郭舒晨　劉恩山

[摘 ? 要] 以Web of Science數(shù)據(jù)庫核心合集收錄的8種國際知名SSCI期刊論文為基礎(chǔ)，借助CiteSpace軟件對國際生物學(xué)教育研究領(lǐng)域2000—2019年的文獻(xiàn)進(jìn)行知識圖譜可視化分析，系統(tǒng)梳理近二十年來國際生物學(xué)教育研究領(lǐng)域的進(jìn)展和趨勢后發(fā)現(xiàn)：國際科學(xué)教育界對生物學(xué)教育的關(guān)注呈上升趨勢;歐美國家在生物學(xué)教育研究領(lǐng)域占主導(dǎo)地位;國際生物學(xué)教育研究可歸類為六大熱點(diǎn)領(lǐng)域，體現(xiàn)出國際生物學(xué)教育研究重視科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)，注重情景化、時代性、現(xiàn)代化，并具有一定文化獨(dú)特性的特點(diǎn);最新的研究前沿主要圍繞學(xué)習(xí)進(jìn)階和生物進(jìn)化主題展開，課程標(biāo)準(zhǔn)類文件的引用率最高。我國生物學(xué)和科學(xué)教育研究領(lǐng)域尚有很大的發(fā)展?jié)摿Γ桕P(guān)注課程標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng);加強(qiáng)國內(nèi)外互通合作，鼓勵研究成果交流與轉(zhuǎn)化;把握國際研究熱點(diǎn)與趨勢，關(guān)注現(xiàn)有研究中較為薄弱的領(lǐng)域，促進(jìn)本土科學(xué)教育發(fā)展。

[關(guān)鍵詞] 國際生物學(xué)教育 ? CiteSpace軟件 ? 研究熱點(diǎn) ? 研究前沿

[中圖分類號] G633.91 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] ?A [ DOI ] 10.19293/j.cnki.1673-8357.2021.03.006

促進(jìn)科學(xué)教育發(fā)展對提升公民科學(xué)素養(yǎng)、加強(qiáng)科技人才培養(yǎng)儲備、建設(shè)世界科技強(qiáng)國至關(guān)重要。生物學(xué)教育作為科學(xué)教育中不可或缺的部分，也受到相關(guān)研究者和教育者的重視。近年來，國際科學(xué)教育研究中的生物學(xué)領(lǐng)域教育研究與教學(xué)改革持續(xù)推進(jìn)，獲得了豐富的研究成果，也呈現(xiàn)出新的研究趨勢。在我國，最新頒布的2017年版高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)提出了“生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”的課程目標(biāo)[1]，為我國的生物學(xué)教育研究和教學(xué)實(shí)踐指出了新的方向，提出了更高要求，也帶來了更多挑戰(zhàn)。為此，了解國際生物學(xué)教育研究的動態(tài)與熱點(diǎn)，把握其演進(jìn)趨勢，對于發(fā)展我國生物學(xué)和科學(xué)教育研究、推動生物學(xué)及其他科學(xué)學(xué)科的教學(xué)實(shí)踐、改革與創(chuàng)新都具有重要意義。

鑒于此，本研究基于知識圖譜可視化的方法，運(yùn)用國際通用的CiteSpace軟件，對Web of Science核心數(shù)據(jù)集中8種國際知名SSCI期刊近二十年（2000—2019年）所收錄的生物學(xué)教育研究相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)分析，以期在全面了解國際生物學(xué)教育研究成果主要來源和貢獻(xiàn)等情況的基礎(chǔ)上，把握國際生物學(xué)教育研究熱點(diǎn)及前沿趨勢，為我國生物學(xué)和科學(xué)教育研究發(fā)展提供參考與啟示，也為后續(xù)對該研究領(lǐng)域內(nèi)各子主題進(jìn)行深度研究的必要性和重要性提供依據(jù)。

1研究對象與方法

選取高質(zhì)量且具有代表性的生物學(xué)教育研究文獻(xiàn)作為研究對象，對獲取有效的研究結(jié)果而言非常重要。Journal of Research in Science Teaching， Science Education， Science & Education，International Journal of Science Education，Journal of Science Education and Technology，Journal of the Learning Sciences，Research in Science Education，Journal of Biological Teaching都是國際科學(xué)教育研究領(lǐng)域知名度和認(rèn)可度較高的SSCI期刊，其中所收錄的生物學(xué)教育研究論文涵蓋了不同國家/地區(qū)在生物學(xué)教育領(lǐng)域最為重要和優(yōu)秀的科研成果，能夠在一定程度上代表國際生物學(xué)教育研究在同時期內(nèi)的熱點(diǎn)和進(jìn)展。因此，本研究以Web of Science數(shù)據(jù)庫的核心合集作為期刊檢索的來源，檢索2000—2019年（直至12月前）收錄于此的8種期刊中的生物學(xué)教育研究文獻(xiàn)。其中，在國際生物學(xué)教育研究?？疛ournal of Biological Teaching中未設(shè)定主題詞，在另外7種國際科學(xué)教育研究期刊中，以主題詞“Biology”“Life Science”“Biological”“Evolution” “Genetics”等進(jìn)行搜索，以較為全面地收集生物學(xué)教育研究相關(guān)文獻(xiàn)。在剔除重復(fù)樣本和評議、快報等非研究性文章后，最終共收集到有效文獻(xiàn)1 738篇，并以此作為研究對象，利用CiteSpace進(jìn)行計量分析和結(jié)果可視化。

