林朝萍 王倩倩 南光明

摘要：近年來項目式學習在科學教育研究領域愈加受到重視，運用CiteSpace對CNKI數(shù)據(jù)庫收錄的關于項目式學習在中學化學教學領域中研究的582篇相關期刊文獻進行可視化分析。從關鍵詞共現(xiàn)、聚類和突現(xiàn)等角度切入，客觀地解讀國內中學化學教學對項目式學習研究的現(xiàn)狀、熱點及前沿，發(fā)現(xiàn)研究涉及價值導向、課程策略、課程實施類型、衍生項目等方面，最后對研究進行總結和展望。

關鍵詞：項目學習；中學化學；CiteSpace；可視化分析

文章編號：1008-0546（2023）12-0021-07 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2023.12.005

一、研究背景

項目式學習是一種以建構主義學習理論為基礎的教學方法，［1］源于約翰·杜威（John Dewey）倡導“做中學”的教育理念，他認為，學生是學習過程的中心，他們應該發(fā)展技能，為未來做好準備。［2］受杜威的啟發(fā)，他的學生威廉·柯克帕特里克（William Kirkpatrick）首創(chuàng)出“項目教學法”。［3］這種基于項目的學習形式最早可以追溯到文藝復興后期的意大利建筑學校，在20世紀初逐漸成為教育潮流，［4］在美國、俄羅斯、歐洲、以色列等多個地區(qū)盛行，此后項目式學習在全世界范圍內從小學到大學得到了各國學者多年的認可。［5］

項目式學習作為一種風靡全球的創(chuàng)新學習方式，［6］其研究得到了廣泛的關注和重視，在國內化學學科中也萌生了許多優(yōu)秀的學術成果，北京師范大學王磊教授團隊編寫出版了國內第一部化學項目式學習教材《項目學習實驗教材化學》，并在最新魯科版高中化學教科書中設計了15個微項目；［7］福建教育學院江合佩教師團隊分別出版了著作《基于真實情境的項目式化學教學》《走向真實情境的項目化學習》；［8］另外張賢金、劉翠、陳穎等學者多次在刊物上發(fā)表關于化學項目式學習的文章，發(fā)表的文獻內容涉及教學設計、［9］教師專業(yè)發(fā)展、［10］教師有效行為［11］等領域。

目前，放眼整個教育領域項目式學習已有國內外學者進行現(xiàn)狀研究，但還未單獨針對化學學科進行系統(tǒng)梳理過，因此，本文基于CiteSpace軟件進行關鍵詞共現(xiàn)、聚類和突現(xiàn)性研究，結合文本分析法，條分縷析近20年國內中學化學教學對項目學習法研究的熱點，及不同階段的發(fā)展趨勢和前沿，對其進行反思和梳理，為后繼學者延續(xù)開展項目式學習的研究提供參考。

二、研究方法與數(shù)據(jù)來源

本研究采取文獻計量、知識圖譜可視化、文本分析相結合的方法，選用中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)源，利用CiteSpace可視化軟件，繪制科學知識圖譜，研析進入21世紀以來國內在中學化學教學中對項目式學習的探究成果。研究主要將中國知網(wǎng)（CNKI）總庫作為文獻搜索源，以“項目學習”或者“項目教學”同時包含“化學”作為主題詞進行高級檢索（文獻檢索截止日為2022年8月8日）；經(jīng)過人工篩除“中職”“高職”“高等”“本科”等關鍵詞，檢索有效文獻共582篇，導出文獻的全記錄作為研究對象。在進行可視化計算時，將同義詞合并替換，如合并“項目學習”“項目教學”為“項目學習”，可以得到精準的數(shù)據(jù)，進而獲得更為確切的前沿科學知識圖譜，結合文本分析法概述發(fā)展趨勢。

