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1、第 卷 第 期 物 理 实 验 年 月 ， 櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶 基 于 袁 的 物 理 演 示 实 验 可 视 化 分 析 琳 ， 孙敬姝 ， 盖学敏 （ 吉林 大学 物理 学院 ， 吉 林 长春 ） 摘 要 ： 以 “物理演示实验 ”为主题和关键词，检索并 收集 中 年 的相关 文献，应用 对其 研究作者、研究机构、研究热点进行图谱绘制及分析，揭示物理演示实验研究发展演进过 程 ， “ ” ， ， 分析 结果表明：发表论 文总 数较少 研究多建立在 学缘 基础上 ， 高校为目前物理演示实验研究的核心机构团队 ， 频
2、次和中心性排名前 的关 键词 ， 集中在物理演示实验教学领域 但较为笼统 建议增加物理 演示实 验的研 究 增 强校际 合作 增加中 学生和 中学教 师走 进大学物理演示实验 基地；微观与宏观相结合，结合时代背景和技术条件创 新与整合教学模式、教学设计及课堂教学 ， 进步 不断 地推 陈 出新 并 在教 学 实 践 探 索 中延 伸 是 由 美 国 信 息 出了 更多 的研 究 方向 ，开 拓出 了 更 加 广 阔 的研 究 科学 与 技 术 学 院 教授 陈 超 美 博 士 应用 语言 领域 回溯并 分析 一定 时期 内 该领 域 研究 成 果的 ， 开发 的一 款信 息 可 视化 软 件
3、，建 立 在 共 引 分 析理 ， ， 知识 脉络 及发 展 历程 有 利于 调 整 和 确 立 物理 演 ， “ ” 论基 础上 利 用寻径 网络 等算 法 对一 定限定 条件 ， 示实 验未 来的 研究 方 向 起 到 彰往 而 知 来 的作 下收 集的 特定 领 域 内的 大 量 文 献 进 行统 计 以期 用 通过 软 件 构 建 物 理 演 示 实 验 的 科 探索 出该 领域 研究 重点 、热点 的演 化路 径与 节点 ， 学知 识 图 谱，绘 制、挖掘 、分 析 和 显 示过 去 一 段时 间内 物理 演示 实 验研 究 的 热 点 、时 间 线 等 要 素及 其相 互关 系，有
4、 助 于 了 解 和预 测 该 领 域 的 科 学前 沿和 动态 ，挖掘 开辟 新的 未知 领域 ，进 而为后 续的 物理 演示 实验 研究 和教 学提 供参考 和研 究方 向 数 据收集 在中 国知 网的 数据 库中 ，设定 检索 条件 ：关键 词和 主题 为物 理演 示实 验；检 索时 间： 年检 索结果 共 有条 ，除 去 会议 通知 、会 议纪 条，将这 部 分 文献 的 标 题、关 键词 、作者 信 息 和摘 格式 ，便 于进行 后续 的数 据处 理与 分析 “第届全国高等学校物理演示实验教学研讨会 ”论文 ： （ ） 关键词 ： 演示实验 ； ；可视化 ： ： ： ， 、 、 、
5、， 要等 数据 导出 为可 以 被 识 别 的 并通 过多 种可 视化 图谱 和表 格形成 对学 科或 主题 演化 的潜 在动 力 机 制和 发 展 前 沿 的 分析 与 探 测 ， 实现 从知 识基 础到 研究 前沿 的映射 研 究方法 将知 识图 谱和 文 献 信 息 计 量学 结 合 ，采用 词 频分 析 、聚 类 分 析、社会 网 络 分析 、时间 线 视 图分 析法 对时 间分 区 等 参 量 进 行设 定 后 运 行 程 序 得到 物理 演示 实 验 相关 研 究 的 各 项 分析 图 谱 ，分 析研 究机 构、关键词 等的 相似 性和 测度 ，显 示物理 演示 实验 研究 领域
