中学化学教材比较研究的现状、热点及趋势——基于CiteSpace的可视化分析.pdf

收稿日期：2023-09-08基金项目：陕西省教育科学“十三五”规划课题（SGH20Y1285）；宝鸡文理学院课程思政示范项目。作者简介：陈烨彤（2000），女，宝鸡文理学院化学化工学院硕士研究生，研究方向为教学评价和创新创业教育。通讯作者：马 琳，副教授，硕士生导师，E-mail：。基础教育与教师教育研究中学化学教材比较研究的现状、热点及趋势基于CiteSpace的可视化分析陈烨彤1，尚永辉2，马琳1，谢雨欣1(1.宝鸡文理学院 化学化工学院，陕西 宝鸡 721013；2.咸阳师范学院 化学与化工学院，陕西 咸阳 712000）摘要：以中国知网20002022年中学化学教材比较研究文献为研究对象，采用量化统计法和文献计量研究法，借助CiteSpace软件为分析工具，对相关文献的年度发文量、发文作者、发文机构和关键词进行可视化分析。结果显示：化学教材比较研究总体呈上升趋势，研究热点集中于不同国家、国内不同版本、新旧化学教材、教材内容及内部结构等方面。通过辨析可视化研究结果，针对中学化学教材比较研究提出增强教材比较研究的实践性、协同性、新颖性和研究全面性等建议。关键词：化学教材比较；比较研究；CiteSpace；可视化分析；知识图谱中图分类号：G634文献标识码：A文章编号：1672-2914（2024）02-0099-06Current Situation,Hot Spot and Trend of ComparativeStudy of Chemistry Textbooks in Middle School Visual analysis based on CiteSpaceCHEN Yitong1,SHANG Yonghui2,MALin1,XIE Yuxin1(1.School of Chemistry and Chemical Engineering,Baoji University ofArts and Sciences,Baoji 721013,Shaanxi,China;2.School of Chemistry and Chemical Engineering,Xianyang Normal University,Xianyang 712000,Shaanxi,China)Abstract：This paper takes the comparative research literature of middle school chemistry text-books from CNKI from 2000 to 2022 as the research object,adopts quantitative statistical method andbibliometric research method,and uses CiteSpace software as the analysis tool to conduct visual analy-sis on the annual number of publications,authors,institutions and keywords of relevant literatures.Theresults show that the comparative study of chemistry teaching materials is generally on the rise,and theresearch focuses on different versions in China and other countries,new and old chemistry teaching ma-terials,content and internal structure.Through analyzing and analyzing the results of the visual re-search,this paper puts forward some suggestions to improve the practicability,synergy,novelty andcomprehensiveness of the comparative study of middle school chemistry textbooks.Key words：comparison of chemistry teaching materials;comparative study;citespace;visualanalysis;knowledge graph化学教材是化学课程的文本素材，是进行化学课程教学与实施的重要载体。