生理学教学改革的文献计量及可视化分析

徐 佳，张俊芳，徐淑君，陈晓薇，马 青 (宁波大学医学院生理学与药理学系， 宁波 315211)

生理学是医学大类本科所有专业的必修课，也是国家职业医师资格考试、国家硕士研究生西医综合考试的必考科目，是连接基础和临床学科的重要桥梁[1, 2]。世界著名的诺贝尔奖生理学与医学奖(Nobel Prize in physiology and medicine)的设置体现出生理学的重要性[3]。鉴往而知来，温故而知新，本文基于文献计量学和可视化分析手段[4，5]，全面系统分析近30年来我国生理学教学改革演进历程、热点领域、期刊分布、领军机构等，对于准确把握国内生理学现状、深化生理学教学改革具有重要意义。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

本文以中国知网(CNKI)数据库为研究对象，采用生理学和教学改革为主题词，检索范围为1990年1月至2020年12月，涵盖SCI来源期刊、EI来源期刊、北大核心、CSSCI来源期刊、CSCD核心等期刊数据，共收集生理学相关中文学术论文1 456篇。

1.2 研究方法

本文采用知识图谱分析软件CiteSpace 5.7.R2对国内生理学教学改革研究论文进行时间和空间维度的多元、分时、动态可视化计量分析；通过高频关键词网络图谱构建和共现分析，探究生理学教学改革的研究热点和演进历程；基于期刊数据统计，明确期刊分布特点与核心期刊；采用文献计量学手段，评价领军机构的研究领域和突出贡献。

1.3 数据处理

本文运用CiteSpace 5.7.R2软件，设置时间跨度为1990年1月至2020年12月、时间切片为5年及节点类型和阈值等参数，绘制关键词共现知识网络图谱和TimeZone可视化图谱[6]；采用Microsoft Excel和OriginPro 2018C软件作为数据处理与绘图工具，通过logistic函数非线性曲线拟合，结合Levenberg-Marquardt优化算法对近30年国内生理学教学改革研究期刊和机构分布的文献计量特征及规律进行拟合分析，通过R2拟合度分析确定适用数据拟合方式。

2 研究结果与分析

2.1 关键词共现知识网络图谱

1 456篇生理学教学改革研究引文的关键词共现网络知识图谱包含336个节点和789条连线(图1)，其中节点半径大小表示被引频次的高低，节点圈层颜色代表被引年份，连线颜色表示首次被共引年代，粗细代表共被引次数[7]。结果表明，植物生理学、动物生理学、运动生理学、人体解剖生理学等生理学分支学科的教学改革研究较为广泛，理论和实验教学仍是教学改革的两大重要方向(图1A)。伴随教学改革时间的推演，慕课、翻转课堂、混合式教学等关键词是近年生理学教学改革的新兴词汇，且关注热点逐年递增，进一步反映改革趋势由教学改革内容向教学改革模式的转变(图1B)。

图1 生理学教学改革研究关键词共现知识网络图谱

2.2 主流期刊分布分析

本文通过对近30年生理学教学改革文献进行学科分析，Top 5基础学科论文发表趋势图谱与生理学教学改革的历时推演进程相一致(图2A)：在5大学科在发展初期(前10年)处于教学改革的空窗期，学科建设初步完成，针对教学领域的改革思想仍在萌芽阶段；在发展中期(2000-2010年)，医学教育与医学边缘学和生物学领域关于生理学学科教学改革采取大胆尝试，顺应时代潮流，教学改革研究日益深入；在近十年的演进过程中，高等教育的生理学教学改革呈现“井喷”式增长，2011年至2015年间年发刊量激增至70余篇，且近5年一直领先于其他领域，进一步体现了生理学教学改革在高等教育的推进与发展；体育和职业教育领域关于生理学教学改革发展较为缓慢，仍有待加强。本文对Top 20文献来源的期刊所占比例进行分析(图2B)，确定《基础医学教育》《卫生职业教育》《教育教学论坛》和《中国高等医学教育》是生理学教学改革刊文的主要期刊，占比总刊文量的19.64%，占Top 20期刊的一半以上，体现生理学教学改革涉及科学领域的广泛性和导向性。

图2 生理学教学改革主流学科、Top20期刊比例及期刊分布曲线

本文通过对1990-2020年我国生理学教学改革研究刊文的期刊分布分析(图2C，表1)，期刊发刊量符合非线性S型曲线logistic增长规律，y=2 311.24/(1+15.07e-0.5298lnx)，R2=99.98%。1 456篇文章分布在453种期刊中，按照每种期刊发文量递减顺序绘制表1。

