基于CiteSpace的《物理通報》文獻計量分析

郭宇婧

(首都師范大學教師教育學院 北京 100037;內蒙古師范大學物理與電子信息學院 內蒙古 呼和浩特 010022)

胡澤康

(首都師范大學教師教育學院 北京 100037)

《物理通報》創辦于1951年，為新中國建國后首批發行的物理學類雜志之一，目前是一本以教學研究為首要，整合了中學與大學物理課程教學，提倡以“百花齊放，百家爭鳴”形式的學術環境，并注意新思維、新方法的引進和提高的綜合性物理學刊物.同時，雜志社還不斷支持和促進物理教學改革，舉辦了各種深層次的學術交流活動；并進一步增加了欄目的數量與質量，更充分體現了“通”的特色，為讀者提供多層次、全方位物理教學服務；針對熱點問題展開重點討論，重視學科建設和人才培養；強化學術平臺建設，如官方網站有許多讀者可研究的前沿信息[1].現如今，作為物理教育類最重要的學術刊物之一，《物理通報》在很大程度上能夠反映我國物理教育教學領域的研究現狀和研究水平.

1 數據采集

陳超美教授設計的CiteSpace軟件基于“改變看世界的方式”這一理念，將引證分析和共引分析相結合[2].研發之初，軟件最主要的功能是做文獻的共引分析，在歷經多次升級更新之后，它的功能不斷完善并且趨于穩定.

目前，CiteSpace除了能分析文獻的共引情況，被更廣泛地用于數據的共現網絡分析.劉則淵教授曾對CiteSpace做出過這樣的總結：“一圖展春秋，一覽無余；一圖勝萬言，一目了然.”[3]使用該軟件對中國知網檢索到的文獻進行可視化分析和統計，結合圖譜直觀展現，使統計結果一目了然，更具有說服力，便于歸納總結結論.

以《物理通報》2017—2021年刊載的論文作為數據樣本，在知網選擇中國學術期刊全文數據庫進行檢索，將來源期刊設置為“物理通報”，時間跨度設置為“2017年1月1日”到“2021年12月31日”進行檢索并手動下載全部學術性論文作為數據樣本，共2 816篇文獻作為數據樣本，借助CiteSpace生成圖譜，主要對期刊的發文情況、研究主體、熱點和前沿進行分析，研究近年來物理教育教學的熱點與前沿[4].具體操作流程如圖1所示.

圖1 文獻分析流程圖

本論文撰寫的時間為2022年，但是2022年度的論文數據并不完整，因此將時間點選為2021年，確保數據的完整性.本文結合新的工具手段對期刊《物理通報》進行分析，旨在宏觀地展示物理教育教學領域的研究現狀以及發展趨勢，知識圖譜的使用也給該領域提供了一種全新的視角，使得研究成果更為直觀[5].

2 研究結果

2.1 高被引文獻分析

高被引文獻是某一學科領域內被引用次數較多且具有學術影響力的文章，這類文章通常反映學科研究的熱點話題[6].被引量也可以較為直觀地反映期刊的學術影響力，一般來說，被引量較高的文獻其學術價值較高[7].同理，期刊的高被引文獻能夠從側面體現出該期刊的影響力和刊載文章的質量.對《物理通報》近5年的10篇高被引文獻進行統計分析可知，對核心素養的分析與解讀以及不同教育理念或模式的應用得到大家的廣泛認可與學習.

表1 高被引文獻

2.2 作者分析

《物理通報》之所以為物理教育教學領域的重要期刊，與其刊載文獻的質量密切相關，作者作為論文的創作者，在一定程度上決定了論文的學術價值和影響力，而某一領域內核心作者的研究內容和方向也代表了該領域今后的研究趨勢[8],因此論文作者對期刊來說也是至關重要的.通過對《物理通報》核心作者的分析，可以進一步了解我國物理教育教學領域學術影響力較大的學者.

在圖2中，節點代表作者，節點越大代表作者發文總量越大，而連線表示作者之間的合作關系，連線越寬表示期刊的合作程度越高，連線顏色的深淺表示初次合作時間的早晚，顏色越深表示初次合作時間越早[9].根據圖3可知，圖中共有節點284個，連線160條，網絡密度為 0.004，節點分布較散且連線較少，作者之間的關聯度較低合作程度不高.其中，程敏熙老師、李德安老師與鄭金老師發文量較為突出，馮杰老師不僅發文量較大，且在合作局部網絡中也較為突出.例如，由馮杰老師和肖桂娜、趙立竹等人合作的文章《大學生創新能力培養及大學物理實驗室建設實踐研究》，被引量與下載量都較高.總的來說，《物理通報》的發文作者分布較散，大部分以獨立研究為主，極少數的作者之間有合作，并且大部分局限于校內合作，校外合作和跨學科研究目前也相對較少，希望作者們加強學術合作與交流.

