2007—2020年《化学教育(中英文)》“信息技术与化学”栏目刊发文章分析*

米 婷，董春燕，马怀蕊，李艳妮，杨艳华

(昆明学院 化学化工学院，云南 昆明 650214)

《化学教育(中英文)》(CN 10-1515/O6)于1980年创刊，自2006年第12期刊登《利用手持技术探究甲烷的温室效应》以来[1]，“信息技术与化学”栏目的文章在化学教学改革中的推动作用日益明显。化学教学与信息技术整合，可以增加学生参与活动的主动性，具有增加教学质量、提高教学效率、扩充学生知识容量、激发学生潜能和学习兴趣、培养学生创新意识和探究意识等优点。将新的教育观念和教育技术的进步紧密结合起来,把信息技术和学科教学过程紧密的结合起来,让信息技术融合在教学过程中构建新型的教学模式，是实现教育现代化的基本措施。因此，本文以《化学教育(中英文)》2007—2020年间发表于“信息技术与化学”栏目的文章为研究对象，通过分析现代信息技术在化学教学中的应用情况，从期刊论文的数量、内容、作者，以及被引等四个方面的情况进行分析，为广大化学教育工作者提供教学参考。

1 论文数量统计

统计2007—2020年《化学教育(中英文)》“信息技术与化学”栏目刊登论文数量，从一定程度上可以看出化学教育工作者们对“信息技术与化学”相关问题的关注(各年度发表在“信息技术与化学”栏目上的文章数量统计结果详见图1)。

图1 2007—2020年《化学教育(中英文)》“信息技术与化学”栏目论文数量统计

由图1看出，2007—2020年间发表有关“信息技术与化学”的文章共有235篇，年均约16.79篇。《化学教育》杂志自1980年创刊以来，最初1981—1993年为双月刊，1994—2013年为月刊，2014年到目前为止为半月刊。2007—2013年论文主要以月刊形式发表，且论文发表总数量为70篇。其中2007—2011年“信息技术与化学”栏目论文整体数量相差不大，每年收录的相关论文数量约为11篇左右；2012—2013年该栏目论文数量相对较少，2012年论文数量是2007—2020年近14年论文数量最少的，总共才5篇；2014—2020年“信息技术与化学”栏目论文数量整体呈现增加的趋势，总数量达到165篇，其中2019和2020年论文数量都为29篇。

2014—2020年“信息技术与化学”栏目论文总数量为165篇，相比2007—2013年该栏目论文发表的数量增加了95篇，呈现这种现象的原因有：1)2014年起《化学教育》期刊有了较大规模的变化，为满足不同领域读者的阅读需求，从月刊调整为半月刊，每年出版24期。其中，奇数期侧重于基础教育，偶数期侧重于非基础教育(大学化学专业教育、大学非化学专业的化学教育、研究生培养中的化学教育、中等及高等职业教育中的化学教育等)[2]。因此论文刊发数量在2014年开始大幅上升并保持相对稳定。2)随着时间的推移，为了使更多优秀的文章被刊载，2019年《化学教育》期刊又作了较大调整，从开始纸质版出版，到现在直接通过“扫二维码看全文”在手机云端就能下载很多优秀的文章，这样的调整能更好地服务读者，同时也使得刊发论文数量不断增加，2007—2020年间该栏目论文数量最高达到29篇。

通过表1数据的对比看出，期刊由“双月刊—月刊—半月刊”的调整对该栏目论文发表的数量有较大的影响，论文数量的不断增加既反映化学教育工作者们对“信息技术与化学”相关问题的关注，同时也反映《化学教育》杂志社的办刊态度。

2 论文内容统计分析

经统计发现，近14年《化学教育(中英文)》“信息技术与化学”栏目收录文章内容丰富，涉及面较广，化学教育的各个方面都被覆盖。通过对论文内容情况进行分析与讨论，将2007—2020年间收录的235篇“信息技术与化学”栏目的文章，按照研究内容侧重点划分为两个层面：教学软件层面(132篇)、中学化学学科应用层面(103篇)。这两个层面各不相同、各有特点和规律。教学软件层面主要涉及课堂软件、三维软件、绘制软件等等，这些软件应用于化学课堂，使学生更加直观、生动的理解微观知识，有助于探究式教学的开展，复杂的计算简单化，丰富教学课堂的同时提高学生学习化学的兴趣。中学化学学科应用层面主是涉及2007—2020年间有关中学化学教学或中学教科书中相关内容的一些论文，这些论文可以不断更新扩展教师视野、更新知识结构，促进教师专业能力的提高和发展，同时更好地鼓舞和促进更多中学化学教师有关论文的发表。

