科学教育

对《科学教育》约一个世纪的出版史上所有撰写的文章进行了自动、定量的文献回顾和分类，揭示了该领域长期的研究主题和趋势，可发现科学教育领域几条经久不衰的研究线索，以及各种兴趣浪潮和科学教育领域从其他领域有效借鉴的证据。

新进入科学教育领域的研究人员可利用期刊发展图来确定研究重点，避免重复前人工作。

研究不仅揭示了科学教育领域的最新趋势，还通过量化方法，将这些趋势以时间函数的形式展现出来，为科学教育研究提供了新的视角和方法论上的贡献。

研究显示，未来科学教育领域可能因跨学科的相互影响而产生新的研究趋势。

该分析揭示了科学教育领域的发展历程：20世纪70年前，研究侧重于学生成绩和教师准备的定量分析及教学理念讨论；

通过分析这些趋势，可以构建科学教育领域发展的可能叙事。

而SFES更倾向于参与多个学科科学教育领域的工作。

在美国，理科教师的教育角色复杂，DBER（Discipline-BasedEducationResearch）和SFES（ScienceFacultywithEducationSpecialties）虽有不同但常有重叠，反映了科学教育领域的复杂性。

有教育专长的理科教育专家（SFES）是2006年提出的概念，2008年开始研究（参见科学教育|美国具有教育专长的理科教师现状2007年），指在科学教育领域从事相关活动的以教育为重点的理科教师，包括科学教育研究人员（SER,Discipline-BasedEducationResearchers）、K-12科学教育（K-12ScienceEducation）和本科科学教育（UndergraduateScienceEducation

美国理科院系正增加对以教育为重点的科学教师的培训和聘用，显示出科学教育领域的成熟化。

Odden等人（2021）将期刊中的研究分为21个不同的主题，组合为三个主题组：科学内容主题、以教学为中心的主题和以学生为中心的主题，量化了这些主题和主题群组随着时间推移的兴衰，并据此对科学教育领域的发展进行深入分析，包括国家政策变化对研究界感兴趣的主题的影响，不同主题之间的相互关系以及知识交叉渗透的影响。