化学教材起着培养学生化学思想的作用。中学化学教材是学生学习化学最直接的知识载体，也是教师教学的重要资料。分析教材是教师进行教学设计的基础，决定教师教学质量1-3，只有对教材进行深入剖析，把握化学教材体2024年3月咸阳师范学院学报Mar.2024第39卷 第2期Journal of Xianyang Normal UniversityVol.39 No.2系结构，才能在课堂上做到游刃有余，发挥教材真正的作用。中学化学教材比较研究也一直是化学教育研究的重要领域4。近二十年来对于化学教材的比较研究表现出主体多样性、内容选择多样性，比较角度多，整体性把握及思考难度较大，无法全方位了解中学化学教材比较研究的演变历程和发展规律5。本文拟采用量化统计法和文献计量研究法，以中国知网学术期刊库中检索到的597篇期刊论文为研究对象，试图得到化学教材比较研究的研究现状、热点以及趋势。1 研究设计数据来源。本文以中国知网学术期刊库作为数据来源。采用主题筛选法，在高级检索中输入主题“化学教材比较”或“化学教科书比较”或“化学教材对比”或“化学教科书对比”，时间设为2000年1月1日至2022年12月31日进行检索，删去无关文献，最终得到597篇期刊论文。研究方法。采用 CiteSpace-6.1.R2 版本可视化软件，利用数理统计方法中的量化统计法和文献计量研究法对相关文献进行统计研究，明确各文献之间的内部联系，获得年度发文量，从发文作者、发文机构以及关键词3个方面绘制知识网络图谱，并进行相应的共现分析和聚类分析，从中总结近二十年化学教材比较的研究热点以及发展历程，科学地分析其在某一领域的发展趋势6。2 化学教材对比研究的整体概况分析2.1 发文时间分析20002022年化学教材对比研究发文量总体呈现增加趋势，特别是在2019年高中新教材发布后，对新版教材的比较研究引起广大学者的关注，发文量呈现明显增长趋势达到72篇，2021、2022年化学教材比较研究热度相对于2020年有所下降，下降原因可能为研究者既上一热点后，对新话题的探寻具有一定障碍。总体研究可分为三个阶段：20002008年（萌芽阶段）；20092015年（发展阶段）；20162022年（深入发展阶段）。总体来说，近二十多年化学教材比较的研究总体呈现上升的趋势，学界对于化学教材比较研究的关注度越来越高。2.2 发文作者与机构分析将 所 得 文 献 数 据 导 入 知 识 图 谱 绘 制 软 件CiteSpace进行时间切片为1年的发文作者及发文机构合作网络分析7，具体见图1、图2。图1和图2中圆圈表示不同作者或不同机构，不同圆圈之间的连线表明作者或机构的共现关系，即作者或机构之间的合作，连线的多少表明中心性大小，字体大小表示发文量的频次8。利用CiteSpace进行数据统计，由此可见，在该领域发文较多的机构有内蒙古师范大学（29篇）、华东师范大学（24篇）、华中师范大学（21篇）。内蒙古师范大学是以教材栏目设置和教材具体内容为中心进行研究，研究范围较广，被引量最高的为白晓连教授编写的 中日两国现行高中化学教科书比较研究；华东师范大学主要关注教材国际间的比较，包括实验难度的国际比较、情境特征的比较研究、配图的比较等，钱扬义教授进行了关于 国内外初中化学教材编写的比较研究，为该校在此方面被引量最高的文章；华中师范大学主要以王后雄教授为指导进行了中外教材比较，最多的为中美教材的比较，被引量最高的文章进行了传统文化的比较，下载量最高的进行中美教材核心概念的比较。