CiteSpace軟件是近年來最具特色和國際影響力的知識圖譜可視化分析軟件之一[2]。它由美國費(fèi)城德雷塞爾大學(xué)（Drexel University）的學(xué)者陳超美開發(fā)，適用于多元、分時、動態(tài)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于探測學(xué)科研究前沿與知識基礎(chǔ)、研究熱點(diǎn)等信息。本研究主要采用CiteSpace進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，分析單元以兩年為一個時間分區(qū)，利用國家/地區(qū)合作圖譜分析國際生物學(xué)教育研究的時空分布情況，以了解該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢、關(guān)注度以及代表性學(xué)者與學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu);利用關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與聚類分析功能，探測近二十年來國際生物學(xué)教育研究的熱點(diǎn)主體;利用文獻(xiàn)共被引分析探索國際生物學(xué)教育研究的最新前沿與文獻(xiàn)基礎(chǔ)。在各個分析功能中，均設(shè)置節(jié)點(diǎn)閾值“TopN=30”，代表在每個時間分區(qū)中選取出現(xiàn)頻率最高的30個單元，用于分析和生成相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)圖譜。采用尋徑網(wǎng)絡(luò)算法“Pathfinder”對生成的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修剪。最終采用靜態(tài)的可視化方式呈現(xiàn)分析圖譜[3]。

2國際生物學(xué)教育研究成果的時空分布

某一領(lǐng)域文獻(xiàn)發(fā)表量的時空分布數(shù)據(jù)能為了解該領(lǐng)域的動態(tài)和發(fā)展提供有價值的信息。以下對國際生物學(xué)教育領(lǐng)域近二十年來的文獻(xiàn)發(fā)表情況在時間和空間上的分布做具體分析。

2.1年度發(fā)文量分布

某一領(lǐng)域文獻(xiàn)的發(fā)表量在年度上的增減變化可以在一定程度上反映研究者對該領(lǐng)域的關(guān)注度[4]。本文對近二十年國際生物學(xué)教育研究相關(guān)的文章按年份進(jìn)行統(tǒng)計，得到年度發(fā)文量的分布圖（見圖1）。

圖1顯示，2000—2009年，生物學(xué)教育研究的發(fā)文量在年均50～60篇，整體處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)。而從2010年開始至2019年，生物學(xué)教育研究的發(fā)文量有了較為明顯的提升。近十年來的發(fā)文量波動相對較大，但基本維持在100篇以上，且整體呈現(xiàn)上升的趨勢。可見自2010年以來，生物學(xué)教育研究在國際科學(xué)教育領(lǐng)域開始引起更多的關(guān)注，至今一直處于發(fā)展階段。

2.2 國家/地區(qū)科研成果及合作情況

對國家/地區(qū)合作圖譜進(jìn)行分析，可以了解生物學(xué)教育研究領(lǐng)域在關(guān)注度和成果產(chǎn)出方面的地域分布情況與國際學(xué)術(shù)合作情勢的現(xiàn)狀。為探索不同國家/地區(qū)對生物學(xué)教育研究的關(guān)注度及貢獻(xiàn)度，本文借助CiteSpaceV軟件形成生物學(xué)教育研究的國家/地區(qū)合作圖譜，結(jié)果見表1和圖2。

表1展示了近二十年在生物學(xué)教育研究領(lǐng)域發(fā)文數(shù)量排名前10位的國家/地區(qū)。表1顯示，美國以絕對優(yōu)勢占據(jù)發(fā)文量首位，遠(yuǎn)超于其他國家，其次為英國、德國、以色列、澳大利亞和中國。

圖2是國際生物學(xué)教育研究領(lǐng)域國家/地區(qū)合作圖譜的分析結(jié)果。圖中一個圓圈代表一個國家/地區(qū)（節(jié)點(diǎn)），圓圈大小和發(fā)文量成正比。不同的色環(huán)對應(yīng)相應(yīng)的發(fā)文歷史時間，由藍(lán)到紅年份依次增加，色環(huán)的厚度與相應(yīng)時間內(nèi)的發(fā)文量成正比。節(jié)點(diǎn)最外圈的紫環(huán)代表中心度信息。中心度是測度節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中重要性的指標(biāo)。具有較高的發(fā)文總量和中心度的國家/地區(qū)在該研究領(lǐng)域成果突出，貢獻(xiàn)較大。當(dāng)某一國家/地區(qū)的中心度達(dá)到0.1以上，則在最外側(cè)顯示紫環(huán)，且其厚度與該國家/地區(qū)中心度的大小成正比。節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽為相應(yīng)的國家/地區(qū)名稱，其大小與發(fā)文量亦成正比。節(jié)點(diǎn)間的連線代表國家/地區(qū)間的合作關(guān)系，連線的粗細(xì)和合作頻次成正比，顏色對應(yīng)合作首次發(fā)生的年份。

