科学网—我国国家植物园亟需加强植物学素质提升研究

速读：通过九个研究问题（RQs）分析出版趋势、地域分布、学科领域、资助方、共现关键词、影响因素、有效策略及新兴主题。数据收集遵循PRISMA协议，运用文献计量分析和VOSviewer工具探究趋势，Scopus人工智能辅助进行主题与内容分析。

我国国家植物园亟需加强植物学素质提升研究

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2025-7-20 22:07

| 系统分类: 观点评述

【内容提要】

这项系统性文献综述基于 32 篇 Scopus 收录研究，梳理了过去十年植物学知识普及研究的发展脉络。通过九个研究问题（ RQs ）分析出版趋势、地域分布、学科领域、资助方、共现关键词、影响因素、有效策略及新兴主题。数据收集遵循 PRISMA 协议，运用文献计量分析和 VOSviewer 工具探究趋势， Scopus 人工智能辅助进行主题与内容分析。数据显示 2017 至 2024 年间论文发表量增长七倍， 2022 年（ 7 篇）和 2024 年（ 7 篇）呈现显著高峰。这些发现反映出学术界对植物在应对全球环境挑战中关键作用的认知日益增强。美国和英国引领研究，而印尼等亚洲国家代表性不足（占总发表量不足 5% ），凸显出需要采取更具包容性的全球化研究路径。研究还揭示植物学知识普及具有跨学科特性，涵盖环境科学、农业、社会科学以及计算机科学、心理学等领域。影响植物学知识普及的关键因素包括兴趣缺失、教材质量欠佳及教学方法不完善。有效策略包括采用探究式学习法和将植物教育融入日常生活。新兴的主题强调 “ 环境背景下的科学素养 ” 是一个反复出现的焦点，加强了植物学素养在环境教育中的相关性。目前未见中国植物园的研究文献。我国国国家植物园时代，需在前述加强国家植物植物信息管理系统数据库基础上，推动植物学合作网络，重点开发各国家植物园定位区域受威胁植物和特有物种教育模块，强化植物学素养研究。同时创新公众科学教育，借鉴 “植物探究路径”模式，设计沉浸式 AR 植物识别系统，结合区域国家重点保护野生植物和中国生物多样性红色名录高等级受威胁植物开发公民科学项目。再者，要加强跨学科课程开发，将国家植物园资源与学校科学教育新课标衔接，开发 “植物 + 人工智能”“中药植物文化”等 STEAM 课程，强化科学素养与传统文化融合。我国国家植物园用通力合作探索建立“植物学素养教育标准”，并通过教师培训计划实现可持续推广。

图 1 . PRISMA 示意图，可视化识别、筛选、合格性和入选阶段

1 引言

植物学素养 —— 即对植物生物学、生态学及其在生态系统中作用的理解（ Arifet al ., 2025 ； Uno , 2009 ） —— 是应对生物多样性丧失、气候变化和粮食安全等当代社会生态挑战的基础（ Krosnick & Moore, 2024; Neves, 2024; Stroud et al., 2022 ) 。尽管其重要性不言而喻，但研究表明学生植物学知识水平正出现令人担忧的下降趋势，这种现象常被称为 “ 植物失明 ” 或植物认知差异（ PAD ）（ Pedrera et al., 2024; Uno, 2009; Wells et al., 2021) 。这种认知差距限制了学生参与环境议题的能力，并阻碍他们在植物科学领域的职业发展。鉴于植物在维持生命中的关键作用，提升植物学素养已成为教育学领域的当务之急（ Balding & Williams, 2016; Batke et al., 2020; St roud et al., 2022 ) 。

最新研究揭示了影响植物学素养的多重因素，包括课程设计、教学方法和学生参与策略。研究表明，将植物学教育融入标准化课程体系（ Hall & Sawey, 2014; Krosni ck & Moore, 2024 ) 并采用探究式实践学习法，能有效提升学生的兴趣与理解能力（ Arango-Caro et al ., 2025; Berezowitz et al., 2015; Pany et al., 2019; Parsley et al., 2022; Stagg et al ., 2025 ) 。然而，尽管取得这些进展，系统性整合循证策略的研究仍存在不足。

