[摘 要] 项目式学习(Project-based Learning)以建构主义理论为指导,强调学生在真实问题情境中探究学习,提升学生的多元能力,是一种适合培养中小学生核心素养的教学模式。 将 Web of Science(WoS)数据库核心数据合集中,以“项目式学习”为主题的 451 篇文献作为研究样本,运用 CiteSpace 5.1.R8 进行聚类分析,包括关键 词 引用频次、突现性、中心度分析、关键词共现图谱分析、聚类视图分析、时间线视图分析。 根据文献计量学的可视化分析结果,有针对性地选择英文经典文献进行综述,再结合境内项目式学习研究现状,可以得到“基于项目式学习的学生全面发展”“基于项目式学习的教师专业化发展”“技术支持的项目式学习环境构建与探究”“系统化的项目式学习组织与实施”“量化与质性结合的项目式学习评价方式”五个方面启示。 在一定程度上,为国内本土化的项目式学习研究与发展,提供了参考依据。
[关键词] 项目式学习;文献计量学;CiteSpace;热点;趋势
一、引言
“中国学生发展核心素养”,以“全面发展的人” 为核心,分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面,综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养,强调各素养之间相互联系、互相补充、相互促进,在不同情境中整体发挥作用[1]。 如何在现有的国家中小学框架中,发展中小学生的核心素养? 这是中小学教育部门、一线学校教师和管理人员及教育研究者需要深入思考的问题。
适合中小学生核心素养发展的教学组织与培养形式,不能单一地依靠“教 师教、学生学”的传统教学模式实现,而是需要一种能让中小学生预先融入创设的环境,运用已掌握 的各学科基 础知识,综合解决实际问题或任务,在经过深度思考与交流协作之后,将 学习成果展 示分享等,注重过程性 活动的教学模式。 项目式 学习(Project-based Learning)是以建构主义理论为指导,强调学生在真实问题情境中探究学习,从而提升学生多元能力的教学模式[2]。中小学生在项目式学习中,可以通过一定时长的小组合作 方式,解决 一个真实世 界中复杂的、具有挑战性的问题,或完成一项源自真实世界经验且需要深度思考的任务。 解决问题或完成任务的过程,通过精心设 计项目作品、 规划和实施 项 目 任 务 等 方式,逐步习得包括知识、可迁移技能、思 维 方 式、价值观等在 内的 21 世纪 学生必备品 格与 关 键 能 力。因此, 项目 式学习是适 合培养中 小学 生 核 心 素 养的教学模式之一。
那么,从 2007 至 2017 年的十年时间里,国际上项目式学习研究领域有哪些研究热点与发展趋势?为了解决这一问题,我们利用 CiteSpace 知识图谱软件,对 Web of Science(WoS)数据库核心数据合集中的文献进行可视化分析, 对处于关键节点或聚类中的文献进行综述, 从而探究项目式学习研究热点与趋势, 以期为关注项目式学习的教育研究者与实践者,提供一定的理论依据与实践意义。
二、数据与方法
(一)数据来源
以 WoS 数据库核 心数据合集 (包括 SCI-EXPANDED,SSCI,A&HCI,ESCI,CCR -EXPANDED) 作为文献来源,检索条件为“主题:(project based learning) OR 主题:(project-based learning)”,学科范围限定为教育相关学科,检索跨度为 2007-2017 年。 经过严格地筛选、剔除不符合项目式学习主题的文献,共选取 451 篇文献作为研究样本。 样本文献的发表时间分布以及引文数,如图 1 所示。
(二)研究工具与方法
CiteSpace 是应用 Java 语言 开发的一款 信息可视 化 软 件,主 要 基 于 共 引 分 析(Cocitation Analysis)理 论 和 寻 径 网 络 算 法 (Pathfinder Network Scaling, PFNET)等,对特定领域文献(集合)进行计量,以探寻学科领域演化的关键路径及知识转折点, 并通过一系列可视化的图谱, 来形成对学科演化潜在动力机制的分析和学科发展前沿的探索[3]。
