21世纪以来国内小学科学教育研究进展——基于知识图谱CiteSpace可视化分析

钱王乾一

（杭州师范大学 浙江·杭州 311100）

1 研究目的

科学知识图谱是以知识域为研究对象，呈现科学知识发展进程与结构关系的一种图像，具有“图”和“谱”的双重性质与特征，是进行量化研究的有力辅助工具。

随着21世纪我国在小学科学教育方向的数次政策改革，本文对近21世纪以来年我国小学科学教育情况进行几个方面的浅析。分别从四个方面—发表时间、研究热点、核心研究团队进行科学图谱计量以及可视化分析，进一步呈现国内小学科学教育理论以及其衍生课题的前沿热点，力图为中国基础阶段的科学教育理论完善与实践给予可靠的参考。

2 研究设计

2.1 数据来源

本文以2000—2021年为时间节点，以小学科学为主题，逐一进行检索，在CNKI数据库检索中文核心期刊文献共431篇，经过滤筛选后获得有效文献总计296篇。

2.2 研究方法

采取知识图谱分析法，将选用的296条核心期刊的参数导入基于JAVE的可视化分析软件CiteSpace V，并且进行文件格式转换，所分析文章的时段跨度定为2000—2021，依据所要探究方向的异同，选定相对应的收集节点，有目的的呈现国内小学科学教育研究领域的各类知识图谱。

3 研究结果与分析

3.1 发文时间分布

论文发表数量与时间的关系能直观地反映某个领域的发展速度与历史规律，同时对未来可能的趋势作出初步的判断。我国小学科学教育研究发文量如图1所示，从图可观察到大概分为平稳增长期、停滞期、急速增长期三个阶段，依据历史数据来看小学科学教育可能将在相当长的一段时间内维持平稳上升的趋势。

图1：2000—2021年我国小学科学教育研究发文时间分布

3.2 关键词分析

进入CiteSpace V界面，选择关键词（keyword）选项并把阈值设定为初始，生成小学科学教育研究的热点图像。如图2所示，数据表明，各类小学科学教育研究主要围绕着小学科学等关键词展开，紧随其后的小学科学相关的教学、课程、教师等都是构成小学科学教育发展的基本要素。

图2：2000—2021年我国小学科学教育研究热点图谱

对关键词知识图谱的各关键词进一步分析归类发现，21世纪以来小学科学教育研究主要有三个大方向：一是小学科学教学；二是小学科学课程与教材；三是小学科学教师。

（1）由关键词共现图观察小学科学教学这一节点，其与探究性学习节点、科学探究节点等紧密相连。目前探究式教学被国际科学教育界所提倡和推行，国内小学科学教育也开始效仿基于探究式教学的教育模式。当下我国新课改的步伐愈发稳健，在构建基础科学教学课堂高效化的同时，合理推广基础科学探究式教学。另外，STEM教育作为一种全新教育理念进入大众的视野，在我国偏于应试教育的大环境下，STEM（STEAM）教育的出现毫无疑问是一股涤荡浊潭的清流，在信息技术飞速发展的时代，以STEM教育为代表的理念和模式相比于传统教学很可能是天才教育更优秀的选择。

（2）21世纪以来，基础课程标准的突出变化有：开始进行科学课程的时间从原先的三年级调至一年级；课程目标内容由分学段进行转向由学习进阶所得的成果进行；用大框架、深概念引导教学内容。

除了上述关键要点以外，高质量教科书的研制、有针对性的教研活动、精心设计的教师专业发展培训、基于现代技术开发的课程资源、教师积极改革实践的投入等，也将成为课程标准实施的关键。

（3）值得注意的是，绝大多数文献中都或多或少提出了对作为在教学实施中居于主体地位的小学科学教师的要求。据统计，2015年，专科学历的科学教师占总数51.6%；本科学历的科学教师占总数35.6%；高中学历的科学教师占总数11.9%；研究生学历的科学教师仅占总数0.7%。教师承担着文化的传播者的角色，学生的全面发展，在一定程度上取决于教师文化知识的广泛性和深刻性。鉴于以上情况，当前的小学科学教师应当引进更多拥有扎实的、相关理论基础的研究生，有利于实现我国小学科学教育自下而上的质变，采取有力的政策措施吸引高校研究生投身小学科教是未来学校教育的发展趋势。

3.3 核心研究团队

运用 CiteSpace V软件，先选择“author”，再选取“institution”作为收集节点，分别获取2000—2021年研究小学科学领域的作者以及各类发文组织的结构图像。

由图可见，孟令红及孙跟班等团队建树颇多，但是根据图中各作者的连线密度可知我国小学科学教育合作研究处于初步发展阶段，绝大多数研究者并不是合作研究。另外，通过已经存在的合作关系来看，合作者多为研究方向接近的师生或同事关系，几乎不存在交叉学科相关研究；从作者合作机构而言，不存在有高校作者与小学作者合作。

图3：2000—2021年我国小学科学教育研究核心作者图谱

分析高产单位合作网络分布，可以得出：首师大、华东师大等以及一些教育研究所对国内小学科学教育领域了提供可观的研究材料和阶段性理论。但是除极少数机构外，鲜有合作化的趋势，大体上处于各自独立的研究状态。为促进小学科学教育研究领域的学术共享、资源开发，进一步对该领域进行深入研究，十分必要建立多点共同发展的学术辐射集群。

未来小学科学课在基础课程中的权重逐步增加的情况下，核心研究团队势必呈现交融化的合作趋势。因此，研究成员之间的实践与理论交流十分重要，特别体现在小学一线执教人员与高校理论研究成员之间。研究人员团队化、多元化是确保后续小学科学教育研究分析的深度更上一层楼的有力保证。

图4：2000—2021年我国小学科学教育研究核心机构图谱

4 结语

21世纪以来，我国小学科学教育研究大致呈现出三大阶段，平稳增长期、停滞期、急速增长期。从各类热点关键词不难看出并未涉及科学教育的上层建筑，可以发现小学科学教育在短时间内离不开相关基础的调查研究，就现阶段而言小学科学课在某种程度上以初中物理、化学、生物的衔接课程而存在，研究尚未拥有独立的理论体系，具有一定的依附性。科学执教者的培育与引进、基础科学课程以及教学模式的适应问题仍是当下需要去关注的基础方向。国内小学科学教育领域研究人员进行论证研究的过程之中，要在掌握必备的论证研究知识的基础上，依据问题分支导向的差异，挑选在最符合特定情境的基础知识。另外，作者和研究机构的合作密度非常低，对此现状应当从改变小学科学课程的地位着手，进一步重视小学科学教师的相关高校专业培养，建立小初高大学间互相联系的、规范化的科学教育程序，形成高校的理论与小学课堂的实践相结合的、多元共建的小学科学教育研究模式。

本文使用软件 CiteSpace将我国小学科学教育研究的学术前沿、动态、规律进行可视化操作，将内容更为清晰地呈现给读者，希冀于为今后深入探索小学科学教育的人员与机构组织提供有价值的参考。