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本文對CNKI中国期刊数据库和中国优秀硕博学位论文全文数据库进行文献检索,以“小学”并含“科学实验”为精确主题词,检索时间为2009年1月1日到2018年12月31日,共检索出725篇文献。前半部分采用文献计量法,后半部分采用共词分析法,并结合笔者教学实践,对“小学科学实验”研究的热点进行分析。
一、引言
2017年颁布的《义务教育小学科学课程标准》(以下简称《课程标准》),根据立德树人工作总体部署,进一步加强小学科学教育,突出强化教学实践环节。要求各地方积极引导教师促进学生核心素养的发展,依据课程标准组织教学。在课程资源开发与利用建议部分,建议教师要充分发挥实验室的功能,恰当布置实验室及周边环境,积极开展课程标准规定的实验教学,有条件的学校可以根据实际需要进行拓展实验。实验室是开展实验教学的主要场所,教师要充分利用实验室进行教学。
科学实验是进行立德树人教育的重要环节,是提高学生科学素养必要途径。科学实验教育通过设置符合学生认知规律的实验,能最大限度地满足学生的好奇心,并巧妙地激发他们的求知欲。本文通过深入分析我国“小学科学实验”研究领域内的发展规律和热点,以利于小学科学研究者和实践者更加清楚地了解“小学科学实验”动态,力求促进我国“小学科学实验”的理论研究与实践探索。
二、文献的年发布量
为了解小学科学实验的研究发展阶段,本文对725篇文献的年发布量进行统计。发现我国对“小学科学实验”的发文量在2009年仅18篇,2017年达114篇。2009年至2016年间,文献量剧增,2009年(18篇)至2010年(35篇)增速达94.4%,2011年(38篇)到2012年(65篇)增速达71.1%。可知,近十年来,我国的研究者对“小学科学实验”的关注度不断提高。
三、教育研究阵地
基于文献的来源统计,本文统计了该领域研究的主要阵地。刊文量排名前十的期刊共374篇,超出总文献量的半数。其中《实验教学与仪器》(101篇)、《科学大众(科学教育)》(48篇)、《课程教学研究》(39篇)、《教学仪器与实验》(39篇)为主要的研究阵地。数据显示,小学科学实验的研究阵地相对集中。
四、活跃作者贡献分析
统计文献的第一作者,发现725篇文献由679人撰写完成。发文量最多的作者是王俊卿(8篇)、何美惠(3篇)、徐春明(3篇)、张士元(3篇),绝大多数作者的发文量仅为1篇。可见,作者间的合作度较低。在倡导“学习共同体”的背景下,笔者认为作者间的合作度提高,将有助于该研究领域往纵深方向发展。
五、研究单位分析
对文献的第一研究机构进行统计,以分析关于“小学科学实验”研究单位的地域分布规律。725篇文献来源于644个研究机构。发现发文最多的是河南省息县第一小学的王俊卿发表的8篇文献。其次,南京师范大学(5篇)、华中师范大学(5篇)、广西师范大学(4篇),东北师范大学、首都师范大学、河南师范大学、贵州师范大学、山东师范大学发文量均为3篇,小学的发文量共为14篇,大学的发文总量是29篇,含有“大学”字样的研究机构的文献均为硕士学位论文,大学是“小学科学实验”的主要理论阵地。
福建省泉州市实验小学、山东省临沂市兰山区方城镇中心小学发文量均为3篇。这些文献主要是教学案例分析、教学经验的总结。目前,小学是“小学科学实验”的主要实践阵地。
六、关键词共词分析凸显研究热点
关键词共词分析主要分析一个词在不同文献中出现的次数,以此为基础进行分层聚类,进而分析它们与主题的结构变化。
(一)提取高频关键词
725篇文献的关键词共有2783个关键词,其中含1052个不同的关键词。据高频关键词阈值计算公式N=[D],把D(1052)代入公式,算出词频数N为32.4。若按此标准,仅有9个关键词入选。高频关键词数过少,可能会导致一些文献无法与其他文献进行分层分类,为了做出更全面的分析,本文适度扩大轮选范围,选择了频次20(含)以上的18个关键词,以体现“小学科学实验”研究热点。
(二)高频关键词聚类分析和研究热点
将18个高频关键词的全样本词篇矩阵导入SPSS 22.0,方法是分析—分类—系统聚类,得到高频关键词相似矩阵和高频关键词聚类分析树状图(见图1)。
在相似矩阵中,数值越接近1,表示相似度越大,反之亦然。与“小学科学”相似度最大的是“实验教学”,相似度达0.432。可见,实验教学在小学科学体系中地位之重要。
树状图聚类分析可以体现整体研究内容。关键词之间的纵向连线对应的横轴数字,越接近于0,说明关键词关系越密切,反之亦然。
根据图1发现“小学科学实验”研究的热点是:一是小学科学实验注重实验探究的有效性,以培养学生的科学素养;二是我国关注农村小学科学的教学的研究热度不断提高;三是小学科学实验教学,通过提供适宜的实验材料,让学生参与科学实验的过程,以培养学生科学探究的能力。
(三)高频关键词知识图谱和热点关系分析
由于相似矩阵0过多,不利于统计,故需将高频关键词相似矩阵化为相异矩阵,并绘制高频关键词知识图谱。首先,依据上一步骤SPSS输出的相似矩阵,高频关键词的相异矩阵。其次,把相异矩阵导入SPSS,方法:分析—度量—多维尺度(Alscal),输出得高频关键词共词知识图谱,如图2。
