利用NoteExpress分析国内化学数字化实验的发展

张婷　马宏佳

摘要：NoteExpress是一款文献管理专业软件，在文献综述及长篇论文写作中具有突出的优势，文章利用NoteExpress软件整理了十年来（2003-2013）国内化学数字化实验的相关文献，并利用该软件进行量化分析。

关键词：NoteExpress；化学；数字化实验；综述

文章编号：1008-0546（2014）03-0086-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

数字化实验通常指利用传感器、数据采集器和计算机进行的实验[1]。目前对数字化实验的称谓还有“手持技术”、“掌上实验室”、“DIS实验”等。自2003年华南师范大学钱扬义教授在国内首次提及“手持技术”和“掌上实验室”等术语[2]，到2013年国内学者们对数字化实验的研究如火如荼，在这十年中，化学作为一门实验科学，其与数字化实验的结合受到了较多学者的关注。

对研究者而言，广泛地阅读相关文献并进行综述写作是进行研究的第一步，传统管理资料的方法是将word、pdf等文件放在指定文件夹中再保存到电脑，但当文献多达成百上千篇时，这种管理模式就十分繁琐，并且极易出错。NoteExpress（简称NE）在采集、管理和分析文献等方面功能强大，使用便捷，鉴于此，笔者尝试利用NE软件搭建“化学数字化实验”文献库，对十年来该领域内的文献进行系统地整理和分析。

一、 NoteExpress介绍

NoteExpress是北京爱琴海软件公司开发的一款文献检索、管理与应用系统，支持中文和英文，其灵活的功能得到国内外科研人员的认可。NE可轻松导入各类文件进行有序管理；具备文献信息检索与下载功能，可用来管理文献的题录，并以附件方式管理文献全文或其它格式文件；可自动完成参考文献引用的格式化；具有笔记功能，可实现隐性知识的显性化管理[3]。

笔者使用的是NoteExpress2（南京师范大学图书馆版），成功安装后，就可以在NE界面中点击文件目录下的“新建数据库”来建立相关数据库。NE界面十分清晰，主要包括四个部分：上侧为常见的菜单栏和工具栏；左侧的数据库节点下包含题录、笔记、检索、组织和回收站五个文件夹，它们依据使用者的需要用来存放不同类型的资料；右侧的题录信息栏显示文献的日期、作者、标题和来源，并按照设定的顺序（如时间顺序）进行排列；右下侧的窗口主要为文献资料的详细信息，使用者可以进行手动编辑。图1为笔者创建的“数字化实验”数据库，这其中笔者对166篇文献的题录进行添加附件、优先级设置和在线更新等操作，将所获取的显性知识进行有序、合理地分类和整理，为后期开发个人的隐性知识奠定基础。NE中的数据库就像是一个“电子笔记本”，在其人性化的操作模板下，使用者可便捷地对其进行添加和修改，数据库一旦建立就能够长久使用。

二、文献检索与导入

NE数据库中的题录中包含文献的标题、发表日期、作者、摘要、关键词等信息，一般题录中文献信息的采集主要有手工录入、直接导入、过滤器导入和从其它管理器导入四种[4]。笔者主要采用了前两种方法对化学数字化实验的相关文献进行检索与录入数据库。

直接导入有NE在线检索结果导入和在线数据库检索结果导入两种。首先在NE的“检索”目录下选择“在线检索”，NE系统与许多国内外常用数据库建立了专门的接口，用户可以选择相应的数据库，输入检索条件进行检索，点击“保存勾选题录”，就可以将勾选的题录信息导入进指定的题录下（图2）。有时NE软件中的更新程度不及各数据库本身，这时就可以将在线数据库的检索结果导入进NE中，例如在CNKI数据总库中，选择篇名“数字化实验”为检索条件进行检索，共找到205条结果，其中与化学学科有关的32篇，勾选这些文献，选择“导出/参考文献”，进入文献管理中心界面后，在左侧界面中选择“NoteExpress”数据库，然后选择“导出”，之后如果选择“保存”按钮，系统会先在电脑中建立一个“.net”文件来存放文献信息，打开该文件，就会出现“导入题录”的界面（图3），选择“开始导入”即可将所选文献导入到数据库中的指定题录下。

