我国科学教育研究的热点透视与趋势分析——基于CiteSpace 的可视化分析*

彭 昊 唐智松

（西南大学 教育学部，重庆 400715）

一、前言

科学教育作为提高全民科学素质最关键与最基础的工作，它始终受到国内外教育研究者的高度关注［1］。 在科学教育研究之研究的视角上，国外与我国存在显著的差异。 具体而言，截至目前，已有诸多学者利用多种文献计量学方法与工具围绕国际科学教育研究的现状、特点与趋势进行了相关的述评。 如张宇等［2］基于SSCI 中具有国际影响力的五大科学教育期刊的分析，揭示了国际科学教育研究的热点；刘晟等［3］利用R 软件对全美科学教学研究学会（NARST）2018 年学术年会上的572 项研究题目进行了可视化分析；张冲等［4］68对国际科学教育研究概貌进行了综合分析；周丐晓等［5］基于NARST 的研究主题分类等文献分析揭示了国际科学教育研究的主题分类。可见，学者们十分关注国际科学教育研究的前沿动态，而且取得了一些重要的认识。 另一方面，学者对我国科学教育研究之研究略显不足，目前仅有的如叶剑强与毕华林［6］则基于2370 篇硕士、博士学位论文的知识图谱分析结果指出近15 年我国科学教育研究的热点，胡华［7］以综合性科学课程研究为视点利用Nvivo11.0 软件对我国近10年来中小学科学教育研究的热点主题与核心关注进行了透视与剖析。 但是，无论是研究对象、研究工具或是研究方法都难以比肩对国外科学教育研究的关注。 总的来看，已有的科学教育研究述评还主要聚焦于对西方科学教育研究热点的透视剖析与发展经验的概括总结，而少有对国内科学教育研究的回顾与反思，尤其缺乏对最能反映学科研究热点与发展趋势的期刊文献的相关研究。 这导致已有的相关述评未能全面地揭示国内科学教育研究的热点主题，不能系统地反映国内科学教育研究的发展趋势。 因此本文以2009—2019 年中国知网（CNKI）数据库中的相关期刊文献为样本，通过可视化分析软件CiteSpace 和文献计量学方法对我国科学教育研究近年来的研究热点进行透视，对其近年来的发展趋势进行把握，以期能够对我国科学教育研究概况进行总结与概括，对存在的问题进行澄清，并以此为基础对我国科学教育研究的未来发展进行展望。

二、数据来源与处理方法

通过高级检索功能搜索“中国知网”期刊数据库，以“教育”为主题，并以“科学教育”为关键词，检索时间为2009—2019 年，选择“期刊来源”为核心期刊和CSSCI，最后得到核心期刊文献432篇作为本研究的样本文献。

本研究通过利用CiteSpace 5.5 可视化文献分析软件，对国内科学教育研究近年来的相关文献进行可视化分析。 具体的处理操作包括三项：第一，利用关键词的图谱分析把握我国科学教育研究的热门主题。 第二，进行关键词的聚类分析，厘清我国科学教育研究的主要内容。 第三，通过关键词的突变分析明晰我国科学教育研究的发展趋势。 通过梳理相关文献上述三个方面的发展脉络，可以较为清楚地呈现出我国科学教育研究领域近年来的概貌和图景。

（一）文献数据的统计与分析

为从整体上对我国科学教育研究的情况进行把握，需要首先对期刊文献发文数量及其变化趋势进行整理与分析。 通过中国知网搜索2009—2019 年我国科学教育研究领域的相关期刊文献，并对每一年份的发刊数量进行统计。