在 运 用 CiteSpace 5.1.R8 SE(64-bit)进 行 文 献可 视 化 分 析 时,施 引 文 献(Node Types)选 择“关 键词”(Keyword)共现分析功能,即通过可视化分析得出的知识图谱, 能够显示境外项目式学习研究中的当前热点及过去产生的研究热点, 进而分析未来项目式学习的发展趋势;时间阈值(Time Slicing)设置为“From 2007 to 2017”;连线阈 值(Links)数据对象强度设置为 夹角余弦距 离(Cosine)类型;节点 阈 值(Selection Criteria)设置为每年频次最高的节点数据(Top N)类 型,数 值 为 20,即 表 示 2007 至 2017 年 Web of Science 数据库核心数据合集中,项目式学习文献每一年被引频次或出现频次最高的前 20 个节点数据, 并通过对数似然率 (Log-likelihood Rate, LLR)聚类分析得出结果。
此外,研究中所采用的知识图谱网络修剪(Pruing)方式为寻径网络算法(Pathfinder),该算法对“项目式学习研究热点” 知识图谱的复杂网络中衡量数据相似性的关系进行了简化, 检查所有数据之间的关系,在所有可能的两点路径中只保留最强的链接,从而建立项目式学习研究热点数据间最有效的连接路径
如图 2 所示, 研究的实施框架主要分为四个部分。 首先,将 WoS 数据库核心数据合集中以“项目式学习”为主题的 451 篇文献,作为研究样本。 然后,运用 CiteSpace 5.1.R8 进行聚类分析,包括关键词引用频次、突现性、中心性分析、关键词共现图谱分析、聚类视图分析、 时间线视图分析。 根据聚类分析的结果,有针对性地选择经典文献进行阅读,进一步了解境外项目式学习领域的研究热点与发展趋势。
三、结果与分析
我们对 WoS 数据库核心数据合集 2007 至 2017 年共 451 篇项目式学习文献,运用 CiteSpace 5.1.R8 SE(64-bit)进行可视化分析后,得到模块值(Q 值)为 0.7299,大于 0.30,这表示研究中划分出来的社团结构是显著的;平均轮廓值(Silhouette,S 值)为0.7565,大于 0.70, 意味着研究中项目式学习文献研究的聚类是高效率的、 可信度较高的。 从图 1 可观察到, Web of Science 数据库核心数据合集中项目式学习的文献发表数量在逐年递增, 每年的引文数量也逐年上涨。 我们将通过知识图谱可视化、LLR 聚类分析与高引用关键词词频统计等方式, 探讨项目式学习研究热点与趋势。
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研 究 中 的 样 本 文 献 通 过 LLR 聚 类 后, 分 为 9 类,代表着 9 种不同的项目式研究主题,包括:评价(聚类 #0 evaluation)、 图形化应用 (聚类 #1 graphoriented application)、项 目 式 同 伴(聚 类 #2 projectbased company)、技术(聚类 #3 technology)、学习(聚类 #4 learning)、团队合作(聚类 #5 teamwork)、工程教育(聚类 #6 engineering education)、学校(聚类 #7 school)、高等教育(聚类 #8 higher education)。 之后,再根据聚类后得到的数据与成果类型的不同, 分为文本类型和视图类型进行分析。
(一)文本分析:境外项目式学习研究热点
1.关键词引用频次分析
2007-2017 年, 境外项目式学习研究领域文献的关键词,引用率最高的是聚类 #8 中的“项目式学习(project-based learning)”176 次,其次分别为聚类 #0 中 的“教 育(education)”57 次、聚 类 #3 中 的“学生”(student)39 次、聚类 #6 中的“设计(design )”35 次、聚 类 #2 中 的“知 识(knowledge)”31 次、聚 类 #0 中的“科学(science)”28 次、聚类 #6 中的“工程教育(engineering education)”20 次、 聚类 #2 中的 “系统(system)”15 次、聚 类 #3 中 的“环 境(environment)” 14 次、聚类 #5 中的“表现(performance)”14 次,如表 1 所示。
