2000-2020年生物情境教育研究的特征与趋势

周月 刘杨 李高峰

摘要采用计量学软件CiteSpace绘制出2000～2020年间国内生物情境教育研究領域的知识网络图谱，可视化分析结果表明生物情境教育具有一定阶段性和靶向性；研究热点集中于问题情境、情境教学、情境创设；研究前沿集中于生物学学科核心素养、真实情境、高中生物学。

关键词 生物情境教育 CiteSpace 核心素养 知识图谱

中图分类号G633. 91文献标志码B

2019年6月份国务院颁布的《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》中明确提出“重视情境教学”，情境教学被写进决策文件，其重要性不言而喻。而中国本土情境教育理念始于李吉林的儿童情境教学研究，然后开始从小学语文学科逐渐推广到其他学科。在生物学科中，受到课程改革理念的驱动，生物情境教育表现出阶段性和靶向性两个特征，然而对于中学一线教师而言，该领域的研究热点和发展趋势是比较模糊的。基于此，整理了近二十年以来核心期刊和硕博论文中发表的有关生物情境教育的研究成果，利用CiteSpace的可视化分析功能，以知识图谱的形式梳理出生物情境教育的研究脉络，以期为广大一线教师开展生物教学提供一些参考。

1研究内容与方法

1.1文献来源与处理

以中国知网数据库（CNKI）为文献来源，主题检索条件限定为“情境”，在数量上最大化呈现文献原始资料，时间限制为2000-2020年，期刊来源主要选自《中学生物学》《生物学教学》《生物学通报》《中学生物教学》，经过手动筛选和排除，获得有效文献359篇，为避免后期数据分析时原始文献量不足，又在其他核心期刊与硕博论文库中筛选了82篇文献作为补充，共计441篇文献。

1.2分析工具

CiteSpace是一款被用来在科学文献中进行信息识别与研究趋势动态可视化的Java应用程序，由美国华人学者陈超美博士开发，通过直观的关键词共现知识图谱、突变词识别、时间线视图等尽可能展现研究领域的热点关键词、研究进展和前沿方向，已经成为信息分析领域中影响力较大的可视化软件。

2研究结果

2.1发文量的统计分析

年度发文数量是衡量生物情境教育研究热度与发展趋势的重要指标。从2000-2020年的20年间，论文发表数量大体上来看逐年增多（图1），但是总数较少。2018年的24篇发文量是一个较大的转折点，之后，关于生物情境教育的文献数量发生激增，逐年翻倍增长，2020年达到了近20年来的峰值。显然，“情境”已经成为了一个大的研究热点，预期未来几年内仍将受到大量的关注。

2.2关键词的共现分析

关键词是对文章核心内容的高度凝练，具有很强的概括性，最能代表文章的研究价值和研究方向，共词分析通过对一组关键词两两统计它们在同一组文献中出现的次数来反映关键词之间的亲疏关系。从知网筛选有效文献的数据后，导出为Refworks格式，在CiteSpace中将数据转换为Wos格式数据，把时间跨度设置为2000-2020年，时间分区为1年，节点类型设置为keyword，阈值设置为（3，3，20）、（3，3，20）、（3，3，20），生成关键词共现知识图谱（图2）。

关键词每一个圆形节点为一个关键词，节点环越大，该关键词出现的频次越大；圆形节点之间的连线代表了它们的共现关系，线越粗说明它们之间的强度越大；圆形节点外部的深色光圈说明节点中心性较高，在整个网络中处于重要地位。对关键词频次和中心度进行分析得到高频关键词和高中心性词表（表1）。

可以发现，生物情境教育的研究热点主要集中在“核心素养”“情境创设”“情境教学”“问题情境”“高中生物学”等部分。对以上关键词节点下的文献和各年度重要文献进行研读，可以将现阶段生物情境教育的研究内容分为3个方面。

（1）以问题情境的研究作为导向。

课程改革中生物学课程标准和教材的修订是生物教学的指导性文件，意义重大。教学情境的研究趋势也与之一致。2003年《普通高中生物课程标准（试验）》对探究式教学的倡导，使得通过创设问题情境组织探究教学成为一个研究热点。相关研究内容主要包括“问题情境的呈现方式”“创设情境”“教材中情境素材的开发”“问题情境的应用”。

（2）有效教学情境的创设。

和情境教学、情境创设相关的关键词在文献主题中出现的频次较高，是继问题情境后文献研究的另一个爆发点。围绕如何创设有效的教学情境，对情境教学的研究不再局限于课堂教学中的导入部分，新的教学模式如“主线式情境教学”“情境-问题-应用”等不断涌现出来，不同类型的情境和情境教学策略在教学设计中得到了充分利用。这些研究主要体现的关键词有“情境教学”“情境创设方法”“初中生物学”“生物学教学”“教学设计”。

（3）以情境为载体培养学生的学科核心素养。

生物学教学的重心从建立三维课程目标体系到培养学生的生物学学科核心素养，使情境教学不再只是从注重学生的课堂体验来提升学生的情感、态度与价值观，使得生物学教育更加关注人的发展，充分考虑到学生自身的发展需求。这就要求教师要创建适宜的学习情境并以此为媒介来发展学生的核心素养。这方面的研究重点关注“情境”“真实情境”“生物学学科核心素养”“高中生物学”这几个方面。

