Abstract

Bu çalışmanın amacı, Web of Science (WoS) veri tabanında indekslenen Bilimsel Süreç Becerileri (BSB) konulu akademik yayınları inceleyerek, ilgili literatürün yapısal ve içeriksel anatomisini ortaya koymaktır. Çalışma kapsamında, eğitim alanında BSB konusuna odaklanan 813 akademik yayın WoS veri tabanından elde edilerek değerlendirmeye alınmıştır. Veri setinin epistemik yapısı, performans ölçütleri, ağ analizi, kavramsal yapılanma ve tematik haritalama boyutlarında ele alınarak kapsamlı biçimde analiz edilmiştir. Üretkenlik kapsamında, yayınların yıllara göre dağılımı ve atıf sayılarının yanı sıra, en fazla katkı sağlayan yazarlar, çalışmalar, kurumlar ve ülkeler incelenmiştir. Ağ analizi kapsamında; birlikte atıf ağları, iş birliği ağları, anahtar kelime ve eş-zamanlılık ağ analizi ile yükselen konular ve tematik evrim incelenmiştir. Ayrıca, anahtar kelimelere dayalı olarak kavramsal yapı ve tematik haritalar de analiz edilmiştir. Çalışmada, 1980’den günümüze, 69 farklı ülkeyi temsil eden 2.281 yazar tarafından yayımlanmış toplam 813 makale analiz edilmiştir. Elde edilen bulgulara göre, BSB konulu çalışma sayısı ile bu çalışmalara yapılan atıf sayısının yıllar içerisinde artış gösterdiği tespit edilmiştir. En üretken kurum olarak National Taiwan Normal University öne çıkarken, ABD ve Çin en fazla bilimsel katkı sağlayan ülkeler arasında yer almıştır. Ağ analizi sonuçlarına göre, Kuhn, D., Harlen, W., Pedaste, M., ve Osborne, J. alandaki en etkili yazarlar arasında yer almaktadır. 2015 yılından bu yana "science education", "scientific literacy" ve "inquiry-based learning" öne çıkarken, son yıllarda "chatGPT", "scientific creativity", "systematic review”, ve "research skills" gibi konular giderek daha fazla ilgi görmektedir. BSB konulu çalışmalarla ilgili yapılan faktör analizinde, toplam değişkenliğin %33’ünün açıklandığı görülmüştür. BSB çalışmalarının farklı disiplinlerle zenginleştirilerek, öğrenme ve öğretim süreçlerine daha anlamlı katkılar sunması önerilmektedir.

Abstract

The aim of this study is to examine academic publications on Scientific Process Skills (SPS) indexed in the Web of Science (WoS) database and to reveal the structural and content-based anatomy of the related literature. Within the scope of the study, 813 academic publications focused on SPS in the field of education were retrieved from the WoS database and analyzed. The dataset was comprehensively analyzed in terms of epistemic structure, performance metrics, network analysis, conceptual organization, and thematic mapping. In terms of productivity, the distribution of publications over the years and the number of citations were examined, along with the most contributing authors, studies, institutions, and countries. In the context of network analysis, co-citation networks, collaboration networks, keyword and co-occurrence network analysis, as well as emerging topics and thematic evolution were explored. Additionally, conceptual structure and thematic maps based on keywords were also analyzed. In the study, a total of 813 articles published by 2,281 authors representing 69 different countries from 1980 to the present were analyzed. According to the findings, both the number of studies on SPS and the citations to these studies have shown an increasing trend over the years. National Taiwan Normal University emerged as the most productive institution, while the USA and China ranked among the countries making the highest scientific contributions. According to the network analysis results, Kuhn, D., Harlen, W., Pedaste, M., and Osborne, J. are among the most influential authors in the field. Since 2015, topics such as "science education," "scientific literacy," and "inquiry-based learning" have come to the fore, while in recent years, areas like "ChatGPT," "scientific creativity," "systematic review," and "research skills" have attracted increasing attention. In the factor analysis conducted on studies related to SPS, it was found that 33% of the total variance was explained. It is recommended that SPS studies be enriched through integration with various disciplines to offer more meaningful contributions to learning and teaching processes.

Structured Abstract

Literature Review:

Scientific process skills (SPS) stand out as a fundamental competency area that enables individuals to actively participate in the processes of constructing, interpreting, and utilizing scientific knowledge (Bybee, 2010; Harlen, 1999). These core skills lie at the heart not only of science education but also of all components of modern educational systems, aiming to foster students’ higher-order skills such as critical thinking, problem-solving, and scientific reasoning (NRC, 2012; Padilla, 1990). Particularly, 21st-century competencies such as lifelong learning, inquiry-based thinking, and evidence-based decision-making further underscore the educational significance of SPS (Kurniawati, 2021; P21, 2019). These skills, emphasized in international assessment frameworks such as PISA and TIMSS, are important not only for academic achievement but also for civic engagement (OECD, 2016). In this context, the systematic and holistic development of SPS is regarded as a critical necessity for enabling individuals to approach real-life problems through scientific methods and to generate evidence-based solutions. Thus, positioning SPS at the core of educational curricula emerges as a strategic priority that directly aligns with the pedagogical goals of educational philosophy.

In the current literature, SPS are classified within the scope of basic and integrated skills such as observing, inferring, hypothesizing, collecting data, and designing experiments, and are directly associated with individuals' capacities to generate and utilize knowledge (AAAS, 1993). Within this framework, SPS are conceptualized as a structure that aims not only to enable students to access knowledge but also to interpret it and transfer it to different contexts (Aktamış & Ergin, 2007; Aslan et al., 2016; Germann et al., 1996). Studies in the literature reveal that student-centered approaches such as inquiry-based learning, STEM-based instruction, discovery learning, and argumentation significantly support the development of SPS (Bybee et al., 2006; Idris et al., 2022; Kol & Yaman, 2022; Pedaste et al., 2015). Indeed, these studies demonstrate that SPS are related to science achievement and have a positive impact on student performance (Arıcı, 2025; Dolapcıoğlu & Subaşı, 2022). However, the limited number of studies based on bibliometric analysis hinders the comprehensive monitoring of trends, thematic concentrations, and areas of development in the literature (Iqbal et al., 2025). In particular, the lack of data-driven analyses that comprehensively reveal the relationships among authors, institutions, countries, and key themes is noteworthy. In this regard, the present study aims to examine the academic literature on SPS through a systematic and bibliometric approach, with the goal of revealing patterns of productivity, conceptual structure, and thematic trends within a comprehensive framework, thereby contributing to addressing methodological and structural gaps in the literature and guiding future research.

Methodology:

The study addressed the topic of SPS through a bibliometric approach in accordance with PRISMA guidelines. A title-based search conducted on July 24, 2025, using the Web of Science Core Collection database yielded 3,553 records, of which 819 peer-reviewed articles published in English within the field of education were included in the analysis following the filtering process. The selection process for scientific articles was structured according to the identification, screening, and inclusion phases. In the data analysis, dimensions such as scientific productivity, conceptual structure, thematic evolution, and collaboration networks were visualized using VOSviewer and the R-based Bibliometrix software. The process of constructing the dataset was transparently described, and the keywords, filters, and data format used were detailed comprehensively. The analysis process was conducted objectively, and the findings obtained were evaluated in terms of internal consistency. In compliance with the PRISMA protocol, the processes of source selection, inclusion–exclusion criteria, and reporting were systematically structured. This methodological structure ensured that the study met the criteria for validity and reliability. Furthermore, structural patterns and scientific interactions within the dataset were analyzed in a multidimensional manner through the employed software and analytical techniques. Thus, the temporal development and thematic concentrations of the literature on SPS were revealed through a robust, data-driven analysis.

Findings and Discussion:

The findings regarding the annual distribution of publications in the field of SPS reveal an increasing trend since 1985, a marked acceleration after 2008, and a peak in both publication and citation counts in 2024. Among the most productive authors are Aktamış, Chang, and Matthews, while Germann stands out in terms of fractionalized productivity. It was determined that the study by Pedaste et al. (2015) is the most influential publication in the field in terms of both total and annual citation counts. While the United States, China, and Turkey emerge as the most prolific countries in terms of publication output, National Taiwan Normal University was identified as the most productive institution. Co-citation analyses revealed that authors such as Kuhn, Osborne, and Pedaste occupy central positions, while the Journal of Research in Science Teaching stands out as the most highly cited journal. In co-authorship and institutional collaboration networks, authors such as Pedaste, Song, and Matthews, as well as institutions including National Taiwan University, Queensland, and Nanyang, were found to occupy central roles. Keyword and co-occurrence analyses indicated that the concepts "science process skills," "inquiry-based learning," and "science education" were used most frequently, while themes such as "ChatGPT," "scientific creativity," and "systematic review" have gained prominence recently. Based on Multiple Correspondence Analysis (MCA), the conceptual structure was found to be divided into three main clusters centered on pedagogical practices, student attitudes, and digitally supported instructional approaches. The thematic map analysis further indicated that these concepts were classified as motor, basic, niche, and declining themes, thereby providing a meaningful framework for understanding thematic diversity within the literature.