(1)高频研究热点“高等教育中的项目式学习”。澳门大学 Li Defeng 等在翻译教学研究中,采用了项目式学习的方法。 通过问卷调查加访谈的方式,了解学生对于主题知识、团队合作技能、展示技能、交流技能、技术能力、研究技能、批判性思维、领导力等方面的态度与看法[4]。
(2)高频研究热点“项目式学习的评价”。 韩国首尔大学 Hye-Jung 等,探究了项目式学习混合团队中的同伴评价。 针对学生的同伴评价结果,对每种信息类型进行了分析,结果表明,管理、程序和社会信息,其中不包括学术信息,显著影响评价结果[5] ;丹麦奥尔堡大学 Zhou 等,关注项目式学习中个体创造力与群体创造力的相互作用关系, 并强调在项目式学习中,发展创造力所需要的改进方式[6]。
(3)高频研究热点“项目式学习中学生如何运用技术”。 台湾科技大学 Hung 等,将“数字化故事线” 运用于项目式学习中 [7], 以台湾南部基础教育阶段 117 名 5 年级学生作为研究对象, 通过实验对比发现,“数字化故事线” 能有效地增强学生的科学学习动机、问题解决能力以及学业成绩。
(4)高频研究热点“工程教育中的项目式学习设计”。 西班牙马德里理工大学 Rodriguez 等,介绍了该校宇宙工程专业采用项目式学习教学的经验, 通过学生的反思日志及问卷调查, 认为项目式学习可增强学生的专业技术能力及其他一般能力[8]。
(5)高频 研 究 热 点“项 目 式 学 习 中 同 伴 知 识 构建”。英国南安普顿大学 Pinho-Lopes 等,以参加理论实践课程的 45 个学生以及参加实践技能课程的 25 个学生为研究对象进行研究, 通过对学生在这两种不同类型课程中的项目式学习效果、效率及吸引力分析,均证明基于协作模式的项目式学习更有效[9]。
(6)高频研究热点“在科学教育中的项目式学习评价”。 美国 SRI 学习研究中心 Harris 等,以《中学科学项目式探究课程》中的课程材料为研究内容,调查对象来自 6 个年级,涵盖 42 所城市区域学校(具体为来自 21 所学校的 51 名教师与 1700 名学生)。 该研究得出结论:包含科学实践的项目式课程材料,能促进学生下一阶段的科学学习效果,课程材料、区域指导及教师支持是新型教学模式的重要因素[10]。
(7)高频研究热点“工程教育项目式学习”。 中东技术大学 Baser 等, 关注项目式学习科学课程中的应用,认为跨学科的、协同模式的项目式学习应用于科学课程中, 可以增强学生对前沿技术的掌握以及协同技能的培养[11];韩国亚洲大学 Heo 等,尝试将项目式学习运用到该校《嵌入式系统》课程中,研究表明,项目式学习优化了教学效果,包括学生兴趣、学习效果以及真实世界中的工程问题解决能力等[12]。
(8)高频研究热点“项目式学习中的同伴组成机制”。韩国梨花女子大学 Heeok 等,以该校 48 名教育技术专业本科生为研究对象, 探索了项目式学习网络交互模型以及知识共同建构的过程[13]。
(9)高频研究热点“项目式学习的技术环境”。 美国爱荷华州立大学 Morales 等认为,项目式学习结合虚拟现实(VR)技术,有助于减少教师的讲授,进而促进学生的自主探究活动[14];斯坦福大学 Kim 等,研究了网络学习空间项目式学习团队合作的效果,包括自我反思、团队反思、指导者支持反思等方面。 以该校 38 名本科生为研究对象,随机组成 12 个小组,每组 3-4 人,研究结果表明,网络环境下的项目式学习团队合作可以促进与支持“深度学习”[15];马来西亚技术大学 Razali 等,将被试 106 名学生分成三组,分 别 为 Control 组、Treatment I 组 、Treatment II 组 。 Control 组是对照组,采取传统教学方式;Treatment I 组采用 CIDOS 模式;Treatment II 组采用在线项目式合作学习(OPBCL)。 他们探究了三种学习模式下的学生批判性思维与问题解决能力(CTPS)、协作能力(CS)、交流能力(CM)的情况,研究结果表明,在线项目式合作学习(OPBCL)更能提高学生的软实力[16]。
