基于CiteSpace的高考化学研究述评

摘要： 以《化学教育》《化学教学》刊载文献为研究样本，借助CiteSpace软件对近二十年的高考化学研究开展可视化分析。结果发现，研究成果在两期刊的刊载热度近期有所降低;研究热点涉及高考试题评析、高考试题命制、高考指导教学等方面;根据研究结果得出结论与展望。

关键词： 高考化学; CiteSpace软件; 可视化分析; 研究述评

文章编号： 10056629（2022）07006905

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

伴随课程改革，高考逐渐从“知识立意”、“能力立意”向“素养立意”转变。近年来，教育者关注高考的功能价值，相关研究成为化学教育研究的热点之一。目前，有关高考化学的研究文献较丰富，但对高考化学研究文献的梳理与评述寥寥无几。为明确近二十年高考化学研究的现状、热点等，本文基于文献计量学，借助CiteSpace软件开展系统梳理和分析。

1 研究数据来源与研究方法

在中国知网中，以“高考化学”“化学高考”“化学+高考”为主题检索词，时间范围限定2001.1.1～2020.12.31，分别以《化学教育》《化学教学》期刊搜索文献，共检索到547条结果，删除无效文献（高职文章、会议通知等），剩余有效文献428篇。选择《化学教育》、《化学教学》刊载文献作为样本的原因在于，二者是化学教育类核心期刊，汇集了化学教育领域的大量优秀研究成果，研究成果具有代表性和公信度。

借助CiteSpace软件，对428篇文献进行关键词分析。在操作时，合并处理相近关键词，比如将“中学化学教学”“化学教学”合并为“化学教学”，以此得到更准确的图谱，进而结合文献研究法概述研究热点等。

2 研究结果分析

2.1 年度发文量统计

高考化学研究的的年度发文量如图1所示。分析可知，文献刊载整体表现为“上升期—下降期”两阶段。

2001～2008年间，年发文量由22篇增加到40篇。2004年，教育部将“统一考试、分省命题”的举措增加到11个省市;2005年，北京和上海试行高考自主命题;2006年，山东、江苏、广东等省推出高考改革方案，并于2007、 2008年实行，具体分析2008年文献，发现有不少与课改实验区高考化学相关的研究，可认为高考政策改革是该阶段研究出现热潮的重要原因。

2008～2020年间，年发文量有所减少，从40篇下降到17篇，说明两期刊发表高考化学有关话题的热度有所回落。当下正值高考改革的关键时期，据此推测，今后有关研究成果将会出现回升。

2.2 关键词分析

借助CiteSpace软件，得到关键词共现和聚类图谱，如图2所示。图谱中节点表征关键词出现频次，节点越大，说明关键词出现次数越多，研究越丰富。

节点数为741，节点间连线为2194，连线较紧密。高考化学试题、高考化学、化学教学、实验试题、化学用语、有机化学、试题分析、高考复习等节点较大，说明以上关键词在样本中出现频次较高。统计高频关键词可知（见表1），近20年，多数高频关键词初次出现在2010年以前，占有18个。2010年后只有2个，即课程标准、核心素养，侧面说明虽每年仍有不少高考化学的研究，但研究趋向常态化，缺乏能够在该领域产生引领效果的创新研究成果。

通过关键词聚类，可推断研究主题。通常聚类序号越小，聚类包含的关键词越多，聚类越重要，越能在研究主题确定上具有凸显性和代表性。需注意的是： 聚类分析前需评估聚类效果，关键词聚类图谱中的Q值（聚类模块性指数）和S值（聚类轮廓性指数）可说明整体聚类效果。图2显示Q=0.68， S=0.8853，说明总体聚类结构显著。

聚类共有11个，具体如表2所示。此外，借助软件进行对数似然率（LLR）算法统计，该算法可提取聚类包含的关键词，LLR越大的关键词对聚类贡献度越大。各聚类的轮廓值S均大于0.7，说明各聚类也是可信的。从节点数量看，高考化学试题是最多的聚类标签，数量为82，说明该聚类囊括较广的研究内容，在整个领域中最为丰富;从轮廓值看，备考策略最大，轮廓值为0.955，说明该聚类中关键词间的联系最紧密，查看该聚类关键词和文献，发现有较明确的指向性，关键词大多围绕高考备考、复习策略、解题策略、有效复习等，内在一致性较强。