Results and Recommendations:

The bibliometric analysis based on 813 articles published in the Web of Science (WoS) database between 1980 and 2025 reveals not only a quantitative increase but also a qualitative diversification and thematic transformation in the field of SPS. It has been determined that the theoretical foundations of SPS have strengthened around the axis of inquiry-based learning and that highly cited studies such as Pedaste et al. (2015), Edelson et al. (1999), and Lazonder and Harmsen (2016) have played a defining role in shaping the direction of the field. The central positioning of pedagogically oriented themes such as "inquiry-based learning," "scientific literacy," and "curriculum" in the relevant literature indicates that applied instructional strategies play an effective role in the development of SPS. The recent rise of concepts such as "ChatGPT," "scientific creativity," and "systematic review" reveals the field’s responsiveness to technological developments such as digitalization and artificial intelligence; however, methodological gaps have been identified regarding the integration of these qualitative themes into instructional practices. Moreover, student-centered and discovery-based learning approaches have emerged as dominant themes in the teaching of SPS, and it is recommended that laboratory practices and STEM-STEAM-based instruction be more robustly structured within instructional designs. Globally, the United States, China, and Turkey stand out in terms of publication productivity, while international collaborations, particularly between China and Singapore, the Netherlands, and Australia, have been found to shape the orientation of the literature. On the other hand, despite Turkey’s productivity, its limited representation through international partnerships underscores the need to strengthen collaboration dynamics. In this regard, future studies are recommended to promote interdisciplinary and transcontinental interactions, to systematically integrate artificial intelligence and digital teaching tools into SPS instructional processes, and to develop applied models for early age groups. Nevertheless, the periodic monitoring of conceptual clusters and thematic intensities in the relevant literature is essential for accurately analyzing the dynamics of change in the field. Within this framework, it is anticipated that mixed-methods studies supported by qualitative content analyses, in addition to up-to-date bibliometric scans, will provide holistic contributions to the literature.

Yapılandırılmış Özet

Literatür Taraması: Bilimsel süreç becerileri (BSB), bireylerin bilimsel bilgiyi yapılandırma, yorumlama ve kullanma süreçlerine aktif katılımını sağlayan temel bir yeterlik alanı olarak öne çıkmaktadır (Bybee, 2010; Harlen, 1999). Bu temel beceriler, sadece fen eğitiminin değil, çağdaş eğitim sistemlerinin tüm bileşenlerinin merkezinde yer almakta olup öğrencilerin eleştirel düşünme, problem çözme ve bilimsel akıl yürütme gibi üst düzey becerilerini geliştirmeyi amaçlamaktadır (NRC, 2012; Padilla, 1990). Özellikle 21. yüzyıl becerileri arasında yer alan yaşam boyu öğrenme, sorgulama temelli düşünme ve bilgiye dayalı karar verme gibi hedefler, BSB’nin eğitimdeki önemini daha da artırmaktadır (Kurniawati, 2021; P21, 2019). PISA ve TIMSS gibi uluslararası değerlendirme sistemlerinde vurgulanan bu beceriler, yalnızca akademik başarı değil, aynı zamanda toplumsal katılım açısından da önem taşımaktadır (OECD, 2016). Bu bağlamda, bilimsel süreç becerilerinin sistematik ve bütüncül bir biçimde geliştirilmesi, bireylerin gerçek yaşam problemlerine bilimsel yöntemlerle yaklaşabilmeleri ve kanıta dayalı çözüm üretebilmeleri açısından kritik bir gereklilik olarak değerlendirilmektedir. Dolayısıyla, BSB’nin eğitim programlarında merkezi bir konumda ele alınması, eğitim anlayışının pedagojik hedefleriyle doğrudan örtüşen stratejik bir öncelik olarak öne çıkmaktadır.

Mevcut alanyazında bilimsel süreç becerileri; gözlem yapma, çıkarımda bulunma, hipotez kurma, veri toplama ve deney tasarlama gibi temel ve bütünleşik beceriler kapsamında sınıflandırılmakta ayrıca bireylerin bilgi üretme ile bilgiyi kullanma kapasiteleriyle doğrudan ilişkilendirilmektedir (AAAS, 1993). Bu çerçevede BSB, öğrencilerin yalnızca bilgiye erişmelerini değil, edindikleri bilgiyi anlamlandırmalarını ve farklı durumlara transfer edebilmelerini amaçlayan bir yapı olarak ele alınmaktadır (Aktamış ve Ergin, 2007; Aslan vd., 2016; Germann vd., 1996). Alanyazındaki araştırmalar, özellikle sorgulamaya dayalı öğrenme, STEM temelli öğretim, keşfederek öğrenme ve argümantasyon gibi öğrenci merkezli yaklaşımların BSB’nin gelişimini anlamlı biçimde desteklediğini ortaya koymaktadır (Bybee vd., 2006; Idrıs vd., 2022; Kol ve Yaman, 2022; Pedaste vd., 2015). Nitekim bu çalışmalar, bilimsel süreç becerilerinin fen başarısıyla ilişkili olduğunu ve öğrenci başarısı üzerinde olumlu bir etki yarattığını göstermektedir (Arıcı, 2025; Dolapcioglu ve Subasi, 2022). Buna karşın, bibliyometrik analiz temelli araştırmaların sınırlı sayıda olması, literatürdeki eğilimlerin, tematik yoğunlukların ve gelişim alanlarının bütüncül bir biçimde izlenmesini güçleştirmektedir (Iqbal vd., 2025). Özellikle yazarlar, kurumlar, ülkeler ve anahtar temalar arasındaki ilişkileri kapsamlı bir biçimde ortaya koyan veri temelli analizlerin yetersizliği dikkat çekmektedir. Bu bağlamda, mevcut çalışma bilimsel süreç becerileri konulu akademik literatürü sistematik ve bibliyometrik bir yaklaşımla inceleyerek, alandaki üretkenlik örüntülerini, kavramsal yapıyı ve tematik eğilimleri bütüncül çerçevede ortaya koymayı amaçlamakta; böylece literatürdeki metodolojik ve yapısal boşlukların giderilmesine katkı sunmayı ve gelecekteki araştırmalara yön vermeyi hedeflemektedir.

Yöntem: Çalışma, BSB konusunu PRISMA yönergeleri doğrultusunda bibliyometrik bir yaklaşımla ele almıştır. Web of Science Core Collection veri tabanı kullanılarak 24 Temmuz 2025 tarihinde yapılan başlık temelli tarama sonucunda 3.553 kayıt elde edilmiş, filtreleme süreciyle eğitim alanında yer alan ve İngilizce dilinde yayımlanmış 819 bilimsel makale analiz kapsamına alınmıştır. Bilimsel makale seçim süreci tanımlama, tarama ve dahil etme aşamalarına göre yapılandırılmıştır. Veri analizinde VOSviewer ve R tabanlı bibliometrix yazılımları kullanılarak bilimsel üretkenlik, kavramsal yapı, tematik evrim ve iş birliği ağları gibi boyutlar görselleştirilmiştir. Veri setinin oluşturulması süreci şeffaf bir şekilde tanımlanmış, kullanılan anahtar kelimeler, filtreler ve veri formatı ayrıntılı biçimde açıklanmıştır. Analiz süreci nesnel biçimde yürütülmüş, elde edilen bulgular iç tutarlılık açısından değerlendirilmiştir. PRISMA protokolüne uygun bir biçimde kaynak seçimi, dahil etme-dışlama ölçütleri ve raporlama süreçleri sistematik olarak yapılandırılmıştır. Bu yöntemsel yapı, çalışmanın geçerlik ve güvenirlik kriterlerini karşılamasını sağlamıştır. Ayrıca, kullanılan yazılımlar ve analiz teknikleri aracılığıyla veri seti üzerindeki yapısal örüntüler ve bilimsel etkileşimler çok boyutlu biçimde çözümlenmiştir. Böylece, BSB alanındaki literatürün zamansal gelişimi ve tematik yoğunlukları veriye dayalı güçlü bir analizle ortaya konmuştur.

