初中物理教学模式研究进展——基于CiteSpace可视化分析

郭 宜

(贵阳市第四十一中学 贵州 贵阳 550007)

初中物理教学是学生对物理认知的初始阶段，是学好高中物理的关键，对学生的基础建设十分重要.随着科技的进步和课程的改革，国家对初中的物理教学模式越来越重视[1].传统的初中物理教学模式，主要是教师充分地将知识点讲授处理，而没有给予学生充足的思考空间[2]，现在的教学模式由从教学生专业知识转向教学生自主学习[3]，充分调动学生学习物理基本原理的积极性，从而为优化物理课堂教学效果，促进综合学习奠定良好基础.

CiteSpace是一款应用Java语言开发的信息可视化软件，它主要基于共引分析理论和寻径网络算法对文献进行计量，并通过可视化图谱来对学科发展状况以及发展前沿进行预测[4-5].CiteSpace应用范围比较广，本文通过利用CiteSpace知识可视化数据分析软件对中国知网中的数据进行趋势研究，构建科学知识图谱，完成过去一段时间内初中物理教学研究热点要素的挖掘、分析并绘制图谱，利用可视化知识图谱进一步改进和实施更新的教学模式[6].

本文为厘清初中物理教学模式的研究趋势，通过CiteSpace对知网中相关文献的作者、机构、关键词进行绘制知识图谱并进行分析，为初中物理教学模式的研究提出不足和建议.

1 数据来源及研究方法

1.1 数据来源

本文检索的文献，时间跨度为2002—2022年，检索的时间为2022年4月10日，数据库更新时间为2022年4月10日.中文文献数据来自中国知网检索平台(CNKI)，文献类别选择中文期刊，检索方式为高级检索，检索主题词为“物理教学模式AND初中”，检索到1 174篇中文文献，人工筛选剔除文献中无作者、不相关及重复文献9篇后，得到有效中文文献1 165篇.

1.2 研究方法

采用CiteSpace软件(5.8R3版本)将从知网统计的数据进行可视化分析.根据分析的目的分别选择机构、作者和关键词为分析点，时间跨度设置为2002年到2022年，对初中物理教学模式文章的发文年份、机构合作体系、作者贡献及合作情况、研究热点及未来研究趋势做归纳、总结分析.

2 结果与分析

2.1 文献年度分布

由于2002年前的文献数量较少，且与本文的模式内容相关性较低，所以选择2002年后的文献做分析，每年的与物理教学模式和初中相关的文献数量如图1所示.由图可知，根据发文量可分为2个阶段，第一阶段(2002-2013年)平均发文量为15.3篇，为关注度较低阶段，第二阶段(2014-2021年)平均发文量为104.9篇，为关注度较高阶段，发现相关文献数量随着时间逐步增加，到2019年达到年发文量的最高峰，在2019年后，相关研究文章篇数有下降的趋势.

图1 文献数量年度分布图

2.2 文献机构分析

表1为国内初中物理教学模式研究文献发文机构中高产发文机构的分布.发文机构总数为357所，但合作机构较少，说明机构之间的沟通学习较少，应该加强交流，实现经验共享的观念.排名前16的高产发文机构均为中学，而高校对初中物理教学模式的研究相对较少，应加强高校与学校之间的学术交流，保证教学理念和实践的有效融合.发文量最高的机构是甘肃省民勤县第五中学和江苏省盐城市初级中学，均为3篇，首次发文时间均在近5年，具有较为丰富的物理教学模式的经验.

表1 高产发文量的机构分布

续表1

2.3 作者分布

图2为国内初中物理教学模式的研究文献发文作者的合作网络知识图谱，共现节点数量为377，连线数量为5，分别代表发文作者总人数为377人、合作团队有5组，说明大部分作者之间缺乏沟通，相对独立和封闭.图2中的节点标签的大小代表作者的发文量，节点越大，该作者的发文量越多，圆圈代表合作团队.表2为发文量为两篇以上的作者分布.发文量最高的作者是姜国堂和朱兴国，均为3篇，首次发文时间在10～20年前.相比，近3年的发文作者有5人，分别为杨子龙、马晓青、丁玉华、李素珍和顾宗其，研究的内容更前沿，更符合当前时代的教学模式.