圖2中共包含45個國家/地區(qū)，連線85條，整個合作網(wǎng)絡(luò)的密度為0.0859。為了增強(qiáng)圖譜的可讀性，此圖只顯示了發(fā)文量前10位的國家/地區(qū)標(biāo)簽。從整體來看，近二十年來世界多個國家/地區(qū)在生物學(xué)教育研究上有所產(chǎn)出，表明生物學(xué)教育研究已在世界范圍內(nèi)引起普遍重視;合作網(wǎng)絡(luò)的整體密度較低，說明在國際范圍內(nèi)，絕大多數(shù)國家/地區(qū)還未在生物學(xué)教育研究領(lǐng)域建立廣泛合作。從國家/地區(qū)的角度來看，節(jié)點(diǎn)最大即發(fā)文量最高的國家依次為美國、英國、德國、以色列和澳大利亞。其中，美國、英國、澳大利亞和德國這4個國家中心度較高（>0.1），表明其科研成果具有較強(qiáng)的學(xué)術(shù)影響力。同時以這4個國家為中心的連線相對較多，說明這些高產(chǎn)國家與其他國家/地區(qū)間的合作也更為頻繁。以上數(shù)據(jù)表明，歐美國家對生物學(xué)教育研究的關(guān)注度較高，形成了代表性的研究成果，且與其他國家/地區(qū)的交流合作更為緊密，在整個國際生物學(xué)教育研究領(lǐng)域處于重要地位。尤其是美國，其發(fā)文總量和中心度都高居榜首，且與許多其他國家/地區(qū)的合作頻繁，在全球生物學(xué)教育研究領(lǐng)域占據(jù)中心地位。

中國近二十年的國際發(fā)文量排在第6位，共發(fā)表83篇相關(guān)論文，中心度為0.05。其中，主要的成果產(chǎn)出集中在香港和臺灣地區(qū)，大陸（內(nèi)地）的發(fā)文量較少，僅為19篇，且其中相當(dāng)部分是與國外機(jī)構(gòu)合作的成果。從圖2中也可看出，中國和其他國家/地區(qū)間的連線相對較多，說明我國也已和不少國家/地區(qū)就生物學(xué)教育研究開展了合作，表明生物學(xué)教育研究已受到我國相關(guān)研究者的關(guān)注。但與此同時，相比于美國、英國等歐美國家，我國尤其是大陸（內(nèi)地）的發(fā)文量和成果的學(xué)術(shù)影響力都還相差甚遠(yuǎn)，說明我國該領(lǐng)域發(fā)表研究的數(shù)量和質(zhì)量都有待進(jìn)一步提升。

2.3代表性研究機(jī)構(gòu)

了解研究領(lǐng)域內(nèi)的代表性機(jī)構(gòu)能夠?yàn)閷W(xué)習(xí)借鑒、培養(yǎng)培訓(xùn)、人才引進(jìn)等提供參考依據(jù)[5]。表2呈現(xiàn)了在本研究中發(fā)文數(shù)量排名前10位的研究機(jī)構(gòu)情況。

由表2可知，排名前10的高產(chǎn)機(jī)構(gòu)分布大多集中于美國。從發(fā)文量來看，以色列的魏茨曼科學(xué)研究院、美國的佛羅里達(dá)州立大學(xué)、荷蘭的烏得勒支大學(xué)、美國的亞利桑那州立大學(xué)和英國的利茲大學(xué)位列前茅。但從學(xué)術(shù)影響力來看，美國的佛羅里達(dá)州立大學(xué)、密蘇里大學(xué)、密歇根州立大學(xué)和伊利諾伊大學(xué)的中心度較高。這些具有高學(xué)術(shù)影響力的研究機(jī)構(gòu)都屬于美國，再一次證明了美國在生物教育研究方面的強(qiáng)勢地位。而與此同時，我國大陸（內(nèi)地）相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的成果產(chǎn)出和影響力還均有待提升。這也表明，與代表性研究機(jī)構(gòu)建立學(xué)術(shù)聯(lián)系，積極組織學(xué)習(xí)交流，加強(qiáng)國內(nèi)外合作，對未來我國生物學(xué)教育和科學(xué)教育研究的發(fā)展而言十分重要。

3國際生物學(xué)教育研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域

關(guān)鍵詞是對文獻(xiàn)內(nèi)容的高度提煉，能夠有效反映其涉及的領(lǐng)域、內(nèi)容和研究主題。對文獻(xiàn)中高頻關(guān)鍵詞的分析，有助于發(fā)現(xiàn)學(xué)科內(nèi)的研究熱點(diǎn)。關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析是通過分析文獻(xiàn)集中關(guān)鍵詞共同出現(xiàn)的情況，來確定該文獻(xiàn)集所代表的學(xué)科中各主題間的關(guān)系，進(jìn)而幫助探索分析學(xué)科的發(fā)展 [5]。

