药理学实验教学热点与发展趋势可视化分析

刘 霞,张骁骉,邵 毅,杨威虎

(1兰州大学基础医学院药理学教研室, 兰州 730000; 2兰州大学基础医学院教学研究中心; 3兰州大学第一临床医学院; 4甘肃省妇幼保健院药学部; △通讯作者)

药理学是研究药物与机体之间相互作用及其规律的学科,作为连接基础医学和临床医学的纽带,是医学生基础理论学习的重点及难点。药理学实验教学作为药理学教学的重要组成部分,目的是加深和巩固学生对药理学理论知识的理解。药理学实验教学,对于培养学生的基本实验技能、科研能力及创新能力具有重要意义[1]。药理学实验是以实验动物为研究对象,实验操作步骤较多,操作复杂。传统的实验教学模式依靠有限的课堂讲授及示教,在学生创新能力及激发学习兴趣方面明显不足。因此,充分把握学科发展的方向及动态,优化和改革实验教学显得尤为重要。本文利用R语言和VOSviewer 1.6.18软件对国内关于药理学实验的研究文献进行系统分析[2,3],并绘制发文量、作者及关键词图谱,发掘药理学实验教学的研究热点及趋势,以期为今后的实验教学改革提供参考[4]。

1 数据来源及研究方法

1.1 文献来源

本文检索中国知网关于药理学实验研究相关的文献,共检索到834篇文献。在高级检索选择篇关摘,以“药理学实验”精确搜索,限定范围选择医学教育。

1.2 纳入及排除标准

本文纳入药理学实验课程教学相关文献,排除非药理学实验课、机能学实验、药理学的实践教学而非实验教学、整合其他课程等文献。

1.3 数据分析

本文将纳入文献导入VOSviewer 1.6.18软件,对文献的作者、机构、关键词等进行分析。通过对同义词及阈值设定,生成作者合作网络图、关键词聚类分析图等。借助R语言对年度发文量、主题词及年度热点趋势等进行分析。

2 结果

2.1 年度发文量情况

本文共检索到843篇文献,按照纳入排除条件,最终纳入726篇。从1984年至2023年的药理学实验研究年度发文量呈逐年上升趋势(图1)。首篇文献于1984年发表,发展历程大致可分为4个阶段:1994-1998年起步期,每年仅有零星几篇发表;1999-2006年缓慢增长期,年发文量增至十几篇;2007-2014年快速增长期,年发文量增至五十多篇;2015-至今,年发文量有所回落,进入发展稳定期。

图1 药理学实验相关文献年度发文量

2.2 发文作者及共现分布情况

作者论文产量和网络的基本布局分布图主要通过VOSviewer软件分析得出(图2)。这张图展示了药理学实验教学研究领域的学者和研究团队的分布情况以及他们之间的合作情况。图中的圆形节点代表该研究领域的学者,圆形节点之间的连线代表不同学者之间的合作情况[5]。由图可知薛洁、王燕、陈敏等几位学者的发文量较高。研究作者初步形成5个团体。第一个团队成员有苏州大学的王燕,西南大学的陈敏,山西医科大学的张轩萍、张明升、李洁。第二个团队成员有西南大学的陈怡、胡昌华,首都医科大学的熊杰、徐艳霞、李晓蓉、薛明、唐玉、徐平湘、胡小敏。第三个团队成员包括苏州大学的蒋小岗、梁中琴、盛瑞、贾佳、高博、孙万平。第四个团体成员包括苏州大学的薛洁,新疆医科大学附属中医医院的张海英及新疆医科大学的王昕宇。第五个团队成员有山西医科大学的梁月琴、张炜芳、刘宇。

图2 作者合作网络图

2.3 关键词分布

关键词是对文献核心内容进行提炼和浓缩的词语,能够反映某一研究领域的主题分布和特点,而高频关键词则反映了某一研究领域的研究热点和发展趋势。关键词密度图颜色的明亮代表关键词被研究的热度,颜色越亮,表明研究的次数越多(图3)。药理学实验教学的颜色最亮,其周围的药理学、实验教学改革也较亮,其他还有“药理学实验”“中药药理学”“PBL教学法”“创新能力”“实验教学模式”“实验教学质量”等。这些关键词在一定程度上能反映过去一段时间药理学教学研究的热点。