尽管先前的研究（ Beasley, Hesterman, MacCallum, et al., 2 023 ）已梳理了植物学素养领域的教学策略与理论框架，但这些研究往往侧重概念演变或教育导向的干预措施，缺乏对全球区域的详细文献计量分析。类似地，阿里夫团队（ Arif et al , 2025 年）虽探讨了印度尼西亚的植物学素养发展，但仅停留在定性分析层面，缺乏比较性的文献计量综合研究。因此，现有文献综述在整合趋势、策略及主题发展方面存在明显空白 —— 特别是那些采用 Scopus 独家数据库和人工智能辅助方法的研究，尤其是聚焦亚洲等代表性不足地区的成果。本综述通过融合文献计量与内容分析的视角，构建出兼具全球视野与区域敏感性的综合框架，成功填补了这一研究空白。

尽管现有研究强调提升植物学教育的重要性，但目前仍缺乏系统性综述来整合高质量同行评审研究的成果。现有文献多聚焦于特定干预措施或区域性案例研究，导致对全球发展趋势和最佳实践的理解存在空白。此外，教师培训与机构支持在维系植物学素养培养计划中的作用，亟待深入探究。

本系统性文献综述旨在实现三大目标： (1) 基于 Scopus 索引研究，通过文献年份、国家、学科领域、资助方及关键词共现等维度，分析学生植物学素养的研究趋势； (2) 识别影响植物学素养发展的关键因素，并提出有效提升策略； (3) 评估概念图谱与新兴主题，揭示全球植物学素养研究的演进脉络与发展路径。

本研究通过整合 Scopus 数据库与 Scopus 人工智能系统，并采用 PRISMA （系统评价与荟萃分析首选报告条目）框架，为植物学素养研究提供了严谨的实证性综述。研究成果将为教育工作者、政策制定者和科研人员提供有效策略，助力应对植物相关疾病（ PAD ），最终培养出具备植物学素养的新一代人才，使其能够应对全球环境挑战。

2 结果与讨论

按年份发表的文章 (RQ 1)

自 2017 年以来，植物学素养相关文章始终是专家们的关注焦点。尽管 2019 年（ 1 篇）和 2023 年（ 4 篇）有所减少，但 2022 年和 2024 年（各 7 篇）的发文量达到峰值。这一趋势在图 2 中清晰可见。

从图 2 可以看出，植物学素养相关论文的发表呈现波动性增长态势：从 2017 年的 1 篇到 2024 年的 7 篇，文献数量激增七倍，但 2019 年和 2023 年出现明显下滑。这些年的减少可能与全球研究重点或资金优先级的转变有关。

图 2 按年份论文发表趋势

2022 年和 2024 年的学术关注度显著提升，这可能与应对气候变化、生物多样性丧失及环境教育改革的紧迫性日益增强有关。这一趋势与提高学生植物学素养的迫切需求相呼应（ Arif et al., 2025; Gutiérrez-García et al., 2024) 。

植物学素养对学生影响深远，特别是在环境意识与可持续发展领域。从论文发表趋势来看，学术界对植物学素养的关注度持续攀升，表明更多研究聚焦于理解植物及其在生态系统中的作用。这与提升学生植物学素养的迫切需求高度契合（ Arifet al., 2025; Gutiérrez-García et al., 2024; Saraiva et al., 2024; Zelenika et al., 2018 ) 。

随着论文数量激增，研究者们愈发重视将植物学素养融入教育体系。当学生理解植物维持生命的作用时，他们就能更好地应对日益复杂的环境挑战。这些知识不仅对培养生态意识至关重要，更能为植物科学与保护领域开拓职业发展机会，助力解决环境问题（ Pany et al., 2024; Stroud et al ., 2022 ）。

鉴于 2022 年和 2024 年的数据激增，这种论文数量的上升很可能与教育界加强植物失明教育、弥补学生植物认知差距的努力同步。因此，教育工作者应当将植物学素养融入课程体系，帮助学生更深入理解人与自然的互动关系，深化对植物在生命系统中作用的认知，并鼓励他们投身植物科学领域 —— 这一领域正日益成为应对紧迫环境问题的关键力量。

按国家统计论文数量 (RQ 2)

