國際科學教育中的生物學教育研究進展與啟示

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「本文來源：科普中國」

<摘 要> 以Web of Science數據庫核心合集收錄的8種國際知名SSCI期刊論文為基礎，借助CiteSpace軟件對國際生物學教育研究領域2000—2019年的文獻進行知識圖譜可視化分析，系統梳理近二十年來國際生物學教育研究領域的進展和趨勢後發現：國際科學教育界對生物學教育的關注呈上升趨勢；歐美國家在生物學教育研究領域占主導地位；國際生物學教育研究可歸類為六大熱點領域，體現出國際生物學教育研究重視科學素養培養，注重情景化、時代性、現代化，並具有一定文化獨特性的特點；最新的研究前沿主要圍繞學習進階和生物進化主題展開，課程標准類文件的引用率最高。我國生物學和科學教育研究領域尚有很大的發展潛力，需關注課程標准落實，發展學生核心素養；加強國內外互通合作，鼓勵研究成果交流與轉化；把握國際研究熱點與趨勢，關注現有研究中較為薄弱的領域，促進本土科學教育發展。

本研究基於知識圖譜可視化的方法，運用國際通用的CiteSpace軟件，對Web of Science核心數據集中8種國際知名SSCI期刊近二十年（2000—2019年）所收錄的生物學教育研究相關文獻進行系統分析，以期在全面了解國際生物學教育研究成果主要來源和貢獻等情況的基礎上，把握國際生物學教育研究熱點及前沿趨勢，為我國生物學和科學教育研究發展提供參考與啟示，也為後續對該研究領域內各子主題進行深度研究的必要性和重要性提供依據。

1國際生物學教育研究成果的時空分布

1.1年度發文量分布

本文對近二十年國際生物學教育研究相關的文章按年份進行統計，得到年度發文量的分布圖（見圖1）。自2010年以來，生物學教育研究在國際科學教育領域開始引起更多的關注，至今一直處於發展階段。

圖1 近二十年國際生物學教育研究文獻年度分布圖

1.2國家/地區科研成果及合作情況

從整體來看，近二十年來世界多個國家/地區在生物學教育研究上有所產出，表明生物學教育研究已在世界範圍內引起普遍重視；合作網絡的整體密度較低， 說明在國際範圍內，絕大多數國家/地區還未在生物學教育研究領域建立廣泛合作。

歐美國家對生物學教育研究的關注度較高，形成了代表性的研究成果，且與其他國家/地區的交流合作更為緊密，在整個國際生物學教育研究領域處於重要地位。尤其是美國，其發文總量和中心度都高居榜首，且與許多其他國家/地區的合作頻繁，在全球生物學教育研究領域占據中心地位。

我國相關研究者對生物學教育研究的關注日益加強。但相比於美國、英國等歐美國家，我國尤其是大陸（內地）的發文量和成果的學術影響力都還相差甚遠，我國該領域發表研究的數量和質量都有待進一步提升。

1.3代表性研究機構

在本研究中發文數量排名前10位的高產機構分布大多集中於美國。其中具有高學術影響力的研究機構都屬於美國，再一次證明了美國在生物教育研究方面的強勢地位。而我國大陸（內地）相關研究機構的成果產出和影響力還均有待提升。這表明與代表性研究機構建立學術聯系，積極組織學習交流，加強國內外合作，對未來我國生物學教育和科學教育研究的發展而言十分重要。

2國際生物學教育研究的熱點領域

2.1關鍵詞共現分析

從生物學學科內容的角度來看，以進化和遺傳學為代表的學科內容受到了研究者的廣泛關注；從研究對象來看，學生群體和教師群體都受到研究者的普遍關注。其中對學生的研究具有更高熱度。從教育目標和研究主題來看，與概念理解、概念轉變相關的主題是該領域重要的研究內容。情感態度類相關研究受到了廣泛關注。生物學教育重視概念理解、科學探究和科學態度主題的研究，這也與提升學生和教師科學素養的教育目標相一致。

2.2關鍵詞共現的聚類結果

對當前國際生物學教育研究熱點進行整合，歸納為以下六大類。

2.2.1態度、動機、興趣等情意類目標受到持續關注

動機、態度、興趣等情意類目標研究受到了生物教育領域研究者的持續關注。而歐美國家由於文化傳統和宗教信仰方面的原因，還尤其關注學生與教師對“進化論”“自然選擇”的態度。除了這些較為經典的研究主題外，隨著科技所導致的全球性問題加劇，學生對新型生物技術(如轉基因技術)的看法, 對環境汙染、生態保護等相關問題的價值觀等，也成為國際生物教育研究中新的關注點。

