基于CiteSpace的國內社會性科學議題研究可視化分析

夏奕迅 趙俊

【摘 要】隨著科學技術的高速發(fā)展，與人類生產生活息息相關的社會性科學議題（SSI）逐漸成為學術界熱門研究領域。文章以中國知網（CNKI）總庫收錄的280篇與社會性科學議題相關的有效文獻為數(shù)據(jù)來源，運用CiteSpace 6.2 R4和Excel 2021等數(shù)據(jù)分析軟件，對國內社會性科學議題研究的年度發(fā)文量、期刊來源、作者合作關系、核心作者群和關鍵詞等方面進行可視化分析，以揭示該領域的研究熱點和發(fā)展趨勢，以期為后續(xù)國內社會性科學議題的相關研究提供參考。

【關鍵詞】社會性科學議題 CiteSpace研究熱點 知識圖譜 可視化分析

【中圖分類號】G40 ? ?【文獻標識碼】A ?【文章編號】1002-3275（2024）05-01-05

一、研究背景

自20世紀以來，人類進入了科學技術高速發(fā)展的新時代，科技進步極大地改善了人們的生產生活方式，但同時也帶來了許多爭議性的問題。這些由科技高速發(fā)展所引起的一系列具有爭議性的，與社會倫理、道德觀念、自然生態(tài)環(huán)境緊密相關的社會性問題被稱為社會性科學議題（Socio-scientific issues），簡稱SSI。［1］社會性科學議題具有科學性、社會性、爭議性、不確定性等特點，許多學者認為可以將其作為一種教學情境廣泛地運用在課堂教學中，學生在教師構建的情境中進行探究、論證、辯論、決策等活動，促進各方面能力的發(fā)展。由此SSI教學應運而生，并在全球范圍內迅速流傳開來?！读x務教育生物學課程標準（2022年版）》的教學建議部分明確指出，“教師要重視在教學過程中滲透科學、技術、社會相互關系的教育”，“應促使學生關注現(xiàn)實生活中的相關問題，關注和參與社會性科學議題的討論”，并強調了社會性科學議題教學對發(fā)展學生核心素養(yǎng)的重要性。

社會性科學議題已成為科學教育領域的研究熱點，涌現(xiàn)出大量的研究成果。因此，本文基于CiteSpace文獻分析軟件，對國內社會性科學議題的研究進行可視化分析，旨在深入了解其研究熱點，把握未來的發(fā)展趨勢，為廣大教育工作者提供參考。

二、研究設計

（一）數(shù)據(jù)來源

本文以中國知網（CNKI）總庫為文獻檢索源，時間跨度為2003～2023年，運用“高級檢索”功能，以“社會性科學議題”“SSI教學”作為主題詞進行檢索（檢索時間為2023年11月2日），共得到351篇相關文獻。人工篩除會議、報紙、圖書相關，以及與研究主題無關、重復的文獻，最終得到280篇有效文獻，其中學位論文83篇，期刊論文197篇。將所收集到的文獻題錄信息以Refworks格式導出，以此作為數(shù)據(jù)分析樣本，便于進行后續(xù)的可視化分析。

（二）研究工具和方法

本文運用CiteSpace 6.2 R4和Excel 2021等數(shù)據(jù)分析軟件，將上述文獻題錄信息導入至CiteSpace軟件中進行可視化分析，并用Excel進行數(shù)據(jù)處理，最終得到年度發(fā)文量趨勢圖、期刊文獻統(tǒng)計圖、作者合作知識圖譜和關鍵詞共現(xiàn)圖譜等。

三、結果與分析

（一）研究現(xiàn)狀

1．年度發(fā)文量分析

“發(fā)文量反映某一研究領域在不同時間段的發(fā)展速度與研究情況?！保?］一般而言，發(fā)文量越高，表明該領域關注度越高，因此可以通過分析年度發(fā)文量了解國內社會性科學議題的研究現(xiàn)狀。基于上述280篇文獻的題錄數(shù)據(jù)，借助CiteSpace軟件得到相應年份的發(fā)文量，再通過Excel 2021繪制出國內社會性科學議題研究在2003～2023年的年度發(fā)文量趨勢圖，如圖1所示。

