引言

近年来，随着科学技术的发展，科学教育越来越受到重视。教育部等部门出台了一系列举措，推进科学教育落地生根。各地中小学探索了多种方式，科学教育被纳入基础教育各阶段，推进科学教育开花结果。2024年《政府工作报告》提出，“实施科教兴国战略，强化高质量发展的基础支撑。坚持教育强国、科技强国、人才强国建设一体统筹推进，创新链产业链资金链人才链一体部署实施，深化教育科技人才综合改革，为现代化建设提供强大动力。”科学教育作为国家发展的支撑，其重要性在今年的两会上得到了充分体现。代表委员们提出的意见和建议，为我们描绘了科学教育的美好蓝图。本研究以中国知网（CNKI）数据库作为数据采集与筛选平台，数据采集方法为采用中国知网的高级检索方式，检索范围为学术期刊。输入主题词“科学教育”不含“科学教育学”“科学教育体系”及“教育科学”进行精确搜索，时间范围选定为2014-2024年；为使检索结果更具代表性和权威性，将“来源类别”选定为CSSCI，搜索日期为2024年4月7日，得到文献信息745条。本研究采用的研究方法为科学计量学与内容分析方法相结合，一方面，本研究采用CiteSpace软件作为数据处理工具，借助知识图谱理解科学教育领域研究现状。数据处理设定如下：将“TimeSlicing”时间跨度设置为“2014­—2024”，“Yearsperslice”设置为“1”；节点类型分别为关键词……；另一方面，本文使用内容分析法对数据进行深入挖掘，分析数据背后的潜在信息。

一、研究结果

（一）文献的基本情况

1. 发文趋势分析

文献的年度分布情况对研究热度与趋势有参考价值。我国近十年科学教育研究核心论文的年度分布情况如图1所示，由图可知该领域的年发文数量趋势较为平稳，波动起伏较小，每年发核心论文为80篇左右。

2. 作者合作网络分析

作者合作网络分析有助于了解该领域发文量较高的研究者以及他们之间的合作关系程度。K值默认为25，得到291个节点，145条连线，密度为0.0034的作者合作图谱。该领域一共有十一位核心作者，分别是作者王晶莹、郭玉英、刘恩山、姚建欣、裴新宁、丁邦平、王祖浩、王后雄、郑永和、万东升。根据点点大小、颜色及连线情况，还可分析出作者合作的阶段性特征：在早期阶段，该领域内作者合作较为松散，主要作者有：李建生，邓阳，王后雄等。中后期形成了一些较为紧密的合作关系，有郭玉英、裴新宁、王祖浩等团队，这一时期发文较多的还有独立作者丁邦平。同时，在近期还出现了王晶莹、周丹华、郑永和的合作新团队。

（二）研究热点

1.关键词共现网络分析

关键词共现呈现了多个词语或词组及其中心性和频次，可以显示出在某个时间段内该领域的关键词热点及其内部联系，从而得知该领域的热点研究内容。本研究对收集到的745篇文献进行关键词共现网络分析，共有关键节点N为211，连线E为176。节点关键词字体越大体现了该关键词出现频次越大、中介中心性越强，如图3所示。

在本次关键词共现图谱绘制中，近十年我国科学教育的核心文献中的高频关键词包括科学教育、科学素养、美国、核心素养、科学探究、学习进阶、科学实践、科学本质、科学课程、人才培养等，表明近十年我国科学教育研究一方面重点关注科学素养，关注科学教育如何提高学生的核心素养等人才培养方面的问题，一方面重点关注科学课程的建设问题，关注科学课程、小学初中阶段的科学探究课程问题。此外还探讨了科学教育背后的人文精神、科学文化、科学观等人文观念的问题，这也是讨论科学教育的一个重要主题。

另外从图谱中也可以得出，近十年我国科学教育研究的群体主要是小学生和中学生，其中大多数是小学生和初中生，大学生的研究较少。在比较教育的研究中，涉及较多的国家是美国，其次是英国。

