張婷　馬宏佳

摘要：NoteExpress是一款文獻管理專業(yè)軟件，在文獻綜述及長篇論文寫作中具有突出的優(yōu)勢，文章利用NoteExpress軟件整理了十年來（2003-2013）國內(nèi)化學(xué)數(shù)字化實驗的相關(guān)文獻，并利用該軟件進行量化分析。

關(guān)鍵詞：NoteExpress；化學(xué)；數(shù)字化實驗；綜述

文章編號：1008-0546（2014）03-0086-04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

數(shù)字化實驗通常指利用傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機進行的實驗[1]。目前對數(shù)字化實驗的稱謂還有“手持技術(shù)”、“掌上實驗室”、“DIS實驗”等。自2003年華南師范大學(xué)錢揚義教授在國內(nèi)首次提及“手持技術(shù)”和“掌上實驗室”等術(shù)語[2]，到2013年國內(nèi)學(xué)者們對數(shù)字化實驗的研究如火如荼，在這十年中，化學(xué)作為一門實驗科學(xué)，其與數(shù)字化實驗的結(jié)合受到了較多學(xué)者的關(guān)注。

對研究者而言，廣泛地閱讀相關(guān)文獻并進行綜述寫作是進行研究的第一步，傳統(tǒng)管理資料的方法是將word、pdf等文件放在指定文件夾中再保存到電腦，但當(dāng)文獻多達成百上千篇時，這種管理模式就十分繁瑣，并且極易出錯。NoteExpress（簡稱NE）在采集、管理和分析文獻等方面功能強大，使用便捷，鑒于此，筆者嘗試利用NE軟件搭建“化學(xué)數(shù)字化實驗”文獻庫，對十年來該領(lǐng)域內(nèi)的文獻進行系統(tǒng)地整理和分析。

一、 NoteExpress介紹

NoteExpress是北京愛琴海軟件公司開發(fā)的一款文獻檢索、管理與應(yīng)用系統(tǒng)，支持中文和英文，其靈活的功能得到國內(nèi)外科研人員的認可。NE可輕松導(dǎo)入各類文件進行有序管理；具備文獻信息檢索與下載功能，可用來管理文獻的題錄，并以附件方式管理文獻全文或其它格式文件；可自動完成參考文獻引用的格式化；具有筆記功能，可實現(xiàn)隱性知識的顯性化管理[3]。

筆者使用的是NoteExpress2（南京師范大學(xué)圖書館版），成功安裝后，就可以在NE界面中點擊文件目錄下的“新建數(shù)據(jù)庫”來建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫。NE界面十分清晰，主要包括四個部分：上側(cè)為常見的菜單欄和工具欄；左側(cè)的數(shù)據(jù)庫節(jié)點下包含題錄、筆記、檢索、組織和回收站五個文件夾，它們依據(jù)使用者的需要用來存放不同類型的資料；右側(cè)的題錄信息欄顯示文獻的日期、作者、標題和來源，并按照設(shè)定的順序（如時間順序）進行排列；右下側(cè)的窗口主要為文獻資料的詳細信息，使用者可以進行手動編輯。圖1為筆者創(chuàng)建的“數(shù)字化實驗”數(shù)據(jù)庫，這其中筆者對166篇文獻的題錄進行添加附件、優(yōu)先級設(shè)置和在線更新等操作，將所獲取的顯性知識進行有序、合理地分類和整理，為后期開發(fā)個人的隱性知識奠定基礎(chǔ)。NE中的數(shù)據(jù)庫就像是一個“電子筆記本”，在其人性化的操作模板下，使用者可便捷地對其進行添加和修改，數(shù)據(jù)庫一旦建立就能夠長久使用。

二、文獻檢索與導(dǎo)入

NE數(shù)據(jù)庫中的題錄中包含文獻的標題、發(fā)表日期、作者、摘要、關(guān)鍵詞等信息，一般題錄中文獻信息的采集主要有手工錄入、直接導(dǎo)入、過濾器導(dǎo)入和從其它管理器導(dǎo)入四種[4]。筆者主要采用了前兩種方法對化學(xué)數(shù)字化實驗的相關(guān)文獻進行檢索與錄入數(shù)據(jù)庫。