三、結果的可視化分析

1.年度發(fā)文量分析

圖1顯示的是2005～2022年期間，各年度關于中學化學的項目式學習研究的發(fā)文量及趨勢，發(fā)文量隨時間變化的分析，可以從時間維度上大致反映出該學科領域的研究歷程和熱度，預測研究前景及發(fā)展趨勢。［12］從發(fā)文數(shù)量的可以看出該領域研究大致經(jīng)歷了“平穩(wěn)期—劇增期”兩個階段。

數(shù)據(jù)顯示，關于中學化學教學的項目式學習文獻首次發(fā)表于2005年，直至2013年該領域再次發(fā)文且發(fā)文量逐年遞增?？梢娺M入21世紀后，伴隨著新課改的推進，項目學習法進入中國視野，國內學者們對項目式學習的本地化仍處于醞釀-豁朗的過渡階段。從2017年開始，文獻數(shù)量驟升，究其原因是隨著2017年《普通高中化學課程標準（2017年版）》的發(fā)布，核心素養(yǎng)成為中學化學教學的項目式學習研究的驅動力。由于2022年的文獻未統(tǒng)計完全，故文獻年發(fā)文量分布圖暫顯回落，依據(jù)2022年最新發(fā)布的《義務教育化學課程標準（2022年版）》發(fā)展動向可預測，關于中學化學教學的項目式學習研究未來整體還會呈上升趨勢。

2.關鍵詞共現(xiàn)分析

將數(shù)據(jù)全記錄導入CiteSpace，進行關鍵詞共現(xiàn)分析，所得到的共現(xiàn)網(wǎng)絡圖譜調適后如圖2所示。CiteSpace依據(jù)網(wǎng)絡結構和聚類的清晰度，提供了模塊值（Q 值）和平均輪廓值（S 值）兩個指標，一般而言， Q＞0.3就意味著劃分出來的社團結構是顯著的，當 S值在0.5以上，聚類一般認為是合理的。［13］節(jié)點表示關鍵詞，節(jié)點圓圈大小表示關鍵詞出現(xiàn)頻次的高低；連線代表共現(xiàn)關系，連線粗細代表關鍵詞聯(lián)系緊密程度。該共現(xiàn)圖譜的網(wǎng)絡節(jié)點有253個、連線有543條、網(wǎng)絡密度為0.017，Q值為0.5842，S值為0.8546，說明聚類社團結構是顯著的。

將CiteSpace得到的可視化數(shù)據(jù)導出，獲得關鍵詞頻次表（如表1所示）。關鍵詞共現(xiàn)頻次越高、研究越豐富、受關注程度越大，說明其為該領域的研究熱點。由表可知，以關鍵詞詞頻排序，前五的關鍵詞是：高中化學、項目學習、核心素養(yǎng)、初中化學、教學設計，說明這些關鍵詞占據(jù)了共現(xiàn)網(wǎng)絡的中心，主導著整個研究領域。中心性是判斷網(wǎng)絡中節(jié)點重要性的指標，中心性數(shù)值越大表明該關鍵詞在整個共現(xiàn)網(wǎng)絡中具有越高的影響力。以關鍵詞中心性排序，前五的關鍵詞是：項目學習、高中化學、核心素養(yǎng)、初中學習、化學教學，說明這些關鍵詞在整個共現(xiàn)網(wǎng)絡中具有重要價值。同時，該表中顯示超過半數(shù)的關鍵詞初現(xiàn)年份在2017年后，前五中也占據(jù)了兩個，分別是核心素養(yǎng)和初中化學，反映了從研究的初期到現(xiàn)在重心的轉移，近年百花齊放式的研究，側面表現(xiàn)出研究寬度廣袤，但缺乏深度鉆研，各領域研究暫時還浮于表面。

3.關鍵詞聚類分析

為了更洞悉中學化學教學的項目式學習研究進展，使用CiteSpace進行主題聚類分析，共形成了9個聚類主題（見圖3），分別是#0核心素養(yǎng)、#1高中化學、#2項目教學、#3初中化學、#4化學教學、#5化學反應、#6教學設計、#7元素符號、#8實驗教學，現(xiàn)就含關鍵詞較多的聚類主題進行逐一分析。

