基于CiteSpace的国内社会性科学议题研究可视化分析

【摘要】随着科学技术的高速发展，与人类生产生活息息相关的社会性科学议题（SSI）逐渐成为学术界热门研究领域。文章以中国知网（CNKI）总库收录的280篇与社会性科学议题相关的有效文献为数据来源，运用CiteSpace6.2R4和Excel2021等数据分析软件，对国内社会性科学议题研究的年度发文量、期刊来源、作者合作关系、核心作者群和关键词等方面进行可视化分析，以揭示该领域的研究热点和发展趋势，以期为后续国内社会性科学议题的相关研究提供参考。【关键词】社会性科学议题CiteSpace研究热点知识图谱可视化分析一、研究背景自20世纪以来，人类进入了科学技术高速发展的新时代，科技进步极大地改善了人们的生产生活方式，但同时也带来了许多争议性的问题。这些由科技高速发展所引起的一系列具有争议性的，与社会伦理、道德观念、自然生态环境紧密相关的社会性问题被称为社会性科学议题（Socio-scientificissues），简称SSI。［1］社会性科学议题具有科学性、社会性、争议性、不确定性等特点，许多学者认为可以将其作为一种教学情境广泛地运用在课堂教学中，学生在教师构建的情境中进行探究、论证、辩论、决策等活动，促进各方面能力的发展。由此SSI教学应运而生，并在全球范围内迅速流传开来。《义务教育生物学课程标准（2022年版）》的教学建议部分明确指出，“教师要重视在教学过程中渗透科学、技术、社会相互关系的教育”，“应促使学生关注现实生活中的相关问题，关注和参与社会性科学议题的讨论”，并强调了社会性科学议题教学对发展学生核心素养的重要性。社会性科学议题已成为科学教育领域的研究热点，涌现出大量的研究成果。因此，本文基于CiteSpace文献分析软件，对国内社会性科学议题的研究进行可视化分析，旨在深入了解其研究热点，把握未来的发展趋势，为广大教育工作者提供参考。二、研究设计（一）数据来源本文以中国知网（CNKI）总库为文献检索源，时间跨度为2003～2023年，运用“高级检索”功能，以“社会性科学议题”“SSI教学”作为主题词进行检索（检索时间为2023年11月2日），共得到351篇相关文献。人工筛除会议、报纸、图书相关，以及与研究主题无关、重复的文献，最终得到280篇有效文献，其中学位论文83篇，期刊论文197篇。将所收集到的文献题录信息以Refworks格式导出，以此作为数据分析样本，便于进行后续的可视化分析。（二）研究工具和方法本文运用CiteSpace6.2R4和Excel2021等数据分析软件，将上述文献题录信息导入至CiteSpace软件中进行可视化分析，并用Excel进行数据处理，最终得到年度发文量趋势图、期刊文献统计图、作者合作知识图谱和关键词共现图谱等。三、结果与分析（一）研究现状1．年度发文量分析“发文量反映某一研究领域在不同时间段的发展速度与研究情况。”［2］一般而言，发文量越高，表明该领域关注度越高，因此可以通过分析年度发文量了解国内社会性科学议题的研究现状。基于上述280篇文献的题录数据，借助CiteSpace软件得到相应年份的发文量，再通过Excel2021绘制出国内社会性科学议题研究在2003～2023年的年度发文量趋势图，如图1所示。从图1可以看出，国内社会性科学议题研究的年度发文量呈总体上升趋势，其发展可大致分为两个阶段。（1）初步探索阶段。2003～2013年处于初步探索阶段，此阶段以社会性科学议题为主题的文献数量总共有13篇，每年的文献数量均少于10篇，甚至有连续6年无文献产出，此阶段国内社会性科学议题的研究尚处于起步阶段，文献类型主要是对国外社会性科学议题研究成果的综述。（2）快速发展阶段。2014～2023年处于快速发展阶段，这一阶段国内社会性科学议题的研究成果显著增加，文献总数达到267篇，年均发文量约为27篇，并在2023年达到了峰值（82篇），表明国内社会性科学议题的研究越来越受重视，已经逐渐成为学术界的热门研究领域。在此阶段，许多学者借鉴西方丰富的研究经验，将目光聚焦在课堂教学中，探索社会性科学议题在课堂教学中的应用，旨在促进学生多方面的发展。笔者认为，此阶段文献数量高速增长的原因可能与国外学者提出的社会性科学议题教学框架有关。