基于CiteSpace可視化分析的我國教師科學素養的研究熱點及其發展趨勢

時利娟,遠新蕾,田春艷,趙立新

(牡丹江師范大學 教育科學院,黑龍江 牡丹江 157000)

0 引言

科學素養,即了解科學知識,了解科學的研究過程及方法,了解科學技術對社會和個人產生的影響。教師是教育的實踐者,也是培養學生科學素養的直接實施者和引導者,其科學素養水平會直接影響學生科學素養的培養效果。為了解我國教師科學素養領域的研究現狀、熱點及發展趨勢,在中國知網數據庫中檢索到1996—2022年關于教師科學素養的434篇期刊文獻資料,采用CiteSpace軟件對教師科學素養相關文獻的作者及發文機構進行可視化分析,對文獻關鍵詞進行共現、突現、聚類分析,為未來我國教師科學素養的研究趨勢提供參考。

1 發文量及其變化情況

由圖1可知,1996—2022年,教師科學素養研究相關文獻的發表數量先是呈波浪形緩慢上升,2004年后每年在20篇上下浮動。2000年后,隨著我國相關政策的不斷出臺、調整,發文量開始呈現曲折增長趨勢,但總體來看我國關于教師科學素養研究的文獻數量不多。隨著創新驅動發展戰略的提出,會有越來越多的專家學者關注到教師科學素養培養的重要性,研究更多有效的培養方案等方面。

圖1 教師科學素養研究發文量統計

2 發文機構情況

利用CiteSpace軟件生成教師科學素養研究發文機構的可視化分析結果,發文量較多的有北京師范大學教育學部、北京師范大學生命科學學院、浙江師范大學課程與教學研究所等,它們是中國教師科學素養研究的主力軍。節點之間的連線代表發文機構間的合作情況,合作關系比較密切的有北京師范大學生命科學學院與北京師范大學附屬實驗中學、中國教研網、中國教育學會生物學分會、中國人民大學附屬中學,杭州師范大學初等教育學院與杭州師范大學初等教育研究所,安徽無為縣陡溝中學與安徽無為縣教研室等。總體來看,教師科學素養研究發文機構之間的相互聯系及合作較少,分布極為分散,未形成核心科研群體。如圖2所示。

圖2 教師科學素養研究發文機構情況

3 關鍵詞共現分析

關鍵詞是對文獻主要內容的集中體現,關鍵詞共現是通過某一研究領域文獻中某些重點詞匯出現的頻率高低來確定該研究領域的熱點和發展趨勢的文獻計量方法[1],字體節點的大小代表關鍵詞出現的頻率。如圖3所示,“科學素養”的節點最大,說明其出現的次數最多,其他關鍵詞都是與之相關的重點內容[2],有科學教育、核心素養、教師素養等,相關文獻重點強調的是教師科學素養的培養,以及教師通過科學教育的實施過程引導學生進行科學實驗與創作。

圖3 教師科學素養研究關鍵詞共現圖譜

4 關鍵詞突現分析

關鍵詞突現分析是通過一段時間的引用量來探究文獻關鍵詞的發展過程,從中可以看到某一關鍵詞興起及衰落的情況,將關鍵詞按照時間順序排列可觀察該研究領域不同階段的研究重點及其變化情況[3]。利用CiteSpace軟件生成1996—2022年教師科學素養研究文獻前15個關鍵詞的突現情況[4],由圖4可知,近年來教師科學素養研究的重點是科學精神,科學素養,核心素養及科學教師。

圖4 教師科學素養研究前15個關鍵詞突現圖譜

1)科學精神。科學精神是科學素養培養的重要組成部分,青少年時期是學生發展的關鍵期,教師要培養學生的科學興趣,發展其科學精神,引導其體驗科學發展的過程。想要培養青少年的科學素養,就必須要提升教師的科學素養,將科學精神深度納入教師培養過程[5]。教師在講授知識時要有批判和懷疑精神,在教學過程中深入挖掘科學知識,引導學生積極探索,激發其好奇心。單一、傳統的教學模式和方法很難培養學生的創新能力,教師必須具有創新、探索能力及終身學習的毅力,利用新技術打破陳舊的課堂教學模式,開發出與學生需求及社會需要更加匹配的課堂教學模式。這是落實立德樹人根本任務的要求,對從根本上提高教師隊伍的科學素養、提升科學教育的質量、加強科學教育的師資力量整合、培養創新型高質量人才,具有十分重要的意義。