从原产国来看，美国和英国是植物学知识研究与出版领域存在关注的两个国家。按大洲划分，有美洲、欧洲、澳大利亚和亚洲四大洲的出版物来源。值得注意的是，亚洲仅有一个国家上榜 —— 印度尼西亚。完整数据可参见图 3 。

图 3 按国家统计发表论文数量

为了提供一个更具可比性的观点，表 1 按人口（每 1000 万人）和高等教育机构估计数，列出了各国的文件数量。

这表明，尽管印度尼西亚出现在数据集中，但若按人口规模和机构能力调整后，亚洲植物学素养研究仍相对滞后。印度、日本和中国等国虽拥有活跃的环境研究领域，却明显缺席 —— 可能源于术语使用差异、索引限制或主题优先级不同。因此，亚洲代表性不足不仅反映研究兴趣缺失，更揭示了出版索引体系与本土研究术语或机构产出模式之间的不匹配。

从图 3 可见，美国和英国是植物学素养研究与出版最活跃的国家。这或许表明这些国家已建立或发展了植物学研究机构，致力于提升公众对植物学在生态系统中重要性的认知。这得益于其学术界对环境教育和可持续发展的高度重视。

地域分布上，论文横跨美洲、欧洲、澳大利亚和亚洲四大洲。这种全球性分布印证了植物学素养研究日益受到国际社会重视。但值得注意的是，亚洲仅以印度尼西亚为代表，暗示其他亚洲国家在植物学素养研究与出版方面存在差距。这对亚洲国家开展植物学教育研究而言是个挑战，特别是在环境与可持续发展教育尚处起步阶段的国家。

美国和英国在植物学素养研究领域处于领先地位，或许是因为它们拥有资金雄厚的教育科研机构，更有能力产出该领域的重磅论文和研究成果。这恰好说明发达国家可能拥有更多资源投入环境素养建设，而其他地区仍在夯实相关基础。令人意外的是，印度尼西亚竟成为亚洲地区唯一被收录于植物学素养书籍的国家，这引发诸多思考。其中一个原因可能是亚洲多数国家对植物科学的认知不足或重视不够。尽管印度、日本和中国等国在环境研究领域已取得长足发展，但植物学素养本身可能尚未成为优先事项（ Amprazis et al., 2021; Marcos-W alias et al., 2023 ) 。印尼的入选或许反映了该国日益增长的生态关注度 —— 其丰富的生物多样性和植物在生态系统中的关键作用（ Sun et al., 2024 ) 。这也可能标志着亚洲其他国家开始关注植物学素养研究，从而促进更多学术成果涌现，并加深人们对植物在生命维持中重要作用的认知。

按主题领域归档的文件 (RQ 3 ）

植物学素养主要通过社会科学（ 37.3% ）和农业与生物科学（ 20.3% ）进行研究。这一主题还涉及环境科学、计算机科学、心理学、生物化学、艺术与人文、健康专业、经济学及能源等领域，具体数据如图 4 所示。

数据显示，植物学素养研究主要集中于社会科学和农业与生物科学领域。这表明大量研究聚焦于理解人类、植物与生态系统之间的关系，尤其从社会或生态视角切入。社会科学常强调植物知识的文化、历史和社会经济层面，有助于将植物相关议题置于人类行为、政策和社会背景中进行分析。而农业与生物科学则更侧重探索植物的实用价值与科学特性，例如其生长规律、在生态系统中的作用，以及在农业和生物技术领域的应用。

图 4 按主题分类的论文数量

有趣的是，植物学素养这一概念在环境科学、计算机科学、心理学、生物化学、艺术人文、医疗健康、经济学和能源等多个领域都得到广泛探讨。这种跨学科的广泛应用凸显了植物学素养的综合性，表明植物的重要性远不止于传统农业或生物学研究范畴。例如在环境科学中，重点可能放在植物对生态系统和可持续发展的作用上；在计算机科学领域，研究可能涉及利用数字工具模拟植物生长或分析环境数据；而在心理学方面，则可能关注接触植物对心理健康和幸福感的影响。这些不同视角都揭示出植物学素养与社会生活各领域的深度关联。

