基于CiteSpace可视化分析的我国教师科学素养的研究热点及其发展趋势

时利娟,远新蕾,田春艳,赵立新

(牡丹江师范大学 教育科学院,黑龙江 牡丹江 157000)

0 引言

科学素养,即了解科学知识,了解科学的研究过程及方法,了解科学技术对社会和个人产生的影响。教师是教育的实践者,也是培养学生科学素养的直接实施者和引导者,其科学素养水平会直接影响学生科学素养的培养效果。为了解我国教师科学素养领域的研究现状、热点及发展趋势,在中国知网数据库中检索到1996—2022年关于教师科学素养的434篇期刊文献资料,采用CiteSpace软件对教师科学素养相关文献的作者及发文机构进行可视化分析,对文献关键词进行共现、突现、聚类分析,为未来我国教师科学素养的研究趋势提供参考。

1 发文量及其变化情况

由图1可知,1996—2022年,教师科学素养研究相关文献的发表数量先是呈波浪形缓慢上升,2004年后每年在20篇上下浮动。2000年后,随着我国相关政策的不断出台、调整,发文量开始呈现曲折增长趋势,但总体来看我国关于教师科学素养研究的文献数量不多。随着创新驱动发展战略的提出,会有越来越多的专家学者关注到教师科学素养培养的重要性,研究更多有效的培养方案等方面。

图1 教师科学素养研究发文量统计

2 发文机构情况

利用CiteSpace软件生成教师科学素养研究发文机构的可视化分析结果,发文量较多的有北京师范大学教育学部、北京师范大学生命科学学院、浙江师范大学课程与教学研究所等,它们是中国教师科学素养研究的主力军。节点之间的连线代表发文机构间的合作情况,合作关系比较密切的有北京师范大学生命科学学院与北京师范大学附属实验中学、中国教研网、中国教育学会生物学分会、中国人民大学附属中学,杭州师范大学初等教育学院与杭州师范大学初等教育研究所,安徽无为县陡沟中学与安徽无为县教研室等。总体来看,教师科学素养研究发文机构之间的相互联系及合作较少,分布极为分散,未形成核心科研群体。如图2所示。

图2 教师科学素养研究发文机构情况

3 关键词共现分析

关键词是对文献主要内容的集中体现,关键词共现是通过某一研究领域文献中某些重点词汇出现的频率高低来确定该研究领域的热点和发展趋势的文献计量方法[1],字体节点的大小代表关键词出现的频率。如图3所示,“科学素养”的节点最大,说明其出现的次数最多,其他关键词都是与之相关的重点内容[2],有科学教育、核心素养、教师素养等,相关文献重点强调的是教师科学素养的培养,以及教师通过科学教育的实施过程引导学生进行科学实验与创作。

图3 教师科学素养研究关键词共现图谱

4 关键词突现分析

关键词突现分析是通过一段时间的引用量来探究文献关键词的发展过程,从中可以看到某一关键词兴起及衰落的情况,将关键词按照时间顺序排列可观察该研究领域不同阶段的研究重点及其变化情况[3]。利用CiteSpace软件生成1996—2022年教师科学素养研究文献前15个关键词的突现情况[4],由图4可知,近年来教师科学素养研究的重点是科学精神,科学素养,核心素养及科学教师。

图4 教师科学素养研究前15个关键词突现图谱

1)科学精神。科学精神是科学素养培养的重要组成部分,青少年时期是学生发展的关键期,教师要培养学生的科学兴趣,发展其科学精神,引导其体验科学发展的过程。想要培养青少年的科学素养,就必须要提升教师的科学素养,将科学精神深度纳入教师培养过程[5]。教师在讲授知识时要有批判和怀疑精神,在教学过程中深入挖掘科学知识,引导学生积极探索,激发其好奇心。单一、传统的教学模式和方法很难培养学生的创新能力,教师必须具有创新、探索能力及终身学习的毅力,利用新技术打破陈旧的课堂教学模式,开发出与学生需求及社会需要更加匹配的课堂教学模式。这是落实立德树人根本任务的要求,对从根本上提高教师队伍的科学素养、提升科学教育的质量、加强科学教育的师资力量整合、培养创新型高质量人才,具有十分重要的意义。

