大学物理教学研究的发展演进探析
——基于知网的可视化分析

2022-03-18 01:27李姣姣周雨青王佳宁
大学物理 2022年3期
关键词:大学物理热点教学研究

李姣姣,周雨青,董 科,王佳宁

(东南大学 物理学院,江苏 南京 211189)

1 研究背景

1.1 时代背景

在当今高度数字化的时代,人类社会的方方面面均与数字化有千丝万缕的联系,借助数字化、信息化的手机程序,能实现云购物、云订餐、云看房、云叫车,人们在使用这些云服务时,一举一动都被程序记录下来,形成了数量丰富的数据,通过分析这些数据,我们总能得到一些意想不到的结论[1],这些海量的数据蕴含着巨大的价值,如:分析数据能得出消费者的消费倾向,帮助商家挖掘巨大的商业价值等,这是数字化社会独有的优势.数据作为一种“价值连城”的资源,总需要人梳理、总结,以便发现其中蕴含的不为人知的规律.在大学物理教育教学领域,经过多年的发展和沉淀,各类专家学者已经发表了大量的文章,形成了相对丰富的数据库,那么我国大学物理教学研究现状如何呢?近10年来大学物理教学研究的发展脉络是什么?有哪些新进展?大学物理教学未来的研究方向是否会有变化?为了回答这些问题,我们对2010年至2020年间大学物理教育教学研究的发展历程进行了梳理.阶段性的整合与归纳是大学物理教育研究进一步发展的“新动力”;同时,回顾以往研究脉络能窥探到未来大学物理教育研究的方向,为实践层面的大学物理教育教学提供启示.

1.2 文献背景

部分学者已经展开过对大学物理教育教学的现状归纳研究,但其落脚点不同.有的立足于物理学史,即对近20年的物理学史文献做可视化分析;有的立足于国外大学物理教学研究,如北京师范大学张静博士的一篇《国外大学物理教育研究的现状和发展动向》,对美国10年内(2001年—2011年)发表在AJP、PRST中的大学物理教育研究论文进行了研究,梳理了现状;有的是对国内大学物理教学的可视化分析,此类文章研究主题与本研究方向一致,但所选取的文献时间节点不一致,即文献的时间跨度不一样,如北京师范大学韩思思博士所写的《大学物理教学研究现状与展望——基于10年核心期刊论文分析》,文章分析的时间跨度是2006年至2016年,所用方法为静态分析法,并且文章主要从大学物理课堂教学和物理实验教学两大方面做论述;再比如,苗纯、方曙东等人的《基于Cite Space的大学物理的教学可视化分析》一文中的时间跨度为2013年1月至2018年4月.基于对以往文献的分析,本研究决定采用内容分析法,对2010年1月1日至2020年12月31日间发表在国内学术期刊的有关大学物理教育教学的相关论文进行归纳,力图整理出近10年大学物理教育研究的现状和演进过程.

2 数据采集与研究方法

2.1 资料来源

本研究的研究对象为2010年1月1日至2020年12月31日公开发表的中文期刊论文(不包含学位论文、会议论文、报纸、图书、年鉴等资料).这样做的原因是:其一,学术期刊文章质量较高.我们称刊于学术期刊上的论文为学术期刊论文,这类文章之所以能公开发表在期刊上,是因为它经过了严格的审稿审核,文章内容具有一定价值性,文章本身具有一定的影响力.其二,减少论文数量,提升论文质量.通过设定时间和主题词等检索发现,10年间有关大学物理教育教学研究的文章有六千余篇,文章数量庞大,为了更加高效、有针对性地进行研究,有必要对文章进行取舍,故而选择具有一定影响力的学术期刊论文作为研究对象.如此一来,可以提高文章分析的质量和可信度.

为了较为准确地反映国内在2010年至2020年间大学物理教育研究的发展状况,我们将通过下面的方式获取资料:在知网(CNKI)中检索有关大学物理教育研究的学术期刊论文.具体检索方式如下:在高级检索中,以“大学物理教学”为主题词(精确),同时不选择大学物理实验教育,即NOT主题词“实验”(精确),时间范围是2010年1月1日至2020年12月31日,同时选择中文、学术期刊,共检索出2030条,剔除其中的编者按、讣告、征稿通知等与研究内容无关的文章后剩余有效文章为1985篇,这1985篇文章就是本文的研究对象.

