2009-2019年高中生物學實驗及其教學研究文獻計量分析

傅一挺 吉莉 竇修婷 支蘭 陳延松

摘 要：基于CNKI收錄的2009-2019年高中生物學實驗及其教學研究文獻，運用文獻計量分析方法，揭示了近十年來該領域的熱點問題及未來潛在趨勢。研究表明，近十年來，新一輪高中課程改革是推動高中生物學實驗及其教學研究的根本動力;熱點主題主要集中在實驗教學策略、實驗探究和高中生創新能力培養等方面。展望未來，在新課改背景下，強調教學重實踐，高中生物學實驗的地位勢必將得到進一步加強，其教學目標也勢必凸顯對高中生生物學學科核心素養的培養。

關鍵詞：高中生物學實驗;社會網絡分析;聚類分析;多維尺度分析

中圖分類號：G64? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2021）07-0003-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2021.07.001

生物學實驗是高中生物學教學的重要環節，對培養高中生生物學核心科素養具有重要價值[1]。隨著新一輪基礎教育改革的逐步深入，教學過程重實踐成為了高中生物學教學改革的重要理念之一。不難理解，加強生物學實驗教學改革是實現高中生物學教學過程重實踐理念的主要手段。自1986年以來，生物學教材中實驗內容比重逐步提高，但仍然與國外先進的教學理念存在較大差距。因此，教育研究者還需要科學認識高中生物學實驗及其教學研究的重要性，深入剖析該領域目前現存的不足之處，尋找改革突破口以推動高中生物學實驗教學效能不斷提升。

文獻計量學研究能夠有效展現某一教育研究領域的研究現狀[2]。有鑒于此，本文試圖梳理國內近十年已發表的關于高中生物學實驗及其教學研究文獻，揭示該領域當前研究熱點主題并預測未來研究趨勢，研究結果將對我國高中生物學實驗及其教學研究的發展提供有益的參考和借鑒。

一、數據來源、統計和分析

本文數據源于2009年1月1日至2019年12月31日被CNKI數據庫收錄的全文文獻。計量時，以“高中生物學實驗”為主題詞進行檢索，刪除與檢索關鍵詞無關文獻，最終得到1126篇文獻，其中期刊879篇，學位論文211篇，會議28篇，報紙8篇。

將所獲得文獻用Bicomb軟件提取關鍵詞，經過修改合并同類關鍵詞之后得到1344個關鍵詞，并對關鍵詞的頻次進行統計分析。依據高頻關鍵詞閾值計算公式N =，得N = 36，即詞頻數為36及以上的為高頻關鍵詞[3]。按此標準，僅有10個關鍵詞符合條件，為了更好地分析高中生物學實驗及其教學研究主題之間的關系，我們選取了詞頻數為20及以上的為高頻關鍵詞，共23個。然后，用SPSS 19.0和Ucinet 6.0軟件進行聚類統計、多維尺度分析以及社會網絡圖的繪制，解析高中生物學實驗及其教學研究熱點主題群及其內在聯系。

二、研究結果

（一）高頻關鍵詞的統計及分析

文獻的關鍵詞能夠直接反映文獻的主題，分析高頻關鍵詞能夠初步看出研究熱點與主題間的關系[3]。從表1中關鍵詞的排序可以看出近十年來高中生物實驗研究領域的熱點和趨勢。除去主題檢索詞相似的“高中生物學”和“生物學實驗”外，“實驗教學”“實驗探究”“創新能力培養”“生物教材”“新課改”等也是該領域的研究熱點主題。

（二）社會網絡分析

將高頻關鍵詞的共現矩陣導入Ucinet6.0軟件，繪制出社會網絡圖，節點用方形表示，節點的大小表示其在網絡中的作用及影響力[4]，如附圖1 A所示。近十年高中生物學實驗的研究主要圍繞“實驗教學”和“實驗探究”兩大關鍵詞展開，可以認為是目前研究的熱點方向。與“實驗教學”相連的是“創新能力培養”“實驗改進”“生物教師”“新課標”等關鍵詞，說明在新課程背景下生物實驗教學的地位逐步提高，學生通過親身實踐，加深生物學知識的理解，提升知識的應用能力;生物教師在實驗中不斷改進方案，設法在實驗中激發學生探究的熱情，提高學生的創新能力[5]。與“實驗探究”相連的是“核心素養”“生物教材”“新課改”“質壁分離”“濾液細線”等關鍵詞，說明新課改背景下，生物新教材的更替，生物教師更加注重培養學生的科學思維和科學探究能力，提高學生的生物學核心素養[6];而探究實驗的研究多為探究植物質壁分離現象、提取素色等經典實驗，而對于其他探究類實驗的研究有待增加。