由图2分析可知：该领域发文量最高的三位作者是周青、闫春更和倪娟，其中周青发文19篇，被引量最高为 中英化学教材中习题的设计对比及启示；闫春更发文9篇，重点关注化学内容的比较，包括“离子反应”、“烃类化合物”、“化学键”等，其被引量和下载最高的均为和周青合作编写的 中美化学教材习100咸阳师范学院学报第39卷图1 近二十年化学教材比较研究发文作者合作网络图谱图2 近二十年化学教材比较研究发文机构合作网络图谱题情境创设的比较研究以“化学反应原理”内容为例；倪娟教授发文6篇，重点关注中德两国教材，被引量和下载量最高的前三篇文章分别为 中德初中化学教材开篇实验的比较与分析、中德化学教材导论章节对科学探究学习的编写比较、中德初中化学教材中“原子”编写的比较，可见倪娟在中德教材比较方面研究较深入。在该领域以机构属性来看，以师范类高校为主。从研究机构地区分布上看，该类文章的发表以东、西部地区占比较多，发文量占所有地区发文量分别 达 到 32.47%和 38.22%，其 次 是 中 部 地 区 为15.80%，最后是东北地区占比达到13.51%，与东西部地区相比，在教材比较研究方面，发文量较少，仍可加强。在作者方面看，化学教材比较研究也呈现出较为分散的现状，研究人员和机构之间的沟通合作较少。总体来看，在化学教材比较研究方面研究者数目较多，研究者多为高校教师，研究者整体较为分散。在阅读分析大量文献后发现，不同高校对于教材比较研究的侧重点有所不同。内蒙古师范大学的相关研究更多集中于不同版本教材的比较，包括中英教材比较、中美教材比较、统编版和人教版的比较等。主要分析包括不同主题的比较以及教材内部结构的比较。华东师范大学、东北师范大学和陕西师范大学的相关研究更多在于国际间的教材比较，例如华东师范大学雷亚新、柯政9以初中化学教材为例进行中美两国教材质量的比较研究，东北师范大学蒋少娟10对比中国与澳大利亚的化学教材并进行分析，分析国外教材的编写特点，借鉴国外教材的编写的成功经验，为我国高中化学教材的编制提供一些启示。天津师范大学注重科学素养在化学教材中的体现。总体来说，在化学教材比较研究中不论是研究作者或机构，都部分呈现相互关联性，具有整体分散部分集中的特点，并未建立密切的合作关系，研究聚集性较差，仍处于发展阶段。2.3 高下载量和高被引率论文整理归纳下载量与被引量最高的前五篇文献，分析发现，高中化学新教材内容呈现方式的比较研究11的下载量与被引量均排名在第二位，该论文从宏观和微观两个方面分别对三种版本教材内容呈现方式做了比较分析研究，并对不同的呈现方式在培养学生综合科学素养方面的作用进行了分析，发现了不同方式的显著优势。普通高中课程标准必修化学教材比较研究12构建了教材分析模型，认为对教材的分析遵循教材编制的一般模式，即是依据课程目标，选择、组织和呈现教材内容，对三套高中课程标准化学必修教材进行了具体的分析。并提出化学教科书编写建议。不同版本高中化学教材“元素周期律”的比较研究13从教材的结构体系、内容安排、呈现方式等角度，通过对我国三种不同版本新课标化学教材与美国 化学：概念与应用 一书的对比，总结出对教材的编制与教学的建议。国内外初中化学教材编写的比较研究14从教材设计的背景中对教材编写理念、教材内容选取、教材内容组织方式、教材栏目和版面设计以及化学实验和习题设计等方面进行比较，得出现行国内外初中化学教材编写的共同特点。高中新课标必修化学实验教材比较研究15从教材体系的构建和教材内容的呈现2个方面，对3套普通高中化学课程标准实验教材（必修）进行了分析。通过对以上文献梳理，近二十年关于必修教材的下载量和被引量都相对较高，实验教材也成为众多学者关注的重点；其次重点学者将目光放在新课标新教材以及国内外教材和不同版本教材的比较上；对于教材内容，以“元素周期律”部分更受重视；教材对比内容上以教材的呈现方式、栏目设计为研究者的关注热点。3 化学教材对比研究的研究热点和发展趋势3.1 研究热点关键词可视化共现分析关键词共现分析是利用文献的词汇或名词短语共同出现的情况来确定文献集所代表的学科中各主题之间的关系16。将所得文献数据导入CiteSpace，并绘制知识图谱，进行关键词共现分析发现，在该领域内以高中化学（68次）、人教版（34次）、初中化学（21次）三个关键词出现的次数最多，说明其为该领域的研究热点。中心性反映了研究热点间转换的关键节点，中心性数值越大，表明该关键词在研究热点演变中发挥了关键作用17，是研究者所共同关注的话题，一般认为中心性大于0.1的节点比较重要18。