植物学素养被纳入众多学科体系，印证了其作为教育与科研交叉主题的重要地位（ Amprazis & Papad opoulou, 2020; Balding & Williams, 2016; Sanders, 2019 ) 。尽管社会科学和农业科学仍是探索植物知识的核心领域，但随着植物在其他领域作用的日益凸显，其在全球性挑战应对中的重要性也愈发显著。例如，在医疗健康领域，理解植物的治疗功效或城市绿化对心理健康的影响正变得愈发重要。与此同时，在经济学领域，对农业、制药等植物产业的研究能为可持续发展和经济增长提供参考。

计算机科学与生物化学等学科的介入，也标志着植物研究领域涌现出新的科技方法。随着技术进步，植物学素养或将延伸至生物技术（生物化学领域）和大数据分析（计算机科学领域）等创新方向，为植物研究与环境保护开辟新天地。此外，提及艺术与人文领域则表明，植物学素养还蕴含着文化美学维度，可能涉及文学、艺术及文化实践中对植物的呈现。

按资助机构列出的论文 (RQ 4 ）

美国国家科学基金会（ NSF ）是一个在植物学素养主题的研究和出版资助方面表现出关注和一致性的机构。其资助金额非常突出，共资助了四篇文章，而其他九个机构每家仅资助了一篇。如图 5 所示。

图 5 按资助机构分析论文数量

美国国家科学基金会（ NSF ）在植物学素养研究领域的科研资助与学术出版方面处于领先地位。该机构对这一研究方向的大力支持，从其为四篇相关论文提供的巨额资金中可见一斑 —— 这一数字远超其他九家机构（每家仅资助一篇论文）。这种资金投入的显著差异凸显了 NSF 在推动植物学素养研究中的核心地位，使其成为该领域的重要推手。图 5 的数据更印证了 NSF 对此主题的持续投入，确立了其作为植物学素养研究主要资金来源的地位。

NSF 资助四篇植物学素养论文，而其他机构仅资助一篇，充分体现了该机构对该领域研究的重视程度。 NSF 在这一领域的突出地位，与其支持科学教育的广泛使命密不可分，包括环境素养培养和可持续发展等重要领域。植物学素养对于理解生态系统、生物多样性以及植物在维持生命中的重要性至关重要，这与美国国家科学基金会（ NSF ）促进科学知识发展和应对环境挑战的目标高度契合（ National Science Foundation, 202 2; Spears, 2015 ) 。

NSF 与其他机构在资金投入上的差异，可能反映出不同资助机构的优先事项存在差异。虽然其他机构也可能关注植物学素养，但由于研究议程的竞争或资源有限，其资金投入可能相对较少。而 NSF 显然认识到投资植物学素养的长远价值 —— 这或许能成为应对全球环境问题、提升生态教育水平和推动可持续发展的有效途径。

关键词（RQ5）

图 6 展示了与植物学素养相关的共现关键词分布图。从图中可以看出，某些关键词在网络中占据主导地位，以较大的节点形式呈现。这些主导关键词包括植物失明、环境教育、植物认知、教育、植物学、植物学素养和科学教育。

为增强可视化效果，图 7 提供了关键词热力图，展示了 32 篇分析文献中关键术语的出现频率。该可视化显示 “ 植物失明 ”(18 次提及）、 “ 环境教育 ” （ 15 次）和 “ 植物认知 ” （ 13 次）是最常共现的术语，突显了它们在当前植物学素养讨论中的核心地位。

诸如 “ 早期儿童教育 ”“ 气候 ” 和 “ 科学素养 ” 等较少见的术语，则暗示了新兴但尚未充分探索的领域，特别是在跨阶段教育和全球环境框架方面。

图 6 共现关键词

图 7. 热图可视化

诸如 “ 植物失明 ”“ 环境教育 ” 和 “ 植物意识 ” 等术语的流行，表明植物学素养与提升公众对植物重要性的认知密切相关，同时也应对了 “ 植物失明 ” 这一现象 —— 即人们未能意识到植物在日常生活中的重要性。教育、植物学与科学教育之间的紧密联系，凸显了将植物素养融入正规教育体系的重要性，使其成为更广泛环境与科学教育的一部分。