(10)高频研究热点“项目式学习团队合作中成员的表现”。 瑞士教师教育大学 Notari 等,探究了社交技巧在项目式学习协作过程中的作用,包括交流、学业表现及学习质量等方面[17];美国印第安纳大学 Lee 等,以 14-16 岁的 111 名学生为研究对象,探究学生在项目式学习中的合作、 竞争和社交技能之间相互作用的关系[18];韩国成均馆大学 Han 等,研究了在 STEM 中采用项目式学习是否会对美国拉丁美洲裔学生学术成就产生影响。 研究结果显示,在 STEM 项目式学习中, 课程整合会帮助拉丁美洲裔学生解决语言及文化上的学习困难, 改善他们在课堂中的交流与合作等学术表现[19]。
2.关键词突现性分析
关键词突现性指某时间段内, 该关键词突然上升或下降的频率, 通常代表某一研究领域的转变方向[20]。 突现性的数值越高,表示该关键词在该时间段内出现的频次变化率越高。 简单来说,就是某一研究领域内的学者原本没有特别关注某一个关键词,但这个关键词其实对于该领域又是特别重要, 随着研究时间的积累,其就会在某个时间点突然出现,成为该研究领域的热点关键词。
如表 2 所示, 在 2007-2017 年境外项目式学习研究中, 突现性排在首位的关键词是聚类 #2 中的 “知识 (knowledge)”, 突现性为 3.40, 突现年份为 2010 年; 排在第 2 位的是聚类 #6 中的 “项目管理(project management)”,突 现 性 为 3.02,突 现 年 份 为 2009 年;排在第 3 位的关键词是聚类 #3 中的“态度(attitude)”,突现性为 2.78,突现年份为 2010 年;排在第 4 位的关键词是聚类 #3 中的 “模型(model)”,突现性为 2.73,突现年份为 2013 年;排在第 5 位的关键词是聚类 #0 中的“项目式学习(problem-based learning)”,突现性为 2.70,突现年份为 2013 年。
从关键词的突现性与分别来自的聚类(主题)来看,“工程教育中的项目管理”在 2009 年后,成为境外项目式学习研究领域的热点关键词;2010 年 后, “基于项目陪伴的知识构建”“教师与学生运用技术的态度” 成为研究者关注的焦点;2013 年,“项目式学习的技术使用模型”“项目式学习评价” 两个研究关键词突现,引起研究者们的关注。 其中,“项目式同伴知识构建”突现性最高,而在 2013 年以后,暂时没有出现突现性较高的项目式学习研究关键词。
关键词“工程教育中的项目管理”较有代表性的研究是:香港大学Chu 等,研究了高等教育不同专业项目式学习中的维基(Wiki)应用效果。 他们以 71 名不同专业大三或大四的本科生为实验对象, 根据不同专业组成跨学科小组进行实验。 研究结果显示,维基(Wiki)参与度的显著性差异存在与动机、知识管理等方面有关[21]。
3.关键词中心性分析
高中心性关键词, 意味着在结构上占据重要位置的关键词, 即它们在连接其他节点或者几个不同的聚类上,发挥着重要作用[22]。 如表 3 所示,关键词 “学生(student)”排第一位,其中心度为 0.73,属于聚类 #3;随 后 依 次 为 “ 知 识 (knowledge)”, 中 心 度 为 0.70,属 于 聚 类 #2; “教 学 (instruction)”,中 心 度 为 0.50,属 于 聚 类 #7; “观 点(perspective)”,中 心 度 为 0.36,属 于 聚 类 #4;“组 织(organization)”,中 心 度 为 0.29, 属于聚类 #4;“工程教育 (engineering education)”, 中 心 度 为 0.26, 属 于 聚 类 #6; “科 学 (science)”, 中心度为 0.23, 属于聚类 #0;“项目式学习(project-based learning)”,中心 度为 0.19,属于聚 类 #8;“教育(education)”,中心度为 0.19,属于聚类 #0; “成就(achievement)”,中心度为 0.18,属于聚类 #0。——论文作者:张文兰 苏 瑞
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