基于CiteSpace的《物理通報》文獻計量分析

郭宇婧

(首都師范大學教師教育學院 北京 100037;內(nèi)蒙古師范大學物理與電子信息學院 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022)

胡澤康

(首都師范大學教師教育學院 北京 100037)

《物理通報》創(chuàng)辦于1951年，為新中國建國后首批發(fā)行的物理學類雜志之一，目前是一本以教學研究為首要，整合了中學與大學物理課程教學，提倡以“百花齊放，百家爭鳴”形式的學術(shù)環(huán)境，并注意新思維、新方法的引進和提高的綜合性物理學刊物.同時，雜志社還不斷支持和促進物理教學改革，舉辦了各種深層次的學術(shù)交流活動；并進一步增加了欄目的數(shù)量與質(zhì)量，更充分體現(xiàn)了“通”的特色，為讀者提供多層次、全方位物理教學服務(wù)；針對熱點問題展開重點討論，重視學科建設(shè)和人才培養(yǎng)；強化學術(shù)平臺建設(shè)，如官方網(wǎng)站有許多讀者可研究的前沿信息[1].現(xiàn)如今，作為物理教育類最重要的學術(shù)刊物之一，《物理通報》在很大程度上能夠反映我國物理教育教學領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和研究水平.

1 數(shù)據(jù)采集

陳超美教授設(shè)計的CiteSpace軟件基于“改變看世界的方式”這一理念，將引證分析和共引分析相結(jié)合[2].研發(fā)之初，軟件最主要的功能是做文獻的共引分析，在歷經(jīng)多次升級更新之后，它的功能不斷完善并且趨于穩(wěn)定.

目前，CiteSpace除了能分析文獻的共引情況，被更廣泛地用于數(shù)據(jù)的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析.劉則淵教授曾對CiteSpace做出過這樣的總結(jié)：“一圖展春秋，一覽無余；一圖勝萬言，一目了然.”[3]使用該軟件對中國知網(wǎng)檢索到的文獻進行可視化分析和統(tǒng)計，結(jié)合圖譜直觀展現(xiàn)，使統(tǒng)計結(jié)果一目了然，更具有說服力，便于歸納總結(jié)結(jié)論.

以《物理通報》2017—2021年刊載的論文作為數(shù)據(jù)樣本，在知網(wǎng)選擇中國學術(shù)期刊全文數(shù)據(jù)庫進行檢索，將來源期刊設(shè)置為“物理通報”，時間跨度設(shè)置為“2017年1月1日”到“2021年12月31日”進行檢索并手動下載全部學術(shù)性論文作為數(shù)據(jù)樣本，共2 816篇文獻作為數(shù)據(jù)樣本，借助CiteSpace生成圖譜，主要對期刊的發(fā)文情況、研究主體、熱點和前沿進行分析，研究近年來物理教育教學的熱點與前沿[4].具體操作流程如圖1所示.

圖1 文獻分析流程圖

本論文撰寫的時間為2022年，但是2022年度的論文數(shù)據(jù)并不完整，因此將時間點選為2021年，確保數(shù)據(jù)的完整性.本文結(jié)合新的工具手段對期刊《物理通報》進行分析，旨在宏觀地展示物理教育教學領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢，知識圖譜的使用也給該領(lǐng)域提供了一種全新的視角，使得研究成果更為直觀[5].

2 研究結(jié)果

2.1 高被引文獻分析

高被引文獻是某一學科領(lǐng)域內(nèi)被引用次數(shù)較多且具有學術(shù)影響力的文章，這類文章通常反映學科研究的熱點話題[6].被引量也可以較為直觀地反映期刊的學術(shù)影響力，一般來說，被引量較高的文獻其學術(shù)價值較高[7].同理，期刊的高被引文獻能夠從側(cè)面體現(xiàn)出該期刊的影響力和刊載文章的質(zhì)量.對《物理通報》近5年的10篇高被引文獻進行統(tǒng)計分析可知，對核心素養(yǎng)的分析與解讀以及不同教育理念或模式的應(yīng)用得到大家的廣泛認可與學習.