2013年，Sadler所在团队提出了基于社会性科学议题的教学框架［3］，并于2017年提出社会性科学议题教与学模型（SSI-TLmodel），该模型的提出标志着SSI教学理论的形成［4］。在国外权威理论的指导下，国内社会性科学议题的研究领域进入蓬勃发展阶段。2．期刊来源分析将上述280篇文献的题录数据导入Excel2021中，经降序处理后得到国内社会性科学议题文献刊文量前十名的期刊来源统计，如图2所示。从图2可以看出，《中国科技教育》刊文量最多，为22篇，其次是《化学教育（中英文）》和《中学生物教学》，分别为19篇和8篇，表明社会性科学议题已广泛地运用于科学教学、生物学教学、化学教学中。社会性科学议题作为有争议的、无固定答案的社会问题，常与生物学和化学知识相联系，如“是否使用植物生长调节剂？”［5］“基因编辑是否合法？”“是否停止使用氮肥？”［6］“是否继续开发核能？”等。此外，课程标准也对社会性科学议题教学提出了新要求。《义务教育生物学课程标准（2022年版）》中提出，“应促使学生关注现实生活中的相关问题，关注和参与社会性科学议题的讨论”。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》要求学生“能对与化学有关的社会热点问题作出正确的价值判断”。而其他学科与社会性科学议题的联系较少，课程标准中也未明确提及，这可能是其他学科期刊在该领域刊文量较少的原因。3．作者合作关系及核心作者分析作者是最基础的研究力量，通过分析某研究领域的高产作者及核心作者群，可以了解某领域研究概况。利用CiteSpace软件对发文作者进行分析，在软件中选择节点类型为“Author”，时间跨度选择“2003～2023年”，时间切片选择“1年”，时间处理等选择为默认选项。上述设置就绪后点击运行，得到作者合作知识图谱，如图3所示。节点大小表示该作者的发文数量多少。由图3可知，北京师范大学的刘恩山、邴杰和林静，国家教育行政学院的朱玉成，首都师范大学的刘辰艳和张颖之等学者的节点较大，表明他们为该领域的主要研究者。节点之间的连线表示作者之间的合作关系。据图3可知，高产作者之间的合作关系较弱，同一个研究机构的学者形成了较为固定的研究群体，研究呈现出局部集中特点，不同研究机构之间的合作较少，缺乏交流，如以刘恩山为核心，相互连线的有邴杰、李诺等人，他们均来自北京师范大学。核心作者是指在一定时空范围内位居关键地位的作者［7］，对科技期刊的走向有着重要的影响，普赖斯定律是测定某研究领域核心作者群最常用的方法，计算公式为：[mp=0.749nPmax]，其中mp为统计时段内核心作者应达到的最低发文量，[nPmax]为统计时段内最高产作者的发文数量［8］。认定某领域具有核心作者群的条件为：核心作者的总发文量大于或等于全部论文数量的50%。根据检索结果，自2003到2023年，在国内社会性科学议题的研究领域中，北京师范大学的刘恩山发文量最多，共6篇。代入公式计算可得[mP=]1.83，即发文量要大于等于2篇的作者才能归于核心作者行列。经统计得出共有38人发表论文数量大于等于2篇，占该研究领域总人数的19.89%，与认定条件存在一定差距，表明在国内社会性科学议题研究领域尚未形成核心作者群。究其原因，可能是我国关于社会性科学议题的研究起步较晚，正处于发展过程中。（二）研究热点1．关键词共现分析运用CiteSpace软件，以关键词为节点，选择2003～2023年为检索年份，时间切片为1年，进行可视化分析，并手动筛除频次为1的关键词，使得到的知识图谱更加简洁直观，如图4所示。关键词共现用于描述关键词的研究热度和关键词之间的相互联系，图中每一个节点代表一个关键词，节点圆圈越大表示关键词出现频次越多，不同节点之间的连线表示关键词之间联系的频繁度。根据图4的可视化分析结果，可看出“科学教育”是图中的最大节点，表明国内学者在科学教育领域对于社会性科学议题的研究数量最多，“高中化学”“核心素养”“社会责任”“教学设计”“教学策略”“科学素养”“科学论证”“科学本质”“教学实践”“教学模式”等是较大的节点，也是国内社会性科学议题的研究热点。根据上述分析结果，提炼出频次较高的关键词，如表1所示。