我国中学生物概念教学研究的现状与趋势

李增娇 张美娇 王嘉远 郑晓蕙

摘要基于文献计量学的理论和方法，对2011年以来CNKI中《中学生物学》《生物学通报》等4本生物教育专业期刊发表的概念教学文章进行了统计分析。结果发现：自2011年义务教育生物课程标准颁布以来，中学生物概念教学研究越来越受到关注，并形成了以刘恩山教授为代表的主要研究团队，但该领域的作者合作程度不高，且缺少跨学段的合作；研究热点以基于概念图的教学方法的研究为主。

关键词文献计量 概念教学 中学生物学 现状与趋势

随着《义务教育生物学课程标准（2011年版）》的颁布，我国的生物教育工作者对于概念教学的关注越来越多，同时相关研究文献产出数量呈现大幅增加的趋势。如何对这些研究论文的产出模式和研究成果进行量化的梳理、总结、评价和反思，成为一个迫切的任务。

采用文献计量学的方法，利用中国知网，分别对中学生物教育领域的4本专业期刊《中学生物学》《生物学教学》《中学生物教学》《生物学通报》2011～2016年发表的文献进行精确检索和题录信息下载，分析我国生物概念教学研究领域的特点、研究现状和发展趋势，为生物学一线教师提供借鉴和参考资料。

1文献来源与分析方法

1.1文献来源

以中国知网（CNKI）为检索平台，以“概念”为主题，词频为3（即在文题、摘要及关键词中概念一次超过3次便可检索到），检索时间范围定为2011～2016年，文献来源分别选择《中学生物学》等4本期刊进行精确检索，经过手动筛选和排除，最终获得样本文献272篇。

1.2分析方法

利用Excel对历年发文的年度、作者、地区及发文机构分布进行统计分析。利用Bicomb书目共现分析系统软件对关键词的频次进行统计分析，利用文献题录分析软件SATI、社会网络分析软件Ucinet对关键词的中心性进行统计分析；并利用Netdraw绘制作者合作网络。

2统计结果分析

2.1历年论文数量分布

历年发文量情况可以反映出某科学研究领域的历史发展轨迹，进而达到揭示和把握该研究领域发展总体趋势的目的。利用Excel软件呈现近六年来发表在4本生物教育专业期刊上概念教学研究论文的数量分布如图1所示。

可见，近六年该领域的研究论文数量总体上呈现出上升的趋势，其中2012年～2013年的上升幅度最大，这与2011年初中课标的颁布关系密切。该版本课标围绕“凸显和传递重要概念”在10个主题中筛选并呈现了50个重要概念，并以概念或命题的方式进行表述。随着课改的深入，生物教育工作者对概念教学的注重程度明显提高。

由于从课标颁布到概念教学研究成果的产出需要一段时间的积累，所以概念教学的论文并不是在课标颁布的当年就出现激增，而是在之后的两年才迅速增加。到2015年，有关生物概念教学研究的论文达到顶峰，随后在2016年有所下降，但这并不能说明研究者对概念教学研究的关注度有所下降。相反，随着高中新课标即将颁布，概念教学研究的视角也会随之发生转换。

2.2研究机构分布

通过对论文第一作者所属机构类型的文献计量分析，可以进一步了解生物概念教学领域的研究现状。统计结果中单位机构类型包含有小学、中学、大学、教研室（包括教学研究室、教育局、各种科学研究所、研修部等机构）及出版社等五大类。统计结果见表1。

由表1明显可得，论文作者群主要来源于中学，说明一线中学生物教师是概念教学研究的主力军。经过二次文献检索发现，他们的主要研究内容更多地聚焦在生物概念教学的实践研究，如教学模式在概念教学的应用、概念教学策略的选择、基于概念建构的教学设计及概念图的应用等。而高等院校和教研室的研究内容主要聚焦在概念教学的理论研究、如何转变学生的前科学概念、课标的解读、概念的建构等。发文机构为出版社的文章主要来自我国中学各版本教材的编者，他们关注更多的是基于生物学概念教学对教材进行相关的解读研究。

在中学生物概念教学研究领域，最重要的研究团体是以北京师范大学刘恩山老师为首的合作研究团体（图2），他先后与北京市第八中学的李红菊及张丽蓉老师、首都师范大学的杨文源老师、四川省成都石室中学的李倩老师等有过合作。经过二次文献检索发现，该研究团队研究内容的重点主要聚焦在对课标中重要概念传递的解读、国外概念教学的启示以及概念教学的基本教学策略的研究等。

2.3论文的研究热点分析

关键词虽然只是简单几个词，在论文中所占篇幅很少，但却是论文的精髓。文献计量学相关理论认为：通过关键词的词频分析和共现分析可以侦测一段时间内众多研究者共同关注的问题，也就是研究的热点。