將CiteSpace得到的可視化數(shù)據(jù)導出，獲得關鍵詞主題聚類分析結果表（見表2）。通常聚類序號越小，聚類包含的關鍵詞越多，聚類越重要，越能在研究主題確定上具有凸顯性和代表性，［14］各聚類輪廓值均在0.7以上，且部分輪廓值接近1，說明該主題聚類效果良好。

（1）價值導向功能

價值導向功能包括聚類#0和#2，這兩個主題聚類覆蓋著最高的節(jié)點數(shù)量和關鍵詞頻次，是貫穿著中學化學項目式教學研究的重要樞紐，包含的關鍵詞有核心素養(yǎng)、素養(yǎng)發(fā)展等。中學化學項目式學習的價值導向功能主要包括四個方面：一是基于素養(yǎng)視角，項目化學習指向個體和社會價值的整合，［15］在引領學生對真實問題的探索中，理解知識在解決生產(chǎn)生活問題中的價值，提升解決生活實際問題的能力；［16］二是基于深度學習，項目式學習指向核心知識的深化和思維遷移，強調對知識的深度理解，學生能夠對概念進行深度理解，運用概念作為工具來分析新的情境；［15］三是基于跨學科，與系統(tǒng)的、嚴謹?shù)?、相對穩(wěn)定的學科課程教學相比，項目學習是跨學科的、開放的、靈活的、有鮮明時代特點的，項目學習基于學科又超越學科，它能夠幫助學生理解不同學科的獨特價值以及學科間的相互聯(lián)系；［17］四是基于真實情境，項目式學習指向真實情境的問題解決或任務完成，促進了科學領域核心素養(yǎng)中科學思維和科學探究的發(fā)展。［18］總而言之，在常規(guī)課堂教學中實施項目式學習，有利于發(fā)揮學科教學的育人價值，［19］有利于促進學生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

（2）課程策略

課程策略領域包括聚類#1、#3、#6和#8，涉及的關鍵詞有實踐研究、教學模式、課程開發(fā)等。國內學者基于不同的培養(yǎng)目標對中學化學項目式教學的實施策略展開研究。符愛琴等提出促進學生深度學習的初中化學項目化學習課程的建構策略：選取有意義且有梯度的研究對象及問題情境素材；構架豐富多樣且不同層級的能力活動任務；項目的實施和評價。［20］相紅英從培養(yǎng)學生綜合素質全面發(fā)展角度，提出了化學學科項目實施策略：以學生為中心的教學流程；團隊授課的教學過程；注重過程和反思的項目評價。［21］江合佩在基于真實情境，從化學視角解決生活問題的角度設計策略：尋找核心知識；形成本質問題并轉化為驅動問題；整合知識與技能；確認主要實踐方式；明確學習成果；設計覆蓋全過程的評價。［22］郝春華在研究化學實驗教學中應用項目式學習時，提出了可激發(fā)學生對化學學科興趣的教學策略：讓學生親歷設計實驗過程；過程技能的培訓和指導；課上、課下任務統(tǒng)籌安排；突發(fā)事件的應對與處理。［23］研究發(fā)現(xiàn)，基于中學化學項目式學習的策略主要圍繞著內容、活動、情境和結果四大要素，［24］理論層面上以課程標準為依據(jù)進行建構，并結合研究對象、課堂評價等方面綜合提出適合各類課堂的教學策略。