距离中心位置越近说明关注度越高,越远说明关注度越低,反之亦然。知识图谱中,位于中心的是“有效性”。“小学科学实验”作为科学教育的重要载体,与课堂教学相似,教师格外关注其“有效性”。因此,“小学科学实验”的有效性成为近十年来教学研究的热点。
本文把高频关键词知识图谱划分为以下三大块知识群:
一、引言
2017年颁布的《义务教育小学科学课程标准》(以下简称《课程标准》),根据立德树人工作总体部署,进一步加强小学科学教育,突出强化教学实践环节。要求各地方积极引导教师促进学生核心素养的发展,依据课程标准组织教学。在课程资源开发与利用建议部分,建议教师要充分发挥实验室的功能,恰当布置实验室及周边环境,积极开展课程标准规定的实验教学,有条件的学校可以根据实际需要进行拓展实验。实验室是开展实验教学的主要场所,教师要充分利用实验室进行教学。
科学实验是进行立德树人教育的重要环节,是提高学生科学素养必要途径。科学实验教育通过设置符合学生认知规律的实验,能最大限度地满足学生的好奇心,并巧妙地激发他们的求知欲。本文通过深入分析我国“小学科学实验”研究领域内的发展规律和热点,以利于小学科学研究者和实践者更加清楚地了解“小学科学实验”动态,力求促进我国“小学科学实验”的理论研究与实践探索。
二、文献的年发布量
为了解小学科学实验的研究发展阶段,本文对725篇文献的年发布量进行统计。发现我国对“小学科学实验”的发文量在2009年仅18篇,2017年达114篇。2009年至2016年间,文献量剧增,2009年(18篇)至2010年(35篇)增速达94.4%,2011年(38篇)到2012年(65篇)增速达71.1%。可知,近十年来,我国的研究者对“小学科学实验”的关注度不断提高。
三、教育研究阵地
基于文献的来源统计,本文统计了该领域研究的主要阵地。刊文量排名前十的期刊共374篇,超出总文献量的半数。其中《实验教学与仪器》(101篇)、《科学大众(科学教育)》(48篇)、《课程教学研究》(39篇)、《教学仪器与实验》(39篇)为主要的研究阵地。数据显示,小学科学实验的研究阵地相对集中。
四、活跃作者贡献分析
统计文献的第一作者,发现725篇文献由679人撰写完成。发文量最多的作者是王俊卿(8篇)、何美惠(3篇)、徐春明(3篇)、张士元(3篇),绝大多数作者的发文量仅为1篇。可见,作者间的合作度较低。在倡导“学习共同体”的背景下,笔者认为作者间的合作度提高,将有助于该研究领域往纵深方向发展。
五、研究单位分析
对文献的第一研究机构进行统计,以分析关于“小学科学实验”研究单位的地域分布规律。725篇文献来源于644个研究机构。发现发文最多的是河南省息县第一小学的王俊卿发表的8篇文献。其次,南京师范大学(5篇)、华中师范大学(5篇)、广西师范大学(4篇),东北师范大学、首都师范大学、河南师范大学、贵州师范大学、山东师范大学发文量均为3篇,小学的发文量共为14篇,大学的发文总量是29篇,含有“大学”字样的研究机构的文献均为硕士学位论文,大学是“小学科学实验”的主要理论阵地。
福建省泉州市实验小学、山东省临沂市兰山区方城镇中心小学发文量均为3篇。这些文献主要是教学案例分析、教学经验的总结。目前,小学是“小学科学实验”的主要实践阵地。
六、关键词共词分析凸显研究热点
关键词共词分析主要分析一个词在不同文献中出现的次数,以此为基础进行分层聚类,进而分析它们与主题的结构变化。
(一)提取高频关键词
725篇文献的关键词共有2783个关键词,其中含1052个不同的关键词。据高频关键词阈值计算公式N=[D],把D(1052)代入公式,算出词频数N为32.4。若按此标准,仅有9个关键词入选。高频关键词数过少,可能会导致一些文献无法与其他文献进行分层分类,为了做出更全面的分析,本文适度扩大轮选范围,选择了频次20(含)以上的18个关键词,以体现“小学科学实验”研究热点。
(二)高频关键词聚类分析和研究热点
将18个高频关键词的全样本词篇矩阵导入SPSS 22.0,方法是分析—分类—系统聚类,得到高频关键词相似矩阵和高频关键词聚类分析树状图(见图1)。
在相似矩阵中,数值越接近1,表示相似度越大,反之亦然。与“小学科学”相似度最大的是“实验教学”,相似度达0.432。可见,实验教学在小学科学体系中地位之重要。
树状图聚类分析可以体现整体研究内容。关键词之间的纵向连线对应的横轴数字,越接近于0,说明关键词关系越密切,反之亦然。
根据图1发现“小学科学实验”研究的热点是:一是小学科学实验注重实验探究的有效性,以培养学生的科学素养;二是我国关注农村小学科学的教学的研究热度不断提高;三是小学科学实验教学,通过提供适宜的实验材料,让学生参与科学实验的过程,以培养学生科学探究的能力。
(三)高频关键词知识图谱和热点关系分析
由于相似矩阵0过多,不利于统计,故需将高频关键词相似矩阵化为相异矩阵,并绘制高频关键词知识图谱。首先,依据上一步骤SPSS输出的相似矩阵,高频关键词的相异矩阵。其次,把相异矩阵导入SPSS,方法:分析—度量—多维尺度(Alscal),输出得高频关键词共词知识图谱,如图2。
距离中心位置越近说明关注度越高,越远说明关注度越低,反之亦然。知识图谱中,位于中心的是“有效性”。“小学科学实验”作为科学教育的重要载体,与课堂教学相似,教师格外关注其“有效性”。因此,“小学科学实验”的有效性成为近十年来教学研究的热点。
本文把高频关键词知识图谱划分为以下三大块知识群: