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摘要:运用文献计量学方法对近20年手持技术数字化实验主题下的386篇文献进行数据挖掘,借助可视化知识图谱软件CiteSpace进行研究者合作分析,关键词聚类分析,同时配合中介中心性、突现词等指标属性,刻画该领域整体的研究水平;深度挖掘聚类标签背后四个热点研究主题,为数字化实验在化学学科的深入发展提供参考。
关键词:手持技术数字化实验;研究进展;CiteSpace可视化分析;知识图谱
文章编号:1005-6629(2021)04-0032-06 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
在国内,手持技术数字化实验又称“数字化实验”“手持技术实验”“掌上实验室”“DIS实验”,最早于2003年由华南师范大学钱扬义教授提出并给予定义,近十年在实践应用和科学研究两个方面取得快速发展。应用实践方面,在我国教育资源丰富的地区,手持技术实验进入课堂呈现常态化的趋势;科学研究方面,前期主要集中在对教材中化学实验的改进与创新,后期逐步转向借助数字化实验深入探索学生的认知规律。当前钱扬义教授团队提出了TQVC认知理论模型,尝试从认知心理学的视角解释手持技术实验在学生建构化学知识中所发挥的作用。
《普通高中化学课程标准(2017年版)》也明确提出要适当增加数字化实验、定量实验和创新实践活动,让学生在实验探究活动中学习科学方法,认识科学过程,体会、认识技术手段的创新对化学科学的重要价值。
1数据来源与研究方法
在中国知网中以“数字化实验”或“手持技术”为主题进行高级检索(文献检索日期为2020年6月15日),手动剔除会议通知、发刊词等不相关的记录,以Refworks导出数据并清洗去重,剩余386条记录。
CiteSpace是计算机与情报学教授陈超美基于Java开发的信息可视化软件,用以探寻学科领域的演化路径和知识转折点,分析某学科的潜在动力机制,在文献计量学中被广泛运用。启动软件,将Time Slicing设为2003~2020年;Years Per Slice设为1年;Node Type依次为“Author”“Keyword”;Selection Criteria设为Top50%;Pruning选择Minimum Spanning Tree。
2结果分析
2.1整体趋势分析
通过年度发文量(如图1),对研究领域的整体发展水平进行刻画,其大体呈现先慢后快的发展趋势。2003~2008年为萌芽期,发文量均在10篇以下,且增长速度较为缓慢;2009~2016年为快速增长期,学者对于手持技术数字化实验的了解更为全面,年发文量出现大幅增长,各类论文如雨后春笋般出现在期刊杂志上;2017至今为稳步发展期,年发文量在40篇左右浮动,2017年核心素养的提出为数字化实验持续深入的研究发展提供动力。
2.2研究者合作分析
借助CiteSpace可进行宏观层面研究国家、中观层面研究机构、微观层面研究者合作分析。科学计量学之父Price提出:合作论文的平均合作者会增加。学术问建立成熟的合作关系对于创造成功相当重要,通过合作图谱能够直观反映学术影响力及社会关系。
将节点类型设为“Author”,得到研究者合作网络图谱(如图2)。从图谱参数N=80,E=93,即有80位研究者和93次彼此间的联系,Density=0.0294,表明分布适中。从整体网络结构,节点问连线丰富,合作关系紧密,节点孤立存在的情形较少,且主要形成以钱扬义、衷明华为中心的大型合作网络,该领域内已经形成具有权威的研究集群。从关键节点,节点越大发文量越多,钱扬义、衷明华、邓峰、林建芬等人是这一领域内具有影响力的研究者,其中邓峰和林建芬所在的研究集群属于钱扬义的合作子网络。
2.3关键词聚类分析
关键词共现网络能快速找到该领域某一时期的热点及演变趋势,自动聚类标签视图是在默认视图基础上通过聚类算法生成知识聚类,然后通过算法提取标签词,以此来表征知识基础和研究前沿。