手工录入的方法适用于已有的、零散文献资料，并在一定条件下弥补数据库检索不全的缺陷。右击“题录”，选择“导入文件”，添加电脑中的相关文件后，进行“导入”即可（图4）。

笔者基于CNKI（中国知网-文献总库），分别采用“数字化实验”、“手持技术”、“传感器”和“DIS实验”作为篇名进行检索、筛选，共获取与化学数字化实验相关的期刊文献166篇。采取直接导入和手工导入两种方法将其导入进NE数据库中。

三、文献的量化分析

截止2013年12月，笔者共整理出与化学数字化实验相关的期刊文献166篇，在文献筛选过程中主要根据文章内容的相关度进行取舍，受客观资源与主观选择的影响，部分相关文献并未整合到NE数据库中。

借助Note Express软件的数据统计和分析功能，笔者分别从化学数字化实验研究文献的期刊来源、数量、研究方法、研究内容、研究层次四个方面对文献进行分类与探讨。对于文献的期刊分布和年份统计作者利用NE的智能统计功能，对于研究方法、内容与层次的分析笔者则结合使用了NE中自定义分类功能和统计功能。

1.文献的期刊分布统计

在NE数据库中，右击题录，选择“文件夹信息统计”选择“期刊”为统计字段，点击统计，即可获得不同期刊的文献数量，将此信息另存为文本文件后导入进Excel中进行数据的列表分析（表1），可获取更直观的结果和信息间联系。

通过对文献的期刊来源统计可以发现，目前发表有关化学数字化实验的文章的期刊多达42种，其中权威期刊有《电化教育研究》和《课程·教材·教法》，发表化学数字化实验文章较多的期刊有《化学教育》、《化学教与学》和《中学化学教学参考》。endprint

2.文献的数量统计分析

右击题录，选择“文件夹信息统计”选择“年份”为统计字段，点击统计，即可获得不同年份的文献数量，利用Excel软件进行数据的列表和作图分析（表2和图5）。

从表2和图5可以看出，国内化学数字化实验研究的发展大致经历了三个阶段。2003～2005年为第一阶段，基本属于数字化实验理念的介绍阶段，相关研究成果较为零散，且主要集中于大学院校的科研单位；2006-2010年为第二个阶段，属于数字化实验在教学中的探索阶段，研究进行的并不平稳，但有较多的一线教师加入到相关的实践研究中；2011年以后为第三阶段，属于化学数字化实验的快速发展时期，文章数量稳定在每年20篇以上，理论与实践研究共同进行。

3. 研究方法维度

选择所需编辑的题录信息，右击“编辑题录”，即可对题录信息进行增添和修改，在NE右下方界面中的“细节”中也可对题录进行编辑操作。笔者根据各文献研究方法的不同，在“分类”一栏中将其分别标记为理论研究、调查研究或实验研究等等。在“文件夹信息统计”中选择“分类”为统计字段，所得结果用Excel软件分析如下（表3和图6）。

表3和图7说明，国内化学数字化实验研究主要采用了实验研究的方法，这与化学学科的性质是有密切联系的。需要说明的是，研究方法中的“其它”指的是其它研究方法，如试题分析研究[5，6]、案例分析研究[7]等等，混合研究主要指教育理论和化学实验方法相结合的研究，如2013年刘建祥[8]基于“浓度对硫酸钠与硫酸反应速率的影响”这一化学实验，探讨“四重表征”与“手持技术”的整合，选取了50名高中生作为案例研究的对象来检验教学效果。2011年王晶[9]对手持技术促进学生化学实验观念转变进行了实证研究，2013年薛耀峰[10]和郁小昌[11]分别对上海市和浙江省的数字化实验的应用做了调查研究，填补了之前数字化实验研究中一些方法和领域的空白。综上，国内化学数字化实验研究用到了理论研究、实验研究和调查研究等多种方法。

