機能學實驗教學研究的CiteSpace知識圖譜分析

陳夢，儲著朗，趙福建，張洪影

機能學實驗教學研究的CiteSpace知識圖譜分析

陳夢，儲著朗，趙福建，張洪影

北京中醫藥大學中醫學院，北京 100029

探討國內機能學實驗教學的研究內容和熱點，為后續研究提供思路。檢索中國知網、萬方數據及維普期刊網自建庫至2022年11月30日發表的機能學實驗教學相關文獻，通過CiteSpace軟件對發文量、作者、機構、關鍵詞等進行可視化分析，繪制知識圖譜。經篩選共納入982篇文獻，發文量呈增長趨勢并保持一定熱度；初步形成多個合作團隊，但團隊之間并無關聯。作者合作發文較多，獨立發文較少。教學改革仍是機能學實驗教學研究的熱點。教學方法的改革創新始終是研究熱點，今后應加強機構合作與交流，共同探討課程建設機制。

機能學實驗；文獻計量；CiteSpace

機能學實驗課程是用實驗手段研究動物或人體的功能活動規律及其在病理狀態或藥物干預下的變化，既是醫學基礎課程體系的重要組成部分，又是基礎醫學與臨床醫學的橋梁課程。該實驗課程與理論教學相互呼應，是培養醫學生動手能力、知識綜合能力、自主學習能力和創新實踐能力的重要環節，在人才培養的過程中具有不可取代的地位[1]。CiteSpace是應用于文獻計量研究的軟件，該軟件可快速分析文獻的主要信息，制作可視化圖譜，展示該領域的研究熱點和研究前沿，因此被廣泛應用[2-4]。本研究利用CiteSpace軟件對國內關于機能學實驗的研究文獻進行系統分析，并繪制作者、機構及關鍵詞圖譜，總結機能學實驗教學的研究內容及熱點，以期為今后的實驗教學改革提供參考。

1 資料與方法

1.1 文獻來源

在中國知網、萬方數據及維普期刊網以主題詞“機能學實驗”進行搜索，時間為建庫至2022年11月30日，分別得到822篇、862篇、555篇文獻。

1.2 數據處理

將文獻導入NoteExpress軟件，刪除重復文獻1102篇，再刪除缺失文章關鍵信息、與研究內容無關的文獻155篇，最終篩選出982篇文獻，文獻題錄以Refworks格式導出。

1.3 參數設置

處理好的數據導入CiteSpace 6.1.R3軟件進行定量與定性分析，軟件參數設置：時區范圍1995—2022年（第一篇文獻的發文時間為1995年），時間切片為1年；節點類型為作者、機構、關鍵詞。

2 結果

2.1 年度發文量

自1995年出現第一篇與機能學實驗相關的文獻，至今該項研究已延續28年。1995—2004年為快速增長期，發文量明顯上升；2004—2022年為波動增長期，但基本保持年均30篇以上的發文量。對文獻進行線性擬合趨勢增長分析，表明近20年來國內對機能學實驗的相關研究一直保持一定熱度，見圖1。

圖1 機能學實驗相關文獻年度發文量

2.2 作者合作

表1 發文量10篇以上的作者

2.3 機構合作

將發文機構進行合并，如“首都醫科大學機能實驗室”“首都醫科大學基礎醫學實驗教學中心”“首都醫科大學生理學和病理生理學系”“首都醫科大學燕京醫學院”統一合并為“首都醫科大學”。圖譜中共包含240家機構，發文量排名前10位的機構見表2。發文量最多的是首都醫科大學，其次是川北醫學院和大連醫科大學。機構合作可視化圖譜見圖3。將機構名稱進行統一合并，因此各機構內部的學院、附屬醫院合作較多，機構之間的合作較少。根據普賴斯定律[5]計算=5.89，得到高產機構發文量閾值為5.89，即發文量6篇及以上的機構屬于高產機構。本研究中高產機構44個，高產機構發文量為573篇，占文獻總數的58.35%，表明機能學實驗的相關研究已初步形成一定的核心單位。

圖2 機能學實驗研究的作者合作網絡

表2 發文量前10位的機構

圖3 機能學實驗研究的機構合作網絡

2.4 關鍵詞共現

關鍵詞是對研究內容的概括，CtieSpace通過對關鍵詞的提取將研究重點內容可視化。由486個關鍵詞節點和980條連線構成的關鍵詞共現網絡見圖4。研究頻次20次以上的關鍵詞見表3。節點的中介中心性與影響力呈正相關，中心性>0.1被認定為核心節點。實驗教學（0.47）、機能學（0.33）、教學改革（0.21）是核心節點，說明教學改革仍是機能學實驗教學研究的熱點。

圖4 機能學實驗研究的關鍵詞共現網絡

表3 研究頻次20次以上的關鍵詞

2.5 關鍵詞聚類與時間線分析

對文獻包含的486個關鍵詞進行聚類分析，共生成10個有效聚類。聚類模塊值Q=0.5372（Q>0.3即聚類結構顯著），平均輪廓值S=0.8093（S>0.7即聚類合理），說明聚類結果可靠[6]。主要涉及總體實驗教學改革（#0實驗教學、#1機能學、#2教學改革、#3實驗）、開展實驗的主要領域（#4醫學教育、#6醫學院校）、動物實驗研究（#5家兔、#9實驗動物）、教學模式的探索（#7教學方法、#8探索），見圖5。

