我国高校生物学教学研究发展动态与趋势探析——基于1992—2021年文献的计量学分析

王占军 李璐璐 王丽平 李子桐 辛淑静 张晓倩

（1 合肥师范学院生命科学学院，安徽合肥 230601；2 曲阜市第一中学，山东曲阜 273199）

随着高等教育市场竞争日益激烈，专业作为高校培养人才的载体，将高校与社会需求紧密结合起来。教学研究不仅是教师钻研如何更新教育理念、改善教学方法、积累教学经验、提升教学能力、增强教学效果的有效路径，更是新时期“秉承质量立校，建设一流本科教育，培育一流本科人才”的重要举措［1］。高校开展教学研究，不仅是提高教师的思想觉悟和业务能力的总抓手、实现教育目标的有效途径、促进教育良性发展的必要手段，更是适应教育发展的迫切需要。教学研究的发展与改革随时代的变迁而变化。近年来，生物技术的飞速发展为生物学研究创造了良好的基本条件，使生物学研究成果的产出呈井喷式增长；随着生物学专业领域科研成果的革新，生物学教研的相关报道也如雨后春笋般涌现。当前，我国已报道大量生物类教研论文，涉及教学模式、教学策略、教学方法等诸多内容，其发展动态和趋势亟待综合分析与深入研究。

文献计量是一种量化的研究方法，以科技文献的诸多特征为研究对象，以数学、统计学的原理为方法基础，深入研究文献的发展动态与趋势，主要用于探讨科学技术的特征、结构和规律［2］。目前，文献计量学的应用范围愈加广泛，如陈梅等［3］应用文献计量分析我国文化旅游产业的相关进展，余成斌等［4］运用文献计量研究资源变股权、资金变股金、农民变股东的“三变”改革发展，周详等［5］采用文献计量揭示了职业教育的发展态势，厉旭云等［6］结合文献计量分析高校实验教学的发展及趋势，邱均平［7］，丁克等［8］借助文献计量剖析我国高校教学研究与改革发展现状。

尽管文献计量应用广泛，但运用“文献计量”开展“我国高校生物学教学研究发展动态与趋势”的研究却鲜见报道，因而亟需开展相关研究。鉴于此，笔者运用共现网络分析与可视化（VOSview⁃er 1.6.17）软件，以我国高校生物学教学文献成果为对象，对我国近年来高等教育生物学教学研究文献进行系统、全面的计量学分析，旨在梳理其发展态势，为高校生物学教研工作提供参考。

一、对象选择与数据来源

以《普通高等学校本科专业目录》（以下简称《专业目录》）的更新信息为依据，生物学专业发展历经4 次重大变革：第一，1991 年前细化的动物学、植物学、微生物学、生物化学等专业；第二，1998年调整为隶属于教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会的生物科学、生物技术和工学门类的生物工程专业；第三，2012年颁布归属理学的生物科学、生物技术、生物信息学、生态学以及生物工程专业［9］；第四，近两年，《专业目录（2020年版）》及《专业目录（2021年修订版）》中生物科学类新增了整合科学和神经科学两个特设专业，生物工程类补充了生物制药及合成生物学两个特设专业。鉴于新增专业的开设时间较短，教研成果存在时间的滞后性，因此，本文以“生物科学、生物技术、生物信息学、生态学和生物工程”5个专业为研究目标，分析我国高校生物学教研发展的动态与趋势。

采用VOSviewer 1.6.17 软件进行高校生物学教研的文献计量分析，在中国知网（China Nation⁃al Knowledge Infrastructure,CNKI）中选择1992年1月1 日—2021 年9 月30 日近30 年的文献，具体操作如下：第一，将核心数据库、中文社会科学引文索引（Chinese Social Sciences Citation Index，CSS⁃CI）数据库、中国科学引文（Chinese Science Cita⁃tion Database，CSCD）数据库作为入选标准；第二，检索条件分别设为：主题=“生物”并含“教学”，主题=“教学”+全文=“生物科学专业”，主题=“教学”+全文=“生物技术专业”，主题=“教学”+全文=“生物信息学专业”，主题=“教学”+全文=“生态学专业”，主题=“教学”+全文=“生物工程专业”；第三，从检索结果中删除如下研究文献：其一，非高校类学校本科专业；其二，非本文研究的5个生物学本科专业；其三，书评、书荐、征稿启事、投稿指南、订阅、栏目介绍等非典型教研成果；其四，检索出的重复文献，即通过不同检索条件下检索到的相同文献仅保留一条；第四，汇总符合检索条件的所有文献。