2.2 研究方法

本文将采用内容分析法,同时借助文献计量软件Cite Space对所选论文进行统计、分析、描述.20世纪初,内容分析法诞生,美国传播学家伯纳德·贝雷尔森首先将其定义为一种客观地、系统地、定量地描述交流的明显内容的研究方法[2].其原理是对文献内容所含信息量及其变化进行分析,从而达到对文献内容进行可再现的、有效的推断,这是一种对研究内容进行客观、系统、定量描述的研究方法[3],该方法通常旨在对研究对象的本质性事实和发展趋势进行清晰的梳理和了解,以此对其中所蕴含的深层次内容进行进一步的揭示和挖掘,并对其发展趋势加以预测和把握[4].基于此,内容分析法能有效帮助笔者梳理出大学物理教育教学的研究现状.

Cite Space工具是由陈超美教授基于java环境开发的一款文献计量软件,可以辅助研究者快速有效地分析某领域内的文献数据.Cite Space也是一种绘制科学知识图谱的工具,所谓科学知识图谱即为以知识域为对象,显示科学知识的发展进程和结构关系的一种图像.它具有“图”和“谱”的双重特性:既是可视化的知识图形,又是序列化的知识谱系,显示了知识单元或知识群之间的网络、结构、互动、交叉、演化或衍生等诸多隐含的复杂关系,而这些复杂关系正孕育着新的知识[5].若“知识域”是某门学科一段时间内的相关文献,那么“新知识”就可以帮助我们探测学科前沿、明晰学科发展方向.因此,本研究借助该软件来分析大学物理教学领域的发展现状.

3 数据呈现与分析

在知网(CNKI)检索得出1985篇文献后,借助Cite Space软件对其进行处理,主要包括3方面:其一是文献的基本信息分析,主要包括年度刊文量[6]、作者合作网络分析、机构合作网络分析3部分;其二是研究热点呈现,主要通过聚类来解读大学物理教育教学领域中的研究热点;其三是研究前沿演变,主要通过突现来实现对这一内容的分析和解读.

3.1 文献的基本信息分析

这部分内容包含年度刊文量、作者合作网络分析、机构合作网络分析3部分.明确年度刊文量的目的是为了说明该领域研究是在趋于兴盛还是逐渐衰微,以帮助研究者对该领域有全貌了解,为更好地寻找背后的原因做准备.了解作者合作网络的目的是为了呈现该领域内的核心研究者和核心研究团体,以及判定研究者之间合作是否紧密,成果是否成体系.进行机构合作网络分析的目的是找出核心研究机构,以及研究机构之间的关系.下面将对分析结果进行详细阐释.

3.1.1 文献的年度发刊量分析

每年的论文发表量是衡量某领域中研究热点和研究趋势的指标之一,展示了该领域内的研究热度和研究持续度.图1显示了我国2010年至2020年间大学物理教学领域内的论文发文情况.

图1 论文发表量的变化图(2010年—2020年)

在2010年至2020年间,有关大学物理教学的研究论文发表趋势基本波动不大.整体来看,10年间,平均每年论文的发表量在150至200篇之间,较为平稳,这说明大学物理教学研究领域一直受到了学者们的持续关注.但在雷达图中我们可以看到各个年份之间论文发表量的具体波动情况,2010年至2013年的论文发表量持续减少;2013至2017年之间的论文发表量波动较大,并且出现了最低值,即2015年的144篇;此后论文发表量不断攀升,2020年达到峰值,即发表了213篇.

3.1.2 作者间的合作网络分析

关注作者的合作网络分析,能找出该研究领域内的核心学者,也能找出核心研究团队,也就在一定程度上找到了核心研究热点.在大学物理教学研究领域,作者的发文量以及作者之间的相互合作关系在一定程度上展示了该领域内的核心研究人物,以及主要研究团队,帮助我们快速了解该领域.因此,借助Cite Space软件进行作者间的合作网络分析:将时间跨度设置为2010年1月至2020年12月,时间切片为1年,节点类型选择作者,其它参数为默认设置,运行Cite Space,得到图2结果,图中节点数为444,连接数为330,密度为0.003 4.

图2 大学物理教学领域中的作者合作网络分析图

此图的查看方式为:图中每个学者用一个节点表示,学者之间的连线说明学者之间存在合作,线条编号表示合作文章的发表年份.◎表示2010年,⑩表示2020年,从◎至⑩,年份逐渐递增.表1清晰地展示出了年份和编号之间的对应关系.