“ 早期儿童教育 ” 和 “ 研究生教育 ” 等术语的使用，表明植物素养已进入不同教育阶段的考量范围。虽然中小学阶段常强调植物学素养，但学界正日益关注将其融入幼儿教育，以培养孩子们对植物与自然的基础认知与价值观念。此外，研究生教育可能反映出植物科学领域对深入研究及其在科研或保护工作中应用的需求（ Arif et al., 2025; Beasley et al., 2021; Beasley, Hesterman, & Lee-Hammond, 2023; Pongsophon & Jituafua , 2021 ) 。

气候素养与科学素养等细分领域表明，植物学素养常被置于气候变化等更广泛的环境议题中考量 —— 植物在维持生态系统稳定和缓解气候影响方面发挥着关键作用。对科学素养的关注进一步强调了植物学教育作为更广泛的科学理解的关键组成部分的重要性，帮助个人将植物、生态系统和全球环境挑战之间的点联系起来。

影响植物学素养的因素 (RQ 6 ）

表 2 展示了 Scopus 人工智能系统关于影响植物学素养因素的研究成果。该表格明确了三个关键影响因素：缺乏兴趣与接触机会、教育资源及教学方法。其中 “ 缺乏兴趣与接触机会 ” 这一因素指出，由于进入大学前接触植物的机会有限，学生往往难以对植物或植物科学产生浓厚兴趣。这种早期接触不足会显著阻碍他们理解并欣赏植物学概念。正如 Uno （ 2009 ）和 Wells 等人（ 2021 ）所指出的，学生可能认为植物与日常生活无关，这导致他们对学习植物学的兴趣大打折扣。

教育资源质量：教材等教育材料的质量是另一个关键因素。正如佩德雷拉等人（ Pedrera et al 2024 ）所指出的，教科书等教材往往以浅尝辄止的方式呈现植物科学知识，容易导致学生陷入肤浅的学习体验。这种内容深度不足的情况，使得学生难以全面理解生态系统中错综复杂的相互作用关系，以及植物在维持生命过程中发挥的关键作用。

教学方法：传统教学方式可能无法有效激发学生的积极性或培养植物学素养。科尔巴乔 - 库埃洛等人（ Corbacho-Cuello et al 2024 ）和乌诺（ Uno 2009 ）的研究表明，常规教学模式可能忽视了实践操作和探究式学习这两个培养植物认知与价值的重要环节。因此，我们需要更多突破传统被动式学习的创新教学方法来提升植物学素养。

研究数据揭示了提升植物学素养面临的多重挑战，特别是在教育层面。由于高等教育前缺乏对植物的兴趣和接触，早期教育项目需要增加植物相关课程设置，才能有效激发学生的好奇心并增强参与度。这将为学生在学术生涯中深化植物学知识奠定基础。

就教材而言，依赖提供肤浅内容的教科书是主要障碍。教科书需要与时俱进，鼓励批判性思维和植物科学探索，从基础事实转向整合实际应用与生态概念。这种转变有助于学生建立更深层次的学科联系，增强他们对植物作为更广泛环境与科学议题组成部分的理解。

最后，表格中强调的教学方法表明，需要更多互动式、以学生为中心的学习方式。探究式学习和体验式教学方法（如实地考察、植物鉴定或植物生长实验）能更有效地吸引学生。这些方法不仅能促进主动学习，还能让学生将植物学概念应用于现实生活场景，强化植物在日常生活中的重要意义，培养对自然世界的深刻认知。

提高植物学素养的有效策略 (RQ 7 ）

表 3 展示了提升植物学素养的有效策略。表 2 则列举了多种能有效增强植物学素养的策略，这些策略分为探究式与实践学习、信息素养支架教学、个人关联性培养以及创新教育工具四大类。每个类别都强调通过主动参与，帮助学生对植物和植物学产生更深入、更贴切的理解。

探究式与实践性学习：（ 1a ）植物探究路径：通过植物鉴定、探索本地植被等动手活动，能显著提升学生的植物学知识并激发对植物科学的兴趣。科巴乔 - 库埃洛等人（ Corbacho-Cuello et al., 2024 ）指出，这类探究式活动有助于学生将理论知识与实际经验相结合。（ 1b ）本土植物种植：种植本土物种的活动能让学生直接接触植物和生物多样性，这对深化对本地植物群落的理解至关重要。韦尔斯等人（ Wells et al., 2021 ）认为，此类活动不仅能帮助学生认识植物的科学价值，更能让他们体会到其生态与文化价值。

