國(guó)際科學(xué)教育中的生物學(xué)教育研究進(jìn)展與啟示

[摘 要] 以Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)核心合集收錄的8種國(guó)際知名SSCI期刊論文為基礎(chǔ)，借助CiteSpace軟件對(duì)國(guó)際生物學(xué)教育研究領(lǐng)域2000—2019年的文獻(xiàn)進(jìn)行知識(shí)圖譜可視化分析，系統(tǒng)梳理近二十年來國(guó)際生物學(xué)教育研究領(lǐng)域的進(jìn)展和趨勢(shì)后發(fā)現(xiàn)：國(guó)際科學(xué)教育界對(duì)生物學(xué)教育的關(guān)注呈上升趨勢(shì)；歐美國(guó)家在生物學(xué)教育研究領(lǐng)域占主導(dǎo)地位；國(guó)際生物學(xué)教育研究可歸類為六大熱點(diǎn)領(lǐng)域，體現(xiàn)出國(guó)際生物學(xué)教育研究重視科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)，注重情景化、時(shí)代性、現(xiàn)代化，并具有一定文化獨(dú)特性的特點(diǎn)；最新的研究前沿主要圍繞學(xué)習(xí)進(jìn)階和生物進(jìn)化主題展開，課程標(biāo)準(zhǔn)類文件的引用率最高。我國(guó)生物學(xué)和科學(xué)教育研究領(lǐng)域尚有很大的發(fā)展?jié)摿?，需關(guān)注課程標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)；加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外互通合作，鼓勵(lì)研究成果交流與轉(zhuǎn)化；把握國(guó)際研究熱點(diǎn)與趨勢(shì)，關(guān)注現(xiàn)有研究中較為薄弱的領(lǐng)域，促進(jìn)本土科學(xué)教育發(fā)展。

本研究基于知識(shí)圖譜可視化的方法，運(yùn)用國(guó)際通用的CiteSpace軟件，對(duì)Web of Science核心數(shù)據(jù)集中8種國(guó)際知名SSCI期刊近二十年（2000—2019年）所收錄的生物學(xué)教育研究相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)分析，以期在全面了解國(guó)際生物學(xué)教育研究成果主要來源和貢獻(xiàn)等情況的基礎(chǔ)上，把握國(guó)際生物學(xué)教育研究熱點(diǎn)及前沿趨勢(shì)，為我國(guó)生物學(xué)和科學(xué)教育研究發(fā)展提供參考與啟示，也為后續(xù)對(duì)該研究領(lǐng)域內(nèi)各子主題進(jìn)行深度研究的必要性和重要性提供依據(jù)。

1國(guó)際生物學(xué)教育研究成果的時(shí)空分布

1.1年度發(fā)文量分布

本文對(duì)近二十年國(guó)際生物學(xué)教育研究相關(guān)的文章按年份進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到年度發(fā)文量的分布圖（見圖1）。自2010年以來，生物學(xué)教育研究在國(guó)際科學(xué)教育領(lǐng)域開始引起更多的關(guān)注，至今一直處于發(fā)展階段。

圖1 近二十年國(guó)際生物學(xué)教育研究文獻(xiàn)年度分布圖

1.2國(guó)家/地區(qū)科研成果及合作情況

從整體來看，近二十年來世界多個(gè)國(guó)家/地區(qū)在生物學(xué)教育研究上有所產(chǎn)出，表明生物學(xué)教育研究已在世界范圍內(nèi)引起普遍重視；合作網(wǎng)絡(luò)的整體密度較低， 說明在國(guó)際范圍內(nèi)，絕大多數(shù)國(guó)家/地區(qū)還未在生物學(xué)教育研究領(lǐng)域建立廣泛合作。

歐美國(guó)家對(duì)生物學(xué)教育研究的關(guān)注度較高，形成了代表性的研究成果，且與其他國(guó)家/地區(qū)的交流合作更為緊密，在整個(gè)國(guó)際生物學(xué)教育研究領(lǐng)域處于重要地位。尤其是美國(guó)，其發(fā)文總量和中心度都高居榜首，且與許多其他國(guó)家/地區(qū)的合作頻繁，在全球生物學(xué)教育研究領(lǐng)域占據(jù)中心地位。

我國(guó)相關(guān)研究者對(duì)生物學(xué)教育研究的關(guān)注日益加強(qiáng)。但相比于美國(guó)、英國(guó)等歐美國(guó)家，我國(guó)尤其是大陸（內(nèi)地）的發(fā)文量和成果的學(xué)術(shù)影響力都還相差甚遠(yuǎn)，我國(guó)該領(lǐng)域發(fā)表研究的數(shù)量和質(zhì)量都有待進(jìn)一步提升。

1.3代表性研究機(jī)構(gòu)

