2009-2019年高中生物学实验及其教学研究文献计量分析

傅一挺 吉莉 窦修婷 支兰 陈延松

摘 要：基于CNKI收录的2009-2019年高中生物学实验及其教学研究文献，运用文献计量分析方法，揭示了近十年来该领域的热点问题及未来潜在趋势。研究表明，近十年来，新一轮高中课程改革是推动高中生物学实验及其教学研究的根本动力;热点主题主要集中在实验教学策略、实验探究和高中生创新能力培养等方面。展望未来，在新课改背景下，强调教学重实践，高中生物学实验的地位势必将得到进一步加强，其教学目标也势必凸显对高中生生物学学科核心素养的培养。

关键词：高中生物学实验;社会网络分析;聚类分析;多维尺度分析

中图分类号：G64          文献标识码：A          文章编号：1673-9132（2021）07-0003-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2021.07.001

生物学实验是高中生物学教学的重要环节，对培养高中生生物学核心科素养具有重要价值[1]。随着新一轮基础教育改革的逐步深入，教学过程重实践成为了高中生物学教学改革的重要理念之一。不难理解，加强生物学实验教学改革是实现高中生物学教学过程重实践理念的主要手段。自1986年以来，生物学教材中实验内容比重逐步提高，但仍然与国外先进的教学理念存在较大差距。因此，教育研究者还需要科学认识高中生物学实验及其教学研究的重要性，深入剖析该领域目前现存的不足之处，寻找改革突破口以推动高中生物学实验教学效能不断提升。

文献计量学研究能够有效展现某一教育研究领域的研究现状[2]。有鉴于此，本文试图梳理国内近十年已发表的关于高中生物学实验及其教学研究文献，揭示该领域当前研究热点主题并预测未来研究趋势，研究结果将对我国高中生物学实验及其教学研究的发展提供有益的参考和借鉴。

一、数据来源、统计和分析

本文数据源于2009年1月1日至2019年12月31日被CNKI数据库收录的全文文献。计量时，以“高中生物学实验”为主题词进行检索，删除与检索关键词无关文献，最终得到1126篇文献，其中期刊879篇，学位论文211篇，会议28篇，报纸8篇。

将所获得文献用Bicomb软件提取关键词，经过修改合并同类关键词之后得到1344个关键词，并对关键词的频次进行统计分析。依据高频关键词阈值计算公式N =，得N = 36，即词频数为36及以上的为高频关键词[3]。按此标准，仅有10个关键词符合条件，为了更好地分析高中生物学实验及其教学研究主题之间的关系，我们选取了词频数为20及以上的为高频关键词，共23个。然后，用SPSS 19.0和Ucinet 6.0软件进行聚类统计、多维尺度分析以及社会网络图的绘制，解析高中生物学实验及其教学研究热点主题群及其内在联系。

二、研究结果

（一）高频关键词的统计及分析

文献的关键词能够直接反映文献的主题，分析高频关键词能够初步看出研究热点与主题间的关系[3]。从表1中关键词的排序可以看出近十年来高中生物实验研究领域的热点和趋势。除去主题检索词相似的“高中生物学”和“生物学实验”外，“实验教学”“实验探究”“创新能力培养”“生物教材”“新课改”等也是该领域的研究热点主题。

（二）社会网络分析

将高频关键词的共现矩阵导入Ucinet6.0软件，绘制出社会网络图，节点用方形表示，节点的大小表示其在网络中的作用及影响力[4]，如附图1 A所示。近十年高中生物学实验的研究主要围绕“实验教学”和“实验探究”两大关键词展开，可以认为是目前研究的热点方向。与“实验教学”相连的是“创新能力培养”“实验改进”“生物教师”“新课标”等关键词，说明在新课程背景下生物实验教学的地位逐步提高，学生通过亲身实践，加深生物学知识的理解，提升知识的应用能力;生物教师在实验中不断改进方案，设法在实验中激发学生探究的热情，提高学生的创新能力[5]。与“实验探究”相连的是“核心素养”“生物教材”“新课改”“质壁分离”“滤液细线”等关键词，说明新课改背景下，生物新教材的更替，生物教师更加注重培养学生的科学思维和科学探究能力，提高学生的生物学核心素养[6];而探究实验的研究多为探究植物质壁分离现象、提取素色等经典实验，而对于其他探究類实验的研究有待增加。

