中学化学项目式学习的研究进展——基于CiteSpace的可视化分析.pdf
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1、21化3年第12 期doi:10.39690546.2023.12.005中图分类号:C632.41文章编号0546(2023)12-0021-07:文献标识码:B化学教与学教学研究中学化学项目式学习的研究进展基于CiteSpace的可视化分析林朝萍王倩倩南光明*(伊犁师范大学化学与环境科学学院新疆伊犁835000)摘要:近年来项目式学习在科学教育研究领域愈加受到重视,运用CiteSpace对CNKI数据库收录的关于项目式学习在中学化学教学领域中研究的58 2 篇相关期刊文献进行可视化分析。从关键词共现、聚类和突现等角度切入,客观地解读国内中学化学教学对项目式学习研究的现状、热点及前沿,发现研
2、究涉及价值导向、课程策略、课程实施类型、衍生项目等方面,最后对研究进行总结和展望。关键词:项目学习;中学化学;CiteSpace;可视化分析一、研究背景项目式学习是一种以建构主义学习理论为基础的教学方法,源于约翰杜威(JohnDewey)倡导“做中学”的教育理念,他认为,学生是学习过程的中心,他们应该发展技能,为未来做好准备。2 受杜威的启发,他的学生威廉柯克帕特里克(WilliamKirkpatrick)首创出“项目教学法”。3 这种基于项目的学习形式最早可以追溯到文艺复兴后期的意大利建筑学校,在2 0 世纪初逐渐成为教育潮流,4 在美国、俄罗斯、欧洲、以色列等多个地区盛行,此后项目式学习在
3、全世界范围内从小学到大学得到了各国学者多年的认可。5项目式学习作为一种风靡全球的创新学习方式,6 其研究得到了广泛的关注和重视,在国内化学学科中也萌生了许多优秀的学术成果,北京师范大学王磊教授团队编写出版了国内第一部化学项目式学习教材项目学习实验教材化学,并在最新鲁科版高中化学教科书中设计了15个微项目;7 福建教育学院江合佩教师团队分别出版了著作基于真实情境的项目式化学教学走向真实情境的项目化学习;8 另外张贤金、刘翠、陈颖等学者多次在刊物上发表关于化学项目式学习的文章,发表的文献内容涉及教学设计、教师专业发展、1教师有效行为 等领域。*通讯联系人,E-mail:n a n g u a n
4、g m i n g 0 2 So h u.c o m。目前,放眼整个教育领域项目式学习已有国内外学者进行现状研究,但还未单独针对化学学科进行系统梳理过,因此,本文基于CiteSpace软件进行关键词共现、聚类和突现性研究,结合文本分析法,条分缕析近2 0 年国内中学化学教学对项目学习法研究的热点,及不同阶段的发展趋势和前沿,对其进行反思和梳理,为后继学者延续开展项目式学习的研究提供参考。二、研究方法与数据来源本研究采取文献计量、知识图谱可视化、文本分析相结合的方法,选用中国知网(CNKI)数据库作为数据源,利用CiteSpace可视化软件,绘制科学知识图谱,研析进人2 1世纪以来国内在中学化学
5、教学中对项目式学习的探究成果。研究主要将中国知网(CNKI)总库作为文献搜索源,以“项目学习”或者“项目教学”同时包含“化学”作为主题词进行高级检索(文献检索截止日为2 0 2 2 年8 月8 日);经过人工筛除“中职”“高职”“高等”“本科”等关键词,检索有效文献共58 2 篇,导出文献的全记录作为研究对象。在进行可视化计算时,将同义词合并替换,如合并“项目学习”“项目教学”为“项目学习”,可以得到精准的数据,进而获得更为确切的前沿科学知识图谱,结合文本分析法概述发22化学教与学教学研究展趋势。三、结果的可视化分析1.年度发文量分析图1显示的是2 0 0 52 0 2 2 年期间,各年度关于
6、中学化学的项目式学习研究的发文量及趋势,发文量随时间变化的分析,可以从时间维度上大致反映出该学科领域的研究历程和热度,预测研究前景及发展趋势。12 从发文数量的可以看出该领域研究大致经历了“平稳期一剧增期 两个阶段。2001931801601401312120100806040202010100000003140图1中学化学的项目式学习研究领域年发文量统计数据显示,关于中学化学教学的项目式学习文献首次发表于2 0 0 5年,直至2 0 13 年该领域再次发文且发文量逐年递增。可见进人2 1世纪后,伴随着新课改的推进,项目学习法进入中国视野,国内学者们对项目式学习的本地化仍处于酝酿-豁朗的过渡阶
7、段。从2 0 17 年开始,文献数量骤升,究其原因是随着2 0 17 年普通高中化学课程标准(2 0 17 年版)的发布,核心素养成为中学化学教学的项目式学习研究的驱动力。由于2 0 2 2 年的文献未统计完全,故文献年发文量分布图暂显回落,依据2 0 2 2 年最新发布的义务教育化学课程标准(2 0 2 2 年版)发展动向可预测,关于中学化学教学的项目式学习研究未来整体还会呈上升趋势2.关键词共现分析将数据全记录导人CiteSpace,进行关键词共现分析,所得到的共现网络图谱调适后如图2 所示。CiteSpace依据网络结构和聚类的清晰度,提供了模块值(Q值)和平均轮廓值(S值)两个指标,一