在本研究中發(fā)文數(shù)量排名前10位的高產(chǎn)機(jī)構(gòu)分布大多集中于美國(guó)。其中具有高學(xué)術(shù)影響力的研究機(jī)構(gòu)都屬于美國(guó)，再一次證明了美國(guó)在生物教育研究方面的強(qiáng)勢(shì)地位。而我國(guó)大陸（內(nèi)地）相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的成果產(chǎn)出和影響力還均有待提升。這表明與代表性研究機(jī)構(gòu)建立學(xué)術(shù)聯(lián)系，積極組織學(xué)習(xí)交流，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外合作，對(duì)未來我國(guó)生物學(xué)教育和科學(xué)教育研究的發(fā)展而言十分重要。

2國(guó)際生物學(xué)教育研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域

2.1關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

從生物學(xué)學(xué)科內(nèi)容的角度來看，以進(jìn)化和遺傳學(xué)為代表的學(xué)科內(nèi)容受到了研究者的廣泛關(guān)注；從研究對(duì)象來看，學(xué)生群體和教師群體都受到研究者的普遍關(guān)注。其中對(duì)學(xué)生的研究具有更高熱度。從教育目標(biāo)和研究主題來看，與概念理解、概念轉(zhuǎn)變相關(guān)的主題是該領(lǐng)域重要的研究?jī)?nèi)容。情感態(tài)度類相關(guān)研究受到了廣泛關(guān)注。生物學(xué)教育重視概念理解、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度主題的研究，這也與提升學(xué)生和教師科學(xué)素養(yǎng)的教育目標(biāo)相一致。

2.2關(guān)鍵詞共現(xiàn)的聚類結(jié)果

對(duì)當(dāng)前國(guó)際生物學(xué)教育研究熱點(diǎn)進(jìn)行整合，歸納為以下六大類。

2.2.1態(tài)度、動(dòng)機(jī)、興趣等情意類目標(biāo)受到持續(xù)關(guān)注

動(dòng)機(jī)、態(tài)度、興趣等情意類目標(biāo)研究受到了生物教育領(lǐng)域研究者的持續(xù)關(guān)注。而歐美國(guó)家由于文化傳統(tǒng)和宗教信仰方面的原因，還尤其關(guān)注學(xué)生與教師對(duì)“進(jìn)化論”“自然選擇”的態(tài)度。除了這些較為經(jīng)典的研究主題外，隨著科技所導(dǎo)致的全球性問題加劇，學(xué)生對(duì)新型生物技術(shù)(如轉(zhuǎn)基因技術(shù))的看法, 對(duì)環(huán)境污染、生態(tài)保護(hù)等相關(guān)問題的價(jià)值觀等，也成為國(guó)際生物教育研究中新的關(guān)注點(diǎn)。

2.2.2重視概念理解

從學(xué)科內(nèi)容來看,遺傳學(xué)相關(guān)知識(shí)在概念研究中受到了更多關(guān)注；從研究?jī)?nèi)容來看，關(guān)于概念理解的學(xué)習(xí)進(jìn)階、影響因素方面的研究更加受到重視，例如研究學(xué)生的認(rèn)識(shí)論信念與其概念形成間的關(guān)系，以及基于電腦或網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)學(xué)生或教師概念學(xué)習(xí)的影響等。

2.2.3以情景化方式促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展

這類研究主要通過情景設(shè)計(jì)，試圖為學(xué)習(xí)者提供更為有效的學(xué)習(xí)環(huán)境。在眾多的素養(yǎng)維度中，科學(xué)思維得到了最多的關(guān)注。不少研究通過將真實(shí)的社會(huì)性科學(xué)議題作為教學(xué)情境（如轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用），促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)思維發(fā)展。除了科學(xué)思維以外，還有部分研究將重點(diǎn)放在以情景化的形式幫助學(xué)生提升對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解或者對(duì)倫理道德等的思考。

2.2.4整合新興技術(shù)和非正式學(xué)習(xí)環(huán)境資源

研究關(guān)注校內(nèi)教育環(huán)境與資源的豐富和改善和非正式學(xué)習(xí)環(huán)境下的生物教育資源。整合新興技術(shù)的教學(xué)在生物學(xué)教育研究中受到關(guān)注。

2.2.5注重評(píng)價(jià)在生物學(xué)教育中的應(yīng)用

在評(píng)價(jià)理念上，研究將重點(diǎn)放在以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展為目的，注重形成性評(píng)價(jià)或形成性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合。在評(píng)價(jià)對(duì)象上，對(duì)項(xiàng)目、課程、教學(xué)方法等效果的評(píng)價(jià)不再只針對(duì)學(xué)生的概念理解，還關(guān)注學(xué)生在情意類等目標(biāo)上 的發(fā)展，評(píng)價(jià)對(duì)象更加多元化。在評(píng)價(jià)手段上，除了開發(fā)、應(yīng)用經(jīng)典的評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)工具（如概念圖、紙筆測(cè)試等）之外，還開始結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，評(píng)價(jià)手段更加技術(shù)化和現(xiàn)代化。