2.关键词共现聚类分析

在关键词共现基础上进行关键词聚类，生成关键词聚类图谱，如下图所示：

得到的聚类标签依次为：科学教育；科学素养；计算思维；人文教育；人才培养；学习进阶；科学实践。可以看出，近十年我国科学教育研究的主题主要涉及科学教育的内涵、核心素养、人才培养、学习进阶、科学实践探究等方面内容。

主题热点	和主题热点密切相关的领域
科学教育	科学教育；学习进阶;科学实践;计算思维;科学课程
科学素养	科学素养;中学生;任鸿隽;中国;科学文化
计算思维	计算思维;美国;科学教师;新西兰;计算机科学教育
人文教育	人文教育;中小学;科学;大学教育;素养
人才培养	人才培养;数据科学教育;以人为本;图书情报;数据科学
学习进阶	学习进阶;科学课程;核心概念;小学;英国
科学实践	科学实践;科学探究;科学本质;跨学科;课堂教学

借助关键词聚类图谱和关键词聚类表对文献进行深入梳理，将近十年我国科学教育的核心议题归为以下几个方面。

（1）科学教育的内涵与价值

科学教育的内涵与价值是近十年研究的基础议题之一。科学教育不仅仅是传授科学知识，更重要的是培养学生的科学素养和科学思维能力。科学教育的核心在于通过科学知识的传递，培养学生的批判性思维、问题解决能力和创新能力。其价值体现在其对学生综合素质的提升，对国家科技创新能力的培养，以及对社会整体科学文化水平的提高。近年来，研究者更加关注如何通过科学教育促进学生全面发展，强调科学教育应与人文教育相结合，注重学生的科学精神、科学态度和科学伦理的培养，使学生不仅具备科学知识，更具有科学素养和社会责任感。

（2）科学教育与核心素养

核心素养的培养是现代科学教育的核心目标之一。在近十年的研究中，科学教育与核心素养的关系逐渐成为热点议题。核心素养包括科学探究能力、批判性思维、合作与沟通能力等，这些素养不仅是科学教育的目标，也是学生适应未来社会和职业发展的关键能力。科学课程如探究式学习、项目式学习和跨学科教学等教学方法，可以提升学生的核心素养和能力。根据关键词聚类分析可知，科学素养、核心素养、科学探究等词汇频繁出现，表明科学教育研究越来越关注如何通过教学实践提升学生的核心素养。此外，国际比较研究表明，科学素养的培养不仅是中国科学教育关注的重点，也是全球教育改革的重要方向。

（3）科学人才培养

科学人才的培养是国家科技创新的基础，科学教育应贯穿于从小学到高等教育的各个阶段，形成系统的科学人才培养体系。科学人才的培养不仅依赖于学校教育，还需要社会各界的共同努力，包括家庭、科研机构和企业的参与。学者们提出，教师的专业素养和教学能力也是影响科学人才培养的重要因素，研究建议教师进行培训和专业发展，提升教师在科学教育中的指导能力。

（4）学习进阶

学习进阶理论关注学生在科学学习过程中知识与技能的逐步发展和深化。研究发现，科学学习是一个螺旋上升的过程，学生在不同年龄阶段对科学概念和科学方法的理解存在显著差异。科学教育应根据学生的认知发展水平，设计适宜的教学内容和教学策略，帮助学生逐步构建科学知识体系。近年来，学习进阶的研究强调科学课程的连续性和系统性，提出了从小学到高中阶段科学学习的进阶路径，旨在为学生提供系统、连贯的科学教育体验。

（5）科学活动探究

科学活动探究是科学教育的重要组成部分，是培养学生科学探究能力和实践能力的重要途径。研究表明，探究式学习不仅能激发学生的学习兴趣，还能有效提升其科学思维和问题解决能力。分析关键词聚类图谱可知，科学探究、科学实践、课堂教学等词汇频繁共现，反映出探究式学习在科学教育中的重要性。研究者提出，创设真实的问题情境和科学实验活动、鼓励学生自主探究和合作学习、帮助学生在实际操作中理解科学知识和方法。此外，科学教育应注重跨学科整合，利用多学科知识解决复杂问题，提升学生的综合素质和实践能力。