從圖1可以看出，國內社會性科學議題研究的年度發(fā)文量呈總體上升趨勢，其發(fā)展可大致分為兩個階段。

（1）初步探索階段。2003～2013年處于初步探索階段，此階段以社會性科學議題為主題的文獻數(shù)量總共有13篇，每年的文獻數(shù)量均少于10篇，甚至有連續(xù)6年無文獻產出，此階段國內社會性科學議題的研究尚處于起步階段，文獻類型主要是對國外社會性科學議題研究成果的綜述。

（2）快速發(fā)展階段。2014～2023年處于快速發(fā)展階段，這一階段國內社會性科學議題的研究成果顯著增加，文獻總數(shù)達到267篇，年均發(fā)文量約為27篇，并在2023年達到了峰值（82篇），表明國內社會性科學議題的研究越來越受重視，已經逐漸成為學術界的熱門研究領域。在此階段，許多學者借鑒西方豐富的研究經驗，將目光聚焦在課堂教學中，探索社會性科學議題在課堂教學中的應用，旨在促進學生多方面的發(fā)展。筆者認為，此階段文獻數(shù)量高速增長的原因可能與國外學者提出的社會性科學議題教學框架有關。2013年，Sadler所在團隊提出了基于社會性科學議題的教學框架［3］，并于2017年提出社會性科學議題教與學模型（SSI-TL model），該模型的提出標志著SSI教學理論的形成［4］。在國外權威理論的指導下，國內社會性科學議題的研究領域進入蓬勃發(fā)展階段。

2．期刊來源分析

將上述280篇文獻的題錄數(shù)據(jù)導入Excel 2021中，經降序處理后得到國內社會性科學議題文獻刊文量前十名的期刊來源統(tǒng)計，如圖2所示。

從圖2可以看出，《中國科技教育》刊文量最多，為22篇，其次是《化學教育（中英文）》和《中學生物教學》，分別為19篇和8篇，表明社會性科學議題已廣泛地運用于科學教學、生物學教學、化學教學中。社會性科學議題作為有爭議的、無固定答案的社會問題，常與生物學和化學知識相聯(lián)系，如“是否使用植物生長調節(jié)劑？”［5］“基因編輯是否合法？”“是否停止使用氮肥？”［6］“是否繼續(xù)開發(fā)核能？”等。此外，課程標準也對社會性科學議題教學提出了新要求。《義務教育生物學課程標準（2022年版）》中提出，“應促使學生關注現(xiàn)實生活中的相關問題，關注和參與社會性科學議題的討論”。《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》要求學生“能對與化學有關的社會熱點問題作出正確的價值判斷”。而其他學科與社會性科學議題的聯(lián)系較少，課程標準中也未明確提及，這可能是其他學科期刊在該領域刊文量較少的原因。

3．作者合作關系及核心作者分析

作者是最基礎的研究力量，通過分析某研究領域的高產作者及核心作者群，可以了解某領域研究概況。利用CiteSpace軟件對發(fā)文作者進行分析，在軟件中選擇節(jié)點類型為“Author”，時間跨度選擇“2003～2023年”，時間切片選擇“1年”，時間處理等選擇為默認選項。上述設置就緒后點擊運行，得到作者合作知識圖譜，如圖3所示。

節(jié)點大小表示該作者的發(fā)文數(shù)量多少。由圖3可知，北京師范大學的劉恩山、邴杰和林靜，國家教育行政學院的朱玉成，首都師范大學的劉辰艷和張穎之等學者的節(jié)點較大，表明他們?yōu)樵擃I域的主要研究者。節(jié)點之間的連線表示作者之間的合作關系。據(jù)圖3可知，高產作者之間的合作關系較弱，同一個研究機構的學者形成了較為固定的研究群體，研究呈現(xiàn)出局部集中特點，不同研究機構之間的合作較少，缺乏交流，如以劉恩山為核心，相互連線的有邴杰、李諾等人，他們均來自北京師范大學。