Bulgular ve Tartışma: BSB alanındaki yayınların yıllara göre dağılımına ilişkin bulgular, 1985 yılından itibaren artan bir eğilim gösterdiğini, 2008 sonrasında belirgin bir ivme kazandığını ve 2024 yılında hem yayın hem de atıf sayılarında en yüksek seviyeye ulaşıldığını ortaya koymuştur. En üretken yazarlar arasında Aktamış, Chang ve Matthews yer almakta; fractionalized üretkenlik açısından Germann’nın öne çıktığı görülmektedir. Pedaste vd. (2015) çalışmasının toplam ve yıllık atıf sayısı bakımından alandaki en etkili yayın olduğu tespit edilmiştir. ABD, Çin ve Türkiye en çok yayın üreten ülkeler olarak öne çıkarken; National Taiwan Normal University’nin en fazla üretkenlik gösteren kurum olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Ortak atıf analizlerinde Kuhn, Osborne, Pedaste gibi yazarların merkezî konumda bulunduğu, Journal of Research in Science Teaching’in ise en fazla atıf alan dergi olarak öne çıktığı belirlenmiştir. Ortak yazarlık ve kurumsal iş birliği ağlarında, Pedaste, Song ve Matthews gibi yazarların; National Taiwan University, Queensland ve Nanyang gibi kurumların merkezî rollerde yer aldığı ortaya konmuştur. Anahtar kelime ve eş oluşum analizlerinde "science process skills", "inquiry-based learning" ve "science education" kavramlarının yoğunlukla kullanıldığı, ayrıca son yıllarda "ChatGPT", "scientific creativity" ve "systematic review" gibi temaların ön plana çıktığı belirlenmiştir. Multiple Correspondence Analysis (MCA) analizine dayalı olarak kavramsal yapının pedagojik uygulamalar, öğrenci tutumları ve dijital destekli öğretim yaklaşımları etrafında üç ana kümeye ayrıldığı belirlenmiştir. Tematik harita üzerinden yapılan değerlendirmede ise bu kavramların motor, temel, niş ve gerileyen temalar şeklinde sınıflandırıldığı ve literatürdeki tematik çeşitliliğe yönelik anlamlı bir çerçeve sunulduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Sonuç ve Öneriler: 1980–2025 yılları arasında Web of Science (WoS) veri tabanında yayımlanan 813 makaleye dayalı olarak gerçekleştirilen bibliyometrik analiz, BSB alanında yalnızca niceliksel bir artış değil, aynı zamanda niteliksel çeşitlenme ve tematik bir dönüşüm yaşandığını ortaya koymuştur. BSB’nin kuramsal temellerinin sorgulamaya dayalı öğrenme ekseninde güçlendiği; bu çerçevede Pedaste vd. (2015), Edelson vd. (1999) ve Lazonder ve Harmsen (2016) gibi yüksek atıf alan çalışmaların alanın yönünü belirleyici nitelikte olduğu belirlenmiştir. İlgili literatürde "inquiry-based learning", "scientific literacy" ve “curriculum” gibi pedagojik odaklı temaların merkezî konumda yer alması, uygulamalı öğretim stratejilerinin BSB gelişiminde etkili bir rol oynadığını göstermektedir. Son yıllarda "ChatGPT", "scientific creativity" ve "systematic review" gibi kavramların yükselişi, alanın dijitalleşme ve yapay zekâ gibi teknolojik gelişmelere duyarlılığını ortaya koymakta; ancak bu niteliksel temaların öğretim uygulamalarına entegrasyonu konusunda metodolojik boşluklar bulunduğu saptanmıştır. Ayrıca, öğrenci merkezli ve keşfetmeye dayalı öğrenme yaklaşımlarının BSB’nin öğretiminde baskın temalar hâline geldiği, bu bağlamda laboratuvar uygulamaları ve STEM-STEAM tabanlı öğretimin öğretim tasarımlarında daha güçlü biçimde yapılandırılması gerektiği önerilmektedir. Küresel düzeyde ABD, Çin ve Türkiye yayın üretkenliğiyle öne çıkarken; uluslararası iş birliği açısından özellikle Çin ile Singapur, Hollanda ve Avustralya arasındaki etkileşimlerin literatür yönelimini şekillendirdiği belirlenmiştir. Diğer yandan Türkiye’nin üretkenliğine karşın sınırlı uluslararası ortaklıklarla temsil edilmesi, iş birliği dinamiklerinin güçlendirilmesi gerekliliğini ortaya koymaktadır. Bu doğrultuda, gelecekteki araştırmalarda disiplinlerarası ve kıtalararası etkileşimlerin artırılması, yapay zekâ ve dijital öğretim araçlarının sistematik bir biçimde BSB’nin öğretim süreçlerine entegre edilmesi ve erken yaş gruplarına yönelik uygulamalı modellerin geliştirilmesi önerilmektedir. Bununla birlikte, ilgili alanyazındaki kavramsal kümelerin evrimi ve tematik yoğunlukların periyodik olarak izlenmesi, literatürdeki değişim dinamiklerini sağlıklı analiz edebilmek açısından önem arz etmektedir. Bu çerçevede, güncel bibliyometrik taramaların yanı sıra, nitel içerik analizleriyle desteklenen karma yöntemli araştırmaların literatüre bütüncül katkılar sunacağı öngörülmektedir.

ملخص مُنظَّم 

مراجعة الأدبيات:

تُعَدّ مهارات العمليات العلمية (Scientific Process Skills – SPS) مجالًا كفائيًا أساسيًا يتيح للأفراد المشاركة الفاعلة في عمليات بناء المعرفة العلمية وتفسيرها وتوظيفها (Bybee, 2010; Harlen, 1999). وتحتل هذه المهارات موقعًا محوريًا ليس في تعليم العلوم فحسب، بل في مختلف مكوّنات النظم التعليمية الحديثة، إذ تهدف إلى تنمية مهارات عليا لدى المتعلمين مثل التفكير النقدي، وحل المشكلات، والاستدلال العلمي (NRC, 2012; Padilla, 1990). كما تؤكد كفاءات القرن الحادي والعشرين—كالتعلّم مدى الحياة، والتفكير القائم على الاستقصاء، واتخاذ القرار المبني على الأدلة—الأهمية التربوية المتزايدة لمهارات العمليات العلمية (Kurniawati, 2021; P21, 2019). وتبرز هذه المهارات ضمن أطر التقييم الدولية مثل PISA وTIMSS، بوصفها مهمة ليس للإنجاز الأكاديمي فحسب، بل للمشاركة المدنية أيضًا (OECD, 2016). وفي هذا السياق، يُنظر إلى التطوير المنهجي والشامل لمهارات العمليات العلمية بوصفه ضرورة حاسمة لتمكين الأفراد من مقاربة مشكلات الحياة الواقعية بطرائق علمية وتوليد حلول قائمة على الأدلة. وعليه، فإن تموضع مهارات العمليات العلمية في صميم المناهج التعليمية يُعدّ أولوية استراتيجية تتوافق مباشرة مع الأهداف البيداغوجية للفلسفة التربوية.

وتصنَّف مهارات العمليات العلمية في الأدبيات ضمن مهارات أساسية ومتكاملة مثل الملاحظة والاستدلال وصياغة الفرضيات وجمع البيانات وتصميم التجارب، وترتبط ارتباطًا مباشرًا بقدرات الأفراد على توليد المعرفة واستخدامها (AAAS, 1993). وفي هذا الإطار، تُتصوَّر مهارات العمليات العلمية بوصفها بنية لا تقتصر على تمكين المتعلمين من الوصول إلى المعرفة فحسب، بل تشمل تفسيرها ونقلها إلى سياقات مختلفة (Aktamış & Ergin, 2007; Aslan et al., 2016; Germann et al., 1996). وتُظهر الدراسات أن المقاربات المتمركزة حول المتعلم—مثل التعلّم القائم على الاستقصاء، والتعليم القائم على STEM، والتعلّم بالاكتشاف، والجدل العلمي—تدعم بشكل ملحوظ تنمية مهارات العمليات العلمية (Bybee et al., 2006; Idris et al., 2022; Kol & Yaman, 2022; Pedaste et al., 2015). كما تُبيّن هذه الدراسات أن مهارات العمليات العلمية ترتبط بالتحصيل في العلوم ولها أثر إيجابي في أداء المتعلمين (Arıcı, 2025; Dolapcıoğlu & Subaşı, 2022). غير أن محدودية الدراسات القائمة على التحليل الببليومتري تعيق الرصد الشامل للاتجاهات والتركيزات الموضوعية ومجالات التطور في الأدبيات (Iqbal et al., 2025)، ولا سيما غياب التحليلات المعتمدة على البيانات التي تكشف بصورة شاملة العلاقات بين المؤلفين والمؤسسات والدول والموضوعات المحورية. ومن ثمّ، تهدف هذه الدراسة إلى فحص الأدبيات الأكاديمية حول مهارات العمليات العلمية عبر مقاربة منهجية وببليومترية للكشف عن أنماط الإنتاجية والبنية المفاهيمية والاتجاهات الموضوعية ضمن إطار شامل، بما يسهم في سدّ الفجوات المنهجية والبنيوية في الأدبيات وتوجيه البحوث المستقبلية.

المنهجية:
تناولت الدراسة موضوع مهارات العمليات العلمية باستخدام منهج ببليومتري متوافق مع إرشادات PRISMA. وأسفر بحث قائم على العناوين أُجري في 24 يوليو/تموز 2025 باستخدام قاعدة بيانات Web of Science Core Collection عن 3,553 سجلًا، أُدرج منها 819 مقالًا مُحكّمًا منشورًا باللغة الإنجليزية في مجال التربية ضمن التحليل بعد تطبيق إجراءات الترشيح. ونُظِّمت عملية اختيار المقالات وفق مراحل التحديد والفرز والإدراج. وفي تحليل البيانات، جرى تصوير أبعاد مثل الإنتاجية العلمية، والبنية المفاهيمية، والتطور الموضوعي، وشبكات التعاون باستخدام برنامجي VOSviewer وحزمة Bibliometrix المعتمدة على لغة R. وقد وُصِفت عملية بناء مجموعة البيانات بشفافية، مع تفصيل الكلمات المفتاحية والمرشِّحات وصيغة البيانات المستخدمة. ونُفِّذت عملية التحليل بموضوعية، وقُيِّمت النتائج من حيث الاتساق الداخلي. وامتثالًا لبروتوكول PRISMA، جرى تنظيم عمليات اختيار المصادر ومعايير الإدراج والاستبعاد وإجراءات الإبلاغ تنظيمًا منهجيًا، بما ضمن استيفاء معايير الصدق والثبات. فضلًا عن ذلك، حُلِّلت الأنماط البنيوية والتفاعلات العلمية داخل مجموعة البيانات تحليلًا متعدد الأبعاد عبر البرمجيات والتقنيات التحليلية المستخدمة، كاشفةً عن التطور الزمني والتركيزات الموضوعية لأدبيات مهارات العمليات العلمية من خلال تحليل قوي قائم على البيانات.