3.1關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

頻次和中心度高的關(guān)鍵詞一般都是一段時間內(nèi)眾多研究者共同關(guān)注的問題。通過CiteSpace生成的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜能夠得到關(guān)鍵詞的詞頻和中心度統(tǒng)計結(jié)果。在本研究中，對生成的原始關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜進(jìn)行了必要的處理。①對某些關(guān)鍵詞進(jìn)行合并，包括以下幾種情況：合并單復(fù)數(shù)（idea和ideas）、同義合并（science literacy 和scientific literacy）、統(tǒng)一連接符的使用情況（socio-scientific issue和socioscientific issue）;②由于本研究在檢索文獻(xiàn)資料時將檢索范圍限定于國際生物學(xué)教育研究?？涂茖W(xué)教育研究期刊，并以“biology”“l(fā)ife science”等主題詞進(jìn)行檢索，故在原始關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中，出現(xiàn)了“生物學(xué)”“教育”“生物學(xué)教育”等幾個頻次很高、中心度很大的節(jié)點(diǎn)。而由于這些關(guān)鍵詞對探索生物學(xué)教育方向研究熱點(diǎn)沒有實(shí)際意義，故本研究將這些關(guān)鍵詞從數(shù)據(jù)中刪除，重新生成布局更為合理、結(jié)構(gòu)更為清晰的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜。其中出現(xiàn)頻次在20次及以上的關(guān)鍵詞及其頻次、中心度信息共37條，見表3。

根據(jù)表3中呈現(xiàn)的信息，可以初步了解近二十年來國際生物學(xué)教育研究的關(guān)注點(diǎn)。從生物學(xué)學(xué)科內(nèi)容的角度來看，以進(jìn)化和遺傳學(xué)為代表的學(xué)科內(nèi)容受到了研究者的廣泛關(guān)注，其頻次和中心度均較高。從研究對象來看，學(xué)生群體和教師群體都受到研究者的普遍關(guān)注，而“學(xué)生”一詞的頻次和中心度都相對更高，表明關(guān)注學(xué)生的研究具有更高熱度。從教育目標(biāo)和研究主題來看，與科學(xué)知識和概念理解相關(guān)的詞匯出現(xiàn)頻次最高且中心度較大，包括“知識”“概念”“概念轉(zhuǎn)變”“迷思概念”等在內(nèi)，相關(guān)關(guān)鍵詞共出現(xiàn)592次。這表明與概念理解、概念轉(zhuǎn)變相關(guān)的主題是該領(lǐng)域重要的研究內(nèi)容。此外，與情意類目標(biāo)相關(guān)的詞匯出現(xiàn)頻次和中心度都較高， 如 “態(tài)度”是所有高頻詞中中心度最高的關(guān)鍵詞。而其他相關(guān)詞匯，如“信念”“看法”“動機(jī)”“感知”等，出現(xiàn)的總頻次高達(dá)301次，表明情感態(tài)度類相關(guān)研究受到了廣泛關(guān)注。與科學(xué)思維相關(guān)的詞匯，如“模型”“解釋”“思維”“論證”等，總出現(xiàn)頻次高達(dá)227次。而與探究相關(guān)的詞匯共出現(xiàn)115次。這些高頻關(guān)鍵詞的出現(xiàn)表明生物學(xué)教育重視概念理解、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度主題的研究，這也與提升學(xué)生和教師科學(xué)素養(yǎng)的教育目標(biāo)相一致。

3.2 關(guān)鍵詞共現(xiàn)的聚類結(jié)果

關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聚類能夠進(jìn)一步探測高頻關(guān)鍵詞間的遠(yuǎn)近和親疏聯(lián)系，發(fā)掘隱含信息，梳理并呈現(xiàn)國際生物學(xué)教育研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。采用CiteSpace的自動聚類算法，本研究共產(chǎn)生七大類別，涵蓋了大部分的關(guān)鍵詞。聚類結(jié)果表明，用于標(biāo)記是否適合聚類的指標(biāo)Modularity Q=0.4191（一般認(rèn)為≥0.4較好），說明聚類劃分出的結(jié)構(gòu)顯著，聚類效果較好;聚類內(nèi)部相似程度的指標(biāo)Silhouette在各聚類上均≥0.5，表明聚類結(jié)果合理。研究采用LLR算法，以基于關(guān)鍵詞的命名方式生成自動命名的聚類標(biāo)簽，同時通過追溯和閱讀原始文獻(xiàn)對聚類進(jìn)行二次命名。最終聚類結(jié)果見表4。