表1 1990-2020年我国生理学教学改革研究刊文的期刊分布

布拉德福系数m和核心区期刊数P可以采用两种方法确定。第一，图表分析法(表2)[8]，将每种期刊的刊文量总数划分为核心区(19-148篇)、相关区(4-18篇)和分散区(1-3篇)三个等级，其数量关系符合n1∶n2∶n3=m0∶m1∶m2关系，三个分区的期刊数量之比为11∶66∶376≈1∶6∶62，即布拉德福系数m=6；第二，公式计算法[9]，m=(eε×Y)1/R，P=2ln(eM×Y)，分区数R=3，最大载文量Y=148，欧拉系数E=0.577 2，自然对数的底数e=2.718 28，故m=6.41，P=11.15。图表分析法与公式计算法获得布拉德福系数m和核心区期刊数P一致，说明1990-2020年我国生理学教学改革在各种期刊中的分布符合布拉德福定律的文献集中与离散规律。《基础医学教育》《卫生职业教育》等11种期刊信息密度最高，每种期刊平均刊载39.64篇论文，属于生理学教学改革的核心期刊，其中《基础医学教育》位居首位；《教育现代化》《畜牧与饲料科学》《实验室研究与探索》等66个期刊近30年间的总刊文量在18篇/种以下，平均刊载7.35篇约占期刊总数的三分之一；《安徽科技学院学报》等376种期刊数占比高达期刊总量的83.00%，论文总刊载量为535篇。这进一步表明国内关于生理学教学改革研究的文献发表具有集中性和离散性。

表2 期刊分区

2.3 机构分布分析

本文对1990-2020年我国生理学教学改革研究的机构进行统计分析，1 456篇文献来自596所机构，按照每种期刊发文量递减顺序绘制表3。

表3 1990-2020年我国生理学教学改革研究的机构分析

机构分布规律采用布拉德福图表分析法(表3)，将各机构的刊文量总数划分为核心区n1(7-16篇)、相关区n2(4-6篇)、离散区n3(2-3篇)和离散区n4(1篇)四个等级，其数量关系符合n1∶n2∶n3∶n4=m0∶m1∶m2∶m3关系，四个分区的期刊数量之比为47∶71∶153∶325≈1∶2∶22∶23，即布拉德福系数m=2。其中海军军医大学、陆军军医大学、首都医科大学等47所机构占比仅7.89%，刊载论文总量达425篇，较其他机构在生理学教学改革研究的综合实力较强。大连医科大学等71所机构共刊载346篇生理学教学改革论文，属于研究的中坚力量；而安徽医学高等专科学校等其他478所机构期刊刊载量平均仅1.43篇/所，仍比较分散，机构分布也符合布拉德福集中与离散规律。对国内相关研究机构统计和函数拟合分析，我们发现机构刊文规律符合非线性S型曲线logistic幂函数增长规律[y=2 023.12/(1+112.305e-0.886 3lnx),R2=99.997%]。领军机构刊文量汇总如图3B所示，其中海军军医大学和陆军军医大学刊文量在47所领军机构中位居首位。

表4 机构分区

图3 生理学教学改革研究的机构分布曲线及核心机构可视化

3 结论

本研究使用文献计量学方法和可视化手段对近30年我国生理学教学改革的研究分析，获得以下启示：①生理学、教学改革、植物生理学等理论和实验教学始终是教学改革的重点内容，慕课、翻转课堂、混合式教学等关键词是近年生理学教学改革的新兴词汇，且关注热点逐年递增；②医学教育与医学边缘学科、高等教育、生物学、体育和职业教育学科是生理学教学改革所涉及的主流学科，相关刊文期刊分布符合布拉德福定律的文献集中与分散规律，《基础医学教育》等11种期刊是生理学教学改革领域核心期刊；③生理学教学改革机构分布呈S型曲线增长，符合布拉德福定律，且各机构分布具有全国普遍性，海军军医大学、陆军军医大学、首都医科大学等47所机构处于领军行列。综上，国内生理学教学改革正处于蓬勃发展时期，对于教学模式的创新是当前研究的热点内容，生理学教学改革涉及学科领域广泛且专业属性明显，相关研究期刊和机构相对分散，对于新兴教学改革手段的融合与发展仍处于学习和尝试阶段，具有中国特色的创新模式和体系仍需要在实践发展中凝练。我们应进一步提高生理学教学改革的全局性，加快新时代思政教育的融合与发展，培植重点学科领域和机构，凝心聚力，共同推进高等教育生理学教学改革的高质量发展，合力共建中国特色、世界水平的教育体系新篇章。