4. 研究内容维度

教师、学生、社会是化学教学需要关注的三个基本点。针对上述采用“实验研究”方法的104篇期刊文献，笔者利用NE的分类和数据统计功能，从教师教学、学生认知和社会问题三个横向维度进行了量化分析（表4和图8）。

基于表4和图8可以发现，在实验研究中，研究者对教师教学的关注度是最高的，而对于利用化学数字化实验探讨社会问题的较少。例如任改兰[12]综合利用温度、溶解氧及pH传感器对“新乡市河水是否适合鱼类生长”进行了探究，周良骏[13]利用温度、二氧化碳和氧气传感器探究了暖宝宝的发热原理，这些研究很有意义，并且适合学生进行探究，因此可以在日后的研究中加大对“化学数字化实验”与“社会问题”相关的探索和应用。

5.研究层次维度

蒋永贵、吴俊明[14]根据对教学实践的跟踪分析，将数字化实验在中学理科教学中的应用分为三个层次，依次为常规教学创新、传统实验改进和科学探究深入。笔者采用这三个纵向维度，针对3.3中采用“实验研究”方法的104篇期刊文献进行了以下的统计和分析。

对表5和图9分析可得，目前研究者利用化学数字化实验对“传统实验改进”的较多，对科学探究的深入也有较多的关注，三个层次的研究成果整体较为平衡，说明数字化实验在化学实验各层次都有广泛的应用。需要指出的是，笔者在对文献进行分类时，对“科学探究深入”设的门槛并不高，相关文献仅仅是达到浅层次的科学探究要求，因此在以后的研究过程中 “科学探究深入”的整体水平上还有待提高。在这一方面，做的比较好的有邓峰等[15]对氯化铁水解条件的探究、徐惠等[16]对酸与铁丝反应的化学振荡现象研究、魏锐等[17]对含铁物质中铁元素含量的测定、靳建华[18]探究菠菜中叶绿素提取的最佳实验条件等。

四、文献管理与导出

在题录下方的“预览”栏目下，NE可根据使用者选择的期刊样式自动生成相应的参考文献格式，使用者可以直接复制粘贴到论文中。更为便捷的文献导出方式是NE在word中的“自动插入格式化参考文献”，在正确完成NE安装后，word中就会显示NoteExpress按钮（图10），先在NE中选择要引用的文献，在word中将鼠标定位在引用处，点击“插入引文”按钮，即可在文章末尾自动生成格式化的参考文献列表。选择“格式化”按钮可设置输出的样式，NE中内置了上千种国内外著名期刊的引文格式，同时还支持用户自己创建输出样式，让繁琐的工作变得快捷而准确。

除了上述介绍的一些功能外，NE还具有题录的排序、标记、查重、检索、笔记等文献管理功能，在此推荐一个NE视频学习网站http：//www.reflib.org/，感兴趣的读者可以对NE进行更加系统地学习。

五、研究结论与展望

国内化学数字化实验研究历经十年，已经取得了较多的成就。在新课程改革的背景下，目前国内大部分学者肯定数字化实验的价值，并且在化学教学、实验探究的应用中取得了较为丰富的实践成果，也在一定程度上弥补了理论与实证研究方面的空白。但如何寻找出适合我国化学教育的数字化实验的应用模式，仍然需要我们更多地思考与探索。

笔者通过对现阶段文献的整理与研究，认为化学数字化实验的发展存在以下问题有待解决：（1）对国外数字化实验的发展状况的相关研究较少，而且较为陈旧，不利于国内继续深入的探索与研究；（2）对化学数字化实验教学效果评价研究较为零散，缺乏完整的评价标准；（3）研究对象比较单一，基本集中于中学化学内容，而小学科学、职业技术学校化学、大学化学等内容的研究基本是空白。

参考文献

[1] 马宏佳. 信息化时代的数字化实验——记全国首届“威尼尔”杯化学数字化实验创新设计大赛[J]. 化学教与学，2011，（4）：2endprint

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