中心性较高的关键词有、有机化学（0.43）、人教版（0.38）、课程标准（0.35）、初中化学（0.35），即以其为中心的研究能够形成较好的关键词共现网络。根据对以上关键词归类分析发现，我国二十余年以来中学化学教材比较研究主要集中于教材对比主体和对比内容两大方面。在教材对比主体研究方面，主要包括不同国家化学教材、国内新旧教材以及国内不同版本的教材等研究；在教材对比内容研究第2期陈烨彤，等：中学化学教材比较研究的现状、热点及趋势基于CiteSpace的可视化分析101方面，主要包括教材具体内容以及教材结构等研究，具体中学化学教材比较研究方向分类示意图见图3。可以看出，对于高中化学的研究多于初中化学，且在教材对比研究方面主要围绕教材对比主体、教材对比内容等两个方面开展。在教材对比主体上，众多研究者主要对不同版本教材，不同国家教材及新旧版本教材进行对比。在不同国家教材对比研究方面，中美教材的相关对比研究较多，下载量最高的为 中美高中化学教材中科学本质内容水平的比较及启示，该文章发现中美化学教材的科学内容水平都较低，并建议教材编写以显性方式准确呈现科学内容、科学探究活动、化学史的编排需符合科学内涵，恰当设计反思性活动栏目，这也是之后新教材在编排过程中添加的内容，同时核心素养中也强调科学观念，可见该文章有深刻指导意义；在不同版本教材对比研究方面，重点集中于人教版的研究，出现了34次，下载量和被引量最高的均为研究新教材的内容呈现方式，可见在不同版本的研究中，学者更注重教学内容如何呈现、如何编排，同时鲁教版的研究产出也在不断增加，其他版本的教材研究应继续，使教材研究逐渐多样化。在教材内容研究上，主要涉及不同主题内容、不同教育理念的教材内容对比研究。针对化学学科自身，对于有机化学的研究更多，同时包括不同的研究视角，例如STSE教育理念、HPS教育理念、学科核心素养、思政元素、绿色化学等19；其次包括教材内部结构的对比，例如教材图像、栏目、插图、教材编写特点20等。这也充分说明，不论是教育理论研究者还是实践教师，都对教材的比较研究有不同角度的深入认识，同时推动教材比较研究的深入发展。3.2 研究热点关键词可视化聚类分析关键词聚类是关键词的聚集分类，联系紧密的关键词会相对形成小团体，进而对这个小团体的关键词进行归纳总结，得出一个主题，然后再对该主题进行详细的分析，其本质就是聚类分析21。利用CiteSpace软件进一步对文献进行可视化聚类分析，生成我国化学教材对比内容研究论文的聚类网络图谱如图4，图中显示了关键词包含最多的前10个聚类标签，聚类编号越小，则每一类中包含的关键词越多。图谱聚类值为Modularity Q=0.7596，聚类内部相似度指标Silhouette=0.9433，一般认为Q0.3表明聚类结构显著，S0.7表明聚类是令人信服的22，故该聚类很好地达到要求。根据聚类结分析，各聚类之间相似度很高，研究热点较为紧密，当前我国化学教材比较研究的热点有三个方面：一是注重教材的国际比较研究；二是注重高中化学教材的比较；三是在对比内容方面，宏观上更加注重教材呈现方式的比较，微观上对于化学史的呈现方式、实验设计的呈现方式等研究较多，但研究中对于教育理念的呈现方式涉及较少。3.3 研究热点关键词可视化突现分析突现词是一定时期内出现频次比较高的词，其变化能反映出该时期学者们对该领域研究的热点，也是一种该领域演化发展趋势的判断依据23，采用CiteSpace软件进行关键词突现分析，按照突现词出现时间进行排序如图5。如图5可发现，近二十年化学教材比较研究主要分为三个阶段。第一阶段：20002008年，该阶段没有关键词的突现，说明该阶段化学教材比较研究还处于萌芽阶段，研究较为分散；第二阶段：2008102咸阳师范学院学报第39卷图3 二十余年我国化学教材比较研究方向图4 热点关键词聚类网络图谱2015年，此阶段内关键词频次突增，其中“课程标准”这一关键词长时间处于研究热点，突现强度达到了2.85，课程标准是普通高中化学课程标准，是国家颁布的统一高中化学课程的纲领性文件，它对各个学段的教学、学习任务做出了规定，是学生学业成就评价的基石，是教材编写和考试命题的依据24。对课标和教材的一致性进行研究不仅可以促进新课标的进一步完善，同时为教材课后习题的编写提供建议，促进教师专业发展25。