藥理學實驗教學熱點與發展趨勢可視化分析

劉 霞,張驍骉,邵 毅,楊威虎

(1蘭州大學基礎醫學院藥理學教研室, 蘭州 730000; 2蘭州大學基礎醫學院教學研究中心; 3蘭州大學第一臨床醫學院; 4甘肅省婦幼保健院藥學部; △通訊作者)

藥理學是研究藥物與機體之間相互作用及其規律的學科,作為連接基礎醫學和臨床醫學的紐帶,是醫學生基礎理論學習的重點及難點。藥理學實驗教學作為藥理學教學的重要組成部分,目的是加深和鞏固學生對藥理學理論知識的理解。藥理學實驗教學,對于培養學生的基本實驗技能、科研能力及創新能力具有重要意義[1]。藥理學實驗是以實驗動物為研究對象,實驗操作步驟較多,操作復雜。傳統的實驗教學模式依靠有限的課堂講授及示教,在學生創新能力及激發學習興趣方面明顯不足。因此,充分把握學科發展的方向及動態,優化和改革實驗教學顯得尤為重要。本文利用R語言和VOSviewer 1.6.18軟件對國內關于藥理學實驗的研究文獻進行系統分析[2,3],并繪制發文量、作者及關鍵詞圖譜,發掘藥理學實驗教學的研究熱點及趨勢,以期為今后的實驗教學改革提供參考[4]。

1 數據來源及研究方法

1.1 文獻來源

本文檢索中國知網關于藥理學實驗研究相關的文獻,共檢索到834篇文獻。在高級檢索選擇篇關摘,以“藥理學實驗”精確搜索,限定范圍選擇醫學教育。

1.2 納入及排除標準

本文納入藥理學實驗課程教學相關文獻,排除非藥理學實驗課、機能學實驗、藥理學的實踐教學而非實驗教學、整合其他課程等文獻。

1.3 數據分析

本文將納入文獻導入VOSviewer 1.6.18軟件,對文獻的作者、機構、關鍵詞等進行分析。通過對同義詞及閾值設定,生成作者合作網絡圖、關鍵詞聚類分析圖等。借助R語言對年度發文量、主題詞及年度熱點趨勢等進行分析。

2 結果

2.1 年度發文量情況

本文共檢索到843篇文獻,按照納入排除條件,最終納入726篇。從1984年至2023年的藥理學實驗研究年度發文量呈逐年上升趨勢(圖1)。首篇文獻于1984年發表,發展歷程大致可分為4個階段:1994-1998年起步期,每年僅有零星幾篇發表;1999-2006年緩慢增長期,年發文量增至十幾篇;2007-2014年快速增長期,年發文量增至五十多篇;2015-至今,年發文量有所回落,進入發展穩定期。

圖1 藥理學實驗相關文獻年度發文量

2.2 發文作者及共現分布情況

作者論文產量和網絡的基本布局分布圖主要通過VOSviewer軟件分析得出(圖2)。這張圖展示了藥理學實驗教學研究領域的學者和研究團隊的分布情況以及他們之間的合作情況。圖中的圓形節點代表該研究領域的學者,圓形節點之間的連線代表不同學者之間的合作情況[5]。由圖可知薛潔、王燕、陳敏等幾位學者的發文量較高。研究作者初步形成5個團體。第一個團隊成員有蘇州大學的王燕,西南大學的陳敏,山西醫科大學的張軒萍、張明升、李潔。第二個團隊成員有西南大學的陳怡、胡昌華,首都醫科大學的熊杰、徐艷霞、李曉蓉、薛明、唐玉、徐平湘、胡小敏。第三個團隊成員包括蘇州大學的蔣小崗、梁中琴、盛瑞、賈佳、高博、孫萬平。第四個團體成員包括蘇州大學的薛潔,新疆醫科大學附屬中醫醫院的張海英及新疆醫科大學的王昕宇。第五個團隊成員有山西醫科大學的梁月琴、張煒芳、劉宇。

圖2 作者合作網絡圖

2.3 關鍵詞分布

關鍵詞是對文獻核心內容進行提煉和濃縮的詞語,能夠反映某一研究領域的主題分布和特點,而高頻關鍵詞則反映了某一研究領域的研究熱點和發展趨勢。關鍵詞密度圖顏色的明亮代表關鍵詞被研究的熱度,顏色越亮,表明研究的次數越多(圖3)。藥理學實驗教學的顏色最亮,其周圍的藥理學、實驗教學改革也較亮,其他還有“藥理學實驗”“中藥藥理學”“PBL教學法”“創新能力”“實驗教學模式”“實驗教學質量”等。這些關鍵詞在一定程度上能反映過去一段時間藥理學教學研究的熱點。