6、的研 究基 础和研 究前 沿 数据分析 物 理演示 实验 研究 作者 分析 作者 群体 的状 况集 中体 现了学 科科 研实 践的 趋向 ，是 某一学 科领 域科 研活 动的 缩影 之一 ，通过 作者简介 ： 袁 琳（ ），女，吉林长春人，吉林大学物 理学院 级 硕士研究 生，研究方向 为物理 课程与教 学论 ： （ ）， ， ， ， ， 通讯联系人 孙敬 姝 教学 论 女 吉林长春人 吉林大学 物理学院教 授 博士 研究方 向为物理 课程与 物 理 实 验 第 卷 对作 者群 体进 行 研究 ，可 以把 握 学 科 科 研 活动 的 深度 和 广 度，对 于科 研 活 动的 管 理、组 织、
7、协 调和 引导 都有 积 极 的 意 义 由 表 可 以 得 出 结 论 ： 在 年间 ，各 研究 者的 发文量 总数 较少 且发 文年 限相 对 集中 ，即 其研 究 并 没 有 保 持长 久 的持 续性 年 间，整 体 发 文 章总 数 处 数值 逐步 下降 ，但近 年 又有 所回 升，目前正 处于 物理 演示 实验 研究 的上 升期 表 研究作者统计表 李海宝 郭明磊 赵浩宇 吴云鹏 毕思思 刘炳胜 苑立波 陈大为 金永君 韩晓静 陈健 王莉 朱纯 刘昱 王玉莲 祝颖 赵远 胡蓉 吕跃 凤 兰明乾 张琴 林晓珑 姜永恒 韩权 陈洪斌 靳辰飞 孙锡良 潘颖 任敦亮 郭金华 张思琦 尹钊 冯
8、毅 图 是通 过最 小树 法得 到的 物理演 示实 验研 究作 者知 识图 谱，图 谱 中 节点 之 间 的 连 线 较 少且 中心 性小 ，结果 表明 ：各 研究 作者 之间合 作关 系不 明显 ，多 为独立 研究 ，且 现有 学者 合作 关系主 要以 “学 缘 ”关 系为 主，具 体 表 现为 师 生 或 者 同 事之 间 的联 合；少有跨 区域 、跨 学校 的 “地 缘 ”合作 图 物理演示实验研究作者知识图谱 物 理演示 实验 作者 机构 分析 作者 机构 统计 能够 显示 哪些研 究机 构走 在特 知识 图谱 图 物理演示实验作者机构知识图谱 图 中的 各个 节点 分别 代表 不同作
9、 者所 在的 研究 机构 ，节 点标 签 的 大 小取 决 于 出 现 频 次的 高 各研 究机 构基 本 都 是孤 立 的 点 ，同 一 地 区 内 的研 黑龙 江科 技学 院数 力 系 ，其 次 是 频 次 为 的 安徽 科技 学院 理学 院，图 中 显 示的 其 他 研 究 机 构如 哈尔 滨工 业大 学物 理系 、华东 师范 大学 物理 系、吉 林大 学物 理学 院等 也是 研究 物理演 示实 验中 不可 或缺 的力 量总结 可知 物理 演 示实 验 的研 究 多在 各大 高校 中进 行，物 理 演 示实 验 研 究 和 应 用范 围 具有 一定 的可 扩 展 性，除 物 理学 以 外
10、 的 专 业 也可 以采 用演 示实 验的 方式 进行 教学及 研究 ， ， ， ， 频率 中心度 作者 年份 第 期 袁 琳，等：基于 的物理演示实验可视化分析 物 理演示 实验 研究 热点 分析 色对 应该 节点 首 次 共现 的 时 间 ，根 据 连 线 颜 色变 ， 词频 分析 法是 利用 能够 解释或 表达 文献 核心 化显 示其 随 时 间 发 展 变 化 情 况 其 中 深 色 节 内容 的关 键词 或主 题词 在某 一研究 领域 文献 中出 现的 频次 高低 ，确 定 该 领 域研 究 热 点 和 发 展 动向 的文 献计 量方 法 中的 来 源是 物理 演示 实验 研究 热点
11、 知识 图谱 图 物理演示实验研究热点知识图谱 图 中节 点代 表物 理演 示实 验相关 文献 的聚 类，如物 理演示 实验 的节 点最 大，证明收 集的 文献 数据 中，该词汇 出现 的频 次越 多，即针对 该部 分的 研究 量最 大；节 点 位 置 位 于中 心 表 明 其 在 该 研究 领域 中 处 于 核 心地 位 由 图 可 知：大 学 物 理是 演示 实验 研究 中 比重 较 大 的 部 分，远 高 于 中 学物 理演 示实 验 ；节 点圆 环标 识中 ，可 根据内 部的 颜色 和宽 度表 示各 时 段内 节 点 内 容 出 现 的频 数 ；凸显 点代 表新 兴研 究领 域节点 间