直接導(dǎo)入有NE在線檢索結(jié)果導(dǎo)入和在線數(shù)據(jù)庫檢索結(jié)果導(dǎo)入兩種。首先在NE的“檢索”目錄下選擇“在線檢索”，NE系統(tǒng)與許多國內(nèi)外常用數(shù)據(jù)庫建立了專門的接口，用戶可以選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，輸入檢索條件進行檢索，點擊“保存勾選題錄”，就可以將勾選的題錄信息導(dǎo)入進指定的題錄下（圖2）。有時NE軟件中的更新程度不及各數(shù)據(jù)庫本身，這時就可以將在線數(shù)據(jù)庫的檢索結(jié)果導(dǎo)入進NE中，例如在CNKI數(shù)據(jù)總庫中，選擇篇名“數(shù)字化實驗”為檢索條件進行檢索，共找到205條結(jié)果，其中與化學(xué)學(xué)科有關(guān)的32篇，勾選這些文獻，選擇“導(dǎo)出/參考文獻”，進入文獻管理中心界面后，在左側(cè)界面中選擇“NoteExpress”數(shù)據(jù)庫，然后選擇“導(dǎo)出”，之后如果選擇“保存”按鈕，系統(tǒng)會先在電腦中建立一個“.net”文件來存放文獻信息，打開該文件，就會出現(xiàn)“導(dǎo)入題錄”的界面（圖3），選擇“開始導(dǎo)入”即可將所選文獻導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫中的指定題錄下。

手工錄入的方法適用于已有的、零散文獻資料，并在一定條件下彌補數(shù)據(jù)庫檢索不全的缺陷。右擊“題錄”，選擇“導(dǎo)入文件”，添加電腦中的相關(guān)文件后，進行“導(dǎo)入”即可（圖4）。

筆者基于CNKI（中國知網(wǎng)-文獻總庫），分別采用“數(shù)字化實驗”、“手持技術(shù)”、“傳感器”和“DIS實驗”作為篇名進行檢索、篩選，共獲取與化學(xué)數(shù)字化實驗相關(guān)的期刊文獻166篇。采取直接導(dǎo)入和手工導(dǎo)入兩種方法將其導(dǎo)入進NE數(shù)據(jù)庫中。

三、文獻的量化分析

截止2013年12月，筆者共整理出與化學(xué)數(shù)字化實驗相關(guān)的期刊文獻166篇，在文獻篩選過程中主要根據(jù)文章內(nèi)容的相關(guān)度進行取舍，受客觀資源與主觀選擇的影響，部分相關(guān)文獻并未整合到NE數(shù)據(jù)庫中。

借助Note Express軟件的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析功能，筆者分別從化學(xué)數(shù)字化實驗研究文獻的期刊來源、數(shù)量、研究方法、研究內(nèi)容、研究層次四個方面對文獻進行分類與探討。對于文獻的期刊分布和年份統(tǒng)計作者利用NE的智能統(tǒng)計功能，對于研究方法、內(nèi)容與層次的分析筆者則結(jié)合使用了NE中自定義分類功能和統(tǒng)計功能。

1.文獻的期刊分布統(tǒng)計

在NE數(shù)據(jù)庫中，右擊題錄，選擇“文件夾信息統(tǒng)計”選擇“期刊”為統(tǒng)計字段，點擊統(tǒng)計，即可獲得不同期刊的文獻數(shù)量，將此信息另存為文本文件后導(dǎo)入進Excel中進行數(shù)據(jù)的列表分析（表1），可獲取更直觀的結(jié)果和信息間聯(lián)系。

通過對文獻的期刊來源統(tǒng)計可以發(fā)現(xiàn)，目前發(fā)表有關(guān)化學(xué)數(shù)字化實驗的文章的期刊多達42種，其中權(quán)威期刊有《電化教育研究》和《課程·教材·教法》，發(fā)表化學(xué)數(shù)字化實驗文章較多的期刊有《化學(xué)教育》、《化學(xué)教與學(xué)》和《中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考》。endprint

