素养视角下的中学化学教学热点和发展趋势研究

2019-10-22卢雨辰

化学教与学 2019年9期

卢雨辰

摘要：运用文献计量学的方法，以中国知网期刊数据库中关于中学化学素养主题的文献为数据源，借助CiteSpace软件绘制关键词共现知识图谱和研究前沿时序图谱进行可视化分析，对中学化学素养研究的研究演进、热点和趋势进行分析总结，以期为“素养为本”导向下的中学化学教学提供参考。

关键词：素养;化学教学;知识图谱;CiteSpace

文章编号：1008-0546（ 2019）09-0002-04

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.09.001

自21世纪以来，素养的研究已经成为世界范围教育领域内的热点。联合国教育科学及文化组织、经济合作与发展组织、美日欧等国家和地区均提出了核心素养概念及相应主张回答学生能够胜任21世纪发展所需的必备能力。培养适应社会的飞速发展的学生必然离不开化学素养的提升与能力的强化。

回顾上一轮课改，2003年版普通高中化学课程标准“以进一步提高学生的科学素养为宗旨”[1]，通过三维目标的体系，以期实现学生综合素质能力的提高。在实践的过程中，促进了以学生发展为本的课程理念的深入，让科学探究理念进入教学课堂一线，加深了对化学学科的认识，但也不可避免地带来了一些新问题，如课程结构层次的模糊、实验教学被轻视与弱化、多元评价流于形式。为了进一步提高育人水平，2014年教育部文件《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》（以下简称“意见”）把研制学生发展核心素养体系作为深化课程改革的重大举措[2]。2016年9月公布的“中国学生发展核心素养”提出要发展学生三大方面的六大素养，对党的教育方针进一步具体化、细化[3]。基于此，2017年版普通高中化学课程标准提出了化学学科核心素养，搭建了课程与核心素养之间的内在联系[4]。

那么，应该如何基于化学学科核心素养对课程教学进行合理设计？如何以“素养为本”进行评价促进学习方式的转变？这些无疑成为中学化学教学领域面临的非常富有挑战性的课题。笔者试图通过基于近年来有关化学素养研究的已有成果，采用量化分析的方法，对素养视角下的中学化学教学的研究演进、热点和趋势进行分析总结与思考。

一、研究方法和数据来源

1.研究工具和方法

以CiteSpace软件作为研究工具，绘制关键词共现分析图谱、关键词迁移时序图谱进行可视化分析，研究领域内的研究演进、前沿热点[5]。

2.数据来源及处理

以知网期刊文献为数据源，利用高级检索功能以“化学”“素养”为主题，并排除“高等”“大学”“高职”等关键词，检索期限为1999-2019年，检索的截止时间为2019年1月25日，经过筛选并剔除非学术类文献文章得到2150篇中文文献，确定为最终调查分析源数据，对内涵相近的关键词统一化处理后导入CiteSpace软件。

二、数据结果与分析

1.从关键词共现的角度分析研究热点

关键词是对一篇文章主题的概括与凝练，体现着文献的核心与精髓，可以作为研究的重要指标。当多篇文献的关键词具有一定程度相似性时，这些文献的研究领域、研究范式或多或少在一定程度上具有相关性。在CiteSpace软件中，以关键词作为节点类型，时间分区为1年，阈值为Top 50，采用Pathfinder算法，对2150篇文献分析得到關键词共现图谱如图l所示。

关键词频次的多少直接反映了研究热点的总体概况，关键词节点的大小代表词频的多少，节点越大，词频越高，说明受到关注越多。一般而言，频次较高的关键词都是众多研究者关注的研究热点。素养视角下中学化学教学研究高频关键词包括：科学素养、核心素养、化学教学、学科核心素养、实验教学、探究性实验、科学探究等。不难发现，学者们针对化学素养的研究较为关注化学实验、科学探究、化学知识等领域，这也与化学课程教育目标有着密切的联系。