（3）課程實施類型

課程實施類型包括聚類#2、#3、#4、#5、#6和#7，所聯(lián)結的標簽聚類最廣，說明其研究的全面性和普遍性，其中涉及的關鍵詞有校本課程、復習、化工原料等。其一，中學化學課堂實行項目式教學不僅運用在新課中，還出現(xiàn)在復習課和專題習題課中。如今的高考題中越發(fā)注重考查學生的創(chuàng)新思維和研究能力，因此注重具體實踐研究性學習的項目式學習是新課程理念下高三化學復習的新思路，［25］涉及的類型主要集中在初中化學計算、初高中化學實驗、高中化學工藝流程等，部分專題如酸堿鹽、金屬元素、非金屬元素等復習內容上。其二，在高中化學項目式學習實施中，教學內容設計既突出知識的縱向聯(lián)系，如“我是侯德榜-水溶液中離子平衡復習課”將必修內容以復習課形式串聯(lián)呈現(xiàn)；［26］也強調知識的橫向貫通，以專題凸顯選擇性必修內容，如“化學視角看抗疫”；［27］可惜的是現(xiàn)階段對選修內容的研究較少，但能在化學校本課程中看到不少項目式學習的身影，如“藥妝中的化學”“科學潔面”，［28］增加了中學化學課程實施的趣味性和豐富性。

（4）衍生項目

派生項目領域包括聚類#0，盡管只占據(jù)一個聚類標簽，但該領域位于標簽編號最小主題聚類，足以證明其重要性，其中包含的關鍵詞有微項目。針對化學課堂中的情形，考慮到教學課時緊、任務重、升學壓力大等實際情況，設計“微項目”便于組織實施，適合我國國情，兼具開放生成性和引導示范性。［29］在最新的魯科版高中化學教材中，基于課程標準創(chuàng)意設計了15個微項目，必修和選擇性必修的5本教材的每一章都設置了1個，是涵蓋食品、工業(yè)、航天、醫(yī)學等領域的社會性科學議題。［30］微項目學習實際上是項目式學習的微型化，不刻意追求項目的完整性，微項目化學習是溝通課內與課外學習空間的橋梁。［31］微項目教學保留了項目式教學的主要特征，可以在較短時間內激發(fā)學生的學習興趣，讓學生感受到化學學科的魅力和價值。［32］

4.關鍵詞突現(xiàn)分析

關鍵詞共現(xiàn)和聚類分析只能展現(xiàn)出階段性為首的研究內容，可能會疏忽一些新興的研究領域。突現(xiàn)詞是在某些年份出現(xiàn)關鍵性轉折的詞匯，配合中心性的相關參數(shù)，能快速找到某一研究領域的拐點（轉折點）信息，從而得出研究前沿。［33］對關鍵詞進行突現(xiàn)性檢驗，如圖4所示共有10個關鍵詞有較強的突現(xiàn)性，象征著國內中學化學教學項目式學習的研究熱點及前沿。圖中紅色加粗線段表示關鍵詞的突現(xiàn)年段，說明特定年份研究的增長點。依據(jù)突現(xiàn)性關鍵詞的特點，關鍵詞的突現(xiàn)強度高低、關鍵詞突現(xiàn)時間的跨度和關鍵詞突現(xiàn)起始時間的早晚是研究領域轉折點的重要信息。

突現(xiàn)強度最高的關鍵詞是“項目學習”，盡管突現(xiàn)起始時間是2018年且跨度只持續(xù)了一年，但在短暫一年內強度高達4.19。無論是20世紀90年代國際對于科學素養(yǎng)教育思潮的追崇，還是進入21世紀后國內以發(fā)展化學學科核心素養(yǎng)為主旨的基本教學理念，恰恰項目式教學被認為是最具核心素養(yǎng)融合發(fā)展效力的教學方式，［29］無不體現(xiàn)著項目學習成為教育研究熱點的必然。

突現(xiàn)時間跨度最長的關鍵詞的“應用”，從2013年持續(xù)到2019年，在參考外國學科教育的先例和經(jīng)驗的同時積淀了大量的原創(chuàng)性的研究成果，將研究理論應用在實際的化學學科教學中是項目式學習具體化、細節(jié)化的表現(xiàn)，這是理論走向實踐的必經(jīng)之路。