2.1 教学软件层面

2007—2020年间“信息技术与化学”栏目刊登的132篇论文涉及与“信息技术”相关的软件共109个。其中，课件及课堂软件10个、三维软件9个、绘制软件35个、模拟软件10个、虚拟技术29个、其他软件16个。教学软件可以将化学教学中学生难理解的内容、微观概念及抽象知识，变得更具体、直观，进而提升学生学习化学的兴趣，从而激发学生的潜能，使教学变得生动、活泼，学生学习起来更加轻松。例如：以Flash软件为主要工具，结合Word、ChemDraw、Chem3D、Photoshop和“硕思闪客精灵”等多种软件制作化学实验CAI课件；用Word中的eq域编辑化学符号；Microsoft Graph绘制二元合金相图；SymApps 6.0绘制三维分子模型；Word中快速输入化学符号的技巧和绘制原子结构及化学装置图；ChemWindow 6.0绘制流程图等等。多种软件整合应用于化学课堂，更好地丰富课堂教学模式，针对难以操作、演示的化学实验或微观概念知识，可以借助多媒体进行辅助教学，同时利用多媒体能制作出各种丰富、新奇的化学课件，使课堂变得生动有趣、增强学生学习化学兴趣，促使学生德智体美劳全面的发展同时提高了教学效率。

2.2 中学化学学科应用层面

随着科学技术的飞速发展，化学学科结合信息技术在应用层面的也进行了深入探讨。化学是一门以实验为基础的学科。化学学习的三重表征主要包括宏观世界、微观世界、符号世界。宏观世界是可以观察到的现象；微观世界由分子、离子、原子构成；符号世界包括化学式、化学方程式及元素符号。2007—2020年间该栏目收录的论文，主要涉及中学化学教学中或者中学教科书中相关内容共有75篇。2007—2009年共有16篇，主要包括课件的制作、分子结构及实验装置图和流程图的绘制等。2010—2014年共有23篇，主要包括手持技术和多媒体技术的“电离平衡”教学研究、化学仿真课件与交互仿真定量实验课件应用、体验式学习软件构建化学实验适时教学空间、虚拟感应技术在化学定量实验中的应用、交互技术的学习活动突破共价键教学难点、自主探究性虚拟化学实验设计等。2015—2020年间共有36篇，主要包括利用Spss20.0软件探讨氯化钠胶体制备的最佳条件、数字化手持技术改进“测量化学速率”实验的教学、翻转课堂模式的硝酸与铜反应的创新实验互动课堂、Gaussian软件在高中有机化学教学中的应用、Unity3D交互软件辅助金属晶体结构教学、Materials Studio软件辅助中学化学教学等。信息技术渗透于化学教学中提高了教学效率，促进学生对化学三重表征的更全面理解，学生的学习兴趣逐渐加深，德智体美劳多方面得到全面发展，同时也更好引导教师专业素质发展及终身学习意识的培养，教师全面成长、进步的过程才能更好言传身教，为学生树立好学习榜样。

自2003年“掌上实验室”和“手持技术”等术语首次被华南师范大学的钱扬义提出以来[3-4]，数字化实验成为学者研究的热点，手持技术和传感器也成为这一时期的核心关键词。钱扬义、王祖浩、汤跃明等一批学者将国外流行的数字化实验引入国内，他们寻找或创建可供支撑的理论模型，介绍数字化实验的组成及其特点，分析数字化实验对科学教育的影响及帮助，同时也尝试加入一些理论[5-7]。因研究时间过短，导致此阶段理论研究不够全面，但为之后的数字化实验研究做了良好的铺垫。

2007—2010年为第2阶段，研究队伍中有众多的一线教师加入。这一阶段研究性学习、科学探究、四重表征等话题成为关注的热点。以课件制作为主，研究性学习中引入了数字化实验。课件制作在传统教学和常规教学中得到了改进与创新，依托于数字化实验的科学探究活动、四重表征、研究性学习在此阶段也被慢慢地开展起来。如化学数字化实验的“四重表征”教学模式逐渐被大家接受[8-9]。