2.2.6強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究

探究作為一種經(jīng)典的教學(xué)方法，依然受到生物學(xué)教育研究者的關(guān)注。而除了傳統(tǒng)的對(duì)探究課堂中教學(xué)策略（如有效提問）、教學(xué)組織和教師素質(zhì)的研究外，新興技術(shù)支持下的探究教學(xué)研究也逐漸涌現(xiàn)。

國(guó)際生物學(xué)教育研究熱點(diǎn)領(lǐng)域及其發(fā)展呈現(xiàn)出一定特點(diǎn)。情意類目標(biāo)、概念理解、科學(xué)思維、科學(xué)探究等熱點(diǎn)主題體現(xiàn)了生物學(xué)教育研究以科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)為目標(biāo)的價(jià)值取向；西方學(xué)者對(duì)“進(jìn)化論”的特別關(guān)注則體現(xiàn)出生物學(xué)教育研究中文化的獨(dú)特性；對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展、全球性問題和社會(huì)性科學(xué)議題的關(guān)注則展現(xiàn)出生物學(xué)教育研究注重情景化并緊密結(jié)合時(shí)代現(xiàn)實(shí)的特點(diǎn)；各個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域中對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的關(guān)注和應(yīng)用關(guān)注則體現(xiàn)出生物學(xué)教育研究發(fā)展現(xiàn)代化的一面。

4國(guó)際生物學(xué)教育研究前沿

“學(xué)習(xí)進(jìn)階”和“進(jìn)化”相關(guān)的主題是當(dāng)前生物學(xué)教育研究的最新前沿。此外，“大學(xué)生”和“社會(huì)性科學(xué)議題”相關(guān)的主題也依然受到廣泛關(guān)注?！禟-12科學(xué)教育框架》《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》是研究前沿中被引量最高的文獻(xiàn)，表明國(guó)際生物學(xué)教育領(lǐng)域研究前沿關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)、教育目標(biāo)和教育理念及其落實(shí)。

5啟示

5.1關(guān)注課程標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)

本研究發(fā)現(xiàn)，《K-12科學(xué)教育框架》《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》在研究前沿中占據(jù)文獻(xiàn)被引量首位，這一結(jié)果以生物學(xué)教育研究領(lǐng)域的實(shí)證數(shù)據(jù)為依據(jù)，表明了國(guó)際科學(xué)教育研究關(guān)注課程標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)的特點(diǎn)，也體現(xiàn)了課程標(biāo)準(zhǔn)類文件在國(guó)際科學(xué)教育研究中的基礎(chǔ)性和重要性。在我國(guó)，課程標(biāo)準(zhǔn)同樣是學(xué)科教學(xué)研究與實(shí)踐的風(fēng)向標(biāo)，反映了相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的最新教育理念和研究成果，需要充分關(guān)注和落實(shí)。

我國(guó)生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)體系下的生物學(xué)教育研究具有較大的國(guó)際發(fā)展?jié)摿Γ诮窈蟮纳飳W(xué)教育和其他學(xué)科科學(xué)教育研究和實(shí)踐中，應(yīng)充分關(guān)注課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容及其落實(shí)情況，注重發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)。

5.2加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外互通合作，鼓勵(lì)研究成果交流與轉(zhuǎn)化

我國(guó)在科學(xué)教育研究領(lǐng)域的發(fā)展，應(yīng)注重加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外互通合作，積極與國(guó)際代表性研究機(jī)構(gòu)建立聯(lián)系，主動(dòng)參與國(guó)際會(huì)議等活動(dòng)，借鑒國(guó)際科學(xué)教育研究經(jīng) 驗(yàn),積極嘗試將本土研究轉(zhuǎn)化為國(guó)際高水平學(xué)術(shù)論文，促進(jìn)本土成果的交流展示。

5.3把握國(guó)際研究趨勢(shì)，助力發(fā)展本土科學(xué)教育

生物學(xué)教育研究作為科學(xué)教育中的重要組成部分，其國(guó)際研究熱點(diǎn)與前沿趨勢(shì)對(duì)我國(guó)科學(xué)教育的發(fā)展有一定啟示。通過對(duì)比國(guó)際研究前沿?zé)狳c(diǎn)與我國(guó)生物學(xué)教育研究現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，一些國(guó)際關(guān)注度較高的研究主題在我國(guó)還沒有得到足夠重視。

在未來的生物學(xué)教育和科學(xué)教育研究中應(yīng)關(guān)注國(guó)際研究熱點(diǎn)與前沿趨勢(shì)。生物學(xué)教育和科學(xué)教育研究實(shí)踐需立足本國(guó)文化和教育背景，同時(shí)借鑒國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，探尋我國(guó)生物學(xué)教育和科學(xué)教育相關(guān)問題的解決之道。同時(shí)，應(yīng)重視學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)和創(chuàng)建，為學(xué)生提供更有意義、更有效的學(xué)習(xí)情景和學(xué)習(xí)經(jīng)歷。還應(yīng)關(guān)注并探尋現(xiàn)代化技術(shù)在生物學(xué)教育及科學(xué)教育研究與實(shí)踐中的潛力和作用。