2.文獻的數(shù)量統(tǒng)計分析

右擊題錄，選擇“文件夾信息統(tǒng)計”選擇“年份”為統(tǒng)計字段，點擊統(tǒng)計，即可獲得不同年份的文獻數(shù)量，利用Excel軟件進行數(shù)據(jù)的列表和作圖分析（表2和圖5）。

從表2和圖5可以看出，國內(nèi)化學(xué)數(shù)字化實驗研究的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段。2003～2005年為第一階段，基本屬于數(shù)字化實驗理念的介紹階段，相關(guān)研究成果較為零散，且主要集中于大學(xué)院校的科研單位；2006-2010年為第二個階段，屬于數(shù)字化實驗在教學(xué)中的探索階段，研究進行的并不平穩(wěn)，但有較多的一線教師加入到相關(guān)的實踐研究中；2011年以后為第三階段，屬于化學(xué)數(shù)字化實驗的快速發(fā)展時期，文章數(shù)量穩(wěn)定在每年20篇以上，理論與實踐研究共同進行。

3. 研究方法維度

選擇所需編輯的題錄信息，右擊“編輯題錄”，即可對題錄信息進行增添和修改，在NE右下方界面中的“細節(jié)”中也可對題錄進行編輯操作。筆者根據(jù)各文獻研究方法的不同，在“分類”一欄中將其分別標記為理論研究、調(diào)查研究或?qū)嶒炑芯康鹊?。在“文件夾信息統(tǒng)計”中選擇“分類”為統(tǒng)計字段，所得結(jié)果用Excel軟件分析如下（表3和圖6）。

表3和圖7說明，國內(nèi)化學(xué)數(shù)字化實驗研究主要采用了實驗研究的方法，這與化學(xué)學(xué)科的性質(zhì)是有密切聯(lián)系的。需要說明的是，研究方法中的“其它”指的是其它研究方法，如試題分析研究[5，6]、案例分析研究[7]等等，混合研究主要指教育理論和化學(xué)實驗方法相結(jié)合的研究，如2013年劉建祥[8]基于“濃度對硫酸鈉與硫酸反應(yīng)速率的影響”這一化學(xué)實驗，探討“四重表征”與“手持技術(shù)”的整合，選取了50名高中生作為案例研究的對象來檢驗教學(xué)效果。2011年王晶[9]對手持技術(shù)促進學(xué)生化學(xué)實驗觀念轉(zhuǎn)變進行了實證研究，2013年薛耀峰[10]和郁小昌[11]分別對上海市和浙江省的數(shù)字化實驗的應(yīng)用做了調(diào)查研究，填補了之前數(shù)字化實驗研究中一些方法和領(lǐng)域的空白。綜上，國內(nèi)化學(xué)數(shù)字化實驗研究用到了理論研究、實驗研究和調(diào)查研究等多種方法。

4. 研究內(nèi)容維度

教師、學(xué)生、社會是化學(xué)教學(xué)需要關(guān)注的三個基本點。針對上述采用“實驗研究”方法的104篇期刊文獻，筆者利用NE的分類和數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，從教師教學(xué)、學(xué)生認知和社會問題三個橫向維度進行了量化分析（表4和圖8）。

基于表4和圖8可以發(fā)現(xiàn)，在實驗研究中，研究者對教師教學(xué)的關(guān)注度是最高的，而對于利用化學(xué)數(shù)字化實驗探討社會問題的較少。例如任改蘭[12]綜合利用溫度、溶解氧及pH傳感器對“新鄉(xiāng)市河水是否適合魚類生長”進行了探究，周良駿[13]利用溫度、二氧化碳和氧氣傳感器探究了暖寶寶的發(fā)熱原理，這些研究很有意義，并且適合學(xué)生進行探究，因此可以在日后的研究中加大對“化學(xué)數(shù)字化實驗”與“社會問題”相關(guān)的探索和應(yīng)用。