第三阶段：20152022年，关键词发生变化，频次突然增多的关键词包括：有机化学、中美、核心素养、一致性。核心素养的提出让教育改革进入新时代。随着课程改革的进一步深化，各国越来越重视科学素养，不同国家对化学教育拥有不同的侧重点，在不同国家教材对比上，中美教材对比研究受到广泛关注。为了落实核心素养，我国将高中各科课程标准重新修订，从而形成学科核心素养。学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力26。2017年 普通高中化学课程标准（2017年版）颁布，新课标强调要以发展化学学科核心素养为主旨，注重开展落实“素养为本”的教学22，此外 义务教育化学课程标准（2022年版）也以发展学生的核心素养为主旨，将育人的目标推向一个全新的高度27。自此，“核心素养”一词成为学者普遍关注的焦点，新课标的颁布，新教材的使用，也将推动各界研究者关注课标与教材一致性的问题，从而为教材的编写与发展提供上升空间，为课堂教学打下良好根基。近二十年从核心素养角度进行化学教材比较研究的文章中，被引量和下载量最高的文章均为 基于学科核心素养的新旧版本高中化学教材比较研究以人教版“常见的无机物及其应用”为例28，从章节编排结构、呈现方式、栏目设计、具体元素化合物选取方面对修订前后两版教材的对比分析，发现人教版新教材的学科核心素养特点更加突出，更加注重学生能力的提升。从“一致性”角度进行比较研究的文章中，下载量最高和被引量最高的文章均为 人教版高中化学新教科书与课程标准的一致性研究29，结果表明高中化学新教科书与化学课程标准在内容主题上具有较好的一致性；高中化学新教科书与化学课程标准在各个认知主题中具有较好的一致性；高中化学新教科书与化学课程标准在内容主题和认知水平的重点分布上有同有异。4 结论（1）通过发文量、发文机构、发文作者分析可知，我国化学教材比较研究从2000年的1篇逐渐增加至2011年的45篇，2020年甚至达到72篇，发文量呈现持续增长的趋势，研究热度逐渐上升。在发文作者和发文机构上都呈现出整体分散部分集中的特点，并未建立密切的合作关系，研究聚集性较差。未来可以形成以大机构带动小机构，各机构相互合作的高质量研究网络，相互借鉴经验，沟通一线教师和各地机构，也可进行跨区域合作，取长补短，增强教材比较研究实践性和协同性。（2）通过关键词共现和关键词中心性分析可知，当前研究热点主要集中在国内不同版本的教材对比研究、不同国家化学教材的对比研究、国内新旧化学教材的对比研究、教材内容的对比研究、教材内部结构的对比研究。其中“高中化学”“核心素养”“课程标准”“有机化学”“人教版”等关键词出现频率高。并且在分析大量文献后，发现我国化学教材比较研究常采用的研究方法中思辨研究占主导，定量研究较少，研究方法较为单一，今后可以借助教育实验研究法、教育观察法、教育调查研究法等方法开展教材对比研究，指定比较指标，采用多样研究方法，增强教材比较研究新颖性。（3）通过关键词聚类分析可知，化学教材对比研究呈现“大同步、小异步”的特点。结合关键词突现可将研究分为三个阶段：20002008年（萌芽阶段），这一阶段并没有关键词的突现，研究较为分散；20082015年（发展阶段），这一阶段重点关注课程标准；20152022年（深入发展阶段），这一阶段重点关注核心素养、新旧教材、课程标准、中美教材，并且研究方面更加多样。但教材对比研究还需要注重教材的实际运用，要从实际出发，扩展教材研究主题30-34，如教材编写的模式与思路、教材使用效果、教师对教材二次开发的空间等。拓展比较研究主题，可进行跨文化比较、跨国家比较、传统教材与校本教材比第2期陈烨彤，等：中学化学教材比较研究的现状、热点及趋势基于CiteSpace的可视化分析103图5 近二十年化学教材比较研究研究热点关键词突现较、教材评估比较，增强教材比较研究全面性。参考文献：1马红梅.初高化学教学衔接中培养学生“宏观辨识与微观探析”核心素养的策略研究D.伊犁：伊犁师范大学，2023.2吴来泳，邓峰.基于元素观的人教版初高中化学教材分析J.化学教学，2022（12）：9-16.3高莉红.聚焦可持续发展观的高中化学教材研究D.