表1 年份与编号的对应关系表

举例来看,结合图2和表1,⑧号线条连接了吴天刚、倪忠强等学者,说明这批学者在2018年合作发表了较多文章.没有合作在图中便是孤立的点,同时,学者名字越大说明其发表文章数量越多,反之亦然,比如,图中可以清晰地看出,王祖源教授名字最大,发表文章数量最多.

从图2可以看出,在大学物理教学研究领域中,部分学者是独立研究(独立研究的学者在图中以“点”的形式出现),如周雨青、胡海云等.部分研究者之间的联系较为密切(图中联系密切的学者之间有线条连接且距离较近),比如王祖源、顾牡、倪忠强等人,他们是图中联系密切的作者合作群体.这说明,在大学物理教学研究领域,该群体在过去十年间的研究成果较多,是核心研究团体.除此之外,还有其他较为独立的研究团体,分别是孙秋华、赵言诚、姜海丽等人组成的研究群体;关晓燕、陈佰树、张欣艳、朱文霞等人组成的研究群体;王建邦、刘兴来、张旭峰等人组成的研究群体.总体来看,在大学物理教育教学研究方向,部分学者之间的合作度较高,学术成果也较为出色;部分学者为独立研究,彼此之间的合作度不高.并且存在大规模研究团体和小规模研究团体.

结合图2中的线条编号可知,该团队内学者与学者之间的合作存在时间差异.王祖源、顾牡等人组成的研究团队之间的连线以⑨号线条为主,这说明该团队在2019年合作较多,发表了较多文章;顾牡、吴天刚、倪忠强等人组成的研究团队中连线以⑧号线条居多,说明该团队在2018年合作较多;贾贵儒团体成员之间的连线以⑦号线条为主,说明,该团队在2017年合作度较高、发表文献较多.在小规模研究团队之间,一般会跨越多个编号的线条,这说明:在10年期间,小团体研究的学者们之间相互合作发表了一定量的文章,但是合作不连续.

表2列举了在大学物理教学研究领域内,过去10年间发文量不小于5篇的研究者.可以看出,排名第一的是王祖源,共发文14篇,通过检索作者名和“大学物理教学”主题词可以发现,王祖源学者的关注点主要集中在信息技术与物理教学的结合研究,并且研究重点随时间发生了变化,2010年至2013年间,王祖源学者着重研究物理教学网站、数字化教材等,可以看出,这一阶段内王教授试图寻找信息技术工具与物理教学相结合的有效范式;在2013年至2018年,王教授的研究重点主要集中在MOOC、SPOC等在线学习方式上,积极将MOOC与大学物理教学实践相结合,可以看出,第二阶段的研究重点仍在信息技术与物理教学的结合使用上,只是这一阶段的技术有了具体的载体,即MOOC.在2018至2020年间,王教授的研究重心转移到了“互联网+”大背景下的物理教学改革方面.在疫情的影响下,线上教学全面开花,我们更加迫切地希望技术与物理教学更好的融合发展,王教授就将研究重心转移至这一方面,开始了线上教学实践的探索.胡海云教授在大学物理教学领域发表了一定量的文章,但是通过检索发现,胡教授的研究重心较为微观、具体,落脚于实际课堂,如引入工程实例的课堂教学、双语教学、远程互动教学等.可以看出,胡教授更倾向于从具体实际的角度切入,来探索切实可行的物理教学方法.

表2 大学物理教学领域内的核心作者及发文量

3.1.3 发文机构的合作网络分析与文献来源分析

统计发文机构在大学物理教学领域中的发文量,能够帮助我们快速捕捉关注大学物理教学的主要机构.在文献计量软件Cite Space中,时间跨度设置为2010年1月至2020年12月,Node Types选择Institution,其余设置为默认参数,运行软件后,得到图3的结果.

图3 大学物理教学研究领域机构的合作网络图谱

在生成图谱的左上角,我们可以看到,图中N=333,E=0,Density=0,即图中有333个节点,节点之间没有连线,图的密度为0.这说明近十年来,在大学物理教学领域发表文章的机构彼此之间没有任何合作,均为独立研究、独立发表,机构层面在协作研究方面有待加强.图中的机构全部为高校,发文量最多的是中北大学理学院,其次是同济大学物理科学与工程学院,国防科技大学理学院、桂林理工大学理学院和重庆理工大学光电信息学院紧随其后.这说明,关注大学物理教学研究的多为高校,鲜有科研院所或上市教育集团,这种现象也可以理解,大学物理作为一门理工科专业学生的通识基础课程,主要由高校负责开设、讲授,成绩是学生个人绩点的构成之一,所以上市教育集团或者科研院所并未深入研究.