النتائج والمناقشة:

تكشف نتائج التوزيع السنوي للمنشورات في مجال مهارات العمليات العلمية عن اتجاه تصاعدي منذ عام 1985، وتسارع ملحوظ بعد عام 2008، وبلوغ ذروة في عدد المنشورات والاستشهادات عام 2024. ويُعدّ Aktamış وChang وMatthews من أكثر المؤلفين إنتاجية، فيما يبرز Germann من حيث الإنتاجية المُجزّأة. وتبيّن أن دراسة Pedaste وآخرين (2015) هي الأكثر تأثيرًا في المجال من حيث إجمالي وعدد الاستشهادات السنوية. وعلى صعيد الدول، برزت الولايات المتحدة والصين وتركيا بوصفها الأكثر إنتاجًا، في حين تبيّن أن جامعة تايوان الوطنية للتربية هي المؤسسة الأكثر إنتاجية. وكشفت تحليلات الاقتباس المشترك عن تموضع مركزي لمؤلفين مثل Kuhn وOsborne وPedaste، بينما برزت مجلة Journal of Research in Science Teaching بوصفها الأكثر استشهادًا. وفي شبكات التأليف المشترك والتعاون المؤسسي، احتل مؤلفون مثل Pedaste وSong وMatthews، ومؤسسات مثل جامعة تايوان الوطنية وجامعتي كوينزلاند ونانْيانغ، مواقع مركزية. وأظهرت تحليلات الكلمات المفتاحية والتلازم أن مفاهيم مثل “مهارات العمليات العلمية” و“التعلّم القائم على الاستقصاء” و“تعليم العلوم” هي الأكثر شيوعًا، في حين اكتسبت موضوعات مثل “ChatGPT” و“الإبداع العلمي” و“المراجعة المنهجية” حضورًا بارزًا مؤخرًا. وبالاستناد إلى تحليل المطابقة المتعددة (MCA)، انقسمت البنية المفاهيمية إلى ثلاثة عناقيد رئيسة تتمحور حول الممارسات البيداغوجية، واتجاهات المتعلمين، والمقاربات التدريسية المدعومة رقميًا. كما أظهر تحليل الخريطة الموضوعية تصنيف هذه المفاهيم إلى موضوعات محركة، وأساسية، ومتخصصة، ومتراجعة، بما يوفّر إطارًا دلاليًا لفهم التنوع الموضوعي في الأدبيات.

النتائج والتوصيات:

تُظهر التحليلات الببليومترية المستندة إلى 813 مقالًا منشورًا في قاعدة Web of Science بين عامي 1980 و2025 زيادةً كميةً مصحوبةً بتنوّع نوعي وتحولٍ موضوعي في مجال مهارات العمليات العلمية. وقد تبيّن أن الأسس النظرية لهذا المجال قد تعزّزت حول محور التعلّم القائم على الاستقصاء، وأن الدراسات عالية الاستشهاد—مثل Pedaste وآخرين (2015)، وEdelson وآخرين (1999)، وLazonder وHarmsen (2016)—أدّت دورًا حاسمًا في توجيه مسار الحقل. وتشير المركزية التي تحظى بها موضوعات بيداغوجية مثل “التعلّم القائم على الاستقصاء” و“الثقافة العلمية” و“المنهج” إلى فاعلية الاستراتيجيات التدريسية التطبيقية في تنمية مهارات العمليات العلمية. كما يكشف الصعود الحديث لمفاهيم مثل “ChatGPT” و“الإبداع العلمي” و“المراجعة المنهجية” عن استجابة الحقل للتطورات التكنولوجية المرتبطة بالرقمنة والذكاء الاصطناعي؛ غير أنه جرى رصد فجوات منهجية في دمج هذه الموضوعات النوعية ضمن الممارسات التعليمية. وإلى جانب ذلك، برزت المقاربات المتمركزة حول المتعلم والتعلّم بالاكتشاف بوصفها موضوعات مهيمنة في تدريس مهارات العمليات العلمية، مع توصية بتعزيز بنية الممارسات المخبرية والتعليم القائم على STEM–STEAM ضمن التصاميم التعليمية. وعلى الصعيد العالمي، تتقدّم الولايات المتحدة والصين وتركيا في الإنتاجية البحثية، بينما تسهم الشراكات الدولية—ولا سيما بين الصين وكلٍّ من سنغافورة وهولندا وأستراليا—في توجيه الأدبيات. وفي المقابل، وعلى الرغم من إنتاجية تركيا، فإن محدودية تمثيلها عبر الشراكات الدولية تُبرز الحاجة إلى تعزيز ديناميات التعاون. وبناءً على ذلك، تُوصي الدراسات المستقبلية بتشجيع التفاعلات البينية والمتعدّية للقارات، والدمج المنهجي لأدوات الذكاء الاصطناعي والتعليم الرقمي في عمليات تعليم مهارات العمليات العلمية، وتطوير نماذج تطبيقية للفئات العمرية المبكرة. كما يُعدّ الرصد الدوري للعناقيد المفاهيمية وكثافات الموضوعات أمرًا ضروريًا لتحليل ديناميات التغيّر في الحقل بدقة. وفي هذا الإطار، يُتوقّع أن تسهم الدراسات المختلطة المدعومة بتحليلات محتوى نوعية—إلى جانب المسوح الببليومترية المُحدَّثة—في تقديم إسهامات شمولية للأدبيات.

Résumé structuré

Revue de la littérature:

Les compétences de processus scientifiques (Scientific Process Skills – SPS) constituent un domaine de compétences fondamental permettant aux individus de participer activement aux processus de construction, d’interprétation et d’utilisation des connaissances scientifiques (Bybee, 2010 ; Harlen, 1999). Ces compétences se situent au cœur non seulement de l’enseignement des sciences, mais aussi de l’ensemble des composantes des systèmes éducatifs modernes, en visant le développement de compétences de haut niveau chez les apprenants, telles que la pensée critique, la résolution de problèmes et le raisonnement scientifique (NRC, 2012 ; Padilla, 1990). En particulier, les compétences du XXIᵉ siècle — comme l’apprentissage tout au long de la vie, la pensée fondée sur l’enquête et la prise de décision fondée sur des preuves — soulignent davantage l’importance éducative des SPS (Kurniawati, 2021 ; P21, 2019). Mises en avant dans des cadres d’évaluation internationaux tels que PISA et TIMSS, ces compétences sont importantes non seulement pour la réussite académique, mais aussi pour la participation citoyenne (OECD, 2016). Dans ce contexte, le développement systématique et holistique des compétences de processus scientifiques est considéré comme une nécessité cruciale pour permettre aux individus d’aborder les problèmes de la vie réelle à l’aide de méthodes scientifiques et de produire des solutions fondées sur des preuves. Ainsi, placer les SPS au cœur des programmes éducatifs apparaît comme une priorité stratégique directement alignée sur les objectifs pédagogiques de la philosophie de l’éducation.

Dans la littérature actuelle, les compétences de processus scientifiques sont classées parmi des compétences de base et intégrées, telles que l’observation, l’inférence, la formulation d’hypothèses, la collecte de données et la conception d’expériences, et sont directement associées aux capacités des individus à produire et à utiliser des connaissances (AAAS, 1993). Dans ce cadre, les SPS sont conceptualisées comme une structure visant non seulement à permettre aux élèves d’accéder aux connaissances, mais aussi à les interpréter et à les transférer à différents contextes (Aktamış & Ergin, 2007 ; Aslan et al., 2016 ; Germann et al., 1996). Les études montrent que des approches centrées sur l’élève, telles que l’apprentissage par l’enquête, l’enseignement fondé sur le STEM, l’apprentissage par découverte et l’argumentation scientifique, soutiennent de manière significative le développement des SPS (Bybee et al., 2006 ; Idris et al., 2022 ; Kol & Yaman, 2022 ; Pedaste et al., 2015). En effet, ces recherches démontrent que les SPS sont liées à la réussite en sciences et ont un impact positif sur la performance des élèves (Arıcı, 2025 ; Dolapcıoğlu & Subaşı, 2022). Toutefois, le nombre limité d’études reposant sur des analyses bibliométriques entrave le suivi global des tendances, des concentrations thématiques et des axes de développement de la littérature (Iqbal et al., 2025). En particulier, l’absence d’analyses fondées sur les données révélant de manière exhaustive les relations entre auteurs, institutions, pays et thématiques clés est notable. Dans cette perspective, la présente étude vise à examiner la littérature académique sur les SPS à l’aide d’une approche systématique et bibliométrique afin de mettre en évidence les modèles de productivité, la structure conceptuelle et les tendances thématiques dans un cadre global, contribuant ainsi à combler les lacunes méthodologiques et structurelles de la littérature et à orienter les recherches futures.

Méthodologie:

L’étude aborde la thématique des compétences de processus scientifiques au moyen d’une approche bibliométrique conforme aux lignes directrices PRISMA. Une recherche fondée sur les titres, réalisée le 24 juillet 2025 à partir de la base de données Web of Science Core Collection, a permis d’identifier 3 553 enregistrements, dont 819 articles évalués par des pairs, publiés en anglais dans le domaine de l’éducation, ont été inclus dans l’analyse à l’issue du processus de filtrage. Le processus de sélection des articles scientifiques a été structuré selon les phases d’identification, de sélection et d’inclusion. Dans l’analyse des données, des dimensions telles que la productivité scientifique, la structure conceptuelle, l’évolution thématique et les réseaux de collaboration ont été visualisées à l’aide des logiciels VOSviewer et Bibliometrix (basé sur le langage R). Le processus de constitution du corpus a été décrit de manière transparente, et les mots-clés, filtres et formats de données utilisés ont été détaillés de façon exhaustive. L’analyse a été menée de manière objective, et les résultats obtenus ont été évalués en termes de cohérence interne. Conformément au protocole PRISMA, les processus de sélection des sources, les critères d’inclusion et d’exclusion ainsi que les procédures de rapport ont été structurés de manière systématique, garantissant ainsi la validité et la fiabilité de l’étude. En outre, les structures et interactions scientifiques au sein du corpus ont été analysées de manière multidimensionnelle grâce aux logiciels et techniques analytiques employés, permettant de révéler l’évolution temporelle et les concentrations thématiques de la littérature sur les SPS au moyen d’une analyse robuste fondée sur les données.