二、研究方法

文献计量通过运用数学和统计学的相关知识，对文献进行定量分析，计量对象以文献、作者、词汇为主。VOSviewer 是一个具备科学计量和可视化功能的文献计量研究软件［10］，主要用于处理大数据，将结果通过可视化的图片呈现出来，这有助于对相关研究领域的研究热点、分布情况及发展趋势做出清晰的判断。由此使用VOSviewer 1.6.17 软件对CNKI 数据库检索、去重后汇总的文献进行数据分析，探索研究热点及发展趋势。

三、结果与分析

（一）论文成果的数量变化趋势分析

通过上述“检索、挑选、去重”处理后，共获取符合要求的目标文献1 269篇，对文献发表量进行统计，统计结果如图1所示。

图1 我国高校生物学教研领域文献发表量统计结果

据图1 文献发表量统计结果表明，自1992 年以来我国高校生物学教学研究的发展态势总体呈增长趋势。整体分为4 个阶段，第一阶段为1992—1999 年。1992 年底《关于加快改革和积极发展普通高等教育的意见》［11］中明确提出高等教育体制改革的主要任务，首篇生物学教学研究论文也顺应问世。1993 年《中国教育改革和发展纲要》［12］的颁布推动了生物学教学改革研究的发展，故该时期此类文献开始零星出现。第二阶段为2000—2004 年。1999 年颁布的《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》［13］文件，意在强调素质教育，鼓励教学改革，培养创新人才，这在一定程度上加快了高校教学改革研究的发展，吸引了该领域学者的关注，于是2000年起我国高校生物学教学的研究数量出现小幅度增长。第三阶段为2005—2011 年。2010 年教育部颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020 年）》［14］使更多的高校和研究者看到了高等教育发展的前景，生物学领域专业人才的培养也得到了重视，因而该阶段文献数量呈大幅度增长。第四阶段为2012—2021 年。其中，2016 年习近平总书记指出各科课程要与思政课程同行，2020年正式颁发《高等学校课程思政建设指导纲要》［15］促使生物类高校教师将课程思政元素融入专业课程中，致使生物学教研工作备受关注。因此这一阶段文献发文量整体呈上升趋势，尤其近年来数量激增，年发文量均在60篇以上，其中2020年高达129篇。从教育经费上看，中国高等教育经费投入力度的不断加大是高等教育快速健康发展的重要保障。从1993 年的155.95 亿元至1998 年的549.34 亿元到2005 年的2550.24 亿元再到2012 年的7801.91 亿元，正是教育经费投入的持续增加加速了我国生物学教学研究的发展［16］。

（二）发文期刊分析

期刊承载了研究者对于研究领域中某一主题的基本观点，对此进行分析可以了解该领域的研究热点及动态进展［17］。对文献的所属期刊进行统 计分析，结果如表1所示。

表1 我国高校生物学教研领域中发文量居前十的期刊分布

表1列举了我国高校生物学教研领域中发文量居前十的期刊，其中《微生物学通报》和《生物学杂志》属于北大核心和CSCD 来源期刊，《中国大学教学》被CSSCI 和北大核心收录，《实验室研究与探索》《实验技术与管理》《安徽农业科学》和《黑龙江畜牧兽医》为北大核心收录期刊，《微生物学杂志》和《中国细胞生物学学报》属于CSCD 来源期刊，《生命的化学》是中国科技核心期刊。发文量最多的是《实验室研究与探索》，共169篇，占所选文献的13.32%；发文量位居第二的是《微生物学通报》，共有文献163篇，占所选文献的12.84%；发文量排第三的是《生物学杂志》，共有文献136篇，占所选文献的10.72%。此外，《实验技术与管理》和《生命的化学》发文量分别是129 和128 篇，占比也较多。对排名前十的期刊在1992—2021年的发文情况进行梳理统计，结果如图2所示。

图2 1992—2021发文量前十期刊发文情况统计结果

据图2结果表明，在1992—2021年间，发表高校生物学教研文章的刊物种类随着时间的推移而增加，且自2000年后，位居前十的期刊均有发文，尤其从2007 年之后，每年至少有6 家期刊发文，2011、2014、2020、2021 这4 年中发表高校生物学教研文章的期刊高达9 家。针对相关文献分析，在位居前十的期刊中，涉及实验的论文量占总数的1/2。表明生物学的实验科学属性决定了“生物学实验及安全”既是研究热点、也是研究重点，受到学者们的广泛关注。