對關鍵詞聚類進行時間線分析。機能學實驗教學改革的研究（#0實驗教學、#1機能學、#2教學改革、#3實驗）從2000年左右開始起步，時間跨度大，研究寬泛。實驗動物（#5家兔、#9實驗動物）及教學方法的研究（#7教學方法、#8探索）起步稍晚，后續研究還應增強，見圖6。

2.6 關鍵詞突現

通過突現強度的展示，排名前5位的是微課、翻轉課堂、改革、綜合實驗、虛擬實驗；從研究時間看，2012年后集中于虛擬實驗、虛擬仿真、翻轉課堂、微課等教學方法及教學模式的研究，見圖7。

圖6 機能學實驗研究的關鍵詞時間線

圖7 機能學實驗研究的關鍵詞突現

3 討論

本研究采用文獻計量學對中國知網、萬方數據、維普期刊網三大數據庫自建庫以來的機能學實驗相關文獻進行歸納整理，從年度發文量、作者、機構、關鍵詞的角度進行可視化分析。

3.1 加強交流合作，促進學科發展

發文量波動上升，線性擬合趨勢呈增長狀態，年度最高發文66篇，表明學者對該領域的研究持久不斷。作者之間以合作發文居多，獨立發文較少，初步形成幾個高產的研究團隊。發文機構形成以首都醫科大學、川北醫學院、大連醫科大學、遵義醫學院等為主的高產機構，機構內部如院系之間、大學與附屬醫院之間合作較多，但院校之間合作很少。因此，從學校層面應加強頂層設計，促進院校合作，提高對教師技能培訓的力度，鼓勵青年教師參加技能培訓等繼續教育，促進基礎教學與臨床實踐的深度融合；從團隊層面，開展集體備課、組織參加教育教學交流等，建設應用型實驗實訓師資隊伍，促進機能學實驗學科發展。

3.2 分析熱點內容，掌握研究動向

關鍵詞可展示該領域的研究熱點，具有導向作用。運用CiteSpace軟件制作機能學實驗文獻的關鍵詞共現、聚類、時間線和突現圖譜，結果顯示虛擬仿真、翻轉課堂、微課等新興的教學手段和教學方法是近幾年研究的熱點內容。

虛擬仿真技術是利用計算機生成模擬環境，創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統[7]。實驗教學是醫學教育的重要環節，醫學生通過大量的實驗才能獲得操作技能，但受到實驗資源、實驗環境、實驗室條件、線上教學等原因，一些實驗無法進行實操，因此虛擬仿真技術的廣泛應用成為解決此問題的關鍵。虛擬實驗既可彌補傳統實驗的不足，又可實現資源共享，是實驗教學改革的趨勢[8]。虛擬仿真對機能學實驗的優勢很大，學生可在課前模擬實驗，使真實實驗的準確性、成功率得到提高，增加學習興趣，也適用于遠程教學、線上教學，促進教學教育信息化改革，提高教學質量[9-10]。

翻轉課堂的出現改變了傳統教學模式，調整了課堂內外的時間及教師和學生之間的關系，原本以教師為中心的教學活動轉變為以學生為中心，由傳統的“以教定學”理念改變為“以學定教”，更益于培養學生的自主學習能力，促進學生的深度學習，同時也提高對教師自身的要求，扎實專業基礎知識，對課程教學資料進行有效的整合和更新[11-13]。

微課是指5～10min的短小精悍的教學視頻，重點在內容的選擇和設計上，以資料圖片、視頻為主，注重實用性，解說要求簡明扼要，對學生具有較高的吸引力，在機能學實驗教學中實現基礎與臨床之間的交叉滲透，促進醫學生臨床思維的構建，取得較好的教學效果和學生的滿意度[14-15]。

各種新型教學方法和教學模式的運用，最終目的都是為提高教學質量，為培養醫學生的綜合素質能力奠定基礎。這也對教師提出更高的要求，教師必須與時俱進，不斷積累學習，既要有扎實的專業知識和操作能力，又要及時接受新技術，交叉利用多種現代化的教學手段輔助傳統教學。

3.3 加強課程建設，開展長效育人機制

要培養既具有醫學專業能力、綜合應用能力、科研創新能力，又具有人文底蘊、專業素養、國際視野、科研精神的新時代復合型人才，實驗教學是重要環節，實驗室和實驗課是主要陣地。通過文獻分析，關于實驗室建設及課程體系建設的研究并不多，因此立足人才培養的要求必須加強課程建設。

加強機能學實驗室建設是改善硬件設施的必然要求。在實驗室現有條件的基礎上，增加信號采集處理系統、虛擬仿真教學系統等基礎設備，打造更加智能化、數字化的實驗教學平臺。

加強教學團隊建設是改善軟件設施的基本要求。構建結構合理、師風優良、科教研一體的師資隊伍，包括實驗教輔人員綜合素質的提升，鼓勵教師從事實驗教學改革，創造利于教師成長的條件。