Résultats et discussion:

Les résultats relatifs à la distribution annuelle des publications dans le domaine des compétences de processus scientifiques révèlent une tendance à la hausse depuis 1985, une accélération marquée après 2008 et un pic des publications et des citations en 2024. Parmi les auteurs les plus productifs figurent Aktamış, Chang et Matthews, tandis que Germann se distingue en termes de productivité fractionnée. Il a été établi que l’étude de Pedaste et al. (2015) constitue la publication la plus influente du domaine, tant en nombre total de citations qu’en citations annuelles. Les États-Unis, la Chine et la Turquie apparaissent comme les pays les plus prolifiques en termes de production scientifique, tandis que la National Taiwan Normal University a été identifiée comme l’institution la plus productive. Les analyses de co-citation ont révélé que des auteurs tels que Kuhn, Osborne et Pedaste occupent des positions centrales, et que la revue Journal of Research in Science Teaching se distingue comme la plus citée. Dans les réseaux de coautorat et de collaboration institutionnelle, des auteurs tels que Pedaste, Song et Matthews, ainsi que des institutions comme la National Taiwan University et les universités du Queensland et de Nanyang, occupent des rôles centraux. Les analyses de mots-clés et de cooccurrence indiquent que les concepts de « science process skills », « inquiry-based learning » et « science education » sont les plus fréquemment utilisés, tandis que des thématiques telles que « ChatGPT », « scientific creativity » et « systematic review » ont récemment gagné en importance. Sur la base de l’analyse des correspondances multiples (ACM), la structure conceptuelle se divise en trois grands clusters centrés sur les pratiques pédagogiques, les attitudes des élèves et les approches d’enseignement soutenues par le numérique. L’analyse de la carte thématique montre en outre que ces concepts sont classés en thèmes moteurs, fondamentaux, de niche et en déclin, offrant ainsi un cadre pertinent pour comprendre la diversité thématique de la littérature.

Résultats et recommandations:

L’analyse bibliométrique fondée sur 813 articles publiés dans la base de données Web of Science entre 1980 et 2025 révèle non seulement une augmentation quantitative, mais également une diversification qualitative et une transformation thématique dans le domaine des compétences de processus scientifiques. Il a été constaté que les fondements théoriques des SPS se sont renforcés autour de l’axe de l’apprentissage par l’enquête et que des études fortement citées, telles que celles de Pedaste et al. (2015), d'Edelson et al. (1999) et de Lazonder et Harmsen (2016), ont joué un rôle déterminant dans l’orientation du champ. La position centrale de thématiques à dominante pédagogique telles que « inquiry-based learning », « scientific literacy » et « curriculum » indique que les stratégies d’enseignement appliquées jouent un rôle efficace dans le développement des SPS. La montée récente de concepts tels que « ChatGPT », « scientific creativity » et « systematic review » témoigne de la réactivité du champ aux évolutions technologiques liées à la numérisation et à l’intelligence artificielle ; toutefois, des lacunes méthodologiques ont été identifiées quant à l’intégration de ces thématiques qualitatives dans les pratiques pédagogiques. Par ailleurs, les approches centrées sur l’élève et l’apprentissage par découverte se sont imposées comme des thèmes dominants dans l’enseignement des SPS, et il est recommandé de structurer plus solidement les pratiques de laboratoire ainsi que l’enseignement fondé sur les modèles STEM-STEAM dans les dispositifs pédagogiques. À l’échelle mondiale, les États-Unis, la Chine et la Turquie se distinguent par leur productivité scientifique, tandis que les collaborations internationales — notamment entre la Chine et Singapour, les Pays-Bas et l’Australie — influencent l’orientation de la littérature. En revanche, malgré la productivité de la Turquie, sa représentation limitée par le biais de partenariats internationaux souligne la nécessité de renforcer les dynamiques de collaboration. À cet égard, il est recommandé que les recherches futures encouragent les interactions interdisciplinaires et transcontinentales, intègrent de manière systématique l’intelligence artificielle et les outils pédagogiques numériques dans les processus d’enseignement des SPS, et développent des modèles appliqués pour les jeunes groupes d’âge. Enfin, le suivi périodique des clusters conceptuels et des intensités thématiques s’avère essentiel pour analyser avec précision les dynamiques de changement du champ. Dans ce cadre, il est attendu que des études mixtes, appuyées par des analyses de contenu qualitatives et complétées par des analyses bibliométriques actualisées, apportent des contributions holistiques à la littérature.

Resumen estructurado

Revisión de la literatura:

Las habilidades de procesos científicos (Scientific Process Skills – SPS) se destacan como un ámbito competencial fundamental que permite a las personas participar activamente en los procesos de construcción, interpretación y utilización del conocimiento científico (Bybee, 2010; Harlen, 1999). Estas habilidades se sitúan en el núcleo no solo de la enseñanza de las ciencias, sino también de todos los componentes de los sistemas educativos modernos. El objetivo es fomentar en los estudiantes competencias de orden superior como el pensamiento crítico, la resolución de problemas y el razonamiento científico (NRC, 2012; Padilla, 1990). En particular, las competencias del siglo XXI —como el aprendizaje a lo largo de la vida, el pensamiento basado en la indagación y la toma de decisiones fundamentada en evidencias— refuerzan aún más la relevancia educativa de las SPS (Kurniawati, 2021; P21, 2019). Estas habilidades, enfatizadas en marcos internacionales de evaluación como PISA y TIMSS, son cruciales no solo para el logro académico, sino también para la participación cívica (OECD, 2016). En este contexto, es vital desarrollar las SPS de manera ordenada y completa para que las personas puedan enfrentar problemas de la vida real usando métodos científicos y crear soluciones basadas en evidencias. Por ello, situar las SPS en el centro de los currículos educativos emerge como una prioridad estratégica alineada directamente con los objetivos pedagógicos de la filosofía educativa.

En la literatura actual, las SPS se clasifican dentro de habilidades básicas e integradas, tales como la observación, la inferencia, la formulación de hipótesis, la recolección de datos y el diseño de experimentos. Se asocian directamente con la capacidad de los individuos para generar y utilizar conocimiento (AAAS, 1993). En este marco, las SPS se conceptualizan como una estructura que no solo pretende facilitar el acceso al conocimiento, sino también su interpretación y transferencia a distintos contextos (Aktamış & Ergin, 2007; Aslan et al., 2016; Germann et al., 1996). Los estudios muestran que los enfoques centrados en el estudiante —como el aprendizaje basado en la indagación, la enseñanza apoyada en STEM, el aprendizaje por descubrimiento y la argumentación científica— apoyan de manera significativa el desarrollo de las SPS (Bybee et al., 2006; Idris et al., 2022; Kol & Yaman, 2022; Pedaste et al., 2015). Asimismo, estas investigaciones evidencian que las SPS se relacionan con el rendimiento en ciencias y tienen un impacto positivo en el desempeño estudiantil (Arıcı, 2025; Dolapcıoğlu & Subaşı, 2022). Sin embargo, la escasez de estudios que usan análisis bibliométricos hace difícil seguir de cerca las tendencias, los temas principales y las áreas de desarrollo en la literatura (Iqbal et al., 2025). En particular, resulta notable la escasez de análisis basados en datos que revelen de manera exhaustiva las relaciones entre autores, instituciones, países y temas clave. En este sentido, el presente estudio tiene como objetivo examinar la literatura académica sobre las SPS mediante un enfoque sistemático y bibliométrico. El fin es identificar patrones de productividad, estructura conceptual y tendencias temáticas dentro de un marco integral. Esto contribuye a subsanar vacíos metodológicos y estructurales y a orientar investigaciones futuras.

Metodología:

El estudio abordó el tema de las SPS mediante un enfoque bibliométrico conforme a las directrices PRISMA. Una búsqueda basada en títulos fue realizada el 24 de julio de 2025 en la base de datos Web of Science Core Collection. Arrojó 3.553 registros, de los cuales se incluyeron en el análisis 819 artículos revisados por pares, publicados en inglés en el ámbito de la educación, tras el proceso de filtrado. El proceso de selección de los artículos científicos se estructuró según las fases de identificación, cribado e inclusión. En el análisis de datos, se utilizaron programas como VOSviewer y Bibliometrix (basado en R) para mostrar dimensiones como la productividad científica, la estructura de conceptos, la evolución de temas y las redes de colaboración. El proceso de construcción del conjunto de datos se describió de manera transparente, y se detallaron exhaustivamente las palabras clave, los filtros y el formato de los datos utilizados. El análisis se llevó a cabo de forma objetiva, y los resultados obtenidos se evaluaron en términos de coherencia interna. De conformidad con el protocolo PRISMA, los procesos de selección de fuentes, los criterios de inclusión y exclusión y los procedimientos de reporte se estructuraron de manera sistemática, garantizando la validez y fiabilidad del estudio. Asimismo, los patrones estructurales y las interacciones científicas dentro del conjunto de datos se analizaron de forma multidimensional mediante el software y las técnicas analíticas empleadas. Esto permitió revelar el desarrollo temporal y las concentraciones temáticas de la literatura sobre las SPS a través de un análisis sólido basado en datos.