结合作者合作网络图谱和机构合作网络图谱(图2和图3),可以看出:作者之间尚存在合作研究的关系,机构之间却毫无合作关系,为了进一步探索背后的原因,本文将发文量大于4篇的作者及其所属机构进行了统计,详见表3,即作者及其所属机构的地域统计表(排名不分先后).

表3 大学物理教学领域内作者及其所属机构的地域统计表

结合图2、3以及表3可知,在大学物理教育教学领域内,作者之间的协作科研具有地缘偏向性,形成了以学校为单位,本校内部教师抱团合作,共同研究的局面.如此一来,在作者层面,同一所高校的教师彼此之间联系密切,合作度高;在机构层面,各个发文机构自成一家、相互独立.学术研究本就应在沟通交流中永续发展,闭门造车并不可取.各高校除了在本校内部之间要交流合作之外,还应走出校门,跨校合作,共同产出研究成果.表3清晰地表明了在大学物理教学研究领域,关注度较高的地区大致分为四类:东北地区、华北地区、西北地区和华东地区.东北地区的发文量较高的代表院校主要是大连科技学院、哈尔滨工程大学理学院和黑龙江八一农垦大学理学院;华北地区的代表院校为北京理工大学、河北大学、中北大学;西北地区的代表院校是塔里木大学等;华东地区代表院校为同济大学、东南大学等.

对1985篇文献的来源进行统计分析可以得出该领域内主要的发文期刊,本次统计结果仅展示发文量前十的期刊名称,详细统计结果见图4.

图4 大学物理教学领域中的文献来源图

图4清晰的展示出在十年之间大学物理教学领域内的文献来源.其中,《物理与工程》杂志最为关注大学物理教学,其刊出的有关大学物理教学的文献占总文献量的11.43%.其次是《教育教学论坛》杂志,刊出量占总文献量的6.85%.《科技信息》紧随其后,共刊出86篇文章,占总文献量的4.33%.可以看出,文献多刊在物理学类杂志上,同时包含少量教育教学类杂志,科技类杂志也刊出了有关大学物理教学的文章,但是占比不高.发文量前10的杂志中,核心杂志有两本,分别是《物理与工程》《大学物理》;JST期刊有两本,分别是《科技创新导报》《科技资讯》.我们可以推断,在大学物理教学研究的领域内,相当一部分的研究成果发表在核心期刊上,论文质量和研究内容质量较高.核心杂志发文量高的背后原因主要有:其一,学术奖励机制的驱动.刊在核心期刊上的文章意味着文章的内容和价值受到了同行的正面评价和肯定,也意味着研究者本人的学术水平提升、学术地位提高.发表核心期刊论文是一种直接可观察的产出,易于检索和统计,在绩效审核方面更易获得奖励.其二,高关注度为学术成果交流提供了平台.核心期刊具有较高关注度,刊于核心期刊的文章能快速被大部分学者看到,为成果的有效交流和传播奠定了基础.

3.2 研究热点呈现

呈现与描述10年期间大学物理教学领域中的研究热点是本研究的核心内容之一,为找出研究热点,我们的研究思路是对1985篇文章的关键词进行聚类,即以关键词为基础,对关键词进行归纳、分类,来找出研究热点.关键词聚类分析是以关键词共现为基础,将关键词共现网络关系通过聚类统计学的方法简化成数目相对较少的聚类过程.[7]选择关键词聚类是因为,关键词是文章的核心凝练,[8]可以较好地代表文章的核心思想和研究重点,高频率的关键词自然能反映研究热度.为客观、准确地分析10年间有哪些研究热点以及该研究热点出现的背后原因,笔者在借助软件分析完文献之后,还查阅了相关背景资料.下面将详细阐述分析结果.

将1985篇文献导入Cite Space中,时间跨度的设置与上文一致,时间切片仍为1年,node types(节点类型)设置为keywords(关键词),勾选pruning(修剪)中的pathfinder(寻径网络),运行Cite Space,得到图5.