醫學是關乎生命的學科，醫學生將來要承擔治病救人的責任和使命，必須要用更高的道德標準要求自己，因此在醫學院校進行思政教育尤為重要。實驗課承載的思政元素和可融入思政教育的模塊較多，將社會主義核心價值觀和中華優秀傳統文化教育等內容融入機能學實驗教學的全過程，加強課程思政建設，才能開展長效育人機制。

綜上，機能學實驗教學的研究目前處于相對穩定的階段，研究數量較多，但缺乏高水平的文章，因此應繼續拓寬研究的深度和廣度。教學方法一直是該領域的研究熱點，多種方法的綜合運用可提高課堂效率，改善整個教學環境。今后還應繼續革新教學方法，而不是在現有的基礎上進行各種方法的組合。在科技飛速發展的時代，應在硬件和軟件方面共同革新，加大實驗室建設力度，融合多領域的文化教育，滿足人才培養的需求，助力機能學實驗教學的發展。

[1] 胡浩. 機能學實驗[M]. 4版. 北京: 高等教育出版社, 2021.

[2] 方圓, 劉光輝, 鄭永征, 等. 基于CiteSpace的視網膜靜脈阻塞中醫藥治療文獻可視化分析[J]. 中國中醫眼科雜志, 2022, 32(10): 773–778.

[3] LIU X, ZHAO S, TAN L, et al. Frontier and hot topics in electrochemiluminescence sensing technology based on CiteSpace bibliometric analysis[J]. Biosens Bioelectron, 2022, 201: 113932.

[4] GENG Y, ZHU R, MAIMAITUERXUN M. Bibliometric review of carbon neutrality with CiteSpace: Evolution, trends, and framework[J]. Environ Sci Pollut Res Int, 2022, 29(51): 76668–76686.

[5] 王勛鴻. 幾種高頻詞閾值計算方法的實證研究——以國內高校信息素養教育研究數據為例[J]. 晉圖學刊, 2023(3): 30–38.

[6] 李杰, 陳超美. CiteSpace科技文本挖掘及可視化[M]. 北京: 首都經濟貿易大學出版社, 2016.

[7] 鄒湘軍, 孫健, 何漢武, 等. 虛擬現實技術的演變發展與展望[J]. 系統仿真學報, 2004, 16(9): 1905–1909.

[8] 王曜暉, 周萬津, 姚新生, 等. 醫學虛擬仿真實驗教學中心的建設與探索[J]. 基礎醫學教育, 2018, 20(12): 1128–1131.

[9] 杜艷偉, 張馨月, 宋丹寧, 等. 機能實驗學的虛擬仿真實驗教學平臺設計[J]. 電子技術, 2022, 51(5): 100–103.

[10] 龍瑤, 胡燕, 盧研宇, 等. 醫學機能虛擬仿真實驗在遠程教學中的應用[J]. 實驗室科學, 2022, 25(2): 163–166, 170.

[11] 朱文輝, 柴月天. 翻轉課堂技術化的再思考[J]. 當代教育科學, 2022(7): 47–54.

[12] 翟萍, 陸慧. 應用型本科高校翻轉課堂實施的現狀調查研究[J]. 高教學刊, 2022, 8(26): 60–63, 67.

[13] 孫健, 李姝, 李爽, 等. 線上線下混合式教學在醫學機能學實驗教學中的應用探討[J]. 中國繼續醫學教育, 2022, 14(17): 1–4.

[14] 吳蘭, 王紅衛, 張穎, 等. 微課與虛擬仿真實驗平臺在機能學實驗混合式教學中應用[J]. 中國高等醫學教育, 2021(8): 47–48.

[15] 于化新, 馬丹, 劉旭東, 等. 以臨床思維培養為導向的微課在生理學教學中的應用[J]. 中國高等醫學教育, 2020(2): 71–72.

Analysis of CiteSpace knowledge graph in functional experimental teaching research

School of Traditional Chinese Medicine, Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100029, China

This paper probes into the research contents and hotspots of functional experiment teaching in China, and provides ideas for the follow-up research.Literature related to the functional experiment teaching published on CNKI, Wanfang Data and VIP from their self-built database to November 30, 2022 was retrieved, and the number of publications, authors, institutions and keywords were visually analyzed by CiteSpace software to draw the knowledge graph.After screening, a total of 982 literatures were included, and the number of literatures reported an increasing trend and maintained a certain amount of attention. A number of cooperative teams were initially formed, but there was no correlation between the teams. The authors published more collaborative papers than independent ones. Teaching reform was still the focus of research on functional experimental teaching.The reform and innovation of teaching methods has always been a research hotspot, and institutional cooperation and exchange should be strengthened in the future to jointly explore the mechanism of curriculum construction.

Functional experiments; Bibliometrics; CiteSpace

R-058

A

10.3969/j.issn.1673-9701.2023.28.010

北京中醫藥大學教育科學研究課題（XJY21009）

儲著朗，電子信箱：zhulangchu@bucm.edu.cn

（2023–01–03）

（2023–09–14）