8、般而言,Q0.3就意味着划分出来的社团结构是显著的,当S值在0.5以上,聚类一般认为是合理的。13 节点表示关键词,节点圆圈大小表示关键词出现频次的高低;连线代表共现关系,连线粗细代表关键词联系紧密程度。该共现图谱的网络节点有2 53 个、连线有543 条、网络密度为0.0 17 Q值为0.58 42,S值为0.8 546,说明聚类社团结构是显著的。CiteSpace,V.6.1.R3(64-bit)BasicSeptember4,2022at5:59:57PMCSTCSSCl:/Users/CNKI/dataTimespan:2005-2022(SliceLength=1)Selectio
9、Criteria:g-index(k=25),LRF=3.0,L/N=10,LBY=5,e=1.0Network:N=253,E=543(Density=0.017)LargestCC:222(87%)Nodes Labeled:1.0%Pruning:NoneModularity.Q=0.5842WeightedMeanSilhouetts S=0.8546Harmonic Mean(Q,S)=0.694化学谦程高熟想维学教学新三化字北学初中化学数学设计教学实线化学如识黑养发膜学科房养激学领式复习验二银化碗项目球教学康例项目学习绿度学习化学堂实验教学真实情境中化学核心养学科震电池实验操化学反
10、应化学锅子售化工爱化发图2关键词共现网络图谱将CiteSpace得到的可视化数据导出,获得关键词频次表(如表1所示)。关键词共现频次越高、研究越丰富、受关注程度越大,说明其为该领域的研究热点。由表可知,以关键词词频排序,前五的关键词是:高中化学、项目学习、核心素养、初中化学、教学设计,说明这些关键词占据了共现网络的中心,主导着整个研究领域。中心性是判断网络中节点重要性的指标,中心性数值越大表明该关键词在整个共现网络中具有越高的影响力。以关键词中心性排序,前五的关键词是:项目学习、高中化学、核心素养、初中学习、化学教学,说明这些关键词在整个共现网络中具有重要价值。同时,该表中显示超过半数的关键词
11、初现年份在2 0 17 年后,前五中也占据了两个,分别是核心素养和初中化学,反映了从研究的初期到现在重心的转移,近年百花齐放式的研究,侧面表化学教与学2 0 2 3 年第12 期23化学教与学2 0 2 3 年第12 期化学教与学教学研究表1关键词频次情况统计(前2 0)序号关键词频次中心度中心性年份序号关键词频次中心度中心性年份(Number)(Keywords)(Count)(Degree)(Centrality)(Year)(Number)(Keywords)(Count)(Degree)(Centrality)(Year)1高中化学111540.42201311实验探究12180.12
12、0172项目学习86760.64201312复习课1270.0120193核心素养77380.27201713化学学科9130.0820134初中化学69430.26201714实验教学9100.0420195教学设计32210.1201515深度学习9110.0220206化学教学24260.17201316课堂教学950.0220177教学案例19120.03201817化学实验970.0120168教学实践18150.06201918项目式8100.0520199真实情境16170.09202019教学模式8110.03200510微项目13100.04202020化学870.02201
13、6现出研究宽度广衰,但缺乏深度钻研,各领域研究暂时还浮于表面。3.关键词聚类分析为了更洞悉中学化学教学的项目式学习研究进展,使用CiteSpace进行主题聚类分析,共形成了9 个聚类主题(见图3),分别是#0 核心素养、#1高中化学、#2项目教学、#3 初中化学、#4化学教学、#5化学反应、#6教学设计、#7 元素符号、#8 实验教学,现就含关键词较多的聚类主题进行逐一分析。将CiteSpace得到的可视化数据导出,获得关键词主题聚类分析结果表(见表2)。通常聚类序号越小,聚类包含的关键词越多,聚类越重要,越能在研究主题确定上具有凸显性和代表性,14 各聚类轮廓值均在0.7以上,且部分轮廓值接