12、 的连 线 能够 体 现出 共现 关系 ，连线 的粗 细程 度反 映共 现强 度，连 线颜 点如 “演 示实验 ”具 有较 高 的 中 心 性，可 有 效 连接 网络 中的 其他 节点 ，起承 接作 用，属于 关键节 点 “演 示实 验 ”，这与本 次研 究的 检索 式一 样，不参与 后续 讨论 剔 除 “演示 实验 ”后 得到 的 聚类 频 次较 高、中心 性较高 的关 键词 有：大学 物理 、教学 效果 、 实验 教学 、教 学改革 、思 维能 力、教 学模 式等 ，这些 关键 词主 要可 以 被 分为 理 论 与 时 间 两大 类 ，随后 研究 重点 逐步 转向 了创 新思 维和创 新能
13、 力方 面的 现象 、教 学模式 和实 验演 示，说明 这些 方面的 发展 势头 较猛 ，是 物理 演 示 实 验研 究 过 程 中 在 某一 时 间段 内受 到关 注最 多的 领域 ，即 研 究重 点，具有一 在同 一聚 类 标 签下 ，包 括许 多 被 划 分 的 同类 图 物理演示实验研究热点聚类图 表 聚类标签下具体分类词汇 聚类标识 规模 年份 标签 （）演示实验，（）大学物理，（）物理教学，（）教学改革，（）物理实验，（）大学物 理教 学，（）创新能力，（）实验教学，（）教学，（）教学方法，（）教学模式，（）物理，（）大 学物 理演示实验，（）实验，（）实验室建设，（）改革，（）物
14、理演示 实验，（）能 力培养，（）创新 思维能力，（）多媒体，（）虚拟仪 器，（），（）二 次开发，（）优化，（）农林 专 业， （）创新人格，（）创新意识，（）创新教育，（）单片 机，（）参与，（）发展 状况，（）实验 能 力，（）应用型工科院校，（）应用型本科，（）探索，（）改革模式，（）效果，（）教学设 计， （）教学质量，（）普通物理，（）有效教学，（）演示，（）演 示资源，（）素 质教育，（）设置， （）设计性，（）评价，（）课堂演示，（）课程建设，（）资 源库建设，（）中 学物理，（）中 学 ， ， ， 、 ， ， 物理教学法，（）体验式，（）佩尔捷效应，（）光学演示实验，（ ）农
15、业院校，（）创新，（）创 新学分课程，（）初中物理，（）初中物理教学，（）动手操作能 力，（）动画，（）北京工 业大 物 理 续表 实 验 第 卷 聚类标识 规模 年份 标签 卡，（）太空授 课，（）实践探索，（）实验 室开放，（）实验 室管理，（）实 验教学能 力，（）实 验方法，（）应用，（）应用型人才，（）应 用型人才 培养模式，（）心 理障碍，（）思 维，（）技 术创新，（）探索式学习，（）提高质量，（）改革与 创新，（）教学内 容，（）教学手 段，（）教 学技能，（）教学探讨，（）教 学效率，（）教学方 式，（）教学 模式比 较，（）教 学策略 创新， （）教育改革，（）文理科，（）
16、文科物理，（）模拟，（）民办高校，（）动手操 作 能力，（）温度 传感器，（）演示实验教学改革，（）物理 与文化，（）物理 原理，（）物理 思维，（）物理 教学 技能训练，（）物理模型，（）物理课程，（）理性思 考，（）电子元件，（）电子技术，（）研究 （）物理演示实 验，（）大气压 强，（）条形磁 铁，（）演示实 验教学，（）验 证性 实验， （）物理教师，（）物理规律，（）微 重力，（）自制教 具，（）初中 物理，（）实 验演 示，（）楞 次，（）多媒体技术，（）学习方法，（）操作 技能，（）知 识的理 解，（）矿 泉水瓶，（）落塔， （）课堂效果，（）高中物理，（）思维能力，（）教学效果
17、，（）滑 动变阻器，（）物理现象，（） 光的色散，（）多媒体设备，（）学习 态度，（）学 习效果，（）学习效 率，（）学 生实验 技能， （）实验器材，（）教学手段，（） 教学目的，（）液体压强，（）焦耳 定律，（）物理情景，（）物 理过程，（）课堂演示实验，（）透镜成像，（）中学物理，（）创 新精神，（）前 沿阵地，（）反 冲运动，（）实验探索，（）实验教 学，（）思 维障碍，（）教学优 化，（）油 滴，（）物理 学习， （）物理教学实践，（）物理教材，（）物理科学，（）物理课堂，（）现状，（）磁力，（）素质教 育思想，（）问题情景，（）中 招考试，（）信息工 程学院，（）前苏联 心理学，（