Resultados y discusión:

Los resultados relativos a la distribución anual de las publicaciones en el campo de las SPS revelan una tendencia creciente desde 1985, una aceleración notable a partir de 2008 y un pico tanto en el número de publicaciones como de citas en 2024. Entre los autores más productivos se encuentran Aktamış, Chang y Matthews, mientras que Germann destaca en términos de productividad fraccionada. Se determinó que el estudio de Pedaste et al. (2015) es la publicación más influyente del campo, tanto en número total de citas como en citas anuales. Estados Unidos, China y Turquía emergen como los países más prolíficos en producción científica, mientras que la National Taiwan Normal University fue identificada como la institución más productiva. Los análisis de co-citación revelaron que autores como Kuhn, Osborne y Pedaste ocupan posiciones centrales, y que la revista Journal of Research in Science Teaching se destaca como la más citada. En las redes de coautoría y colaboración institucional, autores como Pedaste, Song y Matthews, así como instituciones como la National Taiwan University y las universidades de Queensland y Nanyang, ocupan roles centrales. Los análisis de palabras clave y coocurrencia indicaron que los conceptos “science process skills”, “inquiry-based learning” y “science education” son los más utilizados, mientras que temáticas como “ChatGPT”, “scientific creativity” y “systematic review” han adquirido relevancia recientemente. Según el Análisis de Correspondencias Múltiples (ACM), se encontró que la estructura conceptual se divide en tres grupos principales: prácticas pedagógicas, actitudes de los estudiantes y métodos de enseñanza apoyados por la tecnología. El análisis del mapa temático mostró que estos conceptos se agrupan en temas principales, básicos, de nicho y en declive. Esto ayuda a entender mejor la variedad de temas en la literatura.

Resultados y recomendaciones:

El análisis bibliométrico de 813 artículos publicados en la base de datos Web of Science entre 1980 y 2025 muestra un aumento en la cantidad de publicaciones, así como una variedad en la calidad y un cambio en los temas en el área de las SPS. Se determinó que los fundamentos teóricos de las SPS se han fortalecido en torno al eje del aprendizaje basado en la indagación, y que estudios altamente citados como los de Pedaste et al. (2015), Edelson et al. (1999) y Lazonder y Harmsen (2016) han desempeñado un papel decisivo en la configuración del campo. La importancia de temas como “inquiry-based learning”, “scientific literacy” y “curriculum” muestra que las estrategias de enseñanza utilizadas son efectivas para el desarrollo de las SPS. El reciente auge de conceptos como “ChatGPT”, “scientific creativity” y “systematic review” pone de manifiesto la capacidad de respuesta del campo a los avances tecnológicos asociados con la digitalización y la inteligencia artificial; no obstante, se han identificado vacíos metodológicos en relación con la integración de estas temáticas cualitativas en las prácticas educativas. Además, se han vuelto importantes los enfoques que ponen al estudiante en el centro y el aprendizaje por descubrimiento en la enseñanza de las SPS. Se sugiere mejorar la organización de las prácticas de laboratorio y la enseñanza basada en STEM-STEAM en los diseños educativos. A nivel global, Estados Unidos, China y Turquía destacan en términos de productividad científica, mientras que las colaboraciones internacionales —en particular entre China y Singapur, los Países Bajos y Australia— influyen en la orientación de la literatura. Por otro lado, a pesar de la productividad de Turquía, su limitada representación a través de asociaciones internacionales subraya la necesidad de fortalecer las dinámicas de colaboración. En este sentido, se sugiere que futuros estudios fomenten la colaboración entre diferentes disciplinas y continentes, incluyan de forma organizada la inteligencia artificial y las herramientas digitales en la enseñanza de las SPS, y creen modelos prácticos para grupos de edad más jóvenes. Asimismo, el seguimiento periódico de los clústeres conceptuales y de las intensidades temáticas resulta esencial para analizar con precisión las dinámicas de cambio del campo. En este contexto, se espera que los estudios de métodos mixtos, que se basan en análisis de contenido cualitativos y se complementan con investigaciones bibliométricas actualizadas, ofrezcan aportes completos a la literatura.

结构化摘要

文献综述：
科学过程技能（Scientific Process Skills，SPS）被视为一项基础性能力，使个体能够积极参与科学知识的建构、理解与运用过程（Bybee, 2010；Harlen, 1999）。这些核心技能不仅处于科学教育的中心位置，也构成现代教育体系各组成部分的重要基础，旨在培养学生的高阶能力，如批判性思维、问题解决能力和科学推理能力（NRC, 2012；Padilla, 1990）。尤其是21世纪关键能力——如终身学习、基于探究的思维以及循证决策——进一步凸显了SPS在教育中的重要性（Kurniawati, 2021；P21, 2019）。在PISA与TIMSS等国际评估框架中，SPS不仅被视为学业成就的重要因素，也与公民参与密切相关（OECD, 2016）。在此背景下，对SPS进行系统而整体的发展被认为是使个体能够以科学方法应对现实问题并生成循证解决方案的关键需求。因此，将SPS置于教育课程的核心，被视为与教育哲学之教学目标直接契合的战略性优先事项。

现有文献通常将SPS归类为基础性与综合性技能，包括观察、推断、假设提出、数据收集与实验设计等，并将其与个体生成与运用知识的能力直接关联（AAAS, 1993）。在这一框架下，SPS被概念化为一种结构，其目标不仅在于帮助学生获取知识，还在于对知识进行解释并将其迁移至不同情境中（Aktamış & Ergin, 2007；Aslan et al., 2016；Germann et al., 1996）。研究表明，以学生为中心的教学取向——如探究式学习、STEM导向教学、发现式学习与科学论证——能够显著促进SPS的发展（Bybee et al., 2006；Idris et al., 2022；Kol & Yaman, 2022；Pedaste et al., 2015）。这些研究同时证明，SPS与科学学业成就密切相关，并对学生表现产生积极影响（Arıcı, 2025；Dolapcıoğlu & Subaşı, 2022）。然而，基于文献计量分析的研究数量有限，制约了对该领域研究趋势、主题聚焦与发展方向的系统性监测（Iqbal et al., 2025）。尤其值得注意的是，缺乏能够全面揭示作者、机构、国家与关键主题之间关系的数据驱动型分析。鉴于此，本研究旨在采用系统化与文献计量相结合的方法，对SPS相关学术文献进行分析，以揭示生产力模式、概念结构与主题演化，从而弥补现有文献中的方法与结构性不足，并为未来研究提供指引。

研究方法：
本研究依据PRISMA指南，采用文献计量学方法对SPS主题进行分析。于2025年7月24日以标题为检索依据，在Web of Science Core Collection数据库中共获得3,553条记录；经筛选后，最终纳入819篇以英语发表、经同行评审且属于教育领域的论文。文献遴选过程严格按照识别、筛选与纳入三个阶段进行。在数据分析中，借助VOSviewer与基于R语言的Bibliometrix软件，对科学生产力、概念结构、主题演化及合作网络等维度进行了可视化分析。数据集构建过程公开透明，所使用的关键词、筛选条件与数据格式均作了详尽说明。分析过程遵循客观原则，并从内部一致性角度对结果进行了评估。依照PRISMA协议，来源选择、纳入—排除标准及报告流程均被系统化构建，从而确保研究的效度与信度。此外，利用相关软件与分析技术，对数据集中的结构性模式与科学互动进行了多维度分析，基于稳健的数据驱动方法揭示了SPS研究文献的时间演进与主题聚焦。

研究结果与讨论：
关于SPS领域年度发表量的分析显示，自1985年以来总体呈上升趋势，2008年后增速显著，并于2024年在发表数量与被引次数方面达到峰值。Aktamış、Chang与Matthews为产出最高的作者，而Germann在分数化生产力方面尤为突出。Pedaste等人（2015）的研究在总被引次数与年均被引次数方面均被认定为该领域最具影响力的成果。在国家层面，美国、中国与土耳其在发表数量上位居前列；在机构层面，台湾师范大学被识别为最具生产力的机构。共被引分析表明，Kuhn、Osborne与Pedaste等作者处于网络中心位置，而《Journal of Research in Science Teaching》是被引频次最高的期刊。在合著与机构合作网络中，Pedaste、Song与Matthews等作者，以及台湾大学、昆士兰大学与南洋理工大学等机构占据核心地位。关键词与共现分析显示，“science process skills”“inquiry-based learning”“science education”为高频概念，而“ChatGPT”“scientific creativity”“systematic review”等主题近年来显著升温。基于多重对应分析（MCA），概念结构被划分为三个主要聚类，分别聚焦于教学实践、学生态度以及数字化支持的教学方法。主题图谱分析进一步将相关概念归类为驱动型主题、基础型主题、利基型主题与衰退型主题，为理解文献中的主题多样性提供了有意义的框架。

结论与建议：
基于1980—2025年间Web of Science 数据库中813篇论文的文献计量分析表明，SPS领域不仅实现了数量上的增长，也呈现出质量多样化与主题转型的发展趋势。研究发现，SPS的理论基础在探究式学习轴线上不断强化，Pedaste等人（2015）、Edelson等人（1999）以及Lazonder与Harmsen（2016）等高被引研究在塑造该领域发展方向方面发挥了关键作用。以“inquiry-based learning”“scientific literacy”“curriculum”等为代表的教学取向主题在文献中占据核心位置，表明应用型教学策略在SPS发展中具有重要成效。近年来，“ChatGPT”“scientific creativity”“systematic review”等概念的兴起，反映了该领域对数字化与人工智能等技术变革的高度敏感性；然而，在将这些定性主题有效融入教学实践方面仍存在方法论层面的不足。此外，以学生为中心与发现式学习在SPS教学中已成为主导主题，建议在教学设计中更为系统、稳健地整合实验教学与STEM–STEAM取向。就全球格局而言，美国、中国与土耳其在研究产出方面表现突出，而中国与新加坡、荷兰及澳大利亚之间的国际合作在很大程度上影响了文献的发展方向。与此同时，尽管土耳其产出较高，但其国际合作参与度相对有限，凸显了加强合作机制的必要性。基于此，建议未来研究推动跨学科与跨洲际合作，系统整合人工智能与数字化教学工具于SPS教学过程中，并为低龄学习者开发应用型教学模型。此外，定期监测概念聚类与主题强度对于准确把握领域变迁动态至关重要。在此框架下，结合最新文献计量扫描并辅以定性内容分析的混合方法研究，有望为该领域提供更为整体、深入的学术贡献。

Структурированное резюме

Обзор литературы:

Научно-процессуальные навыки (Scientific Process Skills — SPS) рассматриваются как фундаментальная область компетенций, позволяющая индивидам активно участвовать в процессах конструирования, интерпретации и использования научного знания (Bybee, 2010; Harlen, 1999). Эти ключевые навыки находятся в центре не только естественно-научного образования, но и всех компонентов современных образовательных систем, поскольку направлены на развитие у обучающихся навыков высшего порядка, таких как критическое мышление, решение проблем и научное рассуждение (NRC, 2012; Padilla, 1990). В частности, компетенции XXI века — обучение на протяжении всей жизни, исследовательское мышление и принятие решений на основе доказательств — дополнительно подчеркивают образовательную значимость SPS (Kurniawati, 2021; P21, 2019). Подчеркиваемые в международных оценочных рамках, таких как PISA и TIMSS, эти навыки важны не только для академической успеваемости, но и для гражданского участия (OECD, 2016). В данном контексте систематическое и целостное развитие SPS рассматривается как критически необходимое условие, позволяющее индивидам подходить к реальным жизненным проблемам с использованием научных методов и формировать решения, основанные на доказательствах. Следовательно, размещение SPS в центре образовательных программ выступает стратегическим приоритетом, непосредственно соотносящимся с педагогическими целями философии образования.