2.3 高考化学研究主题分析

在概括研究主题时将聚类结果作为重要参考，并结合对具体文献的阅读来完成。据图2和表2，并查阅文献，将近20年高考化学研究概括为以下3个主题。

2.3.1 高考试题评析

该主题依据的聚类标签有#0、 #2、 #3、 #4、 #5、 #7、 #9、 #10，所连接的聚类标签较多，说明其研究的广泛性和全面性。进行试题评析，能外显试题特点，展现试题对知识、能力和素养的考查状况。结合文献，该主题涉及试题分析、试题比较、试题与课程标准一致性研究，研究方法主要是内容分析法，整体上从多角度定性评析试题或评价具体题目，也倾向运用工具将试题中非量化信息定量化，直观呈现试题某些特征，进而得到相关结论。

在试题分析中，包括试题特点分析、试题商榷与讨论。近年来，试题分析研究多以核心素养为基础，“科学探究与创新意识”与“证据推理与模型认知”是被研究较多的，这也可从聚类#9、#10获得[1，2]。对于试题特点分析，从题型来看，包括客观题与主观题的特色分析，客观题具有知识考查全面、强调细节等特点，主观题具有课改特征明显、创新角度多样等特点[3];从内容来看，研究涵盖物质的量、实验探究、工业流程、有机化学等[4～6]，从聚类#3、#9、#4、#5判断出，试题评析涉及内容类型较全面，包括概念原理、元素化合物、实验等;从学科价值培养看，涉及化学史、STS、传统文化等研究[7]，整体强调情意类素材的应用，要挖掘素材考查功能，要凸显价值观念。关于试题商榷与讨论，研究点包括从试题科学性、教材匹配度、教师教学、学生角度对试题进行探讨并提出改进方法，基于此提出要把握学科衔接、关注学科融合、注意契合教材、降低教学误导等建议[8]。总的说来，从学生角度开展的试题分析不够丰富，需要加强。

在试题比较层面，包括国内不同地区、不同年份及国内外不同国家试题的对比。有研究对不同试题中“化学反应原理”的考查展开了对比评价，发现其在试题中的占比较大、信息呈现多元化（涉及文字表述、化学用语、数据、关系曲线等）[9]。不同国别试题的对比聚焦在中国与美国、中国与澳大利亚，与其他国家的对比研究较少，主要结论是美国试题内容更深广、考试时间更长、题量更多、理论性更强，我国试题则凸显情境性和真实性。澳大利亚与我国均注重运用图表呈现试题信息;澳大利亚对能量知识的考查比重较高;两国对学生能力层级考查相近[10]。

在一致性研究方面，运用的理论框架主要涉及韦伯、SEC、 Achieve一致性分析模型，借助框架测评试题与课程标准的一致性，研究成果集中在2011～2016年，其正对应了高频关键词“课程标准”的初现年份。但近几年相关成果有所减少，原因可能是该类研究在测量工具选择上具有局限性，可借助的工具相对稳定单一，研究思路和研究方法缺少创新性，研究成果不够新颖。

关于试题评析，研究范围广，内容多，是该领域研究的重要组成部分，但仍有可完善的地方。比如今后可增加基于学生维度的试题评价，提高学生培养与高考评价的联系。其次，选择一致性分析框架且使研究出现革新的工具存在困难，测量工具需进行严谨开发与设计，尤其是考查水平的一致性，创造性地构建试题与课程标准一致性分析工具，并开展应用研究是今后的研究思路。

2.3.2 高考试题命制

从聚类标签#2、 #4、 #5、 #8、 #9、 #10可概括出该研究主题。试题命制是高考化学研究的重要议题，其对提升高考化学试题命制质量具有重要价值。

试题命制理念经历了“双基”“三维目标”“核心素养”的演进，命题立意由知识立意向素养立意逐渐过渡。2003年，教育部印发的课程标准实验稿提倡“三维目标”，指导了十余年的高考化学试题命制;2019年，教育部考试中心发布《中国高考评价体系》，该体系将实现高考从“知识、能力考查”评价向“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”多维评价转变。