2.2.2重視概念理解

從學科內容來看,遺傳學相關知識在概念研究中受到了更多關注；從研究內容來看，關於概念理解的學習進階、影響因素方面的研究更加受到重視，例如研究學生的認識論信念與其概念形成間的關系，以及基於電腦或網絡的計算機技術對學生或教師概念學習的影響等。

2.2.3以情景化方式促進科學素養的發展

這類研究主要通過情景設計，試圖為學習者提供更為有效的學習環境。在眾多的素養維度中，科學思維得到了最多的關注。不少研究通過將真實的社會性科學議題作為教學情境（如轉基因技術的應用），促進學生的科學思維發展。除了科學思維以外，還有部分研究將重點放在以情景化的形式幫助學生提升對科學本質的理解或者對倫理道德等的思考。

2.2.4整合新興技術和非正式學習環境資源

研究關注校內教育環境與資源的豐富和改善和非正式學習環境下的生物教育資源。整合新興技術的教學在生物學教育研究中受到關注。

2.2.5注重評價在生物學教育中的應用

在評價理念上，研究將重點放在以促進學生的學習和發展為目的，注重形成性評價或形成性評價與終結性評價相結合。在評價對象上，對項目、課程、教學方法等效果的評價不再只針對學生的概念理解，還關注學生在情意類等目標上 的發展，評價對象更加多元化。在評價手段上，除了開發、應用經典的評價方法、評價工具（如概念圖、紙筆測試等）之外，還開始結合計算機網絡技術，評價手段更加技術化和現代化。

2.2.6強調科學探究

探究作為一種經典的教學方法，依然受到生物學教育研究者的關注。而除了傳統的對探究課堂中教學策略（如有效提問）、教學組織和教師素質的研究外，新興技術支持下的探究教學研究也逐漸湧現。

國際生物學教育研究熱點領域及其發展呈現出一定特點。情意類目標、概念理解、科學思維、科學探究等熱點主題體現了生物學教育研究以科學素養培養為目標的價值取向；西方學者對“進化論”的特別關注則體現出生物學教育研究中文化的獨特性；對科學技術發展、全球性問題和社會性科學議題的關注則展現出生物學教育研究注重情景化並緊密結合時代現實的特點；各個熱點領域中對計算機網絡技術的關注和應用關注則體現出生物學教育研究發展現代化的一面。

4國際生物學教育研究前沿

“學習進階”和“進化”相關的主題是當前生物學教育研究的最新前沿。此外，“大學生”和“社會性科學議題”相關的主題也依然受到廣泛關注。《K-12科學教育框架》《下一代科學教育標准》是研究前沿中被引量最高的文獻，表明國際生物學教育領域研究前沿關注標准、教育目標和教育理念及其落實。

5啟示

5.1關注課程標准落實，發展學生核心素養

本研究發現，《K-12科學教育框架》《下一代科學教育標准》在研究前沿中占據文獻被引量首位，這一結果以生物學教育研究領域的實證數據為依據，表明了國際科學教育研究關注課程標准落實的特點，也體現了課程標准類文件在國際科學教育研究中的基礎性和重要性。在我國，課程標准同樣是學科教學研究與實踐的風向標，反映了相關學科領域的最新教育理念和研究成果，需要充分關注和落實。

我國生物學課程標准體系下的生物學教育研究具有較大的國際發展潛力，在今後的生物學教育和其他學科科學教育研究和實踐中，應充分關注課程標准內容及其落實情況，注重發展學生核心素養。

5.2加強國內外互通合作，鼓勵研究成果交流與轉化

我國在科學教育研究領域的發展，應注重加強國內外互通合作，積極與國際代表性研究機構建立聯系，主動參與國際會議等活動，借鑒國際科學教育研究經 驗,積極嘗試將本土研究轉化為國際高水平學術論文，促進本土成果的交流展示。

5.3把握國際研究趨勢，助力發展本土科學教育

生物學教育研究作為科學教育中的重要組成部分，其國際研究熱點與前沿趨勢對我國科學教育的發展有一定啟示。通過對比國際研究前沿熱點與我國生物學教育研究現狀發現，一些國際關注度較高的研究主題在我國還沒有得到足夠重視。

在未來的生物學教育和科學教育研究中應關注國際研究熱點與前沿趨勢。生物學教育和科學教育研究實踐需立足本國文化和教育背景，同時借鑒國際經驗，探尋我國生物學教育和科學教育相關問題的解決之道。同時，應重視學習情境的設計和創建，為學生提供更有意義、更有效的學習情景和學習經歷。還應關注並探尋現代化技術在生物學教育及科學教育研究與實踐中的潛力和作用。

來源: 科普研究