高的是“核心素養(yǎng)”，核心素養(yǎng)的基本構(gòu)成包括對科學(xué)知識的掌握、科學(xué)學(xué)習(xí)方法的掌握和實踐及運(yùn)用能力的形成[8]，代表著對學(xué)生自身能力更加關(guān)注.隨著素質(zhì)教育的開展，探究式教學(xué)已經(jīng)逐漸取代了原來的填鴨式教學(xué)方法，也影響著教學(xué)方法[9].從時間上來看，“核心素養(yǎng)”出現(xiàn)時間為2019年至今，是初中物理教學(xué)模式研究熱點也是未來的主要研究方向.

圖4 文獻(xiàn)關(guān)鍵詞突現(xiàn)的圖譜

2.4.3 關(guān)鍵詞時間線分析

關(guān)鍵詞時間線分析如圖5所示，橫向坐標(biāo)軸代表文獻(xiàn)發(fā)表的時間，即2002-2022年，縱向坐標(biāo)軸代表聚類關(guān)鍵詞.延續(xù)至2022年的聚類關(guān)鍵詞具有一定的未來發(fā)展趨勢，包括#1教學(xué)模式、#3物理、#4物理學(xué)科、#8思維導(dǎo)圖、#11創(chuàng)新能力、#15物理實驗.其中#1教學(xué)模式的發(fā)展時間為橫坐標(biāo)的全過程，相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量先上升后下降趨勢，2019年文章數(shù)量達(dá)到最多為55篇，演變關(guān)鍵詞有2002年的能力培養(yǎng)、2010年的思維發(fā)展、2014年的主動學(xué)習(xí)、2016年的實驗學(xué)習(xí)、2018年的雙反饋、2019年的互助實驗引導(dǎo)和學(xué)科素養(yǎng)及2020年的實踐分析[10]，實現(xiàn)了“教學(xué)-自主-互動”的模式轉(zhuǎn)變.#3思維導(dǎo)圖的發(fā)展時間為2009-2022年，該方法在2009年應(yīng)用到串聯(lián)電路的內(nèi)容中，其他關(guān)鍵詞有實踐研究、創(chuàng)新教育、實驗步驟、習(xí)題評講、復(fù)習(xí)，并在近3年成為在互聯(lián)網(wǎng)上應(yīng)用的重要教學(xué)工具.聚類#11創(chuàng)新能力中的主要關(guān)鍵詞有演示實驗、分組實驗、興趣培養(yǎng)、學(xué)講計劃、實驗總結(jié)，與#10信息技術(shù)在創(chuàng)新思路上有重合.#15物理實驗中，“核心素養(yǎng)”的出現(xiàn)頻次最多為26次[11-12]，與#3物理的對策產(chǎn)生重合.#6教學(xué)方法的演變時間為2008年的“課堂教學(xué)”到2021年的“實踐措施”[13]，實現(xiàn)了“課程-學(xué)生”的關(guān)注點轉(zhuǎn)變.

圖5 文獻(xiàn)關(guān)鍵詞時間線圖譜

3 結(jié)論與展望

通過繪制以初中物理教學(xué)模式為主題的可視化圖譜，揭示了科研整體狀況和發(fā)展趨勢，得出如下結(jié)論與建議.

(1)針對初中物理教學(xué)模式的研究，2014-2021年是該領(lǐng)域的高關(guān)注時期，但2019年后呈下降趨勢，關(guān)注度有待提高.

(2)該領(lǐng)域的高頻發(fā)文機(jī)構(gòu)均為教育中學(xué)，研究的合作隊伍僅有5組，團(tuán)隊較少，機(jī)構(gòu)較為單一，缺乏溝通，建議增強(qiáng)高校對該領(lǐng)域的研究，加強(qiáng)高校與學(xué)校之間的合作，使研究進(jìn)入課堂.

(3)通過對關(guān)鍵詞的共現(xiàn)與突現(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，“核心素養(yǎng)”和“生活化”是當(dāng)前的研究熱點，也是未來的主要研究內(nèi)容，是教學(xué)模式的關(guān)注點由課程到學(xué)生的轉(zhuǎn)變階段.

同時該領(lǐng)域在創(chuàng)新性、有效性和合作方面仍然有進(jìn)步空間，建議提高對探究式教學(xué)方法的關(guān)注，增加師生間的交流互動，調(diào)動學(xué)生積極性，實現(xiàn)創(chuàng)新性、有效性教育.