2)科學教師。教育部在啟動“面向21世紀的基礎教育課程改革”時對小學科學教育給予高度重視,小學科學是培養學生科學素養的基礎啟蒙課程[6],小學教師科學素養的高低是決定其能否成為學生科學啟蒙者的重要因素。小學階段是學生可塑性最強的關鍵期,是引導學生形成良好的知識態度的重要時期。小學科學教師是引領學生進行科學活動的指導者,其實事求是、刻苦鉆研的科學態度會在平時的授課過程中潛移默化地影響學生科學態度的形成,其中潛藏著巨大的教育價值[7]。

3)核心素養。核心素養以培養“全面發展的人”為核心,分為文化基礎、自主發展、社會參與三方面,綜合表現為人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新六大素養,是中小學教育教學研究的重要內容。核心素養的主要框架為教師和學生未來的發展指明了方向,要充分發揮學生的主體、教師的主導作用,引導學生積極主動參與活動過程,發揮自身優勢,提升自身核心素養。教師要在教學過程中培養學生自主探究、協作探究的精神,在解決復雜問題的基礎上培養學生的學習熱情和興趣。

5 關鍵詞聚類分析

關鍵詞聚類是通過衡量關鍵詞的相似及關聯性,將其聚集成不同的類別以了解某一研究領域的知識結構演進關系及研究熱點等,能夠進一步探索該領域的研究熱點和發展趨勢[8]。利用CiteSpace軟件對教師科學素養研究領域的關鍵詞進行聚類,設定對數似然率算法提取標簽,形成關鍵詞聚類圖譜,其模塊性Q為0.696>0.3,說明聚類結構顯著,平均輪廓值S為0.8793>0.7,說明聚類結果令人信服[9]。篩選出連接比較緊密的15個關鍵詞,判斷教師科學素養領域的研究熱點與發展趨勢,見圖5。

圖5 教師科學素養研究關鍵詞聚類圖譜

5.1 師范生培養要做到科學素養與人文素養相結合

師范院校的重要使命是培養優秀教師與教育家,對師范生的培養應主要集中在“科學素養”與“人文素養”上。基礎教育階段的教師肩負著啟發學生科學興趣、為學生傳遞科學知識、帶領學生探究科學方法、弘揚科學精神的重任,其科學素養水平直接影響學生科學素養培養的質量[10]。具有較高人文素養的教師能夠使學生的個性在正向引導下得到充分發展,形成正確的世界觀、人生觀、價值觀。以科學與人文融合理念為引領,以追求科學與人文的完美結合為價值取向,探索科學領域、人文社會領域、藝術領域各學科相互銜接與整合的策略,對于培養優秀教師,塑造教育家,有著很強的現實針對性和深遠的歷史意義[10]。

5.2 重視在職教師科學素養的提升

教師素質提升的問題主要集中在“培養”“教師素質” “教師”等方面。為滿足學生對自然現象與科學技術的好奇心,需重點提升在職教師的科學素養。教師要結合學科特點,深入鉆研教材,找到相關的科學元素,利用課堂教學與學生一起動手操作,激發學生學習科學知識的興趣。學校可開展課題研究,培養教師的創新探究能力,促使教師在教研過程中不斷反思教學過程中的問題,交流解決辦法,豐富教學經驗,共同探討課堂活動的可操作性,激發教師的教學積極性。教師在工作之余也可利用網絡信息技術,充分挖掘適合自己的線上學習資源,提升自己的專業能力。

5.3 進一步提升科學教育的重要戰略地位

科學教育的問題主要集中在“科學教師”“小學科學”“創新能力”等方面。科學技術越來越深刻地影響著人們的日常生活,提升公眾的科學素養,使其成為具備創新實踐能力的高素質的國家建設者,是科學教育的主要目的。

1)強調科學課程的重要性。我國全面推進素質教育、發展終身教育,科學教育肩負著青少年創新精神和實踐能力培養的重任。要進一步強調和突出科學課程的地位,改變科學課作為“副科”的現狀,加大對科學課程的投人,讓科學課成為學生、家長和社會都重視的核心課程。提升科學教師的工作積極性,使其在工作中獲得更多成就感。隨著社會發展,我國科學教師的數量及質量都有較大幅度的提升,但與形成適應現代化發展新征程的高質量科學教育體系還有一定的距離。應加大科學教師的培養力度,尤其是要增加小學科學教師的數量,進一步降低生師比,促進科學教學更好地發展。

2)充分利用校外科學教育。學生的校外教育是我國教育事業的重要組成部分,也是對學生進行素質教育的重要途徑之一,教師可以帶領學生走進科技館、博物館等校外的科技場所,通過參觀和學習,實地了解最新的科技發展情況,不斷改進課堂教學方式,在教學過程中為學生創設自主、合作、探究的空間,引導學生發現問題、解決問題,提升學生的創新意識和實踐能力。