圖3 關鍵詞密度圖

2.4 關鍵詞聚類與時間軸分析

聚類分析是將數據集劃分為若干組或類的過程。研究者通過該方法可以明確藥理學實驗教學領域中的主要研究熱點。這些聚類結果能夠一定程度上反映該學科的發展規律以及未來的研究方向。本文對藥理學實驗相關文獻的高頻關鍵詞進行聚類分析繪制關鍵詞共現圖譜(圖4),共劃分為3個不同顏色的聚類,分別代表該領域的3個研究方向,圓圈越大,表明關鍵詞出現頻次的越多:①藥理學實驗教學,關鍵詞主要包括藥理學、實驗教學質量、教學方法等;②實驗教學改革,關鍵詞主要包括虛擬仿真實驗、探索性實驗、中藥藥理學等;③實驗教學模式,關鍵詞主要包括PBL教學、設計性實驗、創新能力等。

圖4 關鍵詞共現圖

為了更加直觀地了解藥理學實驗教學研究熱點隨時間的變化情況,本文對關鍵詞的出現頻次生成可視化時間網絡來分析研究熱點的變化(圖5)。圓圈顏色的深淺代表研究熱點出現的早晚,其中深色代表熱點出現的時間早,淺色表示熱點出現的時間晚。2018年以來興起的研究熱點,共有7個,分別是虛擬仿真實驗、思政教育、翻轉課堂、教學設計、微課、雨課堂及評價體系。

圖5 關鍵詞時間軸分布圖

2.5 研究趨勢分析

本文采用R語言環境下文獻計量學包Bibliometrix,對研究熱點進行可視化分析和預測,分析時間段為1995-2023年(圖6)。2012-2021年9年間關于藥理學實驗研究引起了研究者的廣泛注意。2013年之后,藥理學實驗教學、實驗教學改革的研究越來越多和深入。值得注意的是,2021年關于虛擬仿真實驗的研究開始出現并形成研究熱點,2023年出現課程思政及評價體系。

圖6 關鍵詞熱點預測圖譜

2.6 戰略坐標圖分析

本文通過R語言環境下文獻計量學包繪制戰略坐標圖,展示出藥理學實驗教學研究整體上的一個研究方向(圖7)。根據主題圖譜顯示,右下角是核心主題,包括藥理學實驗教學、藥理學、實驗教學改革、中藥藥理學、藥理學實驗、PBL教學法、實驗教學質量、護理專業、實驗內容、醫學生;左上角是專業主題,有教學設計、臨床藥理學、對策、實驗報告、中藥藥理學實驗及評價體系;左下角是新興主題或者衰落主題,有實踐能力;教學中的應用、傳出神經系統介于核心主題和可能成為研究熱點的主題中間。

圖7 戰略坐標圖譜

3 討論

本文采用R語言和VOSviewer軟件對中國知網(CNKI)收錄的藥理學實驗教學文獻從發文量、作者合作網絡關系、關鍵詞共現、關鍵詞密度圖以及熱點預測等方面進行計量學和可視化分析。

從年度發文量可以看出,藥理學實驗教學文獻是處于波動上升的狀態,表明學者對該領域的研究持久不斷。此外,雖然已初步形成以蘇州大學、首都醫科大學、山西醫科大學、西南大學等合作關系緊密的代表性研究團隊,但機構之間的合作關系仍較為松散。因此,進一步加強院校之間的交流合作,是促進藥理學實驗教學研究穩步發展和創新的有力保證。藥理學實驗教學文獻的關鍵詞密度、共線及時間軸分布圖譜顯示,實驗教學改革、實驗教學模式是該領域的重要熱點。同時,虛擬仿真實驗、翻轉課堂、教學設計、微課、雨課堂及評價體系等方向也受到了廣泛關注[6,7]。

虛擬仿真實驗是通過計算機模擬實驗操作過程,不需要實驗動物和實驗儀器的一種線上學習模式[8]。通過虛擬手段將復雜抽象的內容直觀化、模塊化,學生可反復模擬實驗項目,學習規范的實驗操作并運用到真實實驗操作中,激發學習興趣,有利于培養自主學習和獨立思考的能力。虛擬仿真實驗彌補了傳統實驗受實驗環境、實驗資源等限制導致無法實操的不足,是一種先進的教學手段,近年來成為藥理學實驗教學的研究熱點。北京大學李慧等在藥理學實驗教學中引入了虛擬仿真實驗,有助于學生對復雜程度較高、操作較復雜的實驗技術要領的掌握,提高學生實驗的成功率[9]。實驗教學顯著提升了學生嚴謹求真、實事求是的科學素養,激發了學生的科研興趣。

在戰略坐標圖中,PBL教學法仍是核心主題。這種以問題為基礎、以學生為中心的教學方法現已廣泛應用于我國醫學教育的多個學科[10,11]。李彩蘭等在藥理學實驗教學中實施PBL教學法結合開放式實驗的教學模式,對培養學生創新能力和綜合素質具有重要的作用[12]。在整個實驗過程中,充分發揮學生的主觀能動性,體現以學生為中心,增強學生解決問題的能力。PBL教學法結合開放式實驗的新型教學模式,是教學改革的必然趨勢。

綜上所述,隨著藥理學研究的不斷深入和新藥研發的需要,藥理學實驗教學將面臨更多的機遇和挑戰。在未來的藥理學實驗教學中,教師應注重培養學生的實驗技能和獨立思考能力,加強虛擬仿真實驗、PBL教學結合開放式實驗等新型教學模式的發展動態,不斷提高實驗教學的質量和水平。