2.3生物学情境教育研究的前沿演进

追踪预测科学研究的发展趋势和最新演化动态，如正在发展兴起的理论和新涌现的研究主题。这些待分析的内容可以在突变词和时间线视图的基础上来进行研究。

在CiteSpace中需要借助突变关键词（图4）来进行分析，这些突变词反映了一段时间内影响力较大的研究热点。可以看到“问题情境”一词的Strength值为7.39，突变强度最大，从2000年开始就作为突变词一直持续到2014年。这是因为问题情境是开展探究式教学的首要步骤，而探究式教学从2003版到2011版以及2013版生物学课程标准和相关政策文件中多次被强调，所以“问题情境”和“创设问题情境”一直是生物学教学的一个研究热点。除此之外，“情境”“生物学教学”“生物教学”“情境教学”这四个关键词在文章中经常一起出现，所以它们突现的时间较为集中，体现出生物教学和情境教育之间的联系紧密，情境教学可以有效促进生物教学。而最新的《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中以培养学生的生物学学科核心素养为宗旨，这为广大生物情境教育研究者指明了方向。情境教育应以发展学生的4个学科核心素养为目标，教师设计教学时，要充分利用情境来培养学生的价值观念和在真实情境中解决问题的关键能力。因此，自2017-2020年，可以看到“教学设计”和“生物学学科核心素养”的高强度突现；而“真实情境”的文献研究规模略低于前者，所以其强度也略低，但这说明“真实情境”也是一个潜在的研究热点。笔者在CSSCI期刊中以“真实情境”作为关键词检索发现研究文章较多，但无和生物学情境教育相关的文章，这值得广大情境教育研究者引起重视。

此外，利用CiteSpace中的时序视图（timezone）功能，数据筛选方法设置为Top N= 50，可得生物情境教育研究前沿关键词时序图谱（图5），据此可以把我国生物情境教育研究分为三个阶段。

（1）早期研究（2000-2007年）。

这段时间的研究热点集中在“问题情境”“情境創设”“情境教学”“高中生物学”“生物学教学”。其中，“问题情境”最早出现并作为一个稳健型研究热点，贯穿整个研究阶段，这与生物学不同版本课程标准中共同倡导的探究式教学理念保持一致，表现出明显的阶段性特点。而教师实施情境教育，就必须先学会创设情境。因此能够创设出一个好的情境并将其应用到生物学教学中就显得至关重要。但这一阶段中，情境教学在高中生物学中的应用研究明显比初中多。究其原因，是因为初中和高中生物课程性质存在一定差异，初中生物注重启蒙性与基础性，而高中生物学更注重高阶思维能力的发展，概念学习上具有一定的抽象性，与学生实际生活联系更加紧密，对学生的知识储备和能力提出一定要求，是教师开展情境教学的沃土。

（2）研究过渡期（2008-2016年）。

这一时间段生物情境教育明显进入了一个平台期，没有呈现出明显的研究热点。从关键词的时间线图谱来看，出现了“空白区域”。这主要是因为课程标准中具有指向性新教学理念的提出往往才能引发研究热点的出现。2011版初中课标和2013版高中课标与以往课程标准一样，继续指向探究式教学，而有效的情境是开展探究式教学的重要工具。因此，这一时间段的情境教育主要围绕的是情境创设的有效性和课堂教学中实施情境教学的策略研究，以及如何使用情境来丰富教学设计。这些研究主题是对前一阶段研究更进一步的拓展和应用，是一个过渡阶段，虽然没有出现研究热点上的“有效生长点”，但在时间和空间跨度上也具有重要意义。

（3）研究前沿（2017年以后）。

2017版高中课标使生物情境教育进入了第三个研究阶段。比较2013版和2017版高中课标可以发现新旧版本中的课程理念发生重大变化。从旧课标中探究性学习到新课标核心素养中的科学探究，新课程目标中重点突出了生物教学要培养学生核心素养的育人理念，因此情境不再只是简单服务于探究教学和在生物学教学中作为一种重要催化剂来促进教师教学，而是能够培养学生解决真正实际问题的能力和高阶知识技能，发展学生核心素养的“微环境”，以及在学业评价中作为一种评价量尺向教师反馈结果的重要渠道。因此，这一阶段的生物情境教育研究表现出明显的靶向性，均指向了发展学生核心素养这一重要理念。尤其是课标中对使用真实情境的强调，使得教育研究者的目光开始逐渐聚焦于该领域。

3结论

基于CiteSpace的可视化分析可以折射出生物情境教育研究在时空上的演进特征。纵向上来看，每一轮课程改革都直接推动了生物情境教育研究的向前发展，赋予了生物情境教育的阶段性特征。从问题情境到情境教学，再到情境教育的开展，其本质上是改变传统知识授受模式理念到培养学生学科核心素养价值观念的转变，凸显出生物学科的重要育人价值。横向上来看，生物情境教育发展具有靶向性。一方面，在生物学教学中要贯彻发展学生的学科核心素养，就必须使教学脱离传统知识技能传授的缰绳，将生物科学知识与学生真实生活发生关联整合，润物细无声，以情境渗透核心素养，使学生面对个人事务和社会议题时能够作出有效决策，培养他们适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。另一方面，生物学学科核心素养强调在真实情境中培养学生解决实际问题的能力，因此在学生的形成性评价中，教师可以设计靶向学生核心素养的测评情境来考察学生的真实水平，以及在课堂教学情境中，根据学生的真实反馈采取合适情境教学策略来优化教学。

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