2011年至今属于其发展的第3阶段，有关化学数字化实验的研究论文大批浮现，由此化学数字化实验步入飞速发展的阶段。数字化实验的飞速发展主要来自两个方面：一方面是数字化实验仪器厂商加大了宣传力度和加强了与各校的合作力度；另一方面是各地区经济的发展，促使了教育经费逐步提高。数字化实验自身的优势，如实时性、直观性、便捷性等优点备受教育研究者及一线教师的关注与应用[10]。通过数字化实验发展的三阶段可以看出，化学教学与数学化实验相结合，学生对实验现象与数据能更好的掌握，通过数据的深入分析学生可以理解微观原理，学科核心素养中的宏观辨识与微观探析能灵活转变，对验证性实验和探究性实验教学的开展奠定基础，推进信息技术与化学教学的相互融合，学生的实验技能及科学素养也得到培养。

3 论文作者统计

3.1 单独完成与合作完成情况

图2主要统计“信息技术化学”栏目论文第一作者在2007—2020年间单独完成与合作完成的论文数量情况。

从图2中可知，2007—2020年间“信息技术与化学”栏目共收录235篇论文。其中，单作论文共计54篇，占22.98%，随时间递增呈现“下降—上升—下降”的趋势，而2人及以上合作完成的论文共计181篇，占77.02%，随时间递增呈现“上升”的趋势，由此可以得出合作完成的数量远大于单独完成数量。多人合作已成为一种研究趋势，合作研究比单独完成优势更加突出，俗话“三个臭皮匠顶个诸葛亮”，每个个体都有自身的独特性，面对有关论文课题信息，想法、观点各不相同，可以优势互补，互相合作，实现共同发展，使研究内容更完善、全面，研究结果更准确、更具有研究价值。

图2 2007—2020年论文第一作者单独与合作人数的统计

从统计结果中发现，多人合作研究论文中都是高等学校教师之间或是中等学校教师之间的合作，没有中等学校教师与高等学校教师之间的合作。出现这现象的原因有：1)各类学校教师面对的教学对象不同，教师的教学任务与人才培养有所差异，涉及的研究领域范围也不相同。2)高等学校与中等学校教师之间的交流、合作机会较少。高等学校的教育专家较多针对理论基础与实验的研究，而中等学校教师则侧重于实际经验、实践的研究。

中学教师与高校教师应加强合作，合作是一个互补互惠、共同进步的过程，中学教师有丰富的实际教学经验，高校教师可以从这些实际教学经验中了解到教学存在的问题，理论结合实际去发现问题，寻找新的理论突破。高校教师有科学、全面的理论研究实验和基础，中学教师可通过这些理论去支撑实际教学研究的观点，使研究更科学、全面。二者相互合作，优势互补，研究内容会更上一个台阶，同时研究内容更加规范、深入和完善。

3.2 第一作者所在单位分布统计

图3主要统计2007—2020年“信息技术与化学”栏目论文中第一作者所在单位的分布情况，以中等学校、高等学校、研究院所以及其他等四个单位类别展开统计。

其他：卫生学校、学校实验室、教研室、教育部各部门、教师进修学校、示范中心；中等学校：初中、高中；高等学校：某学院、某系。

由图3看出，论文第一作者所属单位分布情况：高等学校共计161篇，占68.5%、其次是中等学校共计50篇，占21.2%、研究所10篇占4.3%、其他学校14篇占6%。通过数量的比较得出，高等学校数量最多，其次是中等学校，而研究所及其他几个所属单位分布都相对较少。造成这样的原因有以下几个方面：

1)高等学校面对的教学对象不同，人才培养方案也不同，为了让学生具备一定教育研究能力，强制要求高校毕业生必须完成相关论文，才能获得相应学位证书。其次高校的教师“要给学生一杯水，自己先要有一桶水，更要成为长流水”，为了更好培养学生的研究能力，高校教师必须先要站在一个前沿发展的角度，通过理论与实践层面深入分析、研究“信息技术与化学”课程整合意义和优势，才能更好地引导学生。

2)中学学校的教师教学工作特殊，教学精力主要投入到日常教学中，学校对中学教师在此方面的要求少，对发表文章的关注度也不高；中学教师教学经验丰富但“研究型”、“专家型”的教师较少，研究意识不强，教师的知识储备侧重于本体性知识，而条件性知识相对薄弱导致教师教育研究能力缺失；学校环境及教学设施相对高校而来言，中学的环境及信息技术硬件设施缺乏，多数要涉及晋升职称的教师才不得不去关注。

3)研究所主要是各地教育隶属部门，较多的是关注试题研究。研究领域的不同直接导致作者在研究所的分布较少。

由图4看出，师范类高校和非师范类高校的论文数偏多，其次是中等学校，而研究所及其他两类学校论文数量相对较少。师范类高校81篇占总数的34.5%、非师范类高校85篇占总数的36.2%、中等学校50篇占总数的21.3%、师范类研究所5篇占2.1%、非师范类高校4篇占1.7%、其他10篇占4.2%。由此得出高校的论文数量最多，其次是中等学校，最后是其他学校及研究所。