1. 相关文献数量统计

2009—2019 年我国科学教育研究相关期刊文献数量分布如表1 所示。

表1 我国科学教育研究文献数量分布（2009—2019 年）

2. 相关文献年度变化分析

根据上述科学教育研究文献发表年度数量，可以绘制出我国科学教育研究文献数量年度变化曲线图，如图1 所示。

图1 科学教育研究文献数量年度变化曲线（2009—2019 年）

由图1 可知，我国科学教育研究相关期刊文献的数量变化曲线呈现出先增高后降低，最后趋于平稳的趋势，并且出现了3 个明显的波峰。 文献数量在2010 年达到49 篇的巅峰，且在2012 年和2016 年也出现波峰。 首先，2010 年峰值现象的出现可能与国外STEM 教育的勃兴有关。STEM 教育勃兴于二十一世纪初，并在基础教育领域掀起了改革的浪潮，尤其是2010 年前后在美国和英国基础教育领域率先崛起，开始引领国际科学教育实践的改革与发展［8］。 美国于2010 年先后出台了以《准备与激励：为了美国未来的K-12 科学、技术、工程和数学教育》为代表的一系列指导本国科学教育发展的重要政策文本［9］。 西方社会和学术界对于科学教育的高度重视引起了我国教育研究者的高度关注，掀起了我国学者对于科学教育研究的高潮。 其次，2012 年峰值现象的出现则可能与2011 年下半年国务院颁布的《全民科学素质行动计划纲要实施方案（2011—2015年）》和教育部颁布的《基础教育课程改革纲要（试行）》以及据此颁布的《全日制义务教育科学课程标准（3—6 年级）》（实验稿）有关。 因为这一系列文件的颁布实际上标志着我国以促进学生科学素养养成为核心的科学教育改革正式启动，科学教育成为学者竞相关注的研究对象自然也就不足为奇。 最后，2016 年峰值的出现可能与美国政府发布的《STEM 教育2016》与国务院颁布的《全民科学素质行动计划纲要实施方案（2016—2020 年）》不无关系。 随着科学技术的不断发展，各国政府都将重心从加大对科技研究的投入转为增强对科学教育的重视上来，全世界都达成了一种共识——提升全体公民的科学素养已经刻不容缓。 诚如有学者［10］所指出的，公民科学素养（scientific literacy）已经成为各国科学教育的核心关注与共同追求。 作为提升全体公民科学素养的主要渠道与有效手段，科学教育自然成为备受瞩目的研究领域。

（二）关键词共现分析——研究热点

文献中的关键词是对文本内容进行的高度总结与概括凝练，它是文本内容构成的逻辑起点，可以集中反映研究的主要内容，具有“一叶知秋”的作用。 总之，通过对相关文献中关键词的出现次数进行统计分析，可以较为有效地呈现出当前科学教育研究领域的主流方向和热点趋势。

1. 关键词的次序分析

首先，向CiteSpace 软件中输入2009—2019年科学教育研究领域期刊文献数据，然后进行关键词共现分析，可以获得我国科学教育研究2009—2019 年文献关键词的共现知识图谱（如图2）。 其次，通过对图2 我国科学教育研究关键词共现图谱的图像进行解读，可将我国科学教育研究的关键词进行降序排列，依次为科学教育、人文教育、科学素养、科学课程、科学精神、美国、学习进阶、教育质量监测等。 通过分析图2 中关键词的聚集情况，可以得知：第一，关于科学教育与人文教育的融合研究占据了我国科学教育研究的主要部分。 第二，有关我国科学教育研究的热点主要集中在科学素养培育、科学课程开发以及科学精神养成等方面。 第三，当前我国的科学教育研究更多地聚焦于科学教育相关概念的辨析以及科学教育实践中具体操作层面的问题研究，而鲜有针对科学教育本身的上位研究。

图2 我国科学教育研究的关键词共现图谱（2009—2019 年）

2. 研究热点的归类解读

对2009—2019 年我国科学教育研究相关期刊中关键词的出现频次进行统计和梳理，有助于研究者捕捉科学教育研究领域的研究热点，把握科学教育研究领域的发展趋势。 我国科学教育研究关键词共现频次及其中心性的具体情况如表2所示。