（三）文献作者及相关合作情况分析

分析文献作者不仅可以清楚了解作者所发表的论文量，还能准确把握该研究领域的核心贡献者及团队合作关系［18］，有利于追踪该领域核心作者的相关研究，对于深刻把握研究主题具有重要意义。对我国高校生物学教研领域发文量居前十的核心作者分布进行统计，结果如表2所示。

表2 我国高校生物学教研领域发文量居前十的核心作者分布

由表2 可知，我国高校生物学教研领域发文量居前十的作者共发文144 篇，占本文统计总发文量的11.35%。综合发文量与总联系强度得出，赵玉红（发文22 篇）、张金红（发文25 篇）、赵立青（发文21篇）这3位作者在表2中位列前三。排名前十的作者均来自南开大学的生物实验教学中心，其致力于全方位、多角度建设高水平生物实验教学中心平台；表明生物学教研领域主要以南开大学及其相关研究人员为核心力量，已初步形成较为成熟的核心作者群。

对文献作者合作网络进行研究分析，既可以直观地展示生物学教研领域的核心作者群及其合作程度，也是彰显科研团队合作程度的重要指标之一［19］。将筛选后的文献导入VOSviewer 1.6.17软件，且每位作者的最少文献数量（Minimum num⁃ber of documents of an author）设置为5，生成如图3所示的我国高校生物学教研领域的作者合作网络图。

图3 我国高校生物学教研领域的作者合作网络

图3中的节点大小与线条粗细反映了该作者发文的活跃情况以及与其他作者合作的紧密程度。从图3可以看出，赵玉红、赵立青、李登文、李欣、周浩、李小菊、石建党、崔建林是一个合作团队，张金红、陈容容、邓飞、刘方、白艳玲是另一个合作团队；并且出现了以赵立青、赵玉红、张金红、李登文、李欣为代表的核心作者，形成稳定的合作关系，使得研究团队之间的交流合作更加密切，有利于团队之间的信息共享、资源互补。

（四）关键词及聚类分析

高频关键词，又称热词，是指一定区间内出现频次较高的词语，能更直接地反映文章的主要思想，通过对关键词频次高低的统计分析，有益于快速了解和判断某个时间段内的研究热点［20］。为进一步呈现关键词共现分析结果，将其内在联系更为直观地展示出来，笔者将CNKI中检索的文献导入VOSviewer 1.6.17软件，设置阈限值5，生成我国高校生物学教研领域的关键词共现网络视图，结果如图4所示。

图4 我国高校生物学教研领域的关键词共现网络

图4 中的圆圈节点代表关键词，节点之间的连线数量代表关键词之间的联系强度，相同颜色表示研究内容相似；节点与字号的大小表示关键词出现频次的高低，权重占比多少［21］。依据图4所示，采用Excel 2020工具进行整理，提取频次和总联系强度排名前十的关键词进行统计，统计结果如表3所示。

表3 我国高校生物学教研文章中词频居前十的关键词

应用VOSviewer 1.6.17 软件对我国高校生物学教研领域的关键词进行可视化分析，综合图4与表3 结果可知，教学改革、实验教学、人才培养和专业课程等四个方面最为突出。一是教学改革，涵盖“探究式教学”“课程思政”“研究型教学”“实践”和“混合式教学”等关键词。高校的主要任务是为社会主义事业培养服务型应用类人才。深化教育改革，有利于提升教育质量，培养卓越人才。改革创新在经济发展与社会进步方面都居于重要地位，将改革创新摆在重要位置，对教育的发展也尤为重要。深化教育改革与创新、推动教育发展，是实现教育高质量发展的基本要求，也是重要路径［22］。二是实验教学，主要包括“综合性实验”“野外实习”“本科生”和“科研能力”等关键词。实验教学作为高校生物学专业教学中不可或缺的内容，对学生未来的能力发展至关重要。有效开展各类实验活动，既能帮助学生正确掌握基本实验技能，及时将所学理论与实践相结合，锻炼动手能力，又可以促进学生深度学习与反思，开拓创新能力。王进波等提出自新生入学到毕业为止，需通过多种形式的科研训练活动，不断提升其创新实践能力［23］。三是“人才培养”，包含“实践能力”“大学生”“创新能力”“科学素养”和“综合素质”等关键词。人才培养始终是高等教育教学改革的重点内容，其优化及创新的培养模式仍需不断探索。2012年5月7日教育部、财政部正式启动实施《高等学校创新能力提升计划》，即“2011 计划”［24］，该计划在满足高等教育实现内涵式发展的同时亦深化科技体制改革。实施新时代高等教育育人质量工程，建设高质量人才培养体系的任务，为高校生物学教育领域的教学研究提出许多新的课题。四是“专业课程”，主要包括“生物化学”“微生物学”“分子生物学”“植物学”和“细胞生物学”等关键词。专业课程与教学内容息息相关，研究热点主要集中于课程内容与体系方面，课程建设是有效落实课程教学计划、提升人才培养质量与实现人才培养目标的重要保障。高校专业课程作为教学基础建设的重要元素，不仅是提升人才培养质量的关键所在，也是提高教育教学水平的重要保障。2019年，国家教育部颁布了“关于一流本科课程建设的实施意见”，提出着重构建更高水平的人才培养体系，旨在推进教育事业高质量发展。