这些议题不仅反映了科学教育研究的重点和趋势，也为未来科学教育的发展提供了重要参考。科学教育的内涵与价值、核心素养的培养、科学人才的培养、学习进阶和科学活动探究，这五大主题相互关联，共同构成了科学教育研究的主线，为我国科学教育的改革和实践提供了理论支持和实践指导。

（三）研究趋势

1. 人文教育

人文教育在2015年开始显著突现，显示出科学教育研究中对人文精神融入的重视，反映了研究者逐渐认识到科学教育不仅是知识传授，还应当培养学生的科学伦理、科学史和科学哲学等人文素养。这一转变意义重大，它强调科学与人文的结合，旨在培养不仅具有批判性思维还要有社会责任感的全面发展的人才。

2. 学习进阶

学习进阶在2017年显著突现，意味着科学教育研究对学生认知发展过程的关注进一步深化。学习进阶理论强调，学生的科学知识和技能应在不同阶段逐步递进和深化。2017年这一趋势的出现，表明教育者和研究者开始系统性地设计科学课程，以符合学生不同认知阶段的需求。这对于优化教学策略和课程设计具有重要意义，有助于在科学教育中提供系统性和连贯性的学习体验，帮助学生逐步构建扎实的科学知识体系。

3. 数据科学

随着大数据技术的快速发展，数据科学教育成为研究的热点。2019年这一趋势的出现，显示出科学教育界对培养学生数据分析能力和信息素养的关注。数据科学技能在现代社会和未来科技发展中至关重要，在科学教育中引入数据科学，学生不仅能掌握分析和处理数据的能力，还能提升他们在信息时代的竞争力。

4. 科学素养

科学素养在2014年和2020年频繁突现，在整个十年内始终是研究的重点。科学素养包括科学知识的理解、科学探究能力和科学态度的培养。2014年这一趋势的出现，标志着科学教育研究开始系统性地关注如何提升学生的科学素养，而2020年的再次突现，是在新科技和全球挑战背景下，提升公众科学素养变得愈加迫切和重要。

5. 科学思维

科学思维在2018年显著突现，反映了科学教育对培养学生思维能力的重视。科学思维包括逻辑思维、批判性思维和创新思维，是科学探究和问题解决的基础。随着科学教育的深入，教育界认识到在信息爆炸和知识更新加快的时代，培养学生的科学思维能力至关重要。

6. 科学传播

科学传播在2021年突现，显示了科学教育研究对公众科学素养提升的关注。科学传播旨在通过各种途径将科学知识传播给公众，提高公众的科学素养和科学理解力。在全球化和信息化背景下，科学传播的重要性愈发凸显。有效的科学传播不仅有助于公众理解科学技术的发展及其影响，还能促进科学知识在社会中的普及和应用，从而增强社会的科学文化素养和决策能力。

二、研究总结与展望

（一）研究总结

近十年我国科学教育研究在多个方面取得了显著进展。通过对科学教育的内涵与价值、核心素养、科学人才培养、学习进阶、科学活动探究等核心议题的深入研究，科学教育的理论与实践得到了极大的丰富和发展。

首先，科学教育的内涵与价值不断深化。研究者们逐渐认识到，科学教育不仅是知识的传授，更是综合素质的培养过程。科学教育在个人发展、社会进步和国家竞争力提升方面的价值得到了广泛认可。科学教育使得学生不仅获得了科学知识，还培养了批判性思维、问题解决能力和创新精神。同时，科学教育其对社会整体科学文化水平的提升，对国家科技创新能力的支持，以及对经济发展的推动力都是至关重要的途径。

其次，科学教育与核心素养的关系得到了广泛关注。核心素养的提升不仅是学生个人成长的重要标志，也是教育质量提升的重要体现，为培养创新型人才提供了坚实基础。通过探究式学习、项目式学习和跨学科教学等方法，科学教育有效地提升了学生的科学探究能力、批判性思维和合作能力。