表2 我国科学教育研究关键词共现频次及其中心性

表2 通过对关键词共现频次和中心性的高低排序，将近10 年来我国科学教育研究相关文献中的关键词进行排列，通过分析可以进一步明确哪些研究主题正在成为研究热点。 统计结果显示，科学教育、人文教育和科学素养3 个关键词的出现频次跃居前三，明显高于其他关键词的出现频次。 由表2 可知，科学教育的中心性最高，达到0.42。 而其他关键词的中心性明显低于科学教育。 由此可见，我国科学教育研究领域的研究主题还比较单一，主要集中在科学素养研究和科学教育与人文教育融合研究两个方面，而其他方向和主题的研究成果还不显著，有待加强。 总体来说，当前我国科学教育研究还没有进入多方向独立与多主题并行的多样化发展阶段。

同时结合对文献资料的阅读分析后发现，当前我国科学教育研究还停留在向国际科学教育经验借鉴和模仿的初级阶段，我国科学教育研究的自主性和话语权有待增强。 科学教育的研究热点主要表现为：（1）关注国际科学教育的先进经验并强调借鉴与学习，具体包括对国际上流行的HPS 教育、STS 教育和STEAM 教育等先进教育模式与理念的学习以及对国际科学教育政策文件的借鉴，如《下一代科学教育标准》《（K-12）科学教育框架》等［11］。 （2）从课程和教学入手，在具体操作层面探讨如何发展科学教育。 如陶艺活动对幼儿科学品质的培养，增强现实体验在科学教育课程上的运用等［12-13］。 （3）重视跨学科视角下对科学教育的反思。 如从科学哲学、科学文化和科学史等角度对我国科学教育进行分析和反思［14］。值得一提的是，聚焦于科学教育研究的专门期刊在我国还比较缺乏，科学教育的相关研究大都发表在教育综合类的期刊上，但在国际科学教育研究领域中已经形成了以《国际科学教育杂志》（International Journal of Science Education）、《科学教育》（Science Education）、《科学与教育》（Science ＆Education）、《科学教学研究杂志》（Journal of Research in Science Teaching）和《科学教育研究》（Research in Science Education）等为代表的一系列专门以“科学教育”命名的综合性科学教育研究期刊。 毋庸置疑，国内科学教育研究专门平台的缺乏成为了阻碍我国科学教育和科学教育研究发展的重要原因。

（三）关键词聚类分析——内容与特点

1. 研究内容的梳理

通过关键词可以了解文章的研究方向和主题，而对关键词的聚类分析则能够明晰该研究领域研究主题的相关性，揭示研究主题之间的边界关系。 换言之，通过对相关研究的主要关键词进行梳理和分析可以更好地把握当前我国科学教育研究的发展趋向。 具体而言，使用CiteSpace 对近年来科学教育研究相关的期刊文献进行聚类分析，可进一步明确当前科学教育研究领域的热门词语，帮助研究者了解相关研究主题的演变。 具体操作步骤如下，利用CiteSpace 5.5 软件对有关文献进行数据分析并进行如下操作设置，时间切片设置为1 年，节点类型选择“keyword”，Top N=50，即保留每个时间切片内频次前50 的关键节点，最后可以得到我国科学教育研究关键词共现图谱，该图谱具有60 个节点和49 条连线，其网络密度（Density）为0.0277，其中图谱分析模块值Q=0.6722＞0.4000，说明划分的关键词结构具有显著性；平均轮廓值S=0.3107＞0.0500，表明该聚类分析具有较高的信度，具体分析结果如图3 所示。