核心作者是指在一定時空范圍內位居關鍵地位的作者［7］，對科技期刊的走向有著重要的影響，普賴斯定律是測定某研究領域核心作者群最常用的方法，計算公式為：[mp=0.749nPmax]，其中mp為統(tǒng)計時段內核心作者應達到的最低發(fā)文量，[nPmax]為統(tǒng)計時段內最高產作者的發(fā)文數(shù)量［8］。認定某領域具有核心作者群的條件為：核心作者的總發(fā)文量大于或等于全部論文數(shù)量的50%。根據(jù)檢索結果，自2003到2023年，在國內社會性科學議題的研究領域中，北京師范大學的劉恩山發(fā)文量最多，共6篇。代入公式計算可得[mP=]1.83，即發(fā)文量要大于等于2篇的作者才能歸于核心作者行列。經統(tǒng)計得出共有38人發(fā)表論文數(shù)量大于等于2篇，占該研究領域總人數(shù)的19.89%，與認定條件存在一定差距，表明在國內社會性科學議題研究領域尚未形成核心作者群。究其原因，可能是我國關于社會性科學議題的研究起步較晚，正處于發(fā)展過程中。

（二）研究熱點

1．關鍵詞共現(xiàn)分析

運用CiteSpace軟件，以關鍵詞為節(jié)點，選擇2003～2023年為檢索年份，時間切片為1年，進行可視化分析，并手動篩除頻次為1的關鍵詞，使得到的知識圖譜更加簡潔直觀，如圖4所示。

關鍵詞共現(xiàn)用于描述關鍵詞的研究熱度和關鍵詞之間的相互聯(lián)系，圖中每一個節(jié)點代表一個關鍵詞，節(jié)點圓圈越大表示關鍵詞出現(xiàn)頻次越多，不同節(jié)點之間的連線表示關鍵詞之間聯(lián)系的頻繁度。根據(jù)圖4的可視化分析結果，可看出“科學教育”是圖中的最大節(jié)點，表明國內學者在科學教育領域對于社會性科學議題的研究數(shù)量最多，“高中化學”“核心素養(yǎng)”“社會責任”“教學設計”“教學策略”“科學素養(yǎng)”“科學論證”“科學本質”“教學實踐”“教學模式”等是較大的節(jié)點，也是國內社會性科學議題的研究熱點。

根據(jù)上述分析結果，提煉出頻次較高的關鍵詞，如表1所示。

根據(jù)表2中的關鍵詞統(tǒng)計信息，可以看出，“科學教育”“高中化學”“科學素養(yǎng)”“科學論證”和“科學本質”這幾個關鍵詞均屬于科學教育領域，表明社會性科學議題在科學教育中得到了廣泛應用?！昂诵乃仞B(yǎng)”“社會責任”關鍵詞的出現(xiàn)，表明許多學者將社會性科學議題與核心素養(yǎng)相聯(lián)系，積極探索發(fā)展學生核心素養(yǎng)的新路徑。“教學設計”“教學策略”“教學實踐”“教學模式”都指向具體的課堂教學，表明學者們致力于將社會性科學議題應用于課堂教學中，并探索各種教學模式或教學策略。

基于上述可視化分析結果和對相關文獻的分析整理，將國內社會性科學議題的研究熱點大致劃分為3個方向，如表2所示。

（1）理論研究。在社會性科學議題的研究領域，一些西方國家積累了豐富的研究經驗，涌現(xiàn)出大量的研究成果，國內對社會性科學議題的理論研究大多是對西方先進研究成果的系統(tǒng)綜述，旨在為我國科學教育的發(fā)展指明方向。其中，北京師范大學劉恩山教授團隊對此做出了突出貢獻，他們對美國社會性科學議題教學的研究成果進行深入總結，提出在科學教育中運用社會性科學議題的教學策略或教學模式，積極挖掘社會性科學議題在我國科學教育中的應用價值，為教師實施議題教學提供范式。

（2）教學培養(yǎng)。2016年，《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架正式提出后，“如何在課堂教學中落實核心素養(yǎng)？”成為了許多學者和一線教師重點關注的問題?；谏鐣钥茖W議題的科學性、爭議性、不確定性等特點，議題教學成為了發(fā)展學生核心素養(yǎng)的新路徑。以生物學教學為例，研究主要聚焦于運用社會性科學議題教學培養(yǎng)學生的社會責任（或態(tài)度責任）和科學思維等方面，如陳衍婕在初中生物學課堂中運用社會性科學議題教學，探究培養(yǎng)學生態(tài)度責任的有效性［9］；易思穎在高中生物學教學中運用社會性科學議題教學培養(yǎng)學生的科學思維［10］。