支架式信息素养教育（即结构化学习）：在植物学教学中运用支架式教学法，可帮助学生循序渐进地构建植物学知识体系，使复杂概念易于消化吸收。这种方法特别适合培养未来教育工作者（如生物教师），帮助他们更有效地将植物学知识传授给学生。 M·S· 萨里与马瓦达（ M. S. Sari & Mawaddah, 2021 ）强调，结构化学习对提升植物学素养具有重要作用，尤其对教育工作者而言。

个人联系与关联性：（ 3a ）植物标本馆项目：让学生参与植物标本馆的管理，能让他们与植物文化遗产建立联系，并参与公民科学活动，从而激发对植物学的浓厚兴趣。克罗斯尼克和摩尔（ Krosnick & Moore, 2024 ）指出，这类项目有助于学生与植物建立个人情感纽带，深化对植物科学的理解。（ 3b ）日常生活关联：通过食物、药物或实地考察等方式引导学生探索植物与日常生活的关联，可增强他们对植物学的认知。法迪曼（ Fadiman, 2014 ）认为，这种生活化关联能拓宽学生的视野，强化植物在日常生活中的实际价值。

创新教育工具（如移动技术）：开发与植物课程相匹配的互动式移动应用，能提供生动有趣的教学体验。佩蒂特等人（ Pettit et al., 2014 ）强调，移动技术可促进互动式学习，使植物教育更易接触且充满趣味。

表 2 所述策略着重于主动引导学生参与学习过程，确保他们不仅获得知识，更能培养对植物学的持久兴趣。探究式与实践性学习被列为核心策略。植物探究路线和本土花园种植等活动不仅能激发学生对学科的兴趣，还能让他们与自然世界建立直接联系，帮助他们理解植物在现实生活中的重要性。这与研究结果相吻合 —— 实践学习能有效提升学生的积极性和知识留存率。

信息素养的系统培养同样至关重要，这对未来教育工作者尤为重要。通过确保植物学概念以结构化、循序渐进的方式传授，学生能够构建全面的植物科学认知，并将这种知识传递给他人。这一策略对于培养下一代生物教师和科研人员至关重要，他们将在提升植物学素养方面发挥关键作用。

个人联系和现实关联对增强学生对植物学的兴趣同样重要。标本馆管理等项目，以及将日常生活与植物科学相结合的活动，能让学生明白植物学不仅是学术领域，更是日常生活中不可或缺的一部分。这种个人化的联系能激励学生投身植物学、生态保护等相关领域的职业发展。

概念图（RQ8）

概念图通过可视化方式呈现研究体系中的关联关系与核心主题，清晰展现不同概念、关键词及议题间的内在联系，为特定学科的知识结构与知识流动提供直观呈现（图 7 ）。

不过这种分类在概念层面与 “ 环境教育 ” 等更广泛的教育论述存在重叠。例如 “ 科学素养 ” 和 “ 基于场所的学习 ” 这两个术语在环境教育文献中频繁出现，表明植物学素养应视为嵌套子领域而非独立学科。

使用 Scopus 人工智能生成的概念图虽有助于识别规律，但也存在方法论局限：语言模型偏见、依赖关键词共现分析以及可能遗漏灰色文献等因素都可能影响主题有效性。此外，像 “ 艺术与植物学 ” 与 “ 学生参与度 ” 这类交叉概念，需要人工进行主题三角验证以避免误判。

图 7 植物知识概念图

根据图 7 所示，概念图中植物素养涉及四大核心要素：评估方法、学生参与度、课程开发和教育策略。每个要素又细分为两个分支：评估方法聚焦植物学与科学素养中的认知误区；学生参与度关注环境教育与艺术结合的植物教学；课程开发强调跨学科整合与教材分析；教育策略则侧重基于地域特色的教育实践和探究式教学。

图 7 的概念图清晰勾勒出植物素养与整体教育框架的交汇点。通过分析评估方法、学生参与度、课程开发与教育策略之间的关联，可以发现提升植物素养需要多维度的综合策略 —— 既要夯实知识内容，也要优化教学方法（ Arifet al ., 2025; Beasley , 2023; Beasley , Hesterman , & Lee - Hammond , 2023 ) 。