图3 关键词密度图

2.4 关键词聚类与时间轴分析

聚类分析是将数据集划分为若干组或类的过程。研究者通过该方法可以明确药理学实验教学领域中的主要研究热点。这些聚类结果能够一定程度上反映该学科的发展规律以及未来的研究方向。本文对药理学实验相关文献的高频关键词进行聚类分析绘制关键词共现图谱(图4),共划分为3个不同颜色的聚类,分别代表该领域的3个研究方向,圆圈越大,表明关键词出现频次的越多:①药理学实验教学,关键词主要包括药理学、实验教学质量、教学方法等;②实验教学改革,关键词主要包括虚拟仿真实验、探索性实验、中药药理学等;③实验教学模式,关键词主要包括PBL教学、设计性实验、创新能力等。

图4 关键词共现图

为了更加直观地了解药理学实验教学研究热点随时间的变化情况,本文对关键词的出现频次生成可视化时间网络来分析研究热点的变化(图5)。圆圈颜色的深浅代表研究热点出现的早晚,其中深色代表热点出现的时间早,浅色表示热点出现的时间晚。2018年以来兴起的研究热点,共有7个,分别是虚拟仿真实验、思政教育、翻转课堂、教学设计、微课、雨课堂及评价体系。

图5 关键词时间轴分布图

2.5 研究趋势分析

本文采用R语言环境下文献计量学包Bibliometrix,对研究热点进行可视化分析和预测,分析时间段为1995-2023年(图6)。2012-2021年9年间关于药理学实验研究引起了研究者的广泛注意。2013年之后,药理学实验教学、实验教学改革的研究越来越多和深入。值得注意的是,2021年关于虚拟仿真实验的研究开始出现并形成研究热点,2023年出现课程思政及评价体系。

图6 关键词热点预测图谱

2.6 战略坐标图分析

本文通过R语言环境下文献计量学包绘制战略坐标图,展示出药理学实验教学研究整体上的一个研究方向(图7)。根据主题图谱显示,右下角是核心主题,包括药理学实验教学、药理学、实验教学改革、中药药理学、药理学实验、PBL教学法、实验教学质量、护理专业、实验内容、医学生;左上角是专业主题,有教学设计、临床药理学、对策、实验报告、中药药理学实验及评价体系;左下角是新兴主题或者衰落主题,有实践能力;教学中的应用、传出神经系统介于核心主题和可能成为研究热点的主题中间。

图7 战略坐标图谱

3 讨论

本文采用R语言和VOSviewer软件对中国知网(CNKI)收录的药理学实验教学文献从发文量、作者合作网络关系、关键词共现、关键词密度图以及热点预测等方面进行计量学和可视化分析。

从年度发文量可以看出,药理学实验教学文献是处于波动上升的状态,表明学者对该领域的研究持久不断。此外,虽然已初步形成以苏州大学、首都医科大学、山西医科大学、西南大学等合作关系紧密的代表性研究团队,但机构之间的合作关系仍较为松散。因此,进一步加强院校之间的交流合作,是促进药理学实验教学研究稳步发展和创新的有力保证。药理学实验教学文献的关键词密度、共线及时间轴分布图谱显示,实验教学改革、实验教学模式是该领域的重要热点。同时,虚拟仿真实验、翻转课堂、教学设计、微课、雨课堂及评价体系等方向也受到了广泛关注[6,7]。

虚拟仿真实验是通过计算机模拟实验操作过程,不需要实验动物和实验仪器的一种线上学习模式[8]。通过虚拟手段将复杂抽象的内容直观化、模块化,学生可反复模拟实验项目,学习规范的实验操作并运用到真实实验操作中,激发学习兴趣,有利于培养自主学习和独立思考的能力。虚拟仿真实验弥补了传统实验受实验环境、实验资源等限制导致无法实操的不足,是一种先进的教学手段,近年来成为药理学实验教学的研究热点。北京大学李慧等在药理学实验教学中引入了虚拟仿真实验,有助于学生对复杂程度较高、操作较复杂的实验技术要领的掌握,提高学生实验的成功率[9]。实验教学显著提升了学生严谨求真、实事求是的科学素养,激发了学生的科研兴趣。

在战略坐标图中,PBL教学法仍是核心主题。这种以问题为基础、以学生为中心的教学方法现已广泛应用于我国医学教育的多个学科[10,11]。李彩兰等在药理学实验教学中实施PBL教学法结合开放式实验的教学模式,对培养学生创新能力和综合素质具有重要的作用[12]。在整个实验过程中,充分发挥学生的主观能动性,体现以学生为中心,增强学生解决问题的能力。PBL教学法结合开放式实验的新型教学模式,是教学改革的必然趋势。

综上所述,随着药理学研究的不断深入和新药研发的需要,药理学实验教学将面临更多的机遇和挑战。在未来的药理学实验教学中,教师应注重培养学生的实验技能和独立思考能力,加强虚拟仿真实验、PBL教学结合开放式实验等新型教学模式的发展动态,不断提高实验教学的质量和水平。