对VOSviewer 1.6.17软件而言，密度视图是其优势与特色之一。密度视图可以通过字体大小和位置分布直观地展示出高频关键词共现的频次密度，颜色变化表示研究热点的强度，暖色调代表研究的内容较为热门，冷色调表示研究内容较为冷门［25］。对我国高校生物学教研领域的关键词共现聚类进行分析，形成密度视图。结果如图5所示。

图5 我国高校生物学教研领域的关键词共现聚类密度

由图5 可知，目前我国高校生物学教育研究领域的热点主要分为6个方面，分别是以“教育改革”为中心的第一部分，以“生物化学、微生物学及理工科”为核心的第二部分，以“实验教学及探索”为焦点的第三部分，以“创新能力、生物工程、生态学及遗传学”为重点的第四部分，以“实践教学、创新人才及生物科学”为主题的第五部分，以“教学模式、细胞生物学、发酵工程”为主的第六部分。在我国高校生物学教育研究领域中，排名第一的是教学改革，包括教学模式和教学策略的探索、专业课程和教学方式等；排名其次的是生物化学、实验教学等。

20 世纪末，国家实施科教兴国、人才强国战略，不断对高等教育的改革与发展作出新的工作部署，颁布了多份文件，如教育部《关于中央部门所属高校深化教育教学改革的指导意见》［26］《关于加强新时代高校教师队伍建设改革的指导意见》［27］《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》［28］等。为培养综合能力强的人才，多数学者以生物化学、细胞生物学、遗传学、发酵工程等具体的生物专业课程为基点，开展教育改革探索研究。其中生命科学大多数领域是基于生物化学的研究方法和研究成果而发展的；生物化学课程也是生命科学类本科专业的核心课程，为提高其教学质量，高校开展的教研与教改活动颇多［29-31］。生物学是一门自然科学学科，亟需通过大量繁复精细的实验设计和操作去探索生命的奥秘。作为实验性科学的生物学学科，其实验教学研究也一直备受众多学者关注。

（五）被引文献分析

被引次数是指该论文自发表到当前为止，被其他学者进行参考并引用的次数。这与论文内容的热度和发表时间相关。一篇论文的引用率能衡量该文献的学术价值，被引次数被视为判定科研成果影响力的有效工具，是权衡学术成果质量的重要指标［32］。一般来说，一篇学术文章的引用次数越多，说明该研究成果越具有前瞻性和引领性，越能反映某个领域在一定时间内重要的研究主题，对该领域的相关研究更具有重要的价值和意义。

通过分析高被引文献的被引频次和选题，有利于研究者发现该领域的研究热点，明确研究方向。从CNKI 数据库分时段截取1992—2021 年关于高校生物学教学研究的高频被引用文献进行统计，结果如表4所示。

表4 我国高校生物学教研高被引文献

2005、2006 连续两年有2 篇高被引文献；2008—2012、2014 年的高被引文献均为1 篇。由此看来2006—2014年8年来的高被引量总体来看呈平缓状态。从内容来看，涉及教学改革的研究，在10 篇高被引文献中高达4 篇；教学模式的探索占2 篇，并且以实验教学为主题的文献有3 篇，人才培养相关主题的文献占2 篇。除此之外，从具体的生物学专业核心课程来看，专业课程在10篇高被引文献中占5 篇。总体分析结果与图5 所示排名前三的热点近乎一致，说明我国高校生物学教育研究领域的研究选题较为集中，研究重点突出，研究方向清晰。这些高被引文献突出了高校育人方针，既有利于推进高等教育理论创新，又积极推动高等教育改革发展的实践。