2)科学教师。教育部在启动“面向21世纪的基础教育课程改革”时对小学科学教育给予高度重视,小学科学是培养学生科学素养的基础启蒙课程[6],小学教师科学素养的高低是决定其能否成为学生科学启蒙者的重要因素。小学阶段是学生可塑性最强的关键期,是引导学生形成良好的知识态度的重要时期。小学科学教师是引领学生进行科学活动的指导者,其实事求是、刻苦钻研的科学态度会在平时的授课过程中潜移默化地影响学生科学态度的形成,其中潜藏着巨大的教育价值[7]。

3)核心素养。核心素养以培养“全面发展的人”为核心,分为文化基础、自主发展、社会参与三方面,综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养,是中小学教育教学研究的重要内容。核心素养的主要框架为教师和学生未来的发展指明了方向,要充分发挥学生的主体、教师的主导作用,引导学生积极主动参与活动过程,发挥自身优势,提升自身核心素养。教师要在教学过程中培养学生自主探究、协作探究的精神,在解决复杂问题的基础上培养学生的学习热情和兴趣。

5 关键词聚类分析

关键词聚类是通过衡量关键词的相似及关联性,将其聚集成不同的类别以了解某一研究领域的知识结构演进关系及研究热点等,能够进一步探索该领域的研究热点和发展趋势[8]。利用CiteSpace软件对教师科学素养研究领域的关键词进行聚类,设定对数似然率算法提取标签,形成关键词聚类图谱,其模块性Q为0.696>0.3,说明聚类结构显著,平均轮廓值S为0.8793>0.7,说明聚类结果令人信服[9]。筛选出连接比较紧密的15个关键词,判断教师科学素养领域的研究热点与发展趋势,见图5。

图5 教师科学素养研究关键词聚类图谱

5.1 师范生培养要做到科学素养与人文素养相结合

师范院校的重要使命是培养优秀教师与教育家,对师范生的培养应主要集中在“科学素养”与“人文素养”上。基础教育阶段的教师肩负着启发学生科学兴趣、为学生传递科学知识、带领学生探究科学方法、弘扬科学精神的重任,其科学素养水平直接影响学生科学素养培养的质量[10]。具有较高人文素养的教师能够使学生的个性在正向引导下得到充分发展,形成正确的世界观、人生观、价值观。以科学与人文融合理念为引领,以追求科学与人文的完美结合为价值取向,探索科学领域、人文社会领域、艺术领域各学科相互衔接与整合的策略,对于培养优秀教师,塑造教育家,有着很强的现实针对性和深远的历史意义[10]。

5.2 重视在职教师科学素养的提升

教师素质提升的问题主要集中在“培养”“教师素质” “教师”等方面。为满足学生对自然现象与科学技术的好奇心,需重点提升在职教师的科学素养。教师要结合学科特点,深入钻研教材,找到相关的科学元素,利用课堂教学与学生一起动手操作,激发学生学习科学知识的兴趣。学校可开展课题研究,培养教师的创新探究能力,促使教师在教研过程中不断反思教学过程中的问题,交流解决办法,丰富教学经验,共同探讨课堂活动的可操作性,激发教师的教学积极性。教师在工作之余也可利用网络信息技术,充分挖掘适合自己的线上学习资源,提升自己的专业能力。

5.3 进一步提升科学教育的重要战略地位

科学教育的问题主要集中在“科学教师”“小学科学”“创新能力”等方面。科学技术越来越深刻地影响着人们的日常生活,提升公众的科学素养,使其成为具备创新实践能力的高素质的国家建设者,是科学教育的主要目的。

1)强调科学课程的重要性。我国全面推进素质教育、发展终身教育,科学教育肩负着青少年创新精神和实践能力培养的重任。要进一步强调和突出科学课程的地位,改变科学课作为“副科”的现状,加大对科学课程的投人,让科学课成为学生、家长和社会都重视的核心课程。提升科学教师的工作积极性,使其在工作中获得更多成就感。随着社会发展,我国科学教师的数量及质量都有较大幅度的提升,但与形成适应现代化发展新征程的高质量科学教育体系还有一定的距离。应加大科学教师的培养力度,尤其是要增加小学科学教师的数量,进一步降低生师比,促进科学教学更好地发展。

2)充分利用校外科学教育。学生的校外教育是我国教育事业的重要组成部分,也是对学生进行素质教育的重要途径之一,教师可以带领学生走进科技馆、博物馆等校外的科技场所,通过参观和学习,实地了解最新的科技发展情况,不断改进课堂教学方式,在教学过程中为学生创设自主、合作、探究的空间,引导学生发现问题、解决问题,提升学生的创新意识和实践能力。