（三）高頻關鍵詞的聚類分析和多維尺度分析

除去兩個主題詞“高中生物學”和“生物學實驗”，將其余21個高頻關鍵詞用SPSS 19.0進行聚類分析得到關鍵詞聚類分析圖，如附圖1 B所示。經過多維尺度分析，結果如附圖1C所示。分析得到Stress=0.30632，RSQ=0.73378，說明所得數據表明該研究擬合效果較好，能夠反映高中生物學實驗研究關鍵詞之間的關系。因此，根據關鍵詞之間的密切程度對關鍵詞分類，將關鍵詞分為5個組，能夠直觀呈現出2009-2019年間高中生物學實驗及其教學研究的熱點和趨勢。

第1類關鍵詞：實驗教學。在生物實驗教學中，學生借助儀器觀察生命活動和生命現象，研究討論并歸納出生物學一般結論，這樣的教學形式相比于直接傳授知識更能激發學生的興趣和熱情，調動學生的積極性。因此，教師要借助新理念模式來融入實驗教學，培養學生分析、解決問題的能力，用實踐操作來提升教學實效性[7]。

第2類關鍵詞：實驗探究。近幾年越來越重視知識發生、發展以及發現的過程，將抽象的理論知識轉化為直觀的實驗現象，可以降低學生學習難度，便于理解生物知識[8]。隨著教育理念的發展，探究實驗在生物教學中越來越重要，在探究性實驗中學生能主動參與實驗，鍛煉學生的實踐能力和科學探究能力。

第3類關鍵詞：創新能力培養、新課改、教學策略和生物教材。新課改背景下，新版高中生物教材的出版，我國教育更加注重創新能力和創新人才的培養。在生物教學時，一線教師應積極轉變教學理念，探索新的生物實驗課程模式?？梢赃m當增加提問環節、編寫實驗報告、運用多媒體教學等方式改進生物實驗教學[8]，在實踐中培養學生的創新思維能力。

第4類關鍵詞：有效教學、質壁分離、實驗現狀、新課標和核心素養。2017年頒發布的《新課標》中提出了生物學學科核心素養，包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。在這樣的背景下，學生逐步成為課堂上的主體，老師將課本知識和實驗有效結合起來，積極引導學生實踐、交流和探討，培養學生的思維能力，提高學生生物核心素養[9]。

第5類關鍵詞：教學模式、實驗改進、優化策略、生物教師、實驗設計、濾液細線、高考生物、實驗材料，問題和對策研究。高考應試教育模式下，生物實驗一直未受到重視，隨著教學改革的推行，越來越多的教師開始研究生物學實驗在素質教育中的重要性，改進實驗材料，優化實驗步驟，增強其在素質教育中的作用[10]。針對傳統生物學實驗中存在的問題，不斷優化實驗設計，在實驗中培養學生的綜合素質將會是高中生物學實驗的研究熱點方向。

三、結語

第一，近十年來高中生物學實驗及其教學研究中，“實驗教學”“實驗探究”和“創新能力培養”等方面是關注重點。第二，隨著新課標的頒布，對于生物學核心素養有了詳細的描述，核心素養滲透高中生物學實驗的各個方面，教師應更加關注對經典實驗的優化，挖掘當地特有資源，選擇與學生生活貼近的材料，靈活運用實驗教學方法，改變實驗教學策略，提升實驗創新性。在實驗教學中培養學生的生物學核心素養，這也將會是生物實驗及其教學改革的主要內容。第三，在高中生物學實驗及其教學改革中，要從傳統的按部就班學習模式，轉變為學生是主體，重視學習過程中的實踐經歷。要突出學生主動參與，在思考生物學問題時形成理性思考的思維方式，提高探究興趣和實驗創新能力，主動探究和研究事物的特性和規律。

參考文獻：

[1]王瑋.高中生物實驗教學之我見[J].甘肅教育，2019（20）：117.

[2]竇修婷，孫嫻，齊璐璐.基于共現分析的高中生物學教學研究現狀與展望[J].教育現代化，2019（98）：171.

[3]王柳媚，王更強.我國近十年生物教學研究熱點與分析[J].中學生物教學，2018（6）：4.

[4]徐柱柱，綦春霞.近二十年（1999-2018）來國外數學教育研究進展——基于WOS數據庫3061篇SSCI文獻的共詞分析[J].外國中小學教育，2018（6）：72.

[5]肖三.淺談高中生物必修一有關實驗的改進和創新[J].科技資訊，2019（17）：84.

[6]彭桂蘭，陳嘉慧，唐赟.基于核心素養的高中生物實驗拓展式教學分析[J].新課程研究，2019（13）：47.

[7]蘇穎.高中生物實驗教學研究[J].課程教育研究，2019（26）：198.

[8]陳雪容.高中生物實驗教學方法策略研究[J].學周刊，2019（36）：61.

[9]盧麗麗.淺談新課程背景下高中生物實驗課如何進行有效教學[J].課程教育研究，2014（8）：164.

[10]燕艷.高中生物學實驗教學研究近況與發展趨勢[J].實驗教學與儀器，2002（11）：6.