例如，采用更有效的评估手段纠正植物学认知误区，对于帮助学生更好地掌握植物相关概念至关重要。这在培养科学素养方面尤为重要，因为植物是理解自然科学、生态系统和生物多样性的重要基础。因此，加强植物学素养将有助于构建更全面的科学教育体系。

就学生参与度而言，与环境教育的关联性强调了学习植物和生态系统能直接影响学生对全球紧迫环境挑战的认知和兴趣。将艺术与植物学相结合为学生提供了创意出口，使植物知识更易获取且充满趣味。这也能鼓励那些最初对科学不感兴趣的学生通过不同视角接触学科（ Cil ， 2015 ； Gurnon 等， 2013) 。

课程开发应优先考虑跨学科整合。植物学素养不应局限于生物课堂，而应融入跨学科课程，使其更贴近学生生活。此外，分析并改进教材可确保内容不仅准确无误，还能激发兴趣，并体现植物与其他学科（如气候科学、健康与农业）之间的相互关联（ Dimon 等， 2019 ； Hemingway 等， 2011 ）。

采用基于地域的教育和探究式教学等策略，为学习提供了实践性强、动手动脑的学习方式。通过将学生与当地生态系统联系起来，并鼓励他们通过问题和调查来探索植物概念，这些策略促进了积极的学习，并帮助学生与学科内容建立个人联系。

新兴主题（RQ9）

Scopus 人工智能系统将 “ 环境语境中的科学素养 ” 确定为贯穿 31 篇文献的核心主题。然而，该主题与 “ 环境教育 ” 在概念上仍存在模糊界限。科学素养强调学生运用科学推理解决实际问题的能力，而环境教育则侧重于意识培养、价值观塑造及行为规范。部分研究（如 Borquez-Sanchez ， 2024 ； Luzyawati 等， 2025) 将这两个术语混用，导致文献边界界定困难。

此外，尽管数字工具和公民科学成为新兴主题，但针对国家政策、课程标准或教师能力等结构性促进因素的研究却寥寥无几，这暴露出系统层面干预分析的空白。这些发现提示未来综述应采用混合方法主题提取法 —— 结合 AI 驱动的聚类分析与人工编码，以确保概念精准度。

通过对 31 篇相关文献的分析， Scopus 人工智能系统确认 “ 环境语境中的科学素养 ” 属于 “ 核心主题 ” 。聚焦科学素养的集群持续存在，特别是在环境语境中，反映出学界对提升学生理解环境科学概念能力的持续关注。这一主题涵盖多种旨在提升学生科学素养的教育策略与评估工具，特别关注生态系统、生物多样性及气候变化等环境议题。

分析表明，在 Scopus 索引的 31 项研究（ 2023-2025 年）中， “ 环境语境下的科学素养 ” 成为贯穿始终的核心主题，反映出全球学术界将植物学与生态学概念融入科学教育的趋势。这一趋势凸显了培养学生通过科学探究批判性应对生物多样性丧失、气候变化及生态系统动态等环境挑战的紧迫性（ Afidah & Juanengsih, 2024; Barrutia et al., 2024; Clark et al., 2024 ) 。值得注意的是，巴尔蒂基安等（ Baltikian et al 2024 ）和哈托诺等（ Harton o et al 2023 ）的研究强调，课程设置正日益将植物学素养与更广泛的环境保护理念相结合，这标志着教学方法正向理论与实践相结合的情境化学习模式转变。

该主题的一致性还体现在方法论上的反复出现，包括基于地域的学习（ Bórquez-Sánchez, 2024; Luzyawati et al., 2025 ) 和跨学科评估（ Stahl et al., 2024; Tran et al., 2024 ) 。从地理分布来看，研究覆盖了从印度尼西亚（ Mulyono et al., 2024; Suryani et al., 2023 ) 到欧洲（ Coppi et al., 2023 ) 和拉丁美洲（ Quinde-Ramos et al., 2025 ) 等多个地区，这表明环境科学素养已被公认为现代教育的基石。然而，研究领域存在地域差异。例如，印度尼西亚学者（如 Lestari et al., 2024; Wati et al., 2024) 着重探讨本土生物多样性，而欧洲学者（ Morgacheva et al., 2023) 则聚焦气候变化框架。