在表4的基礎(chǔ)上，對當(dāng)前國際生物學(xué)教育研究熱點(diǎn)進(jìn)行整合，歸納為以下6大類。

3.2.1 態(tài)度、動機(jī)、興趣等情意類目標(biāo)受到持續(xù)關(guān)注（聚類0）

聚類0在所有結(jié)果中的規(guī)模最大，說明該聚類包含的研究數(shù)量最多，即在生物學(xué)教育研究中獲得了研究者最多的關(guān)注。該類研究注重生物學(xué)教育中的情意類目標(biāo)，其中主要關(guān)鍵詞包括“動機(jī)”“態(tài)度”“感知”等。結(jié)合文獻(xiàn)發(fā)表時間來看，動機(jī)、態(tài)度、興趣等情意類目標(biāo)研究受到了生物教育領(lǐng)域研究者的持續(xù)關(guān)注。關(guān)于學(xué)生對于生物學(xué)的學(xué)習(xí)動機(jī)、態(tài)度、興趣等特質(zhì)的現(xiàn)狀評價、影響因素探究和教學(xué)干預(yù)研究一直方興未艾。而歐美國家由于文化傳統(tǒng)和宗教信仰方面的原因，還尤其關(guān)注學(xué)生與教師對“進(jìn)化論”“自然選擇”的態(tài)度。除了這些較為經(jīng)典的研究主題外，隨著科技所導(dǎo)致的全球性問題加劇，學(xué)生對新型生物技術(shù)（如轉(zhuǎn)基因技術(shù)）的看法，對環(huán)境污染、生態(tài)保護(hù)等相關(guān)問題的價值觀等，也成為國際生物教育研究中新的關(guān)注點(diǎn)。

3.2.2 重視概念理解（聚類1+聚類2）

聚類1和聚類2主要關(guān)注概念理解與概念轉(zhuǎn)變。主要關(guān)鍵詞包括“概念”“前概念”“概念轉(zhuǎn)變”“學(xué)生概念理解”等。從學(xué)科內(nèi)容來看，遺傳學(xué)相關(guān)知識在概念研究中受到了更多關(guān)注（聚類2）;從研究內(nèi)容來看，關(guān)于概念理解的學(xué)習(xí)進(jìn)階、影響因素方面的研究更加受到重視，例如研究學(xué)生的認(rèn)識論信念與其概念形成間的關(guān)系，以及基于電腦或網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)技術(shù)對學(xué)生或教師概念學(xué)習(xí)的影響等。

3.2.3 以情景化方式促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展（聚類3）

聚類3的特點(diǎn)在于以情景化的方式促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。主要關(guān)鍵詞包括“論證”“素養(yǎng)”“知識”“決策”等。這類研究主要通過情景設(shè)計，試圖為學(xué)習(xí)者提供更為有效的學(xué)習(xí)環(huán)境。在眾多的素養(yǎng)維度中，科學(xué)思維得到了最多的關(guān)注。不少研究通過將真實(shí)的社會性科學(xué)議題作為教學(xué)情境（如轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用），促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)思維發(fā)展。除了科學(xué)思維以外，還有部分研究將重點(diǎn)放在以情景化的形式幫助學(xué)生提升對科學(xué)本質(zhì)的理解或者對倫理道德等的思考。

3.2.4 整合新興技術(shù)和非正式學(xué)習(xí)環(huán)境資源（聚類4）

聚類4的主要關(guān)鍵詞包括“理解”“兒童”“非正式學(xué)習(xí)”“博物館”等。研究一方面關(guān)注校內(nèi)教育環(huán)境與資源的豐富和改善，例如整合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)輔助學(xué)生學(xué)習(xí)的效果;另一方面關(guān)注非正式學(xué)習(xí)環(huán)境下的生物教育資源，例如植物園、博物館等對生物學(xué)習(xí)的影響。從文獻(xiàn)發(fā)表的時間來看，聚類4中的文獻(xiàn)在2010年以后的產(chǎn)出較少，但值得注意的是，幾乎所有的聚類中在近年都出現(xiàn)了結(jié)合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開展的研究。例如在關(guān)注態(tài)度、概念和思維能力培養(yǎng)的研究中，有基于數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)等開展的研究;在評價相關(guān)的研究中，有基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的模擬評價工具和評分系統(tǒng)相關(guān)的研究;在探究相關(guān)的研究中，使用計算機(jī)技術(shù)輔助探究教學(xué)和評價探究能力的研究也有現(xiàn)?？梢?，整合新興技術(shù)的教學(xué)在生物學(xué)教育研究中受到關(guān)注。

3.2.5 注重評價在生物學(xué)教育中的應(yīng)用（聚類5）

聚類5的主題是“評價”，主要關(guān)鍵詞包括“評價”“工具”“效度”等。就其中所包含的關(guān)鍵文獻(xiàn)來看，在評價理念上，研究更多地將重點(diǎn)放在以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展為目的，注重形成性評價或形成性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合。在評價對象上，對項(xiàng)目、課程、教學(xué)方法等效果的評價不再只針對學(xué)生的概念理解，還關(guān)注學(xué)生在情意類等目標(biāo)上的發(fā)展，評價對象更加多元化。在評價手段上，除了開發(fā)、應(yīng)用經(jīng)典的評價方法、評價工具（如概念圖、紙筆測試等）之外，還開始結(jié)合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，出現(xiàn)了關(guān)于機(jī)器學(xué)習(xí)的電腦自動診斷和評分系統(tǒng)，基于探究的“模擬科學(xué)家”電腦評價系統(tǒng)等研究成果，評價手段更加技術(shù)化和現(xiàn)代化。

