我國中學生物概念教學研究的現狀與趨勢

李增嬌 張美嬌 王嘉遠 鄭曉蕙

摘要基于文獻計量學的理論和方法，對2011年以來CNKI中《中學生物學》《生物學通報》等4本生物教育專業期刊發表的概念教學文章進行了統計分析。結果發現：自2011年義務教育生物課程標準頒布以來，中學生物概念教學研究越來越受到關注，并形成了以劉恩山教授為代表的主要研究團隊，但該領域的作者合作程度不高，且缺少跨學段的合作；研究熱點以基于概念圖的教學方法的研究為主。

關鍵詞文獻計量 概念教學 中學生物學 現狀與趨勢

隨著《義務教育生物學課程標準（2011年版）》的頒布，我國的生物教育工作者對于概念教學的關注越來越多，同時相關研究文獻產出數量呈現大幅增加的趨勢。如何對這些研究論文的產出模式和研究成果進行量化的梳理、總結、評價和反思，成為一個迫切的任務。

采用文獻計量學的方法，利用中國知網，分別對中學生物教育領域的4本專業期刊《中學生物學》《生物學教學》《中學生物教學》《生物學通報》2011～2016年發表的文獻進行精確檢索和題錄信息下載，分析我國生物概念教學研究領域的特點、研究現狀和發展趨勢，為生物學一線教師提供借鑒和參考資料。

1文獻來源與分析方法

1.1文獻來源

以中國知網（CNKI）為檢索平臺，以“概念”為主題，詞頻為3（即在文題、摘要及關鍵詞中概念一次超過3次便可檢索到），檢索時間范圍定為2011～2016年，文獻來源分別選擇《中學生物學》等4本期刊進行精確檢索，經過手動篩選和排除，最終獲得樣本文獻272篇。

1.2分析方法

利用Excel對歷年發文的年度、作者、地區及發文機構分布進行統計分析。利用Bicomb書目共現分析系統軟件對關鍵詞的頻次進行統計分析，利用文獻題錄分析軟件SATI、社會網絡分析軟件Ucinet對關鍵詞的中心性進行統計分析；并利用Netdraw繪制作者合作網絡。

2統計結果分析

2.1歷年論文數量分布

歷年發文量情況可以反映出某科學研究領域的歷史發展軌跡，進而達到揭示和把握該研究領域發展總體趨勢的目的。利用Excel軟件呈現近六年來發表在4本生物教育專業期刊上概念教學研究論文的數量分布如圖1所示。

可見，近六年該領域的研究論文數量總體上呈現出上升的趨勢，其中2012年～2013年的上升幅度最大，這與2011年初中課標的頒布關系密切。該版本課標圍繞“凸顯和傳遞重要概念”在10個主題中篩選并呈現了50個重要概念，并以概念或命題的方式進行表述。隨著課改的深入，生物教育工作者對概念教學的注重程度明顯提高。

由于從課標頒布到概念教學研究成果的產出需要一段時間的積累，所以概念教學的論文并不是在課標頒布的當年就出現激增，而是在之后的兩年才迅速增加。到2015年，有關生物概念教學研究的論文達到頂峰，隨后在2016年有所下降，但這并不能說明研究者對概念教學研究的關注度有所下降。相反，隨著高中新課標即將頒布，概念教學研究的視角也會隨之發生轉換。

2.2研究機構分布

通過對論文第一作者所屬機構類型的文獻計量分析，可以進一步了解生物概念教學領域的研究現狀。統計結果中單位機構類型包含有小學、中學、大學、教研室（包括教學研究室、教育局、各種科學研究所、研修部等機構）及出版社等五大類。統計結果見表1。

由表1明顯可得，論文作者群主要來源于中學，說明一線中學生物教師是概念教學研究的主力軍。經過二次文獻檢索發現，他們的主要研究內容更多地聚焦在生物概念教學的實踐研究，如教學模式在概念教學的應用、概念教學策略的選擇、基于概念建構的教學設計及概念圖的應用等。而高等院校和教研室的研究內容主要聚焦在概念教學的理論研究、如何轉變學生的前科學概念、課標的解讀、概念的建構等。發文機構為出版社的文章主要來自我國中學各版本教材的編者，他們關注更多的是基于生物學概念教學對教材進行相關的解讀研究。

在中學生物概念教學研究領域，最重要的研究團體是以北京師范大學劉恩山老師為首的合作研究團體（圖2），他先后與北京市第八中學的李紅菊及張麗蓉老師、首都師范大學的楊文源老師、四川省成都石室中學的李倩老師等有過合作。經過二次文獻檢索發現，該研究團隊研究內容的重點主要聚焦在對課標中重要概念傳遞的解讀、國外概念教學的啟示以及概念教學的基本教學策略的研究等。

2.3論文的研究熱點分析

關鍵詞雖然只是簡單幾個詞，在論文中所占篇幅很少，但卻是論文的精髓。文獻計量學相關理論認為：通過關鍵詞的詞頻分析和共現分析可以偵測一段時間內眾多研究者共同關注的問題，也就是研究的熱點。