综合对关键词的词频和相关文献的分析，可以列出几个有代表性的热点：科学素养、核心素养、化学教学、化学实验。这些关键词热点的频次与时间关系如图2所示，可以大体分为两类。第一类是持续型热点，包括科学素养和化学实验。科学素养的频次为479次，呈现出一种稳健增长的态势。化学作为一门基础科学，能发挥提升学生科学素养的作用，学科研究必然站在科学素养的角度指导课程的组织、教学的设计和评价的导向。在科技飞速发展、创新蓬勃涌现的当下，科学素养成为人必须具备的素养，“中国学生发展核心素养”也要求发展学生科学精神、实践创新素养。因此，如何依托化学知识与理论，利用化学学科前沿的新突破、新进展、新发现提升学生科学素养，仍需要我们关注。化学实验的频次为155次，2000-2014年间呈现平稳发展趋势，2015-2017年间呈现增长趋势。化学是以实验为基础的学科，开展化学实验教学可以从不同角度、不同维度去正确认识物质组成与变化，更能激发学生的学习兴趣。此外，用好探究性实验给予学生思考问题的空间，能更大程度促进学生自主学习与探索，发展学生演绎推理、系统假设等思维能力。

第二类是增强型热点，包括核心素养与化学教学。核心素养的频次为469次，呈现急剧增长趋势。自从“意见”中将核心素养提升到了重要地位，学科教育就从三维目标的“能力为本”逐步转变为核心素养的“素养为本”。学科核心素养的培育依托于学生建构和获得的化学知识本身，教学才是最佳的出发点与落脚点。与之对应的关键词“化学教学”频次的迅速增强，某种程度上也是关于学科核心素养的研究增多的反映。

2.从聚类图谱的角度分析研究类型

聚类分析是通过分析关键词的相似程度，并利用CiteSpace绘制了关键词聚类知识图谱（图3），得到8个聚类。

聚类#0“核心素养”为最大的聚类，包括“化学素养”“科学素养”“人文精神”等。研究者们围绕素养这一核心聚焦于中学化学的课程、教学、评价开展研究。这里的核心素养不仅包括“中国学生发展核心素养”，也包括此前学者从不同视角对中学化学教学中应培育的核心素养所做的探索性研究，如从化学教育的角度研究如何在课程中实施素质教育，提升科学素养[6]。

聚类#1“实验教学”包含“实验创新”“数字化实验”等。实验能够增强学生对化学的感性认识，也能够有效提高化学教学质量水平[7]。在这个聚类中，研究者对发展素养的化学实验教学进行了不同角度的实践与思考，如建构问题解决的思维模型，唤醒学生的创新意识[8]。

聚类#2“科学探究”包含“探究性实验”“自主探究”“情境体验”等。科学探究能力，是课程标准的要求，也是为了更好地适应科技飞速发展的时代所必需的技能。研究探索更多聚焦于如何在化学教学实践中培养学生的科学探究能力[9]。

聚类#3“教学建议”包含“教学实施”“教学设计”等。研究以化学知识、化学原理为载体，在实施中学化学教学的过程中，强调学科本质与思想方法，关注素养与知识的融合，发展化学学科能力[10]。

聚类#4“思维模型”包含“模型认知”“证据推理”等。模型与建模是学习中不可或缺的认知与能力，创建能够解释现象变化的模型也是从事科学活动的必备能力[11]。通过建立模型，可以将研究的实体或过程抽象化，解释化学现象和揭示现象的规律。

聚类#5“高考”包含“命题策略”“命题特点”“高考改革”“试题”“复习策略”等。高考是教育的“指挥棒”，领域聚焦于研究考试命题的策略、内容改革、综合能力考查和多元能力考查思路，并在试题中探索、渗透学科素养考核[12]。

聚类#6“新课程”包含“三维目标”“课程标准”“课程改革”等。研究者围绕新课程改革，探讨化学课堂教学问题情境设计的多种方法，强调提高学生科学素养，发展教学设计，转变教学范式，引导学生学习方式的转变[13]。

聚类#7“学科核心素养”包含“培养策略”“构成体系”“核心能力”“学业要求”等。学科核心素养是当下最受关注的热点，学者们越来越多地从培养策略、构成体系等多层次、多角度开展研究，探讨化学核心素养的构成体系与培养策略[14]，从化学的学科价值、育人价值等角度分析建构化学学科核心素养的途径[15]，以及如何实现“教、学、评”的一体化[16]。