尽管如此，一些主题在科学教育领域的历史中反复出现，被不断重新发现和强调。

以教育为重点的科学教师如何参与理科教育研究（SER）、K-12科学教育（K-12）和本科生科学教育（UGSE）三个领域因科学教育身份而异。

作为科学教育研究人员、实践者、历史学家和改革者，我们有兴趣了解这些主题和转变。

利用潜在狄利克雷分配（LDA）技术，对《科学教育》期刊自1920-2020年的文献进行了主题分析，揭示了科学教育研究的发展趋势和主题变化。

本研究旨在利用LDA分析《科学教育》杂志上科学教育研究的主题及其随时间的变化情况。

研究旨在介绍LDA方法，并通过自动化元级文献综述，展示不同主题随时间的流行程度，帮助研究人员理解科学教育研究的历史演变。

研究问题如下：（1）《科学教育》杂志上发表的科学教育研究文献在上个世纪主要涉及哪些主题？

例如，心理学建构应用于科学教育的研究者可关注1970-1990年的文献。

本研究通过总结《科学教育》杂志上个世纪的文献，揭示了科学教育研究的主要主题，并分析了这些主题随时间的流行趋势变化。

研究人员若能借鉴其他学科的知识和观点，将有助于提升科学教育研究质量，并可能推动研究重点的转变。

第一波关注学生成绩的定量测量，反映了科学教育研究者将实验和统计方法应用于教学研究的早期尝试。

认知心理学的发展促进了科学教育研究，如“儿童的想法”和“教育心理学与问题解决”主题的兴起。

4讨论差异：带有偏见的科学教育研究身份的兴起

基础科学或科学教育方面的正规培训是指通过博士后职位和博士或硕士学位获得的学士后培训，以及在科学教育方面获得的K-12教学证书或科学教育研究生奖学金。

以报告的不同身份募集项目资助作为衡量特定领域内专业活动的一个标准，在各种身份中，科学教育研究是报告活动最多的领域，而K-12是报告活动最少的领域（图1F）。

在专业活动方面，DBER教师更频繁地参与科学教育研究、K-12和本科生科学教育，尤其是那些具有双重身份的教师，在这些领域的参与度更高。

最近二十年来，大学理科教育吸纳了以教育为重点的理科教师，专注于科学教育研究、K-12科学教育和本科科学教育三个领域，形成了具有教育专长的理科教育专家阶层。

本研究揭示理科教师在教育领域遭遇来自院系管理者和大学领导的负面偏见，这与他们采用DBER（科学教育研究）身份的趋势相悖。

此外，理科教师与院长之间在科学教育研究领域的影响力认可上存在分歧，这可能削弱教师们在科学教育中的潜在贡献。

科学教育研究ScienceEducationResearch

植物学科学教育演变：左上19世纪，右上20世纪，下21世纪

同样，具有双重身份的教师（既是DBER又是SFES）参与出版和指导科学教育活动的比例也高于仅为DBER或仅为SFES的教师。

一个多世纪以来，美国《科学教育》杂志持续发表有关科学教育文章，所代表的不仅仅是过去工作的资料宝库，还有可能为科学教育的历史以及特定领域的变化动态提供真知灼见。

科学教育文献的历史悠久且庞大，使得研究人员难以全面掌握。

该分析揭示了科学教育文献随时间变化的趋势和模式，这些变化可能与国家科学教育政策、地缘政治事件、编辑优先权以及理论框架、研究兴趣和方法的转变有关。

在本研究之前，很少有研究关注参与改进科学教育教师的专业身份，尤其是随着时间的推移。

但对参与改革的科学教育教师本身的关注较少。

尽管其独立性可能存在一定程度的逐渐减弱，而且最近的数据反映出来自同行评议及大学或学院管理层的负面偏见，尤其是在博士学位授予机构中，这些科学教育教师依然展现出了不屈不挠的精神和坚定的毅力。

【内容提要】科学教育的改革历程已近百年，其核心宗旨在于激发学生的学习兴趣并培育未来的科学家，以应对全球科学教育所面临的挑战，并确保公众对科学持有积极的态度。

在近期的科学教育改革实践中，高等教育机构致力于将以教育为重点的科学教师纳入理科专业，以增强学术团队的力量。

这些挑战可能会阻碍科学教育及其研究领域的教师和科学教育及其研究人员的科学教育改革工作，尤其是在授予博士学位的大学。

研究科学教师的专业身份与科学教育改革的互动，对于实现改革目标至关重要。

过去几十年来，科学教育改革举措受到了广泛关注，旨在增加对STEM领域的资金支持，并采用有效教学策略为学生准备21世纪生物学学习。

这种长达数十年的大学教师改善科学教育现象为科学教育改革提供了新的视角，与传统上关注学生成绩或K-12教师的研究形成鲜明对比。

2）在最初受聘后转型（T）从事科学教育工作的教职教师，他们的专业是另一个领域（如昆虫学）。

在早期的研究中，报告了两种截然不同的职业发展途径，包括：1）受聘（H）专门从事科学教育工作的教职教师；

此后，科学教育实践更加注重学生话语、概念理解和教师职业发展。

这些变化不仅改变了科学教育的实践方式，也影响了人们对科学教育意义的理解。

2以教育为重点的科学教师群体为适应环境而发生的变化增加科学教育方面的正规培训

过去几十年来，科学教育改革举措受到了广泛关注，旨在增加对STEM领域的资金支持，并采用有效教学策略为学生准备21世纪生物学学习。

学科教育研究（DBER）领域的教师最初被视为理科教育专家的一部分，但现已形成独特身份，强调研究成果对科学教育改进的作用。

研究不仅揭示了科学教育领域的最新趋势，还通过量化方法，将这些趋势以时间函数的形式展现出来，为科学教育研究提供了新的视角和方法论上的贡献。

1970年前，科学教学讨论集中在教授技巧和科学教师培养上，涉及教育技术应用、专业教师发展及科学教育目标。