上海：上海师范大学，2022.4唐劲军，李金莹，黄莹.新中国成立以来中学化学教材研究热点及规律基于674篇学术期刊论文的可视化分析J.化学教育（中英文），2022，43（13）：114-119.5姚娟娟，王世存.述评中学化学教材的研究文献J.化学教与学，2022（12）：69-72.6吴梦瑶，王慧娟.基于CiteSpace对我国英语教材文化内容研究热点可视化分析J.现代英语，2020（8）：82-84.7王春妹，周健婷，李婉瑜，等.基于CiteSpace的中小学数学教材比较研究主题与热点分析（20012020年）J.赤峰学院学报（自然科学版），2022，38（5）：105-110.8温建红，邓宏伟.近20年我国数学教材比较研究图景基于CiteSpace的知识图谱分析J.教育理论与实践，2022，42（11）：44-48.9雷亚新，柯政.中美两国教材质量比较研究以初中化学教材为例J.上海课程教学研究，2020（3）：15-21.10蒋少娟.中国与澳大利亚两套高中化学教材的比较研究D.吉林：东北师范大学，2011.11王秀忠.高中化学新教材内容呈现方式的比较研究D.济南：山东师范大学，2006.12董文娜.普通高中课程标准必修化学教材比较研究D.济南：山东师范大学，2006.13于丽红.不同版本高中化学教材“元素周期律”的比较研究D.济南：山东师范大学，2014.14钱扬义，王祖浩.国内外初中化学教材编写的比较研究J.化学教育，2003（3）：8-11.15毕华林.高中新课标必修化学实验教材比较研究J.化学教育，2005（10）：17-19.16易高峰，刘盛博，赵文华.高等教育研究 研究热点及其知识基础图谱分析J.高等教育研究，2009，30（10）：74-80.17张扬，康小明.基于CiteSpace的汉语国际教育研究可视化分析J.现代语文，2021（9）：78-83.18宋倩雯，李猛，谢俊.基于CiteSpace的化学教材研究可视化分析J.化学教学，2021（6）：22-27.19兰壮壮，马琳，谭茹.课程思政视域下高中化学新旧版教材栏目设计比较研究以人教版必修教材为例J.中学化学教学参考，2021（17）：41-44.20郭震.高中化学教材栏目与插图分析以人教版“有机化学基础”教材为例J.课程教材教学研究（中教研究），2022（Z3）：9-15.21赵宗芳，吴俊明.新课程化学教科书呈现方式刍议J.课程.教材.教法，2005（7）：70-74.22王晓军，赵文平.21世纪以来我国职业教育教材研究热点主题及演进趋势基于CiteSpace的知识图谱可视化分析J.中国职业技术教育，2023（17）：71-81.23刘巧，王伟.国内数字教材研究热点与趋势基于文献的Citespace可视化分析J.中小学电教，2018（10）：19-23.24刘永谦，周竹，王世存，王后雄.义务教育化学课程标准（2022年版）解析新旧课程标准差异性评析及使用建议J.化学教学，2023（7）：13-17.25中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（2017年版）S.北京：人民教育出版社，201826贾真真.高中化学新教材课后习题与新课标一致性研究D.武汉：华中师范大学，2022.27杨季冬.“素养为本”的高中化学“教、学、评”一致性研究D.武汉：华中师范大学，2020.28彭琴琴.基于学科核心素养的新旧版本高中化学教材比较研究D.南昌：江西师范大学，2020.29唐庆.人教版高中化学新教科书与课程标准的一致性研究D.长沙：湖南师范大学，2020.30郑长龙.核心素养导向的化学教学义务教育化学教学改革的新方向J.课程 教材 教法，2022，42（9）：41-46.31高怀明.浅析高中化学教材分析的策略J.青少年日记（教育教学研究），2018（10）：130.32张卫卫.优化改进，分析提高试论苏教版高中化学教材之优缺点及改进策略J.考试周刊，2017（34）：169.33冯嘉瑞.初中化学教材中概念转变策略的分析研究D.上海：上海师范大学，2012.34胡红杏，杜丽斐.我国普通高中化学课程与教材建设的回顾与反思J.课程 教材 教法，2020，40（6）：114-121.责任编辑 赵 正104咸阳师范学院学报第39卷