表1 高被引文獻

2.2 作者分析

《物理通報》之所以為物理教育教學領(lǐng)域的重要期刊，與其刊載文獻的質(zhì)量密切相關(guān)，作者作為論文的創(chuàng)作者，在一定程度上決定了論文的學術(shù)價值和影響力，而某一領(lǐng)域內(nèi)核心作者的研究內(nèi)容和方向也代表了該領(lǐng)域今后的研究趨勢[8],因此論文作者對期刊來說也是至關(guān)重要的.通過對《物理通報》核心作者的分析，可以進一步了解我國物理教育教學領(lǐng)域?qū)W術(shù)影響力較大的學者.

在圖2中，節(jié)點代表作者，節(jié)點越大代表作者發(fā)文總量越大，而連線表示作者之間的合作關(guān)系，連線越寬表示期刊的合作程度越高，連線顏色的深淺表示初次合作時間的早晚，顏色越深表示初次合作時間越早[9].根據(jù)圖3可知，圖中共有節(jié)點284個，連線160條，網(wǎng)絡(luò)密度為 0.004，節(jié)點分布較散且連線較少，作者之間的關(guān)聯(lián)度較低合作程度不高.其中，程敏熙老師、李德安老師與鄭金老師發(fā)文量較為突出，馮杰老師不僅發(fā)文量較大，且在合作局部網(wǎng)絡(luò)中也較為突出.例如，由馮杰老師和肖桂娜、趙立竹等人合作的文章《大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)及大學物理實驗室建設(shè)實踐研究》，被引量與下載量都較高.總的來說，《物理通報》的發(fā)文作者分布較散，大部分以獨立研究為主，極少數(shù)的作者之間有合作，并且大部分局限于校內(nèi)合作，校外合作和跨學科研究目前也相對較少，希望作者們加強學術(shù)合作與交流.

圖2 作者合作圖譜

2.3 機構(gòu)分析

一般來說，學科領(lǐng)域內(nèi)高產(chǎn)核心作者群體所在的機構(gòu)即該研究領(lǐng)域的核心機構(gòu)，其研究成果通常具有一定的權(quán)威性，并且代表了研究領(lǐng)域的熱點話題.因此，也是學者們重點關(guān)注的對象[10].在圖3機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜中，每個節(jié)點都代表一個機構(gòu)，而節(jié)點數(shù)量越大則代表機構(gòu)的發(fā)文次數(shù)就更多，反之越小.圖中清晰地反映出，華南師范大學物理與電信工程學院在發(fā)文數(shù)量上十分突出，云南師范大學物理與電子信息學院與上海師范大學數(shù)理學院發(fā)文量也較為突出.但排名靠前的機構(gòu)除凌源市職教中心外，均為高等院校，這也說明《物理通報》中物理教育教學領(lǐng)域的研究陣地主要以大學為主，并且機構(gòu)之間的合作較為松散，局限于各高校內(nèi)部之間的合作.

圖3 機構(gòu)合作圖譜

2.4 關(guān)鍵詞分析

關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可以顯示在一段時間內(nèi)有關(guān)研究論文集中反映出的科研熱點詞匯[11].基于CiteSpace軟件的多項指標對關(guān)鍵詞進行可視化分析，結(jié)合關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜總結(jié)物理教育教學領(lǐng)域的熱點問題.由圖4、表2可知，該關(guān)鍵詞共現(xiàn)頻次圖的節(jié)點N=318，連線數(shù)E=894，網(wǎng)絡(luò)密度density=0.017 7(圖4)，這說明在2017—2021年之間，核心素養(yǎng)、物理教學、大學物理、高中物理、教學設(shè)計、科學思維是學科領(lǐng)域廣泛研究的話題(表2)，成為這段時間的研究熱點，之后研究熱度一直較高.作為研究的熱點，與新課標指引的物理教育方向契合.