利用Bicomb軟件提取關鍵詞，共得到關鍵詞641個。對意思相近的關鍵詞進行合并處理：將“高中生物學”“高中生物”合并為“高中生物學”；將“初中生物”“初中生物學”合并為“初中生物學”；將“課程標準”“生物課程標準”合并為“生物課程標準”；最終選擇前20位的高頻關鍵詞。隨后用SATI軟件生成30x30的共現相似矩陣，用Ucinet計算高頻關鍵詞中心性，最終選擇前20位的高中心性關鍵詞。將兩類關鍵詞對比整理成表2，以便進一步分析該領域研究情況。

表2中，關鍵詞右上角括號外的數字代表頻次，括號內的數字代表中心性。A、B兩部分是頻次排在前20位的關鍵詞，B、C兩部分是中心性排在前20的關鍵詞。重疊的B部分有13個熱點關鍵詞，頻次和中心性都比較高，尤其值得關注。綜合分析A、B、C三部分關鍵詞發現，可以發現研究熱點主要集中在以下幾個方面：

（1）在研究學段的選擇上，高中生物學概念教學的研究論文要多于初中生物學。根據我國現行的教育機制，高中生物學科是高考的必考科目，相關的研究大都涉及這一領域，概念教學的研究也不例外；而初中生物學科則常被視為初中的“小科”或“副科”，或與初中物理、地理和化學等綜合為科學課，在初三就不再學習。雖然初中課標的頒布對初中生物概念教學及研究產生了重要影響，但受到我國教育機制的影響，高中的研究論文還是多于初中。

（2）重視對教師概念教學方法的研究，如關鍵詞概念教學、生物學教學、課堂教學、教學策略、教學設計等。經過二次文獻檢索發現，研究者比較關注在課堂上，概念教學策略的選擇與運用以及如何進行概念傳遞的教學設計，其中又以概念圖作為主要教學策略的論文最多。

（3）重視對學生學習方法的研究，如關鍵詞認知結構、前概念、概念學習、概念轉變、建構等的研究頗多，但與涉及概念教學方法的關鍵詞頻次及中心性相比，有關概念學習方法的文章數量還是有很大的提升空間。經過二次文獻檢索發現，研究者比較關注在調研學生前概念的基礎上，如何進行概念轉變，幫助學生形成良好的認知結構，建構概念網絡。

（4）研究工具以概念圖及概念模型為主。模型是人們對認識對象所作的簡化性描述，但其具備了原型的基本特點。從概念圖和概念模型的邏輯從屬關系來看，概念模型包含了概念圖，但在生物學教學中，可以認為概念圖和概念模型是等同的。經過文獻計量發現，這類研究論文包含兩類主題：概念圖或概念模型教學方法的研究以及概念圖或概念模型的制作方法的研究。

（5）最常被研究的知識內容是呼吸作用和同源染色體。呼吸作用的過程復雜，概念繁多，是中學生物學教學和高考考查的重點和難點。而同源染色體是減數分裂的核心概念之一，理解同源染色體的行為變化和數量變化有助于學生對難點知識——減數分裂過程的建構。

3啟示與反思

3.1生物課程標準始終是概念教學研究的風向標

課程標準不僅是編寫教科書的直接依據，而且是檢查教學質量、評估學生的學習情況和進行課程評價的直接尺度。還影響著教育研究熱點的變遷。尤其是2011年初中課標提出“重視重要概念的傳遞”這一理念后，生物教育工作者紛紛投入到有關概念教學的研究中來。當前，國家提出了立德樹人的教育培養目標，頒布的高中生物新課標圍繞“生命觀念、科學探究、科學思維、社會責任”4個核心素養展開。新課標的頒布并不是對概念教學的否定，相反，生命觀念是在理解生物學概念的基礎上進一步抽象而成的。隨著高中生物新課標的頒布，如何讓學生通過學習生物學概念建立生命觀念將逐漸成為研究的熱點。

3.2大學與中學一線教師的進一步合作有利于提高理論研究的深度

經過統計發現，概念教學研究者的合作方式主要局限在高校內部、高校之間的合作，或中學內部、中學之間以及中學與教研室之間的合作，高校與中學之間合作不多。尤其是高校與初中一線教師的合作更少。隨著學術研究技術的不斷發展，在科學研究領域多個學者共同合作探討來完成課題或研究的情況越來越多，這種合作關系也逐漸成為影響科學生產能力的重要因素。高校教師的理論基礎雄厚，而中學一線教師的實踐經驗豐富，兩者合作能夠取長補短。未來，高校教育研究者應利用理論研究的優勢，與中學一線教師之間開展更多樣化的行動研究。

3.3研究熱點應更加關注學生能力的發展和科學素養的提升

從近幾年生物概念教學研究的熱點發現，“教師如何教”是最重要的研究主題；其次，“學生如何學”也開始受到關注，但與生物概念教學方法的文章相比，概念學習方法的文章還比較少，內容的深度也不夠。現如今，教育正逐漸融入“大數據”時代的浪潮中，教育信息化水平更加顯著。如何利用信息技術、認知科學等最新成果研究學生概念學習中能力的提升應該成為未來的研究熱點。另外，在統計中發現，學生的科學素養是否得到提升，學習的內容和方式是否對他終生發展受益等鮮少被關注，而這些恰恰是中學生物學課程最重要的教育價值。未來，概念教學的研究應該從時代需求出發，基于學生的發展和素養的提升開展中學生物概念教學的全方位研究。