利用Bicomb软件提取关键词，共得到关键词641个。对意思相近的关键词进行合并处理：将“高中生物学”“高中生物”合并为“高中生物学”；将“初中生物”“初中生物学”合并为“初中生物学”；将“课程标準”“生物课程标准”合并为“生物课程标准”；最终选择前20位的高频关键词。随后用SATI软件生成30x30的共现相似矩阵，用Ucinet计算高频关键词中心性，最终选择前20位的高中心性关键词。将两类关键词对比整理成表2，以便进一步分析该领域研究情况。

表2中，关键词右上角括号外的数字代表频次，括号内的数字代表中心性。A、B两部分是频次排在前20位的关键词，B、C两部分是中心性排在前20的关键词。重叠的B部分有13个热点关键词，频次和中心性都比较高，尤其值得关注。综合分析A、B、C三部分关键词发现，可以发现研究热点主要集中在以下几个方面：

（1）在研究学段的选择上，高中生物学概念教学的研究论文要多于初中生物学。根据我国现行的教育机制，高中生物学科是高考的必考科目，相关的研究大都涉及这一领域，概念教学的研究也不例外；而初中生物学科则常被视为初中的“小科”或“副科”，或与初中物理、地理和化学等综合为科学课，在初三就不再学习。虽然初中课标的颁布对初中生物概念教学及研究产生了重要影响，但受到我国教育机制的影响，高中的研究论文还是多于初中。

（2）重视对教师概念教学方法的研究，如关键词概念教学、生物学教学、课堂教学、教学策略、教学设计等。经过二次文献检索发现，研究者比较关注在课堂上，概念教学策略的选择与运用以及如何进行概念传递的教学设计，其中又以概念图作为主要教学策略的论文最多。

（3）重视对学生学习方法的研究，如关键词认知结构、前概念、概念学习、概念转变、建构等的研究颇多，但与涉及概念教学方法的关键词频次及中心性相比，有关概念学习方法的文章数量还是有很大的提升空间。经过二次文献检索发现，研究者比较关注在调研学生前概念的基础上，如何进行概念转变，帮助学生形成良好的认知结构，建构概念网络。

（4）研究工具以概念图及概念模型为主。模型是人们对认识对象所作的简化性描述，但其具备了原型的基本特点。从概念图和概念模型的逻辑从属关系来看，概念模型包含了概念图，但在生物学教学中，可以认为概念图和概念模型是等同的。经过文献计量发现，这类研究论文包含两类主题：概念图或概念模型教学方法的研究以及概念图或概念模型的制作方法的研究。

（5）最常被研究的知识内容是呼吸作用和同源染色体。呼吸作用的过程复杂，概念繁多，是中学生物学教学和高考考查的重点和难点。而同源染色体是减数分裂的核心概念之一，理解同源染色体的行为变化和数量变化有助于学生对难点知识——减数分裂过程的建构。

3启示与反思

3.1生物课程标准始终是概念教学研究的风向标

课程标准不仅是编写教科书的直接依据，而且是检查教学质量、评估学生的学习情况和进行课程评价的直接尺度。还影响着教育研究热点的变迁。尤其是2011年初中课标提出“重视重要概念的传递”这一理念后，生物教育工作者纷纷投入到有关概念教学的研究中来。当前，国家提出了立德树人的教育培养目标，颁布的高中生物新课标围绕“生命观念、科学探究、科学思维、社会责任”4个核心素养展开。新课标的颁布并不是对概念教学的否定，相反，生命观念是在理解生物学概念的基础上进一步抽象而成的。随着高中生物新课标的颁布，如何让学生通过学习生物学概念建立生命观念将逐渐成为研究的热点。

3.2大学与中学一线教师的进一步合作有利于提高理论研究的深度

经过统计发现，概念教学研究者的合作方式主要局限在高校内部、高校之间的合作，或中学内部、中学之间以及中学与教研室之间的合作，高校与中学之间合作不多。尤其是高校与初中一线教师的合作更少。随着学术研究技术的不断发展，在科学研究领域多个学者共同合作探讨来完成课题或研究的情况越来越多，这种合作关系也逐渐成为影响科学生产能力的重要因素。高校教师的理论基础雄厚，而中学一线教师的实践经验丰富，两者合作能够取长补短。未来，高校教育研究者应利用理论研究的优势，与中学一线教师之间开展更多样化的行动研究。

3.3研究热点应更加关注学生能力的发展和科学素养的提升

从近几年生物概念教學研究的热点发现，“教师如何教”是最重要的研究主题；其次，“学生如何学”也开始受到关注，但与生物概念教学方法的文章相比，概念学习方法的文章还比较少，内容的深度也不够。现如今，教育正逐渐融入“大数据”时代的浪潮中，教育信息化水平更加显著。如何利用信息技术、认知科学等最新成果研究学生概念学习中能力的提升应该成为未来的研究热点。另外，在统计中发现，学生的科学素养是否得到提升，学习的内容和方式是否对他终生发展受益等鲜少被关注，而这些恰恰是中学生物学课程最重要的教育价值。未来，概念教学的研究应该从时代需求出发，基于学生的发展和素养的提升开展中学生物概念教学的全方位研究。