圖2 作者合作圖譜

2.3 機構分析

一般來說，學科領域內高產核心作者群體所在的機構即該研究領域的核心機構，其研究成果通常具有一定的權威性，并且代表了研究領域的熱點話題.因此，也是學者們重點關注的對象[10].在圖3機構合作網絡圖譜中，每個節點都代表一個機構，而節點數量越大則代表機構的發文次數就更多，反之越小.圖中清晰地反映出，華南師范大學物理與電信工程學院在發文數量上十分突出，云南師范大學物理與電子信息學院與上海師范大學數理學院發文量也較為突出.但排名靠前的機構除凌源市職教中心外，均為高等院校，這也說明《物理通報》中物理教育教學領域的研究陣地主要以大學為主，并且機構之間的合作較為松散，局限于各高校內部之間的合作.

圖3 機構合作圖譜

2.4 關鍵詞分析

關鍵詞共現網絡可以顯示在一段時間內有關研究論文集中反映出的科研熱點詞匯[11].基于CiteSpace軟件的多項指標對關鍵詞進行可視化分析，結合關鍵詞共現圖譜總結物理教育教學領域的熱點問題.由圖4、表2可知，該關鍵詞共現頻次圖的節點N=318，連線數E=894，網絡密度density=0.017 7(圖4)，這說明在2017—2021年之間，核心素養、物理教學、大學物理、高中物理、教學設計、科學思維是學科領域廣泛研究的話題(表2)，成為這段時間的研究熱點，之后研究熱度一直較高.作為研究的熱點，與新課標指引的物理教育方向契合.

圖4 關鍵詞共現圖譜

表2 高頻關鍵詞

2.5 突現詞統計分析

突現詞指的是在較短的時間內出現較多或者使用頻率較高的詞，根據突現詞出現頻率的變化可以預知研究熱點的變化趨勢[12].在圖5關鍵詞共現圖譜的基礎之上，對突發閾值進行調節后，得到突現關鍵詞共18個，選擇“Sorted by the Beginning Year of Brust(按突發時間排序)”，生成關鍵詞突現列表 Top18.圖中“Strength”表示突現強度，“Begin”和“End”是突現開始和終止的時刻，黑色線段代表突現出現的起止時段，加粗的部分代表該關鍵詞在這個時段內頻率的驟增[13].

從突現的強度看，“問題”突現的強度最大，達到3.32，“習題” “電動勢”與“學習進階”緊隨其后，分別為2.98，2.91和2.8，尤其“學習進階”，在2019年突增后熱度持續不減，發文量較大，成為重要的研究前沿.從突現的時間看，前幾年的研究熱點聚焦在“問題”“習題”“高考”等關鍵詞上，而近期轉變為“學習進階”“影響因素”等，對比不同年份的研究熱點，呈現出由具體教學知識點向教學模式與方法轉變的趨勢.

圖5 關鍵詞突現圖譜

3 結論

本文主要借助 CiteSpace軟件，對我國物理教育教學領域的重要期刊《物理通報》近5年的刊載文獻進行可視化分析.借助軟件生成圖譜，包括作者共現圖譜、機構共現圖譜、關鍵詞共現圖譜、關鍵詞突現列表等.進而對期刊近5年來的作者合作關系、機構合作關系、關鍵詞和突現詞進行分析[14],宏觀地展示《物理通報》近5年的研究現狀以及發展趨勢，結合相關文獻的閱讀分析得到以下結論：

3.1 加強交流合作 提升學術質量

作者對教學具有新視角，基金文獻量的占比不斷上升，側面反映出《物理通報》刊載文獻的學術質量不斷上升.作者、機構之間的合作應得到更好的提升與發展，加強合作，集思廣益，開設學術交流的平臺，交換新思想、新方法，大力促進校外合作和跨學科研究，齊力為物理教育新階段貢獻力量.

3.2 貫徹課程思政 倡導立德樹人

“物理教學與課程思政”欄目的設置，大力響應黨中央的號召，提倡在物理教學中貫徹落實“課程思政”的理念[15],為培育更高質量的人才提供可實施的路徑.充分體現“課程思政”的重要性.并且，欄目的增加證明期刊廣度的提升，在保證質量穩定的情況下，數量的提升有利于期刊為更多讀者提供教育教學的新認識.

3.3 把握研究熱點 促進教育發展

《物理通報》對當前物理教育教學發展中的研究熱點與前沿方向把握準確，文章中的中學物理、大學物理等實際教學狀況及發展趨勢呈現多元化.在理論與實踐兩個方向上，均有高質量文章刊登，不僅為中學教師指引教學新方向，同時也展現出高等院校對教育教學的推進作用.通過對圖譜的分析，可以清晰體現出物理教學不僅是為了學生知識技能的提升，科學態度與責任同樣必不可少[16].

全球發展潮流浩浩蕩蕩，技術革命日新月異.高質量教育發展需要創新驅動，而創新驅動本質上就是人才驅動.新技術、新產品、新業態、新模式不會憑空出現，要靠創新人才[17].在培育創新人才的過程中，物理教學具有十分重要的推動作用，物理教育研究者應把握前沿熱點，為物理教育事業發展貢獻力量.