图2 文献作者合作网络知识图谱

表2 高产发文量的作者分布

2.4 研究热点与演化趋势分析

2.4.1 关键词分析

国内初中物理教学模式领域研究文献关键词共现的网络知识图谱如图3所示，共现节点数量为503，连线数量为1 065，频次超过20次的高频关键词如表3所示.节点越大证明收集的文献中出现的频次越高，所以研究次数就越多，中心性越大说明该领域占核心地位.由图3可知，“初中物理”“教学模式”“物理教学”的关键词出现频次最高，与本次的检索式相同，说明本次检索内容与初中物理教学模式的相关性较高，分析的数据较为可靠，且首次出现的年份在2002年，距今已有20年，说明人们对初中物理教学模式的关注时间较长，研究经验比较丰富.除与检索直接相关的关键词外，与模式内容相关的高频关键词有“翻转课堂”“教学方法”“应用”“创新”“合作学习”“生活化”“核心素养”“教学策略”“物理实验”.有研究表明，若词汇的中心性超过0.1，则说明其有较强的影响力[7]，说明“应用”和“教学策略”承上启下的作用较大.而其他关键词的中心性较低，具有很大的研究和进步空间，其中近年提出的关键词为2017的“生活化”和2018年的“核心素养”，是近期初中物理教学模式的主要研究内容，应得到更大的重视.

图3 文献关键词共现的网络知识图谱

表3 频次超过20次的高频关键词

2.4.2 突现关键词分析

关键词突现分析如图4所示,根据关键词突现年份排序筛选出的中文文献中共有10个突现关键词，分别为“建构主义”“自主学习”“物理知识”“实验探究”“翻转课堂”“教学设计”“核心素养”“生活化”“有效性”“教学策略”.由图可以看出，随着时间推移和社会的发展，教学模式的研究可以分成3个阶段，2015年前人们较多关注“建构主义”“自主学习”和“物理知识”较为传统的教学模式；2016-2018年间，“实验探究”和“翻转课堂”成为新的教学模式，人们也更加重视对教学方法的设计，实现由理论到操作的教学模式的转化；2019年后，逐步向“核心素养”“生活化”“有效性”过渡，其中引用强度最高的是“核心素养”，核心素养的基本构成包括对科学知识的掌握、科学学习方法的掌握和实践及运用能力的形成[8]，代表着对学生自身能力更加关注.随着素质教育的开展，探究式教学已经逐渐取代了原来的填鸭式教学方法，也影响着教学方法[9].从时间上来看，“核心素养”出现时间为2019年至今，是初中物理教学模式研究热点也是未来的主要研究方向.

图4 文献关键词突现的图谱

2.4.3 关键词时间线分析

关键词时间线分析如图5所示，横向坐标轴代表文献发表的时间，即2002-2022年，纵向坐标轴代表聚类关键词.延续至2022年的聚类关键词具有一定的未来发展趋势，包括#1教学模式、#3物理、#4物理学科、#8思维导图、#11创新能力、#15物理实验.其中#1教学模式的发展时间为横坐标的全过程，相关文献数量先上升后下降趋势，2019年文章数量达到最多为55篇，演变关键词有2002年的能力培养、2010年的思维发展、2014年的主动学习、2016年的实验学习、2018年的双反馈、2019年的互助实验引导和学科素养及2020年的实践分析[10]，实现了“教学-自主-互动”的模式转变.#3思维导图的发展时间为2009-2022年，该方法在2009年应用到串联电路的内容中，其他关键词有实践研究、创新教育、实验步骤、习题评讲、复习，并在近3年成为在互联网上应用的重要教学工具.聚类#11创新能力中的主要关键词有演示实验、分组实验、兴趣培养、学讲计划、实验总结，与#10信息技术在创新思路上有重合.#15物理实验中，“核心素养”的出现频次最多为26次[11-12]，与#3物理的对策产生重合.#6教学方法的演变时间为2008年的“课堂教学”到2021年的“实践措施”[13]，实现了“课程-学生”的关注点转变.

图5 文献关键词时间线图谱

3 结论与展望

通过绘制以初中物理教学模式为主题的可视化图谱，揭示了科研整体状况和发展趋势，得出如下结论与建议.

(1)针对初中物理教学模式的研究，2014-2021年是该领域的高关注时期，但2019年后呈下降趋势，关注度有待提高.

(2)该领域的高频发文机构均为教育中学，研究的合作队伍仅有5组，团队较少，机构较为单一，缺乏沟通，建议增强高校对该领域的研究，加强高校与学校之间的合作，使研究进入课堂.

(3)通过对关键词的共现与突现分析发现，“核心素养”和“生活化”是当前的研究热点，也是未来的主要研究内容，是教学模式的关注点由课程到学生的转变阶段.

同时该领域在创新性、有效性和合作方面仍然有进步空间，建议提高对探究式教学方法的关注，增加师生间的交流互动，调动学生积极性，实现创新性、有效性教育.