В современной литературе SPS классифицируются в рамках базовых и интегрированных навыков — таких как наблюдение, умозаключение, формулирование гипотез, сбор данных и проектирование экспериментов — и напрямую связываются со способностями индивидов к порождению и использованию знаний (AAAS, 1993). В этом контексте SPS концептуализируются как структура, направленная не только на обеспечение доступа обучающихся к знаниям, но и на их интерпретацию и перенос в различные контексты (Aktamış & Ergin, 2007; Aslan et al., 2016; Germann et al., 1996). Исследования показывают, что ориентированные на обучающегося подходы — такие как обучение на основе исследования, STEM-ориентированное обучение, обучение через открытие и научная аргументация — существенно поддерживают развитие SPS (Bybee et al., 2006; Idris et al., 2022; Kol & Yaman, 2022; Pedaste et al., 2015). Действительно, данные исследования демонстрируют связь SPS с достижениями в области естественных наук и их положительное влияние на результаты обучающихся (Arıcı, 2025; Dolapcıoğlu & Subaşı, 2022). Однако ограниченное количество исследований, основанных на библиометрическом анализе, препятствует всестороннему мониторингу тенденций, тематических концентраций и направлений развития в литературе (Iqbal et al., 2025). В частности, примечателен дефицит основанных на данных анализов, комплексно раскрывающих взаимосвязи между авторами, учреждениями, странами и ключевыми темами. В связи с этим настоящее исследование нацелено на анализ академической литературы по SPS с использованием систематического и библиометрического подхода для выявления моделей продуктивности, концептуальной структуры и тематических тенденций в рамках целостной перспективы, тем самым способствуя устранению методологических и структурных пробелов и ориентируя будущие исследования.

Методология:

В исследовании тема SPS рассматривалась с применением библиометрического подхода в соответствии с руководящими принципами PRISMA. Поиск по названиям, проведенный 24 июля 2025 года с использованием базы данных Web of Science Core Collection, выявил 3 553 записи, из которых после фильтрации в анализ были включены 819 рецензируемых статей, опубликованных на английском языке в области образования. Процесс отбора научных статей был структурирован в соответствии с этапами идентификации, скрининга и включения. При анализе данных такие измерения, как научная продуктивность, концептуальная структура, тематическая эволюция и сети сотрудничества, визуализировались с помощью программ VOSviewer и Bibliometrix на базе языка R. Процесс формирования набора данных был прозрачно описан, а используемые ключевые слова, фильтры и формат данных подробно детализированы. Анализ проводился объективно, а полученные результаты оценивались с точки зрения внутренней согласованности. В соответствии с протоколом PRISMA процессы отбора источников, критерии включения и исключения, а также процедуры отчетности были систематически структурированы, что обеспечило валидность и надежность исследования. Кроме того, структурные паттерны и научные взаимодействия внутри набора данных были проанализированы многомерно с использованием примененных программных средств и аналитических техник, что позволило выявить временную динамику и тематические концентрации литературы по SPS на основе устойчивого, ориентированного на данные анализа.

Результаты и обсуждение:

Результаты анализа годового распределения публикаций в области SPS выявляют возрастающую тенденцию с 1985 года, заметное ускорение после 2008 года и пик как по количеству публикаций, так и по числу цитирований в 2024 году. Среди наиболее продуктивных авторов выделяются Aktamış, Chang и Matthews, тогда как Germann отличается по показателю фракционированной продуктивности. Установлено, что исследование Pedaste и соавт. (2015) является наиболее влиятельной публикацией в данной области как по общему числу цитирований, так и по годовым показателям. США, Китай и Турция выступают наиболее продуктивными странами по объему публикаций, тогда как Национальный тайваньский педагогический университет был определен как наиболее продуктивное учреждение. Анализы совместного цитирования показали, что такие авторы, как Kuhn, Osborne и Pedaste, занимают центральные позиции, а журнал Journal of Research in Science Teaching является наиболее цитируемым. В сетях соавторства и институционального сотрудничества центральные роли занимают авторы Pedaste, Song и Matthews, а также учреждения, включая Национальный тайваньский университет и университеты Квинсленда и Наньян. Анализы ключевых слов и их совместной встречаемости показали, что наиболее часто используются понятия «science process skills», «inquiry-based learning» и «science education», тогда как такие темы, как «ChatGPT», «scientific creativity» и «systematic review», в последние годы приобрели особую значимость. На основе анализа множественных соответствий (MCA) концептуальная структура была разделена на три основных кластера, сосредоточенных вокруг педагогических практик, установок обучающихся и цифрово поддерживаемых образовательных подходов. Анализ тематической карты дополнительно показал, что данные концепты классифицируются как движущие, базовые, нишевые и угасающие темы, что предоставляет значимую рамку для понимания тематического разнообразия литературы.

Выводы и рекомендации:

Библиометрический анализ, основанный на 813 статьях, опубликованных в базе данных Web of Science в период с 1980 по 2025 год, выявляет не только количественный рост, но и качественную диверсификацию и тематическую трансформацию в области SPS. Установлено, что теоретические основания SPS укрепились вокруг оси обучения, основанного на исследовании, а высокоцитируемые работы, такие как Pedaste и соавт. (2015), Edelson и соавт. (1999), а также Lazonder и Harmsen (2016), сыграли определяющую роль в формировании направления развития данной области. Центральное положение педагогически ориентированных тем — таких как «inquiry-based learning», «scientific literacy» и «curriculum» — свидетельствует о том, что прикладные образовательные стратегии эффективно способствуют развитию SPS. Недавний рост интереса к таким понятиям, как «ChatGPT», «scientific creativity» и «systematic review», отражает чувствительность области к технологическим изменениям, связанным с цифровизацией и искусственным интеллектом; однако были выявлены методологические пробелы в интеграции этих качественных тем в образовательную практику. Кроме того, ориентированные на обучающегося и открывательные подходы обучения стали доминирующими темами в преподавании SPS, в связи с чем рекомендуется более основательно структурировать лабораторные практики и обучение, основанное на моделях STEM–STEAM, в рамках учебных дизайнов. В глобальном масштабе США, Китай и Турция выделяются по показателям научной продуктивности, тогда как международные коллаборации — в особенности между Китаем и Сингапуром, Нидерландами и Австралией — формируют направленность литературы. В то же время, несмотря на высокую продуктивность Турции, ее ограничленная представленность в международных партнерствах подчеркивает необходимость усиления динамики сотрудничества. В этом контексте рекомендуется, чтобы будущие исследования поощряли междисциплинарные и трансконтинентальные взаимодействия, систематически интегрировали искусственный интеллект и цифровые образовательные инструменты в процессы обучения SPS и разрабатывали прикладные модели для ранних возрастных групп. Вместе с тем периодический мониторинг концептуальных кластеров и тематических интенсивностей является необходимым условием для точного анализа динамики изменений в данной области. В рамках этого подхода ожидается, что исследования смешанных методов, подкрепленные качественным контент-анализом и дополненные актуальными библиометрическими обзорами, внесут целостный вклад в развитие литературы.