基于该体系，有研究构建了“宏观辨识与微观探析”素养的评价指标和测试路径，为其在高考化学试题中的呈现提供了操作性建议，即以核心价值引领的情境为载体，以“宏观变化、微观结构、符号表征”知识为支撑，通过特定情境中的物质结构及变化问题，评估学生运用知识解决问题的关键能力水平，这也成为研究其他素养试题命制的重要参考[11];另有研究基于学科核心素养，探讨工艺流程与核心素养的关系，并指出高考工艺流程题的命制模型应包括预处理、物质转化与分离、目标产品生成3个阶段[12]。多年来，试题命制从提倡渗透三维目标，加强对技能和知识运用能力的考核演变到要把握素养、情境、问题、知识在试题中的关联性，突出对学科核心素养的考核，这一变化说明命题理念与社会要求、时代发展背景具有突出的同步性。

另外，命制策略也有部分研究成果，比如有研究对高考实验试题的难度控制进行实测研究，验证命制方法的可行性，并根据研究结果提出命制思路，即界定实验能力层级中识记、获取信息和辨认、类比和理解、分析处理、总结归纳、反思评价、实验设计的内涵，调整各能力层级对应试题的权重和分布，实现试题难度的控制[13]。但整体而言，研究试题难度命制的内容较少，今后可进行更全面和深入的探索。

在试题选择与组织方面，有研究结合具体试题指出试题情境的选择可来自于社会生活、学科知识、化学实验、模型与数据图表，并提出在组织情境素材时要合理、真实等[14]。从命制理念、命制策略到试题选择与组织是对试题命制不同层面的研究，以上3类内容体现了从整体到具体、从上位到下位的研究层次，对试题命制具有不同的指导意义。

总的来说，两期刊刊载的高考化学试题命制研究内容紧跟课程改革步伐，符合课程改革理念与目标，但在现今课程改革关键时期，试题命制研究成果尚有欠缺。根据《中国高考评价体系》细化化学学科高考试题命制路径应是研究重点，其研究成果可给予试题命制统领性指引;另外，如何整体考虑题型设计、情境选取、难度控制;如何在课程改革下开展不同内容（如元素化合物、化学反应原理、实验探究等）试题的命制思路与建议研究等应成为重点讨论内容，其对推动高考及教学改革大有裨益。

2.3.3 高考指导教学

该研究主题的依据为聚类#1、 #2、 #4、 #5、 #6、 #7。一直以来，高考对教育教学有深远影响，也有重要导向作用。结合文献，可将该主题划分为高考对教学模式变革的影响研究、高考对课堂教学的导向研究及针对高考的复习备考研究等。

2001年，教育部开始推行高考“3+X”模式，接下来的几年关于教学模式改革的研究有所增加;2014年国务院印发《关于深化考试招生制度改革的实施意见》，意味着全国各省份将先后推行“3+1+2”高考模式，在此政策下，有关教学模式变革的研究从2016年再次增加。

比如有研究对新高考选课走班下的教学模式进行现状分析，并提出改变教学组织形式、重组融合教学内容、选择多元互补教学手段、更新发展教学观念等教学模式改革建议[15]，这对新高考教学模式变革具有推进作用。

在课堂教学方面，有研究通过分析试题特点，提出教学中应注重基础性、时代性和实用性;教学内容要关注社会生活实际、要融合科技发展成果等[16]。另有研究借助测量工具从课堂参与、任务取向、教师支持、课堂氛围、物理环境维度调查研究新高考课堂教学环境的变化及原因分析，发现选课走班下学生的课堂参与度、学习任务重视度、课堂氛围感均出现明显下降[17]。

对于复习备考，包括专题复习指导案例（化学方程式、工业流程、化学反应原理、实验探究、有机化学等）及复习模式研究。从教材内容、教师教学、学生学习出发展开研究。如有研究针对学生在高考复习中的化学观念理解不深刻、思维建模不足、探究意识薄弱、定量思想欠缺等问题，提出要进行深度复习，并基于以上4个问题阐述了复习案例[18]。