尽管这一主题备受关注，但在扩大干预措施覆盖面和评估长期影响方面仍存在空白。新兴研究（ Pratama et al., 2024; Wr ight et al., 2024 ) 主张采用数字平台和公民科学项目等创新工具来维持学生参与度。但鲜有论文探讨系统性障碍 —— 如教师准备情况或政策支持 —— 这表明未来需要针对实施策略展开研究（ Halhaji, 2024; Sidauruk et al., 2025 ) 。综合来看，这些发现表明环境科学素养是一个不断发展的领域，亟需跨学科协作将研究成果转化为切实可行的教育实践。虽然部分研究（如 Pratama et al., 2024; Wright et al., 2024) 推广了数字平台和公民科学等工具以吸引学习者，但鲜有文章深入探讨教师准备情况、国家课程政策或机构能力等结构性促进因素。这表明未来的研究需要采用混合方法主题提取技术 —— 将 AI 生成的聚类结果与人工编码相结合 —— 以提升分析深度并减少主题偏差。

为符合科学教育框架，该主题可对应美国《下一代科学标准（ NGSS ）》等课程目标，这些标准强调跨学科概念、科学实践和生态意识。同样地，在印度尼西亚，《自由课程》中的 “ 基础教育学生档案 ” 将环境素养列为核心能力 —— 这使得植物学素养对课程设计者具有重要参考价值。

3 讨论与建议

这项系统性文献综述基于 Scopus 索引出版物，全面揭示了过去十年植物知识普及研究的发展与扩展。分析显示学术关注度呈现明显上升趋势，尤其在 2017 年后达到显著高峰， 2022 年和 2024 年尤为突出。这种增长反映了全球对植物在应对可持续发展、生物多样性丧失及气候变化等紧迫环境挑战中关键作用的日益重视。

研究发现，植物知识普及正逐步融入社会科学、农业研究、环境科学、计算机科学及心理学等多个学科领域，彰显其跨学科价值。尽管美国和英国在研究成果方面处于领先地位，但亚洲地区仍存在显著代表性不足问题，印尼是该地区唯一的贡献国。这凸显出加强国际合作、推动更具包容性的全球研究的迫切需求。

概念图分析强调推进植物知识普及需采取多维度策略，不仅涉及内容开发，还需创新教学方法与评估手段。有效的教学策略包括探究式学习、构建信息素养框架，以及将植物知识与学生日常生活建立现实联系 —— 这些方法都能有效提升学生的参与度和知识留存率。

通过 Scopus 人工智能系统识别的新兴主题显示， “ 环境语境中的科学素养 ” 成为核心关注点，这印证了植物教育与更广泛环境素养目标的高度契合。这种跨地区的持续性主题呈现，凸显了将植物素养融入学校课程体系和科学教育框架的重要价值。

基于上述研究发现，政策制定者和教育工作者应考虑在课程标准和教师培训项目中更明确地纳入植物素养教育。特别是在资源匮乏地区，推动教师开展跨学科策略的专业发展，对于培养具备全球视野、生态素养的新生代至关重要，他们将有能力应对 21 世纪的环境挑战。

未来植物学素养研究应聚焦于拓展代表性不足地区的教育版图，特别是亚洲地区，以填补现有空白并促进全球参与。应当吸引印度、中国和日本等国的深度参与 —— 这些国家的植物在生态系统与文化中发挥着关键作用。此外，将植物学素养融入气候科学、健康、农业及艺术等跨学科课程体系至关重要，这能帮助学生获得更全面且贴近实际的知识。需要进一步探索基于地域特色的教育模式和探究式教学法等创新教学方式，以提升学生参与度。同时，亟需开发创新评估方法来纠正植物学领域的认知误区，并培养批判性思维能力。通过引入移动应用和公民科学项目等数字平台，可使植物学教育更具互动性和可及性，尤其对难以接触实体植物环境的学生群体意义重大。此外，教师专业发展与政策支持研究同样关键，既要确保教育工作者掌握必要工具与培训资源，也要探索如何通过政策推动植物学素养纳入课程体系，特别是在环境教育尚处萌芽阶段的地区。