3.2.6 強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究（聚類6）

該聚類的主題詞為“探究”，主要關(guān)鍵詞包括“探究”“真實(shí)探究”“技術(shù)”“改革”等。該聚類中的關(guān)鍵詞數(shù)量和文獻(xiàn)數(shù)量相對較少，可能是因?yàn)楹芏嘤嘘P(guān)探究教學(xué)效果的研究被分散包含在其他聚類中（如聚類0和聚類1中包含探究教學(xué)對學(xué)生生物學(xué)概念理解和態(tài)度影響的研究）?？梢姡骄孔鳛橐环N經(jīng)典的教學(xué)方法，依然受到生物學(xué)教育研究者的關(guān)注。而除了傳統(tǒng)的對探究課堂中教學(xué)策略（如有效提問）、教學(xué)組織和教師素質(zhì)的研究外，新興技術(shù)支持下的探究教學(xué)研究也逐漸涌現(xiàn)，例如使用計算機(jī)技術(shù)開展探究教學(xué)或評價探究能力等。

由上述聚類及其相關(guān)內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)，國際生物學(xué)教育研究熱點(diǎn)領(lǐng)域及其發(fā)展呈現(xiàn)出一定特點(diǎn)。情意類目標(biāo)、概念理解、科學(xué)思維、科學(xué)探究等熱點(diǎn)主題體現(xiàn)了生物學(xué)教育研究以科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)為目標(biāo)的價值取向;西方學(xué)者對“進(jìn)化論”的特別關(guān)注則體現(xiàn)出生物學(xué)教育研究中文化的獨(dú)特性;對科學(xué)技術(shù)發(fā)展、全球性問題和社會性科學(xué)議題的關(guān)注則展現(xiàn)出生物學(xué)教育研究注重情景化并緊密結(jié)合時代現(xiàn)實(shí)的特點(diǎn);各個熱點(diǎn)領(lǐng)域中對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的關(guān)注和應(yīng)用關(guān)注則體現(xiàn)出生物學(xué)教育研究發(fā)展現(xiàn)代化的一面。

4國際生物學(xué)教育研究前沿

文獻(xiàn)共被引分析的結(jié)果形成了12個聚類及其時間線圖譜（見圖3）。圖譜中的節(jié)點(diǎn)代表被引文獻(xiàn)，節(jié)點(diǎn)之間的連線代表共被引情況。節(jié)點(diǎn)越大表示被引次數(shù)越多，外圈呈現(xiàn)的紫環(huán)厚度越大代表文獻(xiàn)的影響力越大。圖譜以時間為橫軸，聚類為縱軸，將同一聚類中的節(jié)點(diǎn)按照時間順序呈現(xiàn)在一條水平線上，且圖譜從上到下聚類的大小依次遞減 [6]。根據(jù)連線顏色、聚類的終結(jié)時間及其中的節(jié)點(diǎn)形態(tài)，可以判斷當(dāng)前國際生物學(xué)教育領(lǐng)域的研究前沿及其中的關(guān)鍵文獻(xiàn)。

由圖3可知，聚類1“進(jìn)化”和聚類6“學(xué)習(xí)進(jìn)階”是當(dāng)前國際生物學(xué)教育領(lǐng)域最新的研究前沿。在進(jìn)化相關(guān)主題的研究中，被引最多的文獻(xiàn)是美國國家研究理事會（National Research Council）于2012年出版的《K-12科學(xué)教育框架》（A Framework for K-12 Science Education）;而影響力最大的文獻(xiàn)是雅各布森（Jacobson）于2006年發(fā)表的《教育中的復(fù)雜系統(tǒng)：學(xué)習(xí)科學(xué)的科學(xué)及教育重要性與啟示》（Complex Systems in Education：Scientific and Educational Importance and Implications for the Learning Sciences）。在學(xué)習(xí)進(jìn)階相關(guān)研究中，被引最多的文獻(xiàn)是美國國家研究理事會于2013年頒布的《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（The Next Generation Science Standards），影響力最大的則是《學(xué)習(xí)進(jìn)階：校準(zhǔn)課程、教學(xué)與評價》（Learning Progressions： Aligning Curriculum，Instruction， and Assessment）。通過研究前沿中的關(guān)鍵文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)，國際上兩類最新的研究前沿都與美國最新頒布的課程標(biāo)準(zhǔn)類科學(xué)教育文件密切相關(guān)，這一方面再次說明大量的研究成果來自美國，另一方面也表明國際科學(xué)教育前沿研究關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)、教育目標(biāo)和教育理念的落實(shí)。