图3 我国科学教育研究关键词聚类图谱（2009—2019 年）

通过分析图3 所呈现出的关键词聚类知识图谱可知，我国科学教育研究近年来的研究内容主要包括科学课程、科学素养、人文教育、科学本质等方面。 我国科学教育研究领域中的研究主题还比较单一，主要集中在科学课程研究、科学素养研究以及科学教育与人文教育的融合研究等方面。其他研究方向的成果还不太显著，有待加强。 结合对文献的阅读分析得出：（1）从时间维度来讲，研究内容涉及科学教育发展史的研究，但其主要聚焦于近现代科学教育的发展，缺乏对于古代科学教育发展脉络的系统梳理，尤其是古代科学教育的发展阶段及其特征还缺乏系统性的研究。（2）从研究对象来说，研究内容不仅关注基础教育，还涉及高等教育，但更多的还是聚焦于基础教育领域，高等教育领域中科学教育相关问题的探讨还比较缺乏。 （3）从理论维度来看，研究内容涉及对科学教育顶层设计的规划构想、对科学教育中相关概念的界定与阐释、对科学教育中课程与教学问题的研究等，但对于科学教育和社会系统以及人类个体与群体发展之间的相关问题还鲜有研究。

2. 研究特点的演变

通过对我国科学教育研究关键词聚类图谱的进一步解读，可以明晰我国科学教育研究趋势的变化与发展情况。 通过结合对相关文献的研读，当前我国科学教育研究呈现出以下特点：（1）愈加注重科学教育的实践探索，积极探讨科学教育课程和教学中的具体问题。 尤其是STEM 课程从国外引入我国后，关于科学教育课程的开发、设计与实施就成为了科学教育研究领域的焦点问题。（2）愈加注重跨学科视角。 基于科学教育本身的跨学科性，围绕学生科学素养的养成与培育，不断开展跨学科视域下的交叉研究，正在成为我国科学教育研究的趋势。 （3）愈加注重研究方法的多样化，定量和定性方法的结合成为潮流，基于实证证据的研究正在成为科学教育研究的发展方向。正如E.W.Jenkins［15］所指出的，在科学教育研究中存在着两种质的研究传统——“教育性的”（pedagogical）和“实证性的”（empirical），教育性的传统强调研究对科学教学实践的促进，实证性的传统则聚焦于通过搜集客观证据来帮助人们理解教育现象中的因果关系。 当前我国科学教育研究正在从聚焦教育性走向强调实证性，不仅基于理论视角，还依赖现实证据，力求从多个维度与层次对当前科学教育的现状进行分析与反思，从而更加全面和系统地揭示当前科学教育存在的问题，进而有效地指导我国科学教育改革。

（四）关键词突变分析——趋势与阶段

1. 突现关键词的趋势分析

通过利用CiteSpace 软件中的突变监测功能对关键词的突变情况进行分析，能够进一步揭示我国科学教育研究的发展趋势。 具体而言，需要将“突现词”标示出来，进而显示出我国科学教育研究高频关键词突变的情况，如表3 所示。 表3中线段的深色部分表明该关键词在不同年份的“突现”状况，即在该时间段内有相当的研究价值和关注热度。

表3 我国科学教育研究高频关键词突现情况

由表3 可知，一方面，这些高频关键词分别反映了与科学教育相关的人文教育、学习进阶、科学素养、STEM 教育、核心素养等方面的内容，表明众多教育领域的研究热点都涉及科学教育中的相关问题，即科学教育研究也受到国内其他教育领域研究者的关注；另一方面，深色部分所显示的频率突现情况可以反映出关键词在不同年份间的变化情况。 由此可知，随着年份的增加，科学教育的研究热点逐渐从人文教育转向了学习进阶，之后再逐渐转向了科学素养、STEM 教育和核心素养等主题。

2. 关键词突现的阶段判断

通过对表3 我国科学教育研究高频关键词突现的分析并结合对相关文献的阅读分析，可以将我国科学教育研究从整体上划分为3 个阶段。

第一阶段：2009—2011 年，以科学教育与人文教育融合研究为主的阶段。 该阶段的研究主要集中于科学教育的人文转向和跨学科融合研究，并且在研究方法上以思辨研究与质性研究为主。科学教育的历史研究、融合研究及比较研究等内容构成了该阶段科学教育研究的主要内容。 这一阶段我国科学教育研究主要受到HPS 教育模式的影响。 作为国外科学教育研究的热点之一，HPS 教育成为了我国模仿和借鉴的主要对象，它将科学史、科学哲学和科学社会学融于一体，不仅在培养学生的科学本质观、提高学生的批判性思维上有重要价值，而且在促进学生科学素养的提升上也发挥着重要功能。