图5 大学物理教学领域中的关键词聚类图谱

从图5可以看出,1985篇文献的关键词汇总后聚类共得到了16个类别,分别是#0大学物理教学、#1大学物理、#2教学、#3大学物理课程、#4翻转课堂、#5教学方法等.通过对这16个类别的分析后,将十余年间大学物理教学领域中的研究热点归为六大方面,分别是:

热点一:大学物理课程教学的研究

这一类的研究对应的聚类点是前4个:#0、#1、#2、#3.由图可知,这4个聚类点的名称很相像,均与大学物理课程教学有关,这说明,大学物理课程教学这类关键词在近两千篇文献中出现的频次最高.课程教学成为第一研究热点,教学一词涵盖“教”与“学”两方面,是相对上位的词语,覆盖范围广泛,故学者们优先选择该词作为文章的关键词.同时在图中可以看出,4个聚类点均分布在图谱中央位置,说明大学物理课程教学的关注度较高,并且具有很强的持续性,10年间每年均有此类文章刊出,有持续性的研究成果.持续性产出研究成果的原因是大学物理课程作为高等教育范围内理工科专业一门基础性的通识课程,具有一批相对稳定的研究者,但是学生群体、技术手段等条件在不断地发展变化,而教学又是一个与受教育对象紧密相关的科学,当受教育对象发生改变后,教学方式、教学理念等都会相继变化,因而大学物理教学是一个长期的研究课题.[9]

热点二:大学物理课程的双语教学研究

该研究热点对应#6双语教学的聚类点,通过查阅文献可知,双语教学与大学物理相结合的研究最早出现在2002年,鼎盛时期的大学物理双语教学大致出现在2006至2012年之间,现阶段仍有大学物理双语教学的文章刊出,但相对较少.所谓双语教学即全部(或部分)使用英语进行大学课程的教学活动,使学生在切实掌握课程基本内容的同时,在英语听力、科技阅读和写作能力等方面得到实用性的训练和提高[10].

在21世纪初,我国加入了世界贸易组织(WTO),经济全球化进程加快,在这一时代背景下,我国迫切需要外向型高素质人才,因此双语教学成为当时教学改革的主要趋势,双语教学与大学物理课程相结合也成为了研究热点之一.学者们相继探索如何在大学物理教学过程中融入双语教学,或者如何借助互联网进行大学物理的双语教学等.

热点三:大学物理课程的教学模式研究

这一研究热点对应#4翻转课堂、#5教学方法的聚类点,翻转课堂兴起于2007年的美国[11],随着2012年MOOCs的兴起[12],翻转课堂风靡全球,其模式是学生在课外提前观看由教师提供的教学视频或其他形式的课程材料,而课堂时间用于活跃学生学习过程,教师要在期间提供个性化指导.这一新型教学模式依托互联网技术的迅猛发展和不断更新的师生主体观念而发展壮大,一度成为研究热潮.在大学物理教学领域内,也有不少学者提出了翻转课堂在大学物理教学中的应用设想和实践,而这类研究往往与“微课”“MOOC”“SPOC”“微信平台”等词紧密相关,因为此类线上学习资源为翻转课堂的“翻转”提供了课前学习内容,奠定了坚实的“翻转”基础.

热点四:大学物理课程的双创教育研究

这一研究热点所对应的是#11创新能力、#16双创教育等聚类点.双创教育是指大学生创新创业教育,2014年,教育部发布了《关于做好2015年全国普通高等学校毕业生就业创业工作的通知》,要求各地区高校在整个人才培养过程中贯彻落实“创新创业教育”[13].可见双创教育的提出是在毕业生就业环境日趋紧张的背景下提出的,其目的是鼓励大众创业、万众创新,以期缓解就业压力、铸造经济发展新引擎.在这样的时代背景下,高等教育开始热烈的“双创教育”改革,旨在激发学生的思维活跃度、培养学生的创新能力和实践能力.在大学物理教学领域,部分学者探究如何基于物理课程培养和挖掘学生的创新能力等,渐渐形成一个研究热点.现阶段内,培养学生的创新能力仍然是一个相当活跃的研究领域.