5.研究層次維度

蔣永貴、吳俊明[14]根據(jù)對教學(xué)實踐的跟蹤分析，將數(shù)字化實驗在中學(xué)理科教學(xué)中的應(yīng)用分為三個層次，依次為常規(guī)教學(xué)創(chuàng)新、傳統(tǒng)實驗改進和科學(xué)探究深入。筆者采用這三個縱向維度，針對3.3中采用“實驗研究”方法的104篇期刊文獻進行了以下的統(tǒng)計和分析。

對表5和圖9分析可得，目前研究者利用化學(xué)數(shù)字化實驗對“傳統(tǒng)實驗改進”的較多，對科學(xué)探究的深入也有較多的關(guān)注，三個層次的研究成果整體較為平衡，說明數(shù)字化實驗在化學(xué)實驗各層次都有廣泛的應(yīng)用。需要指出的是，筆者在對文獻進行分類時，對“科學(xué)探究深入”設(shè)的門檻并不高，相關(guān)文獻僅僅是達到淺層次的科學(xué)探究要求，因此在以后的研究過程中 “科學(xué)探究深入”的整體水平上還有待提高。在這一方面，做的比較好的有鄧峰等[15]對氯化鐵水解條件的探究、徐惠等[16]對酸與鐵絲反應(yīng)的化學(xué)振蕩現(xiàn)象研究、魏銳等[17]對含鐵物質(zhì)中鐵元素含量的測定、靳建華[18]探究菠菜中葉綠素提取的最佳實驗條件等。

四、文獻管理與導(dǎo)出

在題錄下方的“預(yù)覽”欄目下，NE可根據(jù)使用者選擇的期刊樣式自動生成相應(yīng)的參考文獻格式，使用者可以直接復(fù)制粘貼到論文中。更為便捷的文獻導(dǎo)出方式是NE在word中的“自動插入格式化參考文獻”，在正確完成NE安裝后，word中就會顯示NoteExpress按鈕（圖10），先在NE中選擇要引用的文獻，在word中將鼠標定位在引用處，點擊“插入引文”按鈕，即可在文章末尾自動生成格式化的參考文獻列表。選擇“格式化”按鈕可設(shè)置輸出的樣式，NE中內(nèi)置了上千種國內(nèi)外著名期刊的引文格式，同時還支持用戶自己創(chuàng)建輸出樣式，讓繁瑣的工作變得快捷而準確。

除了上述介紹的一些功能外，NE還具有題錄的排序、標記、查重、檢索、筆記等文獻管理功能，在此推薦一個NE視頻學(xué)習(xí)網(wǎng)站http：//www.reflib.org/，感興趣的讀者可以對NE進行更加系統(tǒng)地學(xué)習(xí)。

五、研究結(jié)論與展望

國內(nèi)化學(xué)數(shù)字化實驗研究歷經(jīng)十年，已經(jīng)取得了較多的成就。在新課程改革的背景下，目前國內(nèi)大部分學(xué)者肯定數(shù)字化實驗的價值，并且在化學(xué)教學(xué)、實驗探究的應(yīng)用中取得了較為豐富的實踐成果，也在一定程度上彌補了理論與實證研究方面的空白。但如何尋找出適合我國化學(xué)教育的數(shù)字化實驗的應(yīng)用模式，仍然需要我們更多地思考與探索。

筆者通過對現(xiàn)階段文獻的整理與研究，認為化學(xué)數(shù)字化實驗的發(fā)展存在以下問題有待解決：（1）對國外數(shù)字化實驗的發(fā)展狀況的相關(guān)研究較少，而且較為陳舊，不利于國內(nèi)繼續(xù)深入的探索與研究；（2）對化學(xué)數(shù)字化實驗教學(xué)效果評價研究較為零散，缺乏完整的評價標準；（3）研究對象比較單一，基本集中于中學(xué)化學(xué)內(nèi)容，而小學(xué)科學(xué)、職業(yè)技術(shù)學(xué)校化學(xué)、大學(xué)化學(xué)等內(nèi)容的研究基本是空白。

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