18、）动画 功能， （）动画效 果，（）地方本科院校，（）基础物理教学，（）基础课教 师，（）复 习课，（）多媒体 演示，（）多媒体课件，（）多媒体软件，（）奇异性，（）学生示 范，（）安 培表，（）实验习惯， （）实验开出率，（）实验操作，（）实验活动，（）实验问题，（）对 策，（）平 抛运动，（）应用 物理，（）弹簧测力计，（）情感态度，（）手机音乐，（）抽 象思维能力，（）探究性实 验教学， （）物理课堂教学，（）生活情境，（）生生互 动，（）电学 实验，（）电 磁感应 现象，（）磁生 电，（）示数，（）科学探究能力，（）科学 探究过程，（）空气内能，（）落 塔实验系 统，（）蜡 烛火焰，（
19、）设备设计，（）误差带，（）课 堂演示，（）辅导 工作，（）铁架 台，（）阿基米 德原 理，（）青年教师，（）饮水鸟，（）马德堡半球 实验，（）作用， （）兴 趣，（）农业院 校，（）农 村中学，（）制作方法，（）双差生，（）吸收知识，（）困难，（）大学物理，（）大学 物理竞赛， （）学生潜能，（）实践探索，（）实验知识，（）探索性实验，（）教学改革，（）教学模式，（） 数字技术，（）新课程，（）气体膨胀，（）滑片，（）演示效 果，（）物理学 史，（）物理实 验教 学，（）物理思想，（）物理素养，（）直观 性，（）科学思维 能力，（）科学 素养，（）综合 分析 能力，（）衔接，（）镍铬合金，（
20、） 高中物理教学 （）实验教学，（）物理演示实验，（）物理现象，（）初中 物理，（）物理情景，（）物理 规律，（）物理课，（）物理教学过程，（）物理学习，（）物理思维，（）物理 学科，（）物理教 师，（）大学物理实验，（）教 学效果，（）物理思 想，（）物理 课堂教 学，（）课 堂教学 质量， （）实验器材，（）演示实验，（）演示实 验教学，（）热 爱科学，（）物理 事实，（）物理 过程， ，（） ，（） ，（） ，（） ，（） ，（） ， （） ，（） ，（） ，（） ，（） ，（） ，（） 氛，（）中学物理，（）二次开发，（）体验式，（）作 业布置，（）兴趣，（）前沿阵地，（）卡文 迪许，
21、（）双差生，（）反冲运动，（）受力面 积，（）吸收 知识，（）回 归生活，（）培养 策略， （）培养自信心，（）多媒体技术，（）多媒体课件，（）大学物理，（）学习方 法，（）学 生实验 教学，（）学生求知欲望，（）学生潜能，（）安培表，（）实验开出率，（）实验形式，（）实验 活动，（）实验演示，（）实验知识，（）实验经验，（）实验设计，（）实验 问题，（）引力常量， （）思维能力，（）思维障碍，（）抗挫折能力，（）抽象思维能力，（）探索性 实验，（）教学设 计，（）教育学科，（）数字化教学资源，（）数字技 术，（）滑动变阻 器，（）滑片，（）演 示实 验室，（）演示效果，（）演示教学，（）物
22、理学史，（）物理 教学，（）物理 教学实践，（）物理 教材，（）物理科学，（）物理课堂，（）独立 学院，（）直 观性，（）知 识教学，（）社会 竞争， （）科学思维能力，（）科学探究能力，（）空气内能，（）综合分析 能力，（）综合创新，（）自 主实验，（）装配仪器，（）记忆效率，（）语言文字，（）课堂演示，（）课 堂演示实 验，（）课 外知识，（）连接电路，（）镍铬合金，（）问题情景，（）验证性实验，（）高中物理，（）高中 物理教学 第 期 袁 琳，等：基于 的物理演示实验可视化分析 图谱 由最 中心 的物 理演 示实验 逐渐 演化 出了 仪器 或者 改进 、设计 实验 等的 设计 类论 文，