聚類3“大學(xué)生”和聚類11“社會性科學(xué)議題”也是仍然具有較高熱度的研究前沿。與大學(xué)生相關(guān)的主題中，影響力較大的文獻(xiàn)包括布雷姆（Brem）于2003年發(fā)表的《進(jìn)化的感知后果：進(jìn)化論中大學(xué)生感知到負(fù)面的個人和社會影響》（Perceived Consequences of Evolution： College Students Perceive Negative Personal and Social Impact in Evolutionary Theory），辛納特拉（Sinatra）于2003年發(fā)表的《學(xué)生理解和接受生物進(jìn)化的意圖和信念》（Intentions and Beliefs in StudentsUnderstanding and Acceptance of Biological Evolution）和安德森（Anderson）于2002年發(fā)表的《自然選擇概念清單的開發(fā)和評估》（Development and Evaluation of the Conceptual Inventory of Natural Selection）。在研究對象為大學(xué)生的基礎(chǔ)上，這三篇文章也同時關(guān)注了“進(jìn)化”相關(guān)的內(nèi)容，再次證明了國際生物學(xué)教育研究對該部分內(nèi)容的重視。在社會性科學(xué)議題主題中，影響力最高的文獻(xiàn)是薩德勒（Sadler）于2004年發(fā)表的《社會科學(xué)問題中的非正式推理：一篇批判性研究綜述》（Informal Reasoning Regarding Socioscientific Issues：A Critical Review of Research），闡述了包括社會性科學(xué)論證、社會性科學(xué)決策與科學(xué)本質(zhì)的關(guān)系，社會性科學(xué)議題相關(guān)的信息評價，個人的概念理解對其非形式推理的影響等內(nèi)容;對早期的社會性科學(xué)議題研究進(jìn)行了較為全面的綜述，也為未來設(shè)計和實(shí)施社會性科學(xué)議題及開展相關(guān)研究提供了方向。

5結(jié)論與啟示

本研究應(yīng)用知識圖譜可視化軟件CitesSpace，對2000—2019年收錄于的8種國際知名科學(xué)教育類SSCI期刊中的生物學(xué)教育研究文獻(xiàn)進(jìn)行分析，得到的結(jié)論和啟示如下。

5.1 結(jié)論

在國際科學(xué)教育研究領(lǐng)域，生物學(xué)教育研究的關(guān)注度自2010年以來呈現(xiàn)上升趨勢，世界范圍內(nèi)的合作網(wǎng)絡(luò)正在建設(shè)。歐美國家在生物學(xué)教育研究領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，發(fā)文量與學(xué)術(shù)影響力更高、代表性研究機(jī)構(gòu)數(shù)量更多。相比較而言，我國尤其是大陸（內(nèi)地）的成果數(shù)量和學(xué)術(shù)影響力仍有待提高。

關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，國際生物學(xué)教育以全面培養(yǎng)公民的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，更加重視遺傳和進(jìn)化相關(guān)內(nèi)容的研究。近二十年來國際生物學(xué)教育研究呈現(xiàn)六大熱點(diǎn)：①持續(xù)關(guān)注態(tài)度、動機(jī)、興趣等情意類目標(biāo);②重視概念理解;③以情景化方式促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展;④整合新興技術(shù)和非正式學(xué)習(xí)環(huán)境資源;⑤注重評價在生物學(xué)教育中的應(yīng)用;⑥強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究。這六大熱點(diǎn)領(lǐng)域的內(nèi)容也體現(xiàn)出國際生物學(xué)教育研究重視科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)、注重情景化、時代性、現(xiàn)代化和具有一定文化獨(dú)特性的特點(diǎn)。

文獻(xiàn)共被引分析發(fā)現(xiàn)，“學(xué)習(xí)進(jìn)階”和“進(jìn)化”相關(guān)的主題是當(dāng)前生物學(xué)教育研究的最新前沿。此外，“大學(xué)生”和“社會性科學(xué)議題”相關(guān)的主題也依然受到廣泛關(guān)注。《K-12科學(xué)教育框架》《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》是研究前沿中被引量最高的文獻(xiàn)，表明國際生物學(xué)教育領(lǐng)域研究前沿關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)、教育目標(biāo)和教育理念及其落實(shí)。

5.2啟示

5.2.1關(guān)注課程標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)