第二阶段：2012—2015 年，以学习进阶与科学素养研究为主的阶段。 该阶段的研究主要集中于对学习进阶的比较研究和科学素养的思辨与实证研究，对科学教育研究的反思逐渐增多，实证研究逐渐兴起。 该阶段的科学教育研究包括了学习进阶的定义、模式及应用研究、美国K-12 科学教育框架等国际科学教育政策的比较研究以及对科学教育中相关概念的界定与辨析等。 这一阶段我国科学教育研究受到西方STS 教育的重要影响。STS 被美国国家科学教师协会（NSTA）定义为在“人类社会经验背景下的科学教学和学习”［16］。STS 是基于社会环境与现实技术而进行的科学教育活动，它试图将科学、技术与社会联系起来，将学生对自然界的理解与科学技术的使用以及日常生活的经验统一起来，从而为学生科学素养的培育与养成提供有效的途径。

第三阶段：2016—2019 年，以核心素养与STEM 教育研究为主的阶段。 该阶段的研究主要集中于科学教育中学生核心素养的培育以及STEM 教育的比较、开发和应用研究，对科学教育理论的构建研究开始不断增多，实证研究开始成为主流方向。 该阶段的科学教育研究包括了基于发展学生核心素养的科学教育理论建构、国际STEM 教育的比较研究以及科学教育中的大概念等相关研究。 这一阶段我国科学教育研究受到西方STEAM 教育的冲击。 以STS 教育的理念、框架与基础来开展STEAM 教育，以期培养学生乃至全社会公民对社会的责任感，将科学技术、工程、数学与社会生活紧密联系起来，在庞大而复杂的关系网中认识到科学、技术、工程对社会生活的影响，逐渐成为国际科学教育的发展趋势［17］。

根据上述关键词突变情况和相关文献的分析，并结合国际上发达国家的先进经验与我国科学教育领域相关的政策文件，可以预测今后我国科学教育研究今后的发展趋势。

第一，国际科学教育的比较研究。 我国科学教育研究领域中相当一部分的研究都是基于西方发达国家先进经验，从而对我国科学教育发展所提出的意见与建议。 毫无疑问，西方发达国家现阶段的科学教育研究明显领先于我国，并且在相当长的一段时间内我国科学教育的发展都离不开对西方发达国家的模仿与借鉴。 但必须注意的是，在吸收西方国家先进经验的同时，我国科学教育研究者也应该注意对其进行本土化，必须立足于我国教育的实际情况，利用好我国教育的本土优势，只有这样才能更好地指导我国科学教育的改革与发展。

第二，基于实证证据的科学教育研究。 教育改革必须基于实证性的研究，科学教育的革新更应该基于科学教育研究的实证证据［18］。 尤其是在以美国为代表的西方发达国家不断推进以证据为本（evidenced-based）科学研究的背景下，我国教育研究领域为了更好地与国际教育研究接轨，也开始逐渐重视实证研究，并以期能够推动我国教育研究的规范化发展进程［19］。 可以预见，我国科学教育研究今后也将不断重视基于证据的实证研究，以期为解决科学教育中的现实问题、推动科学教育的持续发展提供动力源泉。