3.从时序图谱的角度分析研究演进

为了进一步分析素养视角下中学化学教学研究的演进历程，采用CiteSpace绘制了关键词时序图谱（图4）。在时序图谱中，所有节点被定位于横轴为时间的二维坐标中，按照关键词首次出现的时间，不同的节点被放置在相应的时区内。

在素养研究演进的过程中，起初聚焦于化学教学过程中的科学素养培养;2003版课标颁布后.更多地从课标的角度解读、分析提升素养的方式方法;随着课改的进一步深入，研究者们致力于基于素养的理念构建与实践教学设计、教学策略和课堂教学，提升学生基础知识和基础能力，培养学生的综合素质;2014年核心素养理念的提出，使学者研究核心素养的热情与积极性达到了顶峰，研究聚焦于化学学科核心素养与深化课程改革，与课堂教学实践活动，与学生综合素质的评价转型相结合[17]。

三、结论与建议

纵观这二十年素养视角下中学化学教学的研究演进与热点，能对今后开展“素养为本”的化学学科核心素养研究提供一定的参考。

第一，通过对关键词热点与研究类型的分析发现：研究内容覆盖面广，研究热点涉及科学素养、核心素养、实验教学、科学探究、教学建议、新课程等领域。但无论是“科学素养”的研究，还是“核心素养”的研究，二者所秉持的理念都可归于“素养”。但前者通过化学课程培养学生的科学探究能力和素养，后者转变为用化学学科的科学观念、思维、实践发展化学学科核心素养，研究的视角从“科学”转变为“学科”。尽管视角发生转变，但要让核心素养在中学化学中落地，就要重视理论与实证的结合，更要注重学科核心素养的引领，基于化学学科核心素养的视角有效进行化学课堂教学设计。

第二，通过对研究演进时序图的分析可见，从科学素养到化学学科核心素养是课程改革深入的必然产物。早期研究关注科学素养、化学教学等，中期关注教学设计、教学策略等对素养的提升作用，后期则关注核心素养和对学科核心素养的挖掘。研究内容涵盖了中学化学教学的多个分支领域，研究对象包括化学课程、教学设计、教师发展、教材研究等，研究视角从理论到实践，研究方法从定性到定量。可以看出，研究经历了理论技术层面及教学实践层面等多维度、多层面的发展过程。

第三，可以预见，未来开展“素养为本”的中学化学教学研究，于课堂教学而言，既是挑战，更是机遇;于综合素质评价而言，既是难点所在，更是必然要求;于化学学科建设而言，既是动员令，更是施工图。必然要将核心素养与教育教学实践结合，落实“教、学、评”一体化的要求，才能促进学习方式的转变，使学生的学科素养得到发展。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2003：2

[2]中华人民共和国教育部，关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见[EB/OL].http：∥www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s7054/201404/167226.ht—ml， 2014-03-30

[3]柴葳，刘博智，六大素养树立学生成长“标杆”[N].中国教育报，2016-09-14（1）

[4]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：3-4

[5]李杰.CiteSpace科技文本挖掘及可视化（第二版）[M].北京：首都经济贸易大学出版社，2017

[6]刘知新.谈化学教育与科学素养[J].化学教育，1999（9）：1-4

[7]叶剑强，陈迪妹，郭文斌，我国2001-2013年中学化学实验学习研究热点的知识谱图[J]化学教育，2015，36（3）：5-9

[8]江旭峰，陆燕海，让核心素养在化学教学中落地——基于中学化学实验应用与创新视角[J]中学化学教学参考，2017（19）：4-9

[9]吴晓红，康志宁，马英.基于CiteSpace的化学科学探究研究可视化分析[J].化学教学，2018（9）：23-26

[10]周业虹，浅谈学科核心素养视角下的高中化学教学策略[J].中国考试，2017（2）：47-51

[11]杨玉琴，化学核心素养之“模型认知”能力的测评研究[J].化学教学，2017（7）：9-14