科学人才的培养是科学教育的重要任务。科学人才的培养应贯穿于基础教育到高等教育的全过程。通过有效的科学课程的设计和科学实践活动的开展，学生的科学兴趣和创新能力得到了有效激发和培养。教师的专业素养对科学人才的培养起着关键作用，高素质的教师队伍是科学教育成功的保证。

学习进阶理论的应用，使得科学教育更加系统和连贯。根据学生的认知发展规律设计层次分明、循序渐进的教学内容，可以帮助学生逐步构建扎实的科学知识体系。学习进阶的研究为科学课程的设计和教学策略的优化提供了科学依据。科学教育需要关注学生在不同发展阶段的需求和特点，设计出适合各阶段学生认知能力的教学内容，确保他们能够在各自的发展阶段稳步提升自己的科学理解和技能。

科学活动探究作为科学教育的重要组成部分，得到了广泛应用。探究式学习和实践活动不仅能激发学生的学习兴趣，还能有效提升其科学思维和问题解决能力。在设计真实的问题情境和科学实验活动中，学生在实际操作中理解和应用科学知识，培养了科学探究能力和创新思维。科学活动探究的实践，不仅增强了学生的动手能力和实验技能，还培养了他们的科学态度和团队合作精神，为未来的科学研究和创新打下了坚实的基础。

（二）未来展望

1. 强化科学素养与核心素养的培养

科学素养和核心素养的提升应继续作为科学教育的核心目标。未来的研究应关注如何通过科学教育全面提升学生的综合素质，特别是批判性思维、创新能力和科学探究能力。研究者应探索更加多样化和创新的教学方法，以适应不同学生的学习需求。包括开发基于问题的学习项目、探究性实验课程以及跨学科整合课程，确保学生在不同的学习环境中都能获得全面的素养提升。

2. 跨学科融合与STEAM教育的发展

跨学科融合是未来科学教育发展的重要趋势。STEAM教育（科学、技术、工程、艺术、数学）的推广，将有助于培养学生的跨学科思维和综合应用能力。研究者应关注如何在实际教学中实现科学与其他学科的有机融合，设计符合学生认知发展的跨学科课程和项目。

3. 数据科学与信息技术在科学教育中的应用

数据科学和信息技术的发展为科学教育提供了新的工具和手段。未来的研究应关注如何将数据科学和信息技术有效融入科学教育，培养学生的数据分析能力和信息素养。例如，利用虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，设计沉浸式的科学学习体验，提升学生的学习兴趣和实践能力。

4. 科学教育政策与课程改革

政策支持和课程改革是推动科学教育发展的重要保障。未来的研究应继续关注科学教育政策的制定和实施效果，探索科学课程改革的有效路径。研究者应结合国际先进经验，提出适合我国国情的科学教育政策建议，推动科学教育的可持续发展。科学教育政策应关注教育公平，确保不同地区、不同背景的学生都能获得优质的科学教育资源，通过政策引导和资源配置，促进科学教育的普及和提升。

5. 国际比较与合作研究

国际比较研究将有助于借鉴其他国家的先进经验，提升我国科学教育的水平。未来的研究应加强国际合作，开展跨国比较研究，分析不同国家科学教育的成功经验和存在的问题，为我国科学教育改革提供参考。另外，国际交流和合作，不仅可以吸收全球范围内的教育创新成果，还能推动我国科学教育研究在国际上的影响力，提升我国科学教育的国际竞争力和话语权。

6.关注科学传播与公众科学素养提升

科学传播是提升公众科学素养的重要途径。未来的研究应关注科学传播的有效性，探索科学传播的新方法和新途径。通过多样化的科学传播活动，提高公众对科学的理解和兴趣，促进科学知识在社会中的普及和应用。研究者可以通过媒体、科普活动、公众讲座和社区项目等多种方式，推动科学知识的传播和普及，提升公众的科学素养和科学认知水平，构建科学理性与人文精神并重的社会文化氛围。

未来的科学教育研究应在理论与实践的结合上不断探索和创新，以适应快速变化的科技发展和社会需求。深化科学教育研究，提升科学教育的质量和效果，为我国培养更多具备科学素养和创新能力的高素质人才，推动我国科学教育走向新的高度。

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