四、结论与展望

本文依据CNKI数据库对我国近30年来高校生物学教学研究领域的相关文献进行检索，借助VOSviewer 1.6.17 分析工具对发文数量、期刊、作者、高频关键词、高被引文献等指标进行分析，揭示了当前我国高校生物学教育科学研究的演变轨迹、现状和热点。主要结论：高校生物学专业的高质量教育发展亟待高水平的教育研究活动作为支柱，遵循学术共同体成员的学术规范，助力专业教研生态的逐步完善。第一，科研论文是学术研究的重要载体和输出形式。从发文数量上看，我国高校生物学教育科学研究领域的发表数量整体呈上升趋势，大致经历了萌芽期、增长期、稳定期，呈现出良好的发展态势，已进入提质培优、琢玉成华的新发展时期。第二，期刊是展现学术研究的重要平台。从发文期刊上看，我国高校生物学教育科学研究在CNKI 数据库发文量排名前十的期刊总计发文962 篇，占统计范围内总发文量的75.81%，主要集中于实验教学和专业课程两方面。虽已初步形成一批高产期刊，但亟需更多高水平专业相关期刊关注高校生物学教学研究论文。第三，学者合作能够反映学术共同体的内部结构与发展趋势，是推动高质量教育发展的主要动力。该领域发文量排名前十的作者共发文144篇，占统计范围总发文量的11.35%，其中赵玉红、张金红分别为作者最大相关合作网络、次要相关合作网络的核心人物。核心学者多来自南开大学的生物实验教学中心，其经费投入多、科研能力强、研究队伍稳定，逐步形成核心作者群。第四，教学改革是促进专业发展的源源动力与重要支撑。从高频关键词与高被引文献来看，我国高校生物学教研以生物学实验为重要研究方向、以基础性课程为重要的研究热点、以探索创新实践能力的培养方法及教学模式为研究趋势，从人才培养、专业课程、教学模式出发，全方位推动生物学科专业发展。由此描绘出高校专业教育改革的蓝图，深层次的支撑决策、创新理论、指导实践、引导舆论，明确建设中国高校生物学专业教育体系。

随着“十四五”规划的逐步推进，建设高质量教育体系势在必行；生物学作为21世纪最为活跃的学科之一，其专业的发展也将朝向更高质量、更高标准前进。依托现有研究发展基础，结合生物学专业特点，本文提出如下四项建议：一是加快科研成果转化为教研成果的步伐。近年来，生物学迅猛发展，科研硕果累累，但科研成果转化为教研成果的周期过长，存在严重的滞后性。因此，建议科研与教研并驾齐驱，形成科研支撑教研、教研反哺科研的良好氛围，进一步提升教学质量。二是期刊考核评价机制中需重视教研类论文。各类学术期刊（尤其是专业相关期刊）应加强对于教研类论文的鼓励与支持，加倍关注当下有关“课程思政”教学改革的诸多成果，为其提供更广阔的发文平台。三是人才评价机制亟待优化。例如多数省份高校教师职称评审仅送审科研学术论文，对于教研学术论文仅仅是有即可，忽略了其论文水平和质量的考核。在职称评审等人才评价工作中，构建清晰化的等级体系，更加关注学术成果的质量与创新性等重要性指标，鼓励更多学者投身于教学研究中。四是亟待加大国家级教研课题投入，深入推动高校生物学教学研究。当下国家自然科学基金为高校教师从事科研工作提供了重要经费支持，但是国家级教研课题数量相对过少，极大地限制了教研工作的开展。应深入贯彻实施“十四五”教育发展规划，高度重视教育科学研究，加强战略思考和系统谋划，有组织地开展重大教育科研，如重点关注分类别的精准化教育研究、实证研究、教育制度及教育理论和质量提升等方面的研究。

综上所述，高校生物学教学研究领域具有较大的研究与发展空间，越来越受到广大教研工作者与研究机构的重视。未来我国的高校教育研究工作需要全盘促成教研成果的更新，围绕教育评价改革，建设高质量教育体系，统筹推进管理体系、办学模式、育人方式、保障机制改革，以此来培养更多适应高质量发展的各类专业人才。