突現(xiàn)起始最早的關鍵詞是“化學教學”，起始時間為2005年。因2001年《基礎教育課程改革綱要（試行）》的發(fā)布，標志著新一輪的課程改革開啟，其中包含教學模式的變革和轉型。此時項目式學習剛開始在我國引進，基礎教育涵蓋的各個學科的項目式教學正處于自主探索時期，以化學學科為代表的項目式教學也成為化學教育專家、教研人員和一線教師們植根于教學的研究熱點。

突現(xiàn)時間最晚的關鍵詞是“教學案例”“實踐研究”和“實驗探究”，起始時間是2020年，突現(xiàn)時間最晚意味著這些最近的關鍵性轉折詞匯將會是研究前沿和發(fā)展趨勢，即在化學學科中，基于原有研究成果基礎上繼續(xù)開辟新領域，也就是作為“化學教學”“化學課堂”的派生內容。

四、結論與啟示

1.研究結論

本研究主要基于中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫中的582篇論文，綜合應用CiteSpace和文獻分析對中學化學項目式學習的研究進行科學知識圖譜化。從研究內容來看，進入21世紀來中學化學項目式學習研究成果豐碩，主要從價值導向、課程策略、課程實施類型、衍生項目4個方面剖析。從研究熱點及前沿來看，發(fā)現(xiàn)“核心素養(yǎng)”“實踐研究”“真實情境”“微項目”等是繼“項目學習”之后的高頻關鍵詞，反映了項目式學習與核心素養(yǎng)、化學教學、化學反應、實驗教學等相關主題的密切聯(lián)系。

2.研究啟示與展望

（1）均衡各方面核心素養(yǎng)的發(fā)展研究

從關鍵詞主題聚類分析來看，項目式學習很大程度上推動了學生化學科學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，但依據(jù)課程標準，核心素養(yǎng)包含五個方面的內容，現(xiàn)階段已發(fā)表的論文中很少針對其中某個或者某幾個素養(yǎng)鉆研，只是將核心素養(yǎng)作為一個籠統(tǒng)的概念進行研究。一個完整的項目式學習課堂是能提升學生各個方面的核心素養(yǎng)發(fā)展，各個素養(yǎng)之間促進的水平可能參差不一，研究者可以針對各個方面的化學學科核心素養(yǎng)精進教學設計，使學生達到更高水平的素養(yǎng)或均衡各素養(yǎng)發(fā)展。

（2）豐富科學本質觀的研究

目前，無論是國際還是國內都很注重在基礎教育階段培養(yǎng)學生對科學本質觀的認識，課程標準也在教材編寫、教學策略、學業(yè)要求等多方面提到要促進學生對科學本質的理解。［34］項目式學習中會選擇基于真實情境的社會性科學議題作為主題來進行教學，理論闡釋上能促進學生對科學本質的理解，不足之處是缺乏實證研究?？茖W本質觀本身較為抽象且難度大，目前也沒有統(tǒng)一的科學本質觀水平劃分量表，對學者們提出更高的要求，因此，未來需要加強基于項目式學習的科學本質領域實證研究的重視，延展研究的深度與廣度，逐步實現(xiàn)從理論向實踐的轉型。

（3）拓寬項目式學習的研究視野

從橫向研究來看，項目式教學現(xiàn)行研究主要圍繞著學生和教學內容，項目式教學的出發(fā)點和落腳點不應該僅僅是具體知識結論的學習，［7］大多研究還是針對教學設計、教學案例進行，可以豐富項目式學習的研究視角，對選擇選修內容進行項目式學習設計、從教學評價角度如何更好地實施項目式學習、如何提高教師的個人素養(yǎng)更好發(fā)揮在項目式教學中、“新”“老”教師對這種面向未來的創(chuàng)新教學方式的態(tài)度，以及化學教師和學生對項目式學習的調適進程問題、影響項目式學習課堂效果的因素、如何在項目式學習中把握化學知識的顯性和隱性聯(lián)系等。這些角度的課題都來源于實際課堂，研究這些專題有利于項目式學習的不斷發(fā)展和完善。

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