圖4 關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

表2 高頻關(guān)鍵詞

2.5 突現(xiàn)詞統(tǒng)計分析

突現(xiàn)詞指的是在較短的時間內(nèi)出現(xiàn)較多或者使用頻率較高的詞，根據(jù)突現(xiàn)詞出現(xiàn)頻率的變化可以預(yù)知研究熱點的變化趨勢[12].在圖5關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜的基礎(chǔ)之上，對突發(fā)閾值進行調(diào)節(jié)后，得到突現(xiàn)關(guān)鍵詞共18個，選擇“Sorted by the Beginning Year of Brust(按突發(fā)時間排序)”，生成關(guān)鍵詞突現(xiàn)列表 Top18.圖中“Strength”表示突現(xiàn)強度，“Begin”和“End”是突現(xiàn)開始和終止的時刻，黑色線段代表突現(xiàn)出現(xiàn)的起止時段，加粗的部分代表該關(guān)鍵詞在這個時段內(nèi)頻率的驟增[13].

從突現(xiàn)的強度看，“問題”突現(xiàn)的強度最大，達到3.32，“習題” “電動勢”與“學習進階”緊隨其后，分別為2.98，2.91和2.8，尤其“學習進階”，在2019年突增后熱度持續(xù)不減，發(fā)文量較大，成為重要的研究前沿.從突現(xiàn)的時間看，前幾年的研究熱點聚焦在“問題”“習題”“高考”等關(guān)鍵詞上，而近期轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W習進階”“影響因素”等，對比不同年份的研究熱點，呈現(xiàn)出由具體教學知識點向教學模式與方法轉(zhuǎn)變的趨勢.

圖5 關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜

3 結(jié)論

本文主要借助 CiteSpace軟件，對我國物理教育教學領(lǐng)域的重要期刊《物理通報》近5年的刊載文獻進行可視化分析.借助軟件生成圖譜，包括作者共現(xiàn)圖譜、機構(gòu)共現(xiàn)圖譜、關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜、關(guān)鍵詞突現(xiàn)列表等.進而對期刊近5年來的作者合作關(guān)系、機構(gòu)合作關(guān)系、關(guān)鍵詞和突現(xiàn)詞進行分析[14],宏觀地展示《物理通報》近5年的研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢，結(jié)合相關(guān)文獻的閱讀分析得到以下結(jié)論：

3.1 加強交流合作 提升學術(shù)質(zhì)量

作者對教學具有新視角，基金文獻量的占比不斷上升，側(cè)面反映出《物理通報》刊載文獻的學術(shù)質(zhì)量不斷上升.作者、機構(gòu)之間的合作應(yīng)得到更好的提升與發(fā)展，加強合作，集思廣益，開設(shè)學術(shù)交流的平臺，交換新思想、新方法，大力促進校外合作和跨學科研究，齊力為物理教育新階段貢獻力量.

3.2 貫徹課程思政 倡導(dǎo)立德樹人

“物理教學與課程思政”欄目的設(shè)置，大力響應(yīng)黨中央的號召，提倡在物理教學中貫徹落實“課程思政”的理念[15],為培育更高質(zhì)量的人才提供可實施的路徑.充分體現(xiàn)“課程思政”的重要性.并且，欄目的增加證明期刊廣度的提升，在保證質(zhì)量穩(wěn)定的情況下，數(shù)量的提升有利于期刊為更多讀者提供教育教學的新認識.

3.3 把握研究熱點 促進教育發(fā)展

《物理通報》對當前物理教育教學發(fā)展中的研究熱點與前沿方向把握準確，文章中的中學物理、大學物理等實際教學狀況及發(fā)展趨勢呈現(xiàn)多元化.在理論與實踐兩個方向上，均有高質(zhì)量文章刊登，不僅為中學教師指引教學新方向，同時也展現(xiàn)出高等院校對教育教學的推進作用.通過對圖譜的分析，可以清晰體現(xiàn)出物理教學不僅是為了學生知識技能的提升，科學態(tài)度與責任同樣必不可少[16].

全球發(fā)展潮流浩浩蕩蕩，技術(shù)革命日新月異.高質(zhì)量教育發(fā)展需要創(chuàng)新驅(qū)動，而創(chuàng)新驅(qū)動本質(zhì)上就是人才驅(qū)動.新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)、新模式不會憑空出現(xiàn)，要靠創(chuàng)新人才[17].在培育創(chuàng)新人才的過程中，物理教學具有十分重要的推動作用，物理教育研究者應(yīng)把握前沿熱點，為物理教育事業(yè)發(fā)展貢獻力量.