根据表2中的关键词统计信息，可以看出，“科学教育”“高中化学”“科学素养”“科学论证”和“科学本质”这几个关键词均属于科学教育领域，表明社会性科学议题在科学教育中得到了广泛应用。“核心素养”“社会责任”关键词的出现，表明许多学者将社会性科学议题与核心素养相联系，积极探索发展学生核心素养的新路径。“教学设计”“教学策略”“教学实践”“教学模式”都指向具体的课堂教学，表明学者们致力于将社会性科学议题应用于课堂教学中，并探索各种教学模式或教学策略。基于上述可视化分析结果和对相关文献的分析整理，将国内社会性科学议题的研究热点大致划分为3个方向，如表2所示。（1）理论研究。在社会性科学议题的研究领域，一些西方国家积累了丰富的研究经验，涌现出大量的研究成果，国内对社会性科学议题的理论研究大多是对西方先进研究成果的系统综述，旨在为我国科学教育的发展指明方向。其中，北京师范大学刘恩山教授团队对此做出了突出贡献，他们对美国社会性科学议题教学的研究成果进行深入总结，提出在科学教育中运用社会性科学议题的教学策略或教学模式，积极挖掘社会性科学议题在我国科学教育中的应用价值，为教师实施议题教学提供范式。（2）教学培养。2016年，《中国学生发展核心素养》总体框架正式提出后，“如何在课堂教学中落实核心素养？”成为了许多学者和一线教师重点关注的问题。基于社会性科学议题的科学性、争议性、不确定性等特点，议题教学成为了发展学生核心素养的新路径。以生物学教学为例，研究主要聚焦于运用社会性科学议题教学培养学生的社会责任（或态度责任）和科学思维等方面，如陈衍婕在初中生物学课堂中运用社会性科学议题教学，探究培养学生态度责任的有效性［9］；易思颖在高中生物学教学中运用社会性科学议题教学培养学生的科学思维［10］。（3）模式开发。许多学者都致力于将社会性科学议题作为一种富有成效的教学情境运用到实际教学中。“教学模式”和“教学策略”等高频关键词的出现，表明“如何将社会性科学议题融入课堂教学中？”成为许多学者和一线教师关心的问题。为了促进社会性科学议题有效融入课堂教学，学者们根据各自的学科领域，开发各种教学模式或教学框架，如徐益苗等人将国外较成熟的SSIBL模型应用于生物学教学中［11］；郑好基于图尔敏论证模式，构建适合生物学论证教学的SSI-TAP教学框架［12］。2．关键词突现关键词突现是指某研究领域在某一特定时期内某关键词研究热度的变化情况。为了进一步把握国内社会性科学议题的研究方向和发展趋势，笔者运用CiteSpace软件进行关键词突现分析，在Burstness选项中，将￥［0，1］调整为0.35，得到10个关键词突现数据，如表3所示。由于国内社会性科学议题的研究在2009年才有文献发表，因此突现时间段为2009～2023年。从突现强度上看，突现强度较高的关键词有“论证能力”“科学本质”“高中生”“科学教育”等，说明这些关键词在其所对应的时间段里是研究者较为关注的前沿主题。从突现时间段来看，“科学教育”出现的时间最早（2009年），持续时间最长（8年），表明在这段时间内学者们重点关注社会性科学议题在科学教育中的实施策略，并且在很长一段时间内都是该领域的研究热点。2013～2018年，共有“论证能力”“科学本质”“初中生”“科学传播”“高中生”“克隆技术”等突现词出现，受国外先进研究成果的影响，此阶段学者们已经意识到社会性科学议题教学对培养中学生论证能力和科学本质的重要性。2021～2023年共有3个突现词，分别是“高中化学”“生物学”和“情境教学”。不难发现，随着课程标准的修订，社会性科学议题在生物学和化学教学中愈发重要，要求教师联系学生的个人经历、社会生活和生产实践创设真实情境，强调情境教学的重要性。因此，近几年国内社会性科学议题的研究热点为化学或生物学课堂中社会性科学议题情境教学的应用。四、总结本研究基于CiteSpace软件，以知网（CNKI）数据库为检索源，对国内2003～2023年社会性科学议题的文献进行可视化分析，得出以下研究结论：第一，年度发文量结果表明：国内社会性科学议题的研究最早可追溯到2009年，在2014～2023年进入快速发展阶段，研究成果大量涌现，总体呈不断发展的上升走向，为广大一线教师和教育工作者提供教学参考。第二，作者合作关系及核心作者分析结果表明：在国内社会性科学议题的研究队伍中，不同研究机构的作者之间合作较少，合作