23、一 类是 课程 与教 学论 方面 的理论 研 究研 究 认为 若 词汇 该词 的承 上启 下 作用 越 大 ，也 证 明 了 研 究 热 点之 间的 转化 关系 越强 对 应表 可探 悉 出现 有 研究 的知 识逻 辑演 进脉 络，围 绕演 示实 验、物理演 示实 验、大学 物 理、实 验教 学 、教 学 效 果、教学 改 革 、大 学物 理教 学展 开 的研 究 为 其 主 要 内 容，在 这 些研 究热 点之 外，对 其他 主题 的关 注度 也有 待提 高 表 热点关键词统计表 频率 爆发 中心度 关键词 年份 演示实验 物理演示实验 大学物理 实验教学 物理 教学效果 演示实验教学 物理
24、教学 教学改革 物理实验 物理现象 初中物理 思维能力 教学模式 创新能力 物理规律 教学方法 教学 实 验演示 兴趣 课堂教学 大气压强 大学物理教学 自制教具 验证性实验 中学物理 气体温度计 大学物理演示实验 多媒体技术 素质教育 物 理演示 实验 时间 线视 图分 析 时间 线视 图 主要 侧重 于聚 类之间 的关 系和 单个 聚类 中文 献的 历史 跨度 图 中 横 向 坐标 轴代 表 被 收 集 文 献 的 发 表 时 间，即 年，纵 轴表 示 物 理 演 示 实验 聚 类 的 节 点引 文年 ， ： ， ， 轮的 颜色 对应 引 文 时间 ，年 轮的 厚 度 与 该 时 间段 上
25、 述聚 类 图 分 析 结 果一 致 横 向 分 析 可以 发 现 ， 早期 物理 演示 实验 关 注 的 焦 点 主要 集 中 在 “物理 演示 实验 ”上，随 实 践 发 展 ，逐 步 向 “教 学 改 革 ”、 “教 学设 计 ”则 成 为 学者 们 重 视 的 研 究领 域 ，这是 从关 注课 程本 身 到 关注 学 生 发 展 的 观念 转 化 ，也 是研 究前 沿的 演进 方向 的转 变 图 物理演示实验时间线视图知识图谱 不 足之处 本研 究也 存在 不足 ，其主 要原 因在 于：数据来 源于 中国 知网 ，由于 该数 据库 没有 开放 引文 部分 ， 所 以缺 乏 引 文 方
26、面 的深 入 分 析 在 具 体操 作 时 ， 的文 献有 限，不能 完 全 代 表物 理 演 示 实 验 发展 的 状况 结论与建议 通过 绘制 以物 理演 示实 验为主 题论 文的 各类 可视 化图 谱，以图 谱 方 式 揭示 了 物 理 演 示 实验 的 科研 整体 状况 得 出如 下结 论与 建议 ： 篇，略 有 起 伏 但 总 体 较 为 平 缓，发 表 论 文 总 数 较 少，对于 物理演 示实 验方 面的 研究 有待 增加 ）通 过对 研 究 者分 析 ，发 现 各 研究 者 的 研究 多建 立在 “学 缘 ”基 础上 ，相互 之间 联系 较少 ，建议 增强 校际 合作 ，集思
27、广益 ， “ ” ， “ ”、 “ ”、 数据 检索 的全 面性 、 的 参 量选 取 和 阈值 ， ） 年 间 每 年 发 表 的 文 献 总 数 在 物 理 实 验 第 卷 ）通 过作 者 机 构知 识 图 谱可 知 ，高 校 为 目前 化分 析 基于 三 种可 视化 工 具的 比 较分 析 图书馆， （）： 物理 演示 实验 研 究的 核 心 机 构 团 队 ，也 有 部 分中 刘冬梅 中小型高校图书馆文献传递数据 研究 学教 师 参 与 研 究 此 种 情 况 下，建 议 增 加 中 学生 以北京农学院 图书馆 基于 的可 视化 分析 和中 学教 师走 进大 学物 理演 示实验 基地 等活 动的 为例 农业图 书情报学刊 ， ， （ ）： 开展 ，实 现中学 物理 和大 学物 理更 好衔 接 ） ， 邱均平，马瑞敏 基于 的图书馆、情报与档案 分 析标 引 词 和关 键 词 聚类 结 果 发现 频次 管理一级学科文 献计量 评价 研究中 国图 书馆 和中 心性 排名 前 的 关 键词 集 中 在 物 理 演示 实 ， ， （）： 验 教 学 领 域，但 是 较 为 笼 统 ，多 是 理 论 方 面 的 研 学报 究 ，建 议微 观 与 宏观 相 结 合 ，从 整体 的 教 学模 式 、 张永山 情 报科 学 年文 献计 量学 分析 情报科学， ， （