第三，具备跨学科性的交叉研究。 在科学教育话语体系中，“科学”一词本身就具有被理解为物理、化学、生物、地理以及生命科学等自然科学学科体系的倾向，因此研究者在探讨科学教育相关问题时，其前提假设就是科学教育本身就是一门具有跨学科（inter-disciplinary）性质的学科［20］。并且国际科学教育研究也始终坚持以哲学、教育学、心理学、自然科学等多学科为支撑，朝着交叉研究的方向发展。 尤其是当下关于我国教育研究范式的不断争论，我国科学教育研究的范式也悄然发生着变化。 诚如曾荣光等［21］指出的，社会科学发展到今天，早已没有任何一种研究方法或范式专属于某一个学科，更多的是交叉融合与共享。简言之，科学教育研究作为融自然科学研究与人文社会科学研究为一体的代表，可以预见，基于跨学科视域与多种研究范式互相融合的交叉研究将会是我国科学教育研究今后的发展趋势之一。

三、现状总结与未来展望

（一）现状总结

1. 科学教育学科的学理有待梳理

作为一门学科或科学之“学理”，是指任何一门学科和科学都有自己的逻辑起点，及其所衍生的有内在逻辑结构的基本范畴、学理体系［22］。 我国科学教育研究相对于教育领域的其他研究方向来讲，其文献的数量严重不足。 究其原因，当前关于科学教育的相关概念虽已有界定，但尚不十分明晰。 并且对科学教育研究领域的划分缺乏系统性和整合性，造成了科学教育研究中出现概念模糊与问题混淆的现象。 哪些概念是科学教育的下位概念？ 哪些研究属于科学教育研究？ 还有待进一步梳理。 进而言之，研究者在开展科学教育研究时应当具有“学理”意识：寻找科学教育的逻辑起点，明晰科学教育的研究对象，指出科学教育的基本问题，归纳科学教育的学科内容，推导科学教育内容范畴的逻辑关系，构建科学教育的学理体系。 唯有如此，作为一门新兴的研究领域，科学教育与科学教育学才能不断走向成熟。

2. 科学教育研究的视域不断拓展

当前我国科学教育研究领域中不仅包括科学教育的课程研究、教学研究，而且还包括科学教育的教育史研究、教育哲学研究乃至神经教育学研究。 基于不同学科视域下对科学教育的研究勃然兴起，并逐渐形成了多方位的科学教育研究视域。对教育问题的研究可以从理论和实践两个不同的层面出发，科学教育也是如此。 就目前科学教育的研究现状来看，对于实践问题的关注远多于对理论问题的探讨，然而随着科学教育实践的不断推进，对科学教育理论提出了更高的要求。 虽然近年来我国科学教育研究的视域不断拓宽，并开展了多方位的探讨，但应该看到的是我国科学教育研究的发展历程相较西方发达国家还很短，我国科学教育的相关理论还缺乏创新性与系统性，我国科学教育的理论体系还有待进一步建构与发展。

3. 科学教育研究的系统性不断增强

随着我国科学教育的蓬勃发展，我国科学教育研究已经逐步形成了一系列有关科学教育问题的研究文献。 这些文献不仅关注科学教育相关概念的界定与阐释，更加关注科学教育实践中呈现的现象和问题，并以此为基础指出原因与提出对策，进而形成了一系列引领科学教育改革的发展性理念。 此外，我国科学教育研究的方法也不断多样化，因为仅靠教育学的传统研究方法已经难以满足时代发展的需要，科学教育研究的发展必须突破单一学科的理论视角，积极推动多元学科理论进行对话，拓宽原有研究领域。 当前我国科学教育研究也正在逐渐从传统的以价值判断和概念阐释为主的思辨性研究转向基于实证的质性和量化研究，包括从科学教育课堂教学实践出发的行动研究、案例研究和叙事研究等。 并且随着科学教育的发展，其他学科的不同研究方法也正在成为具有跨学科性的科学教育研究的新选择。 更有学者指出，我国科学教育应该朝着实践转向。因为进入二十一世纪，科学不只是单纯作为知识，而是加入社会和文化因素成为人类实践本身。 科学教育也应该回归其本身的实践向度，坚持以实践为导向，解决现实问题［23］。