热点五:大学物理教学的在线教育研究

这一研究热点对应的是#12在线教学、#14网络教学等聚类点.在线教育的相关研究由来已久,可追溯至20世纪末,在线教育与翻转课堂等新型教学模式相似,都是在计算机网络不断发展的基础上衍生而来的,当网络技术渗透到教育教学领域后,线上教育自然应运而生.线上教育自其诞生之日起便一直是研究热点,不断有学者将其与某学科相结合,来探究具体的应用模式.虽然在线教育是“老牌”研究热点,但在新冠疫情的影响之下,在线教育的热度又上了一个台阶,各高校均“被迫”参与线上教学实践,不同程度上都积累了一定的线上教育经验,大学物理课程教学也不例外.因此,有大量学者基于此次线上教学实践,发表了相当数量文章,网络教学成为现阶段的最大研究热点.

热点六:大学物理课程的教学改革研究

这一研究热点是基于#8教学改革等聚类点,教学改革是教育教学不断更新迭代的主要途径,并且改革总是基于一定的时代背景,在特定的时代条件下做出调整,只要时代在不断进步,教学改革这一研究热点就会一直存在.过去的10年间,中国的经济在快速增长、网络技术在飞速发展、师生观念不断转变、国际国内环境也发生了巨大的变化,在这样的时代背景下,教育也在同步调整步伐,以适应社会变化对人才需求的变化.因此有部分学者在大学物理教学改革领域耕耘.2010年左右,国家急需与国际接轨的高端人才,故而以提升学生国际视野为目标的双语教学改革盛行;2012年,MOOC在国际上的影响力与日俱增,借助网络和线上课程资源的翻转课堂等新型教学模式兴起,并不断与线下课堂教学相融合,试图探索出一条合适的线上、线下混合教学之路;2015年,高校毕业生就业压力剧增,为缓解就业压力,也为了提升整个国家的创新创业水平,双创教育改革成为主流;2019年,在新冠疫情影响下,线上教学落地生根,使得网络教育再一次成为研究热点.

3.3 大学物理教学的研究前沿演变

追踪最新研究动态、识别最新研究成果是帮助我们探查大学物理教育教学领域内研究热点发展变化的重要组成部分,也是进一步分析背后原因的坚实基础.为探明大学物理教学领域中的研究前沿演变,我们使用Cite Space中的关键词突发检测这一功能来完成对研究前沿的分析.关键词突发检测可以描述文献在一段时间内被引的突发情况,包括突发强度和突发持续时间.以分析突现文献和突现词为基础,并在此基础上进行梳理、分析,便能探明正在兴起的理论趋势和涌现的新主题.因为本研究数据取样于中国知网,所以只能对突现词进行分析,运行文献计量软件Cite Space后,得到了具有高突现值的25个节点突现词(详见图6),结合高突现值的相关文献进一步分析,来探测大学物理教学研究所关注的前沿问题以及演进趋势.

图6 突发强度排名前25的关键词统计图

为了更好地解析图6,现将图6进行简要说明.第一列是统计出的前25个被“爆发引用”的关键词,图中可以清晰的看到“多媒体教学”、“因材施教”、“科学素质”等关键词;第二列是年份,因为本次研究涉及的时间跨度是2010至2020十年间,所以在图中所显示的年份均为2010;第三列为强度,即该关键词的“爆发引用”强度,数字越大,说明引用强度越大;第四列和第五列是“爆发引用”的起止时间.以“多媒体教学”这一关键词为例,该词的被引用次数突增始于2010年,止于2012年,当然由于文献收集时间从2010年开始,也会存在该关键词在2010年之前便已经被广泛引用的可能;最后一列显示了2010至2020的时间跨度,黑色标记对应了关键词被突发引用的时间长短.可以看出,图6是按照突发时间的前后顺序进行排列的,突发时间早的关键词排在前列,突发时间晚的关键词在后.

按时间跨度为25个关键词进行分类,每4年作为一个分类节点,可以大致勾勒出大学物理教学10年的研究前沿演变,将其归纳为3个阶段.