图4 2007—2020年论文是否为师范类高校、研究所、中等学校及其他学校发布的统计

出现这种分布不均匀的原因主要从内部因素和外部因素进行分析：

1)中学教师教学任务繁重，时间与精力过多花费于教学课堂和关注学生自身发展，因此对信息技术在化学教学中的研究应用关注度不高。而高校教师培养的对象是适应社会发展的创新型人才，相关论文内容的撰写也是考考察学生能力发展的一项重要人才培养的方案，本科生和研究所毕业有所要求，需完成相关论文。同时高校教师是信息技术与化学教学整合的领头人，他们站在一个前沿发展的新领域，为更多一线教师获取第一手资料，推动信息技术与化学教学整合的不断发展。

2)中学教师受外部因素影响较大，实际条件有限，信息技术硬件设施缺乏，对于论文发表关注度少；学校对中学教师在此方面做出的相关要求也不高，一般要涉及晋升职称的教师才可能去关注有关论文的发表，研究意识不强。而高校条件设备相比中学来比较齐全，实际教学中涉及“信息技术与化学”整合研究范围较广泛，教师自身要去作一些科研，不断提高自身的同时才能更好的带领学生去深入研究，因此高校“信息技术与化学”整合的研究性论文比中学就比较多。

3.3 第一作者所在地区分布统计

图5是对论文作者所属地区进行的统计分析，它能反映各个地区对“信息技术与化学”整合的重视程度及各地区论文数量分布情况对比。

图5 2007—2020年论文第一作者所在区域分布的统计分析

2007—2020年14年间，“信息技术与化学”的研究论文作者分布较为广泛，我国20个省、4个直辖市和4个自治区都有所涉及。论文总数最多的地区有8个，分别是四川、江苏、广东、北京、河北、浙江、安徽、河南，这些地区成为了信息技术与化学教学研究论文发文的核心地带。反映出教师对“信息技术与化学”教学整合的研究非常重视，信息技术的硬件措施也能更好地适应新课改的基本要求，整合的效果较为明显。总体上看，各个地区都有开展信息技术与化学教学的整合研究，但分布不均，四川、广东、江苏论文数量较高，其他地区论文数量相对较少。原因包括：1)各地区对信息技术与化学教学的整合研究重视度不同，重视度高的相对论文数量明显增多。例如，四川、广东、江苏论文数量相对较高。2)各地区经济发展水平高低不等，信息技术没落到实际教学，同时相应的硬件设备及师资不能一一匹配，教师受到实际条件的限制，研究意识不强。

4 被引统计

被引数量的多少是衡量和评价期刊质量的重要途径之一，也是鉴定核心期刊的基本指标之一。被引数量的统计数据主要依据发表于中国知网(CNKI)2007—2020年的论文，具体论文被引量统计分析如图6所示(统计时间截止为2021年5月28日)。

由图6看出，被引量波动起伏较大，而载文量与被引篇数变化浮动比较接近，波动平缓，但载文量却明显多于被引篇数。2007—2020年间总共被引频次为875次，单篇平均被引频次为4.92次；被引量为178篇，占到被引率的75.74%，未被引的论文有57篇，占到被引率的24.26%，被引数和被引频次最多的是2015年发表的论文，分别为25篇和134次。其中，2008年第1期刊登的第一作者为四川师范大学马文礼的《一种新型化学课件在科学探究教学中的应用》一文[11]，单篇被引次数达到最高，被引频次达20次。

图6 2007—2020年论文被引量统计分析

5 总结

通过本次统计分析，可以看出，信息技术在化学教学中的应用已经成为当前教育改革的重要途径，是实现教育现代化的必然要求，也是现代教育技术研究的热点。各种信息技术软件逐渐渗透到化学课堂中，有助于学生对一些宏观抽象概念的理解，同理针对一些微观、抽象知识也能更加形象地展现，帮助学生更好的梳理重难点，节省教学时间，教师能更关注学生、把握重难点的讲授，从而促使教学质量不断提高。与此同时，还能改变传统单一的授课方式，教学手段更加新颖、独特具有多样化，学生的创新能力和实践能力能更好地激发。利用化学学科的独特性，信息技术成为了一种有效的教学手段应用于化学实验，更好地解决传统教学中不能或难以解决的实验问题，使得化学课堂更加的丰富多彩，学生学习化学的兴趣逐渐提高，参于意识与主动获取知识意识得以体现，促使学生德智体美劳全面的发展。