14、近1,说明该主题聚类效果良好。CiteSpace,V.6.1.R3(64-bit)BasicSeptember4,2022at5:59:57PMCSTCSSCl:/Users/CNKI/dataTimespan:2005-2022(SliceLength=1)Selectio Criteria:g-index(k=25),LRF=3.0,L/N=10,LBY=5,e=1.0Network:N=253,E=543(Density=0.017)LargestCC:222(87%)Nodes Labeled:1.0%Pruning:NoneModularityQ=0.5842WeightedMean
15、Silhouetts S=0.8546Harmonic Mean(Q,S)=0.694#7元素符号#4化学教学#2项目教学#8实验教学#6教学设计#3初中化学#1高中化学#5化学反应#Q核心泰养图3关键词主题聚类网络图谱表2关键词主题聚类情况统计聚类标签聚类名称节点数量轮廓值年份主要关键词(Cluster ID)(Cluster Name)(Size)(Silhouette)(Year)(Top Terms)#0核心素养350.8422019核心素养;化学学科;微项目;真实情境;项目式#1高中化学310.7772019高中化学;实践研究;初中化学;应用;新高考#2项目教学310.8542018
16、项目教学;素养发展;学科素养;项目学习;校本课程#3初中化学290.7992019初中化学;实践;课堂教学;复习;教学案例#4化学教学230.7922017化学教学;化学课堂;氢氧化钠;基于项目;金属铸造#5化学反应210.942017化学反应;实验探究;供氧设备;比例关系;化工原料#6教学设计180.8742017教学设计;教学模式;二氧化硫;含硫物质;高中化学#7元素符号140.9812018元素符号;实验探究能力;实验效果;人教版;信息获取#8实验教学130.9392019实验教学;教学实践;课程开发;分组实验;虚拟仿真24化学教与学教学研究(1)价值导向功能价值导向功能包括聚类#0 和
17、#2,这两个主题聚类覆盖着最高的节点数量和关键词频次,是贯穿着中学化学项目式教学研究的重要枢纽,包含的关键词有核心素养、素养发展等。中学化学项目式学习的价值导向功能主要包括四个方面:一是基于素养视角,项目化学习指向个体和社会价值的整合,15 在引领学生对真实问题的探索中,理解知识在解决生产生活问题中的价值,提升解决生活实际问题的能力;16 二是基于深度学习,项目式学习指向核心知识的深化和思维迁移,强调对知识的深度理解,学生能够对概念进行深度理解,运用概念作为工具来分析新的情境;15 三是基于跨学科,与系统的、严谨的、相对稳定的学科课程教学相比,项目学习是跨学科的、开放的、灵活的、有鲜明时代特点
18、的,项目学习基于学科又超越学科,它能够帮助学生理解不同学科的独特价值以及学科间的相互联系;17 四是基于真实情境,项目式学习指向真实情境的问题解决或任务完成,促进了科学领域核心素养中科学思维和科学探究的发展。18 总而言之,在常规课堂教学中实施项目式学习,有利于发挥学科教学的育人价值,19 有利于促进学生核心素养的发展。(2)课程策略课程策略领域包括聚类#1、#3、#6 和#8,涉及的关键词有实践研究、教学模式、课程开发等。国内学者基于不同的培养目标对中学化学项目式教学的实施策略展开研究。符爱琴等提出促进学生深度学习的初中化学项目化学习课程的建构策略:选取有意义且有梯度的研究对象及问题情境素材
19、;构架丰富多样且不同层级的能力活动任务;项目的实施和评价。2 0 相红英从培养学生综合素质全面发展角度,提出了化学学科项目实施策略:以学生为中心的教学流程;团队授课的教学过程;注重过程和反思的项目评价。2 1 江合佩在基于真实情境,从化学视角解决生活问题的角度设计策略:寻找核心知识;形成本质问题并转化为驱动问题;整合知识与技能;确认主要实践方式;明确学习成果;设计覆盖全过程的评价。2 2 郝春华在研究化学实验教学中应用项目式学习时,提出了可激发学生对化学学科兴趣的教学策略:让学生亲历设计实验过程;过程技能的培训和指导;课上、课下任务统筹安排;突发事件的应对与处理。2 3 研究发现,基于中学化学
20、项目式学习的策略主要围绕着内容、活动、情境和结果四大要素,2 4 理论层面上以课程标准为依据进行建构,并结合研究对象、课堂评价等方面综合提出适合各类课堂的教学策略。(3)课程实施类型课程实施类型包括聚类#2、#3、#4、#5、#6 和#7,所联结的标签聚类最广,说明其研究的全面性和普遍性,其中涉及的关键词有校本课程、复习、化工原料等。其一,中学化学课堂实行项目式教学不仅运用在新课中,还出现在复习课和专题习题课中。如今的高考题中越发注重考查学生的创新思维和研究能力,因此注重具体实践研究性学习的项目式学习是新课程理念下高三化学复习的新思路,2 5 涉及的类型主要集中在初中化学计算、初高中化学实验、
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