（3）模式開發(fā)。許多學者都致力于將社會性科學議題作為一種富有成效的教學情境運用到實際教學中?！敖虒W模式”和“教學策略”等高頻關鍵詞的出現(xiàn)，表明“如何將社會性科學議題融入課堂教學中？”成為許多學者和一線教師關心的問題。為了促進社會性科學議題有效融入課堂教學，學者們根據(jù)各自的學科領域，開發(fā)各種教學模式或教學框架，如徐益苗等人將國外較成熟的SSIBL模型應用于生物學教學中［11］；鄭好基于圖爾敏論證模式，構建適合生物學論證教學的SSI-TAP教學框架［12］。

2．關鍵詞突現(xiàn)

關鍵詞突現(xiàn)是指某研究領域在某一特定時期內某關鍵詞研究熱度的變化情況。為了進一步把握國內社會性科學議題的研究方向和發(fā)展趨勢，筆者運用CiteSpace軟件進行關鍵詞突現(xiàn)分析，在Burstness選項中，將￥［0，1］調整為0.35，得到10個關鍵詞突現(xiàn)數(shù)據(jù)，如表3所示。

由于國內社會性科學議題的研究在2009年才有文獻發(fā)表，因此突現(xiàn)時間段為2009～2023年。從突現(xiàn)強度上看，突現(xiàn)強度較高的關鍵詞有“論證能力”“科學本質”“高中生”“科學教育”等，說明這些關鍵詞在其所對應的時間段里是研究者較為關注的前沿主題。

從突現(xiàn)時間段來看，“科學教育”出現(xiàn)的時間最早（2009年），持續(xù)時間最長（8年），表明在這段時間內學者們重點關注社會性科學議題在科學教育中的實施策略，并且在很長一段時間內都是該領域的研究熱點。2013～2018年，共有“論證能力”“科學本質”“初中生”“科學傳播”“高中生”“克隆技術”等突現(xiàn)詞出現(xiàn)，受國外先進研究成果的影響，此階段學者們已經意識到社會性科學議題教學對培養(yǎng)中學生論證能力和科學本質的重要性。2021～2023年共有3個突現(xiàn)詞，分別是“高中化學”“生物學”和“情境教學”。不難發(fā)現(xiàn)，隨著課程標準的修訂，社會性科學議題在生物學和化學教學中愈發(fā)重要，要求教師聯(lián)系學生的個人經歷、社會生活和生產實踐創(chuàng)設真實情境，強調情境教學的重要性。因此，近幾年國內社會性科學議題的研究熱點為化學或生物學課堂中社會性科學議題情境教學的應用。

四、總結

本研究基于CiteSpace軟件，以知網（CNKI）數(shù)據(jù)庫為檢索源，對國內2003～2023年社會性科學議題的文獻進行可視化分析，得出以下研究結論：

第一，年度發(fā)文量結果表明：國內社會性科學議題的研究最早可追溯到2009年，在2014～2023年進入快速發(fā)展階段，研究成果大量涌現(xiàn)，總體呈不斷發(fā)展的上升走向，為廣大一線教師和教育工作者提供教學參考。

第二，作者合作關系及核心作者分析結果表明：在國內社會性科學議題的研究隊伍中，不同研究機構的作者之間合作較少，合作主要存在于在同一機構的作者之間，研究呈現(xiàn)出局部集中特點。各研究機構作者以獨立研究為主，專研各自擅長的研究方向，但在該領域尚未形成核心作者群。

第三，期刊來源及關鍵詞共現(xiàn)分析結果表明：國內社會性科學議題的研究熱點主要集中在“科學教育”“核心素養(yǎng)”“教學模式”等方面，可分為理論研究、教學培養(yǎng)和模式開發(fā)三個研究方向。但除了化學和生物學學科外，在其他學科領域的研究較少。

第四，關鍵詞突現(xiàn)分析結果表明：國內社會性科學議題的前沿主題分布在“高中化學”“生物學”和“情境教學”等方面，這與高中化學課程標準和義務教育生物學課程標準中的教學建議部分相符，將成為未來研究的發(fā)展趨勢。

【參考文獻】

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