阶段一:早期研究前沿

2013年以前,突发强度最高的关键词是“多媒体教学”“多媒体”,其次是“课程体系”“因材施教”“教学理念”.说明在2013年之前,大学物理教学研究领域由于互联网等新型媒体的介入,更加注重多媒体教学,同时由于多媒体在课堂教学的渗透和尊重学生主体地位思潮的影响,导致教师的教学理念逐渐发生变化,开始关注学生群体的主观能动性.因此,“素质教育”“科学素质”“因材施教”等逐渐成为研究热潮.多媒体教学早在21世纪之初便被提了出来,这是建立在互联网技术快速发展的基础上的教学方式,20世纪90年代,中国正式接入互联网,在21世纪初,搜狐、网易、腾讯、新浪等一大批互联网企业建立,这些企业为现在的多媒体教学、互联网教育的发展奠定了坚实的技术基础.多媒体教学基于如此坚实的技术基础,一步步走进课堂教学,这种教学模式运用了先进的技术手段,提高了教学效率,更是改变了以教师为中心的传统教学模式,形成了以学生为中心的个性化学习方式.[14]大学物理的多媒体教学研究大致起于21世纪初,持续至今.2010年之前的大学物理教学处于积极探索多媒体技术的应用研究阶段,如罗益民于2002发表了《大学物理多媒体教学探索》一文,总结了自身从事多媒体教学的经验和体会,也分析了多媒体教学种种优势和不足;[15]李明在《大学物理》刊出了一篇名为《对加强和改进大学物理教学中多媒体技术的探讨》的文章,作者分析了多媒体技术对提高大学物理教学效果的特殊作用,还总结了应用多媒体技术的现状和存在的问题,并提出了解决之策[16].这说明在2010年之前,多媒体教学就已受到了学者们的广泛关注,并且这一研究趋势持续到了2012年.

阶段二:中期研究前沿

该阶段的时间节点为2013年至2017年,从图中可以看出,该阶段的研究热点是“微课”“MOOC”“翻转课堂”等.并且该阶段突现强度最高的是“翻转课堂”,值为16.41,说明翻转课堂的有关研究“红极一时”.这一时期多媒体教学已经不是研究的重点,取而代之的是一种技术性更强、突破时空限制的新型方式——微课、MOOC以及以MOOC为基础的翻转课堂教学模式.翻转课堂在大学物理教学领域内的应用最早起源于2013年,王祖源、顾牡在《物理与工程》杂志刊出了《MOOCs来袭 我们准备好了吗?》一文,文中阐述了MOOC正在冲击高等教育,包括大学物理教育教学,并且梳理了MOOC的优势及其对教学模式带来的影响,最后为了更好地应对MOOC浪潮,作者也提出了有关课程改革的四个方面.自2013年开始,以MOOC为基础的翻转课堂一度成为研究关注重点.董占海于2014年发表了名为《大学物理“翻转课堂教学”研究与实践》的论文,其中阐述了作者如何实施翻转课堂进行授课的实践,并对翻转课堂的教学效果和常规教学的教学效果进行了对比,给出了大学物理翻转课堂教学效果评价方法[17].这说明,在这一时期,学者们对翻转课堂的研究已经较为深入,不仅涉及课堂教学方式的转变,还涉及教学效果的评价等多个方面.

阶段三:最新研究前沿

这一阶段的研究跨度为2018年至2020年12月,是最新的研究前沿.通过图7可以看出,现阶段的研究热点是“新工科”“思政教育”“雨课堂”“混合式教学”等.现阶段研究热点出现的原因主要有两大方面:其一,新冠肺炎疫情的影响.在2019年末,新型冠状病毒引发的肺炎疫情对人们的生产生活造成了巨大影响,为保证人民群众的生命财产安全,号召大家不进行线下聚集活动.一直以来,以面对面授课为基础的课堂教学自然受到了冲击,为保证教学进度,线上授课成为唯一选择.也正是基于此次契机,使得一直以来仅存在于理论层面的线上教学构想落地生根,广大学者基于此次线上授课实践,做出了大量的研究成果,因此,“雨课堂”“线上教学”等成为现阶段的研究热点.其二,政策导向的作用.高校的思想政治教育一直以来是党中央的工作重点.2016年12月,全国高校思想政治工作会议召开,会上提出了要把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学的全过程,实现全程育人、全方位育人[18],各类课程都要与思想政治理论课同向同行.在党中央的号召下,如何进行课程思政教育,成为各学科教师的思考点,也成为最近的研究热点.不仅仅是“课程思政”,“新工科”也是在政策引导下形成的研究热潮.党的十八大以来,党中央多次强调:未来几十年,新一轮科技革命和产业变革将同我国加快转变经济发展形成历史性交汇,工程在社会中的作用发生了深刻变化,工程科技进步和创新成为推动人类社会发展的重要引擎[19],因此,“新工科”是基于国家战略新需求、国际竞争新形式、立德树人新要求提出来的工程教育改革新方向.[20]在这样的时代背景下,作为理工科专业学生必修的大学物理课程自然需要思考如何在促进“新工科”发展的道路上出一份力,因此,“新工科”成为当下的研究热点之一.