将节点类型设为“Keyword”,得到关键词聚类图谱(如图3)。图中N=90,E=118,Density=0.0259,Q=0.5786{Q一般在[0—1)之间,Q
关键词:手持技术数字化实验;研究进展;CiteSpace可视化分析;知识图谱
文章编号:1005-6629(2021)04-0032-06 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
在国内,手持技术数字化实验又称“数字化实验”“手持技术实验”“掌上实验室”“DIS实验”,最早于2003年由华南师范大学钱扬义教授提出并给予定义,近十年在实践应用和科学研究两个方面取得快速发展。应用实践方面,在我国教育资源丰富的地区,手持技术实验进入课堂呈现常态化的趋势;科学研究方面,前期主要集中在对教材中化学实验的改进与创新,后期逐步转向借助数字化实验深入探索学生的认知规律。当前钱扬义教授团队提出了TQVC认知理论模型,尝试从认知心理学的视角解释手持技术实验在学生建构化学知识中所发挥的作用。
《普通高中化学课程标准(2017年版)》也明确提出要适当增加数字化实验、定量实验和创新实践活动,让学生在实验探究活动中学习科学方法,认识科学过程,体会、认识技术手段的创新对化学科学的重要价值。
1数据来源与研究方法
在中国知网中以“数字化实验”或“手持技术”为主题进行高级检索(文献检索日期为2020年6月15日),手动剔除会议通知、发刊词等不相关的记录,以Refworks导出数据并清洗去重,剩余386条记录。
CiteSpace是计算机与情报学教授陈超美基于Java开发的信息可视化软件,用以探寻学科领域的演化路径和知识转折点,分析某学科的潜在动力机制,在文献计量学中被广泛运用。启动软件,将Time Slicing设为2003~2020年;Years Per Slice设为1年;Node Type依次为“Author”“Keyword”;Selection Criteria设为Top50%;Pruning选择Minimum Spanning Tree。
2结果分析
2.1整体趋势分析
通过年度发文量(如图1),对研究领域的整体发展水平进行刻画,其大体呈现先慢后快的发展趋势。2003~2008年为萌芽期,发文量均在10篇以下,且增长速度较为缓慢;2009~2016年为快速增长期,学者对于手持技术数字化实验的了解更为全面,年发文量出现大幅增长,各类论文如雨后春笋般出现在期刊杂志上;2017至今为稳步发展期,年发文量在40篇左右浮动,2017年核心素养的提出为数字化实验持续深入的研究发展提供动力。
2.2研究者合作分析
借助CiteSpace可进行宏观层面研究国家、中观层面研究机构、微观层面研究者合作分析。科学计量学之父Price提出:合作论文的平均合作者会增加。学术问建立成熟的合作关系对于创造成功相当重要,通过合作图谱能够直观反映学术影响力及社会关系。
将节点类型设为“Author”,得到研究者合作网络图谱(如图2)。从图谱参数N=80,E=93,即有80位研究者和93次彼此间的联系,Density=0.0294,表明分布适中。从整体网络结构,节点问连线丰富,合作关系紧密,节点孤立存在的情形较少,且主要形成以钱扬义、衷明华为中心的大型合作网络,该领域内已经形成具有权威的研究集群。从关键节点,节点越大发文量越多,钱扬义、衷明华、邓峰、林建芬等人是这一领域内具有影响力的研究者,其中邓峰和林建芬所在的研究集群属于钱扬义的合作子网络。
2.3关键词聚类分析
关键词共现网络能快速找到该领域某一时期的热点及演变趋势,自动聚类标签视图是在默认视图基础上通过聚类算法生成知识聚类,然后通过算法提取标签词,以此来表征知识基础和研究前沿。
将节点类型设为“Keyword”,得到关键词聚类图谱(如图3)。图中N=90,E=118,Density=0.0259,Q=0.5786{Q一般在[0—1)之间,Q