本研究發(fā)現(xiàn)，《K-12科學(xué)教育框架》《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》在研究前沿中占據(jù)文獻(xiàn)被引量首位，這一結(jié)果以生物學(xué)教育研究領(lǐng)域的實(shí)證數(shù)據(jù)為依據(jù)，表明了國際科學(xué)教育研究關(guān)注課程標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)的特點(diǎn)，也體現(xiàn)了課程標(biāo)準(zhǔn)類文件在國際科學(xué)教育研究中的基礎(chǔ)性和重要性。在我國，課程標(biāo)準(zhǔn)同樣是學(xué)科教學(xué)研究與實(shí)踐的風(fēng)向標(biāo)，反映了相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的最新教育理念和研究成果，需要充分關(guān)注和落實(shí)。以生物學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)為例，2017年版高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)在近年來國內(nèi)外生物學(xué)教育研究與實(shí)踐成果的基礎(chǔ)上，將課程目標(biāo)確定為培養(yǎng)學(xué)生的“生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”，包括“生命觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“社會責(zé)任”4個部分，同時將“核心素養(yǎng)為宗旨、內(nèi)容聚焦大概念、教學(xué)過程重實(shí)踐、學(xué)業(yè)評價促發(fā)展”作為4條課程基本理念 [1]。對比本研究中發(fā)現(xiàn)的國際生物學(xué)教育研究熱點(diǎn)領(lǐng)域可知，我國新版高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)對生物學(xué)教育的目標(biāo)劃定和價值追求與國際生物學(xué)教育研究的宗旨和趨勢基本一致。這表明，我國2017年版高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)所提出的“生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”能夠得到國內(nèi)國際生物學(xué)教育研究成果的支持，國際生物學(xué)教育研究的已有經(jīng)驗(yàn)和未來成果也都能夠?yàn)槲覈掳娓咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)在未來的研究和實(shí)踐提供有價值的參考。這也意味著，我國生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)體系下的生物學(xué)教育研究具有較大的國際發(fā)展?jié)摿?。在今后的生物學(xué)教育和其他學(xué)科科學(xué)教育研究和實(shí)踐中，應(yīng)充分關(guān)注課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容及其落實(shí)情況，注重發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)。

5.2.2 加強(qiáng)國內(nèi)外互通合作，鼓勵研究成果交流與轉(zhuǎn)化

我國尤其是大陸（內(nèi)地）與歐美國家相比，生物學(xué)教育研究的成果數(shù)量和學(xué)術(shù)影響力還較為薄弱。雖然生物學(xué)教育及其研究與實(shí)踐在國內(nèi)已引起一定程度的關(guān)注，但相關(guān)成果在數(shù)量和質(zhì)量上仍有很大的發(fā)展空間。國內(nèi)外交流合作尚不充分的現(xiàn)狀，一定程度上限制了本土研究的國際對話與成果轉(zhuǎn)化。這一現(xiàn)狀不只限于生物學(xué)教育研究，對科學(xué)教育領(lǐng)域的其他學(xué)科而言也是類似?？梢姡覈诳茖W(xué)教育研究領(lǐng)域的發(fā)展，應(yīng)注重加強(qiáng)國內(nèi)外互通合作，積極與國際代表性研究機(jī)構(gòu)建立聯(lián)系，主動參與國際會議等活動，借鑒國際科學(xué)教育研究經(jīng)驗(yàn)，積極嘗試將本土研究轉(zhuǎn)化為國際高水平學(xué)術(shù)論文，促進(jìn)本土成果的交流展示。這對于建立并完善科學(xué)教育研究的國際合作體系、推動我國的科學(xué)教育研究發(fā)展和提升我國在國際科學(xué)教育研究領(lǐng)域的學(xué)術(shù)地位而言都非常重要。

5.2.3 把握國際研究趨勢，助力發(fā)展本土科學(xué)教育

基于CiteSpace的知識圖譜可視化方法對于便捷、有效地了解國際生物學(xué)教育研究熱點(diǎn)與前沿主題具有不可忽視的價值。生物學(xué)教育研究作為科學(xué)教育中的重要組成部分，其國際研究熱點(diǎn)與前沿趨勢對我國科學(xué)教育的發(fā)展有一定啟示。通過對比國際研究前沿?zé)狳c(diǎn)與我國生物學(xué)教育研究現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，一些國際關(guān)注度較高的研究主題在我國還沒有得到足夠重視。例如，國際生物學(xué)教育研究關(guān)注態(tài)度、動機(jī)等情感類目標(biāo)，而我國大陸（內(nèi)地）關(guān)于這方面的實(shí)證研究成果卻數(shù)量寥寥。再如，受考試影響，我國生物學(xué)教育研究多關(guān)注中學(xué)生的生物學(xué)習(xí)與教學(xué) [7]，與其他群體相關(guān)的研究成果相對缺乏。這些研究的薄弱領(lǐng)域有必要在未來的生物學(xué)教育和科學(xué)教育研究中引起關(guān)注。與此同時，國際生物學(xué)教育研究熱點(diǎn)所體現(xiàn)出的文化獨(dú)特性、時代性和現(xiàn)代化的特點(diǎn)也啟示我們，生物學(xué)教育和科學(xué)教育研究實(shí)踐需立足本國文化和教育背景，同時借鑒國際經(jīng)驗(yàn)，探尋我國生物學(xué)教育和科學(xué)教育相關(guān)問題的解決之道。同時，應(yīng)重視學(xué)習(xí)情境的設(shè)計和創(chuàng)建，為學(xué)生提供更有意義、更有效的學(xué)習(xí)情景和學(xué)習(xí)經(jīng)歷。還應(yīng)關(guān)注并探尋現(xiàn)代化技術(shù)在生物學(xué)教育及科學(xué)教育研究與實(shí)踐中的潛力和作用。

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收稿日期：2020-09-08

作者簡介：劉恩山，北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授，研究方向：生物教育、科學(xué)教育，E-mail：82007@bnu.edu.cn。