4 总结与启示

2010年至2020年间的大学物理教育教学研究仿佛是一张时间网络,每位学者都在一隅做手头的工作,将这些工作成果串联起来,才发现10年间大学物理教育教学已经在悄无声息间发生了诸多转变.本文对10年间公开发表的1985篇期刊论文进行梳理和分析,得出了如下结论:

结论一:成果产出稳定且持续,但学者们多为校内合作科研,缺少跨校际及跨国界的研究成果

在大学物理教育教学研究中,核心研究者多为一线授课教师,该群体拥有教学科研得天独厚的优势条件,一线授课教师生活在教育问题的“本源”之中,可以敏感地察觉任何变化给教学带来的影响,第一时间判断某一新方法或新技术是否适用于实际教学;一线教师还拥有深入研究和反复试验的最佳条件[21],教师作为教学主导,能合理调控课堂教学的各个方面,这是纯理论研究者所渴求的实验条件.所以,有相对稳定的一线研究者做保障,学术成果自然也会稳定产出.然而,正是由于研究者多为一线教师,这也给大学物理教学研究带来了一定的弊端,教师们的研究环境多为校园、教室、办公室;研究对象多为学生、教师自身;研究伙伴也就局限在了本校、本院、本专业的其他教师身上.因此,我们可以看到,研究者多与本校内的其他老师抱团研究,学校与学校之间的合作研究基本没有,更不必谈及跨国家的合作研究了.大学物理教育应当注重课堂教学这一落脚点,落脚于小的研究问题固然能促进物理教学的实际改善,但这并不代表不需要跨校际、跨国界的大项目,大规模研究课题必定会以另一种方式给物理教育注入新鲜的活力.

结论二:大学物理的研究热点与时代发展密切相关

10年期间科学技术发展迅猛、各类思潮不断渗透、受教育群体也在不断变化,每一种因素都影响着大学物理教育教学的发展.事实证明,不论是某单一因素或是多种因素相结合发展,当其强度突现时,就会改变大学物理教学的研究热点.比如,在21世纪初期,中国加入世界贸易组织,这对教育的影响是巨大的,人才就业更加多样化,[22]在资本的驱使下,更多人选择金融、外企等外向型公司就业,外语需求不断上升,“双语教学”应运而生,彼时的研究重心多落在双语教学方面.再比如,1999至2002年间,中国政府采取了大学扩招政策,导致大学生数量和接受高等教育机会成倍增长[23].这一政策的落实致使毕业生数量不断增加,不巧的是,2008年爆发全球金融危机.在求职人员增多却工作机会减少的大背景下,中国政府在2015年的《政府工作报告》中提出了“大众创新创业”[24],至此,双创教育成为一股热潮,大学物理教育自然也参与到了这股浪潮之中.

结论三:政府导向的明线和技术发展的暗线共同“支配”研究热点转变

从多媒体教学到素质教育,从微课到翻转课堂,从新工科到课程思政,研究热点的每一步转变似乎都伴随着政府的导向,政府制定决策一般立足于实际发展,而实际发展水平是由科技发展水平决定的.因为在人类社会中,我们认为经济基础决定上层建筑,而经济基础指社会一定发展阶段的生产力所决定的生产关系的总和,所以归根结底是生产力决定了整个社会的形态,科学技术是第一生产力,自然而然,科学技术的发展水平就决定了社会的发展水平.结合十年研究热点转变来看,也确实如此.多媒体教学的出现,除了反对填鸭式教学思潮的影响和政府鼓励之外,最直接的推动因素是网络技术在20世纪末的快速发展,直接导致多媒体教学有了具体的载体;微课和慕课的出现,也是信息技术不断发展演进的结果,政府层面仅针对这一发展事实做出了政策引导的决定;新工科、课程思政等研究热潮也是政府层面基于新时代科技发展引起的社会变化而做出的决策.所以科学技术发展作为一条“暗线”左右着物理教学研究热点的转变,政府的决策作为一条“明线”影响着研究热潮的改变,两者在一明一暗之间共同左右着研究热点的变化.

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