（二）未来展望

1. 科学教育学科的制度建构

丁邦平和罗星凯［24］早在2008 年就指出科学教育学科的制度建构对于我国科学教育理论研究和实践改革的重要作用，不仅应当给予科学教育学独立的学科地位，更要培养专业化的科学教育领域人才，进而加快我国科学教育学学科建制的形成。 可以这样说，没有相关学科强有力的支撑，就难有相关研究持续而深入地开展。 就目前的情况来看，我国科学教育和科学教育研究已经勃然兴起。 首先，有部分高校开始自主设置科学教育学二级学科或按二级学科管理的交叉学科，如西南大学和陕西师范大学等高校设置的科学教育学专业以及华中师范大学设置的科学传播与科学教育专业等。 其次，已经建成了一批专门的科学教育研究中心，如北京师范大学的科学教育研究所、西南大学科学教育研究中心以及东南大学学习科学研究中心等。 最后，中国教育学会下属的科学教育分会已经成为了我国科学教育研究领域强有力的学术交流平台。 毋庸讳言，我国科学教育要形成完整和系统的学科建制还有很长的一段路要走。 科学教育学科的制度建构不仅能够进一步澄清科学教育研究的基本问题，明晰科学教育研究的对象界限，推进科学教育基本理论的构建，更能够使得科学教育研究有“法”可依，有“理”可循，持续推动科学教育理论与实践的不断革新。 换言之，科学教育研究不仅应该以提升公民的科学素养为核心议题，更要重视科学教育研究模型的重构，尤其要聚焦科学教育研究内部标准与规范的确立［4］69。

2. 科学教育研究的实证取向

二十一世纪初期我国科学教育研究鲜有能够“顶天立地”的研究。 所谓“顶天”的研究，即研究充分借助理论的视角与框架来对问题进行审思和剖析，试图遵循理论的思路指出问题产生的原因与解决的方法。 这类研究需要从宏观上对问题进行把握，借助于学科已有的理论视角对问题进行进一步的分析。 但是这类研究很大程度上有赖于研究者个人的理论造诣，并且往往因为不同学者所持有的价值取向不同，最终导致在观点上争论不休，有时甚至还会引发实践当中的矛盾与冲突。因此，在科学教育自身理论建构还不太成熟的情况下，科学教育研究更应该重视“立地”的研究，即基于实践证据对现实问题的思考与分析。 一方面，“实证研究是教育学走向科学的必要途径”，缺乏实证支持的教育研究往往令人难以信服［25］。另一方面，作为一种基于事实和证据的研究，实证研究对于科学教育研究有着独特的价值与意义。因为，实证方法不仅能使科学教育研究更具科学性与说服力，并且系统性的实证研究更能汇聚为一种“通则”，即普遍意义上的理论解释，这将为科学教育的理论创新提供重要动力［26］。

3. 科学教育经验的本土创新

诚如有学者指出的那样，我国科学教育的研究还主要是对国际科学教育先进经验的“学习”和跟踪，而且在这一过程中，中国传统文化的体现和中国科学教育现实问题的解决又显得软弱无力［27］。 如果我们对待西方的先进经验，仅是一味地模仿与借鉴，那么最后的结果只会是内容的同化与自主的丧失。 一方面，西方发达国家无论是在自然科学研究还是人文社科研究上，本身就占据优势地位，更能够为本国科学教育的发展提供强有力的保障与支持，中国难以实现“弯道超车”。 另一方面，国外科学教育研究是以西方的现实问题、思维方式和价值观念为基本支撑要素的，如果失去对中国现实的具体分析，转而遵循西方科学教育研究的固有模式，那么我们难以实现跨越式发展。 此外，国际科学教育研究的发现与结论都有其不同的社会文化差异（socio-cultural variations）背景，如何将其进行本土化地运用与创新将会是我国科学教育研究者今后努力的方向［28］。 未来的中国科学教育研究必须在借鉴西方先进科学教育经验的基础之上结合自身实际，聚焦中国问题，运用中国话语，提供中国方案，为解决中国科学教育问题提供思路与方法。