（三）高频关键词的聚类分析和多维尺度分析

除去两个主题词“高中生物学”和“生物学实验”，将其余21个高频关键词用SPSS 19.0进行聚类分析得到关键词聚类分析图，如附图1 B所示。经过多维尺度分析，结果如附图1C所示。分析得到Stress=0.30632，RSQ=0.73378，说明所得数据表明该研究拟合效果较好，能够反映高中生物学实验研究关键词之间的关系。因此，根据关键词之间的密切程度对关键词分类，将关键词分为5个组，能够直观呈现出2009-2019年间高中生物学实验及其教学研究的热点和趋势。

第1类关键词：实验教学。在生物实验教学中，学生借助仪器观察生命活动和生命现象，研究讨论并归纳出生物学一般结论，这样的教学形式相比于直接传授知识更能激发学生的兴趣和热情，调动学生的积极性。因此，教师要借助新理念模式来融入实验教学，培养学生分析、解决问题的能力，用实践操作来提升教学实效性[7]。

第2类关键词：实验探究。近几年越来越重视知识发生、发展以及发现的过程，将抽象的理论知识转化为直观的实验现象，可以降低学生学习难度，便于理解生物知识[8]。随着教育理念的发展，探究实验在生物教学中越来越重要，在探究性实验中学生能主动参与实验，锻炼学生的实践能力和科学探究能力。

第3类关键词：创新能力培养、新课改、教学策略和生物教材。新课改背景下，新版高中生物教材的出版，我国教育更加注重创新能力和创新人才的培养。在生物教学时，一线教师应积极转变教学理念，探索新的生物实验课程模式。可以适当增加提问环节、编写实验报告、运用多媒体教学等方式改进生物实验教学[8]，在实践中培养学生的创新思维能力。

第4类关键词：有效教学、质壁分离、实验现状、新课标和核心素养。2017年颁发布的《新课标》中提出了生物学学科核心素养，包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。在这样的背景下，学生逐步成為课堂上的主体，老师将课本知识和实验有效结合起来，积极引导学生实践、交流和探讨，培养学生的思维能力，提高学生生物核心素养[9]。

第5类关键词：教学模式、实验改进、优化策略、生物教师、实验设计、滤液细线、高考生物、实验材料，问题和对策研究。高考应试教育模式下，生物实验一直未受到重视，随着教学改革的推行，越来越多的教师开始研究生物学实验在素质教育中的重要性，改进实验材料，优化实验步骤，增强其在素质教育中的作用[10]。针对传统生物学实验中存在的问题，不断优化实验设计，在实验中培养学生的综合素质将会是高中生物学实验的研究热点方向。

三、结语

第一，近十年来高中生物学实验及其教学研究中，“实验教学”“实验探究”和“创新能力培养”等方面是关注重点。第二，随着新课标的颁布，对于生物学核心素养有了详细的描述，核心素养渗透高中生物学实验的各个方面，教师应更加关注对经典实验的优化，挖掘当地特有资源，选择与学生生活贴近的材料，灵活运用实验教学方法，改变实验教学策略，提升实验创新性。在实验教学中培养学生的生物学核心素养，这也将会是生物实验及其教学改革的主要内容。第三，在高中生物学实验及其教学改革中，要从传统的按部就班学习模式，转变为学生是主体，重视学习过程中的实践经历。要突出学生主动参与，在思考生物学问题时形成理性思考的思维方式，提高探究兴趣和实验创新能力，主动探究和研究事物的特性和规律。

参考文献：

[1]王玮.高中生物实验教学之我见[J].甘肃教育，2019（20）：117.

[2]窦修婷，孙娴，齐璐璐.基于共现分析的高中生物学教学研究现状与展望[J].教育现代化，2019（98）：171.

[3]王柳媚，王更强.我国近十年生物教学研究热点与分析[J].中学生物教学，2018（6）：4.

[4]徐柱柱，綦春霞.近二十年（1999-2018）来国外数学教育研究进展——基于WOS数据库3061篇SSCI文献的共词分析[J].外国中小学教育，2018（6）：72.

[5]肖三.浅谈高中生物必修一有关实验的改进和创新[J].科技资讯，2019（17）：84.

[6]彭桂兰，陈嘉慧，唐赟.基于核心素养的高中生物实验拓展式教学分析[J].新课程研究，2019（13）：47.

[7]苏颖.高中生物实验教学研究[J].课程教育研究，2019（26）：198.

[8]陈雪容.高中生物实验教学方法策略研究[J].学周刊，2019（36）：61.

[9]卢丽丽.浅谈新课程背景下高中生物实验课如何进行有效教学[J].课程教育研究，2014（8）：164.

[10]燕艳.高中生物学实验教学研究近况与发展趋势[J].实验教学与仪器，2002（11）：6.