संरचित सारांश

साहित्य समीक्षा:

वैज्ञानिक प्रक्रिया कौशल (Scientific Process Skills – SPS) को एक मौलिक दक्षता क्षेत्र के रूप में माना जाता है, जो व्यक्तियों को वैज्ञानिक ज्ञान के निर्माण, व्याख्या और उपयोग की प्रक्रियाओं में सक्रिय रूप से भाग लेने में सक्षम बनाता है (Bybee, 2010; Harlen, 1999)। ये मूल कौशल न केवल विज्ञान शिक्षा के केंद्र में हैं, बल्कि आधुनिक शैक्षिक प्रणालियों के सभी घटकों में भी केंद्रीय भूमिका निभाते हैं, जिनका उद्देश्य शिक्षार्थियों में आलोचनात्मक चिंतन, समस्या-समाधान और वैज्ञानिक तर्क जैसे उच्च-स्तरीय कौशलों का विकास करना है (NRC, 2012; Padilla, 1990)। विशेष रूप से, 21वीं सदी की दक्षताएँ—जैसे आजीवन अधिगम, जिज्ञासा-आधारित चिंतन और साक्ष्य-आधारित निर्णय-निर्माण—SPS के शैक्षिक महत्व को और अधिक रेखांकित करती हैं (Kurniawati, 2021; P21, 2019)। PISA और TIMSS जैसे अंतरराष्ट्रीय मूल्यांकन ढाँचों में रेखांकित ये कौशल न केवल शैक्षणिक उपलब्धि, बल्कि नागरिक सहभागिता के लिए भी महत्त्वपूर्ण हैं (OECD, 2016)। इस संदर्भ में, SPS का प्रणालीगत और समग्र विकास एक ऐसी अनिवार्य आवश्यकता के रूप में देखा जाता है, जो व्यक्तियों को वास्तविक जीवन की समस्याओं का वैज्ञानिक विधियों से सामना करने और साक्ष्य-आधारित समाधान विकसित करने में सक्षम बनाता है। अतः SPS को पाठ्यक्रमों के केंद्र में स्थापित करना शैक्षिक दर्शन के शिक्षणात्मक उद्देश्यों के साथ प्रत्यक्ष रूप से संरेखित एक रणनीतिक प्राथमिकता के रूप में उभरता है।

वर्तमान साहित्य में SPS को आधारभूत और समेकित कौशलों—जैसे अवलोकन, निष्कर्षण, परिकल्पना निर्माण, डेटा संकलन और प्रयोग-डिज़ाइन—के अंतर्गत वर्गीकृत किया गया है, और इन्हें ज्ञान के सृजन व उपयोग की व्यक्तियों की क्षमताओं से प्रत्यक्ष रूप से जोड़ा गया है (AAAS, 1993)। इस ढाँचे में SPS को एक ऐसी संरचना के रूप में अवधारित किया गया है, जिसका उद्देश्य केवल ज्ञान तक पहुँच सक्षम करना ही नहीं, बल्कि उसकी व्याख्या करना और विभिन्न संदर्भों में उसका स्थानांतरण करना भी है (Aktamış & Ergin, 2007; Aslan et al., 2016; Germann et al., 1996)। अध्ययनों से पता चलता है कि शिक्षार्थी-केंद्रित दृष्टिकोण—जैसे जिज्ञासा-आधारित अधिगम, STEM-आधारित शिक्षण, खोजात्मक अधिगम और वैज्ञानिक तर्क-वितर्क—SPS के विकास का महत्वपूर्ण समर्थन करते हैं (Bybee et al., 2006; Idris et al., 2022; Kol & Yaman, 2022; Pedaste et al., 2015)। वास्तव में, ये अध्ययन दर्शाते हैं कि SPS का विज्ञान उपलब्धि से संबंध है और ये विद्यार्थियों के प्रदर्शन पर सकारात्मक प्रभाव डालते हैं (Arıcı, 2025; Dolapcıoğlu & Subaşı, 2022)। हालांकि, बिब्लियोमेट्रिक विश्लेषण पर आधारित अध्ययनों की सीमित संख्या साहित्य में प्रवृत्तियों, विषयगत एकाग्रताओं और विकास क्षेत्रों की समग्र निगरानी को बाधित करती है (Iqbal et al., 2025)। विशेष रूप से, लेखकों, संस्थानों, देशों और प्रमुख विषयों के बीच संबंधों को व्यापक रूप से उजागर करने वाले डेटा-आधारित विश्लेषणों का अभाव उल्लेखनीय है। इस परिप्रेक्ष्य में, यह अध्ययन SPS पर शैक्षणिक साहित्य की एक प्रणालीगत और बिब्लियोमेट्रिक दृष्टिकोण से जाँच करने का उद्देश्य रखता है, ताकि उत्पादकता के प्रतिरूप, अवधारणात्मक संरचना और विषयगत प्रवृत्तियों को एक समग्र ढाँचे में उजागर किया जा सके, और इस प्रकार साहित्य में विद्यमान कार्यप्रणालीगत व संरचनात्मक अंतरालों को संबोधित करते हुए भविष्य के अनुसंधान को दिशा दी जा सके।

कार्यप्रणाली:
अध्ययन में PRISMA दिशानिर्देशों के अनुरूप SPS विषय को बिब्लियोमेट्रिक दृष्टिकोण से संबोधित किया गया। 24 जुलाई 2025 को Web of Science Core Collection डेटाबेस में शीर्षक-आधारित खोज के माध्यम से 3,553 अभिलेख प्राप्त हुए, जिनमें से छनाई प्रक्रिया के बाद शिक्षा क्षेत्र में अंग्रेज़ी में प्रकाशित 819 सहकर्मी-समीक्षित लेख विश्लेषण में शामिल किए गए। वैज्ञानिक लेखों के चयन की प्रक्रिया पहचान, छँटाई और समावेशन के चरणों के अनुसार संरचित की गई। डेटा विश्लेषण में वैज्ञानिक उत्पादकता, अवधारणात्मक संरचना, विषयगत विकास और सहयोग नेटवर्क जैसे आयामों का दृश्यीकरण VOSviewer और R-आधारित Bibliometrix सॉफ़्टवेयर के माध्यम से किया गया। डेटा-सेट के निर्माण की प्रक्रिया को पारदर्शी रूप से वर्णित किया गया तथा प्रयुक्त कीवर्ड्स, फ़िल्टर और डेटा प्रारूपों का विस्तार से विवरण दिया गया। विश्लेषण प्रक्रिया वस्तुनिष्ठ रूप से संचालित की गई और प्राप्त निष्कर्षों का आंतरिक संगति के संदर्भ में मूल्यांकन किया गया। PRISMA प्रोटोकॉल के अनुरूप स्रोत-चयन, समावेशन–बहिष्करण मानदंड और रिपोर्टिंग प्रक्रियाएँ प्रणालीबद्ध रूप से संरचित की गईं, जिससे अध्ययन की वैधता और विश्वसनीयता सुनिश्चित हुई। इसके अतिरिक्त, प्रयुक्त सॉफ़्टवेयर और विश्लेषणात्मक तकनीकों के माध्यम से डेटा-सेट के भीतर संरचनात्मक प्रतिरूपों और वैज्ञानिक अंतःक्रियाओं का बहुआयामी विश्लेषण किया गया, जिससे SPS साहित्य के कालानुक्रमिक विकास और विषयगत एकाग्रताओं का सुदृढ़, डेटा-आधारित प्रकटीकरण संभव हुआ।

निष्कर्ष और चर्चा:

SPS क्षेत्र में प्रकाशनों के वार्षिक वितरण से 1985 के बाद से बढ़ती प्रवृत्ति, 2008 के बाद उल्लेखनीय तीव्रता और 2024 में प्रकाशनों तथा उद्धरणों दोनों में शिखर का संकेत मिलता है। सर्वाधिक उत्पादक लेखकों में Aktamış, Chang और Matthews शामिल हैं, जबकि Germann खंडित उत्पादकता के संदर्भ में प्रमुख हैं। Pedaste et al. (2015) का अध्ययन कुल तथा वार्षिक उद्धरणों दोनों के संदर्भ में क्षेत्र का सर्वाधिक प्रभावशाली प्रकाशन पाया गया। प्रकाशन उत्पादन के लिहाज़ से संयुक्त राज्य अमेरिका, चीन और तुर्की अग्रणी देश हैं, जबकि National Taiwan Normal University सबसे अधिक उत्पादक संस्था के रूप में पहचानी गई। सह-उद्धरण विश्लेषण से Kuhn, Osborne और Pedaste जैसे लेखकों की केंद्रीय स्थिति सामने आई, तथा Journal of Research in Science Teaching सबसे अधिक उद्धृत पत्रिका के रूप में उभरी। सह-लेखन और संस्थागत सहयोग नेटवर्क में Pedaste, Song और Matthews जैसे लेखक तथा National Taiwan University, Queensland और Nanyang जैसी संस्थाएँ केंद्रीय भूमिकाओं में पाई गईं। कीवर्ड और सह-उपस्थिति विश्लेषण से “science process skills”, “inquiry-based learning” और “science education” सबसे अधिक प्रयुक्त अवधारणाएँ रहीं, जबकि “ChatGPT”, “scientific creativity” और “systematic review” जैसे विषय हाल के वर्षों में प्रमुखता से उभरे। बहु-सम्बंध विश्लेषण (MCA) के आधार पर अवधारणात्मक संरचना को तीन प्रमुख क्लस्टरों में विभाजित पाया गया, जो क्रमशः शैक्षिक प्रथाओं, विद्यार्थी अभिवृत्तियों और डिजिटल-सहायित शिक्षण दृष्टिकोणों पर केंद्रित हैं। विषयगत मानचित्र विश्लेषण ने इन अवधारणाओं को प्रेरक, आधारभूत, विशिष्ट और अवनत विषयों के रूप में वर्गीकृत किया, जिससे साहित्य की विषयगत विविधता को समझने हेतु एक सार्थक ढाँचा प्राप्त होता है।

परिणाम और अनुशंसाएँ:

1980 से 2025 के बीच Web of Science डेटाबेस में प्रकाशित 813 लेखों पर आधारित बिब्लियोमेट्रिक विश्लेषण से SPS क्षेत्र में न केवल मात्रात्मक वृद्धि, बल्कि गुणात्मक विविधीकरण और विषयगत रूपांतरण भी स्पष्ट होता है। यह निर्धारित किया गया कि SPS की सैद्धांतिक नींव जिज्ञासा-आधारित अधिगम के अक्ष पर सुदृढ़ हुई है, और Pedaste et al. (2015), Edelson et al. (1999) तथा Lazonder और Harmsen (2016) जैसे अत्यधिक उद्धृत अध्ययनों ने क्षेत्र की दिशा निर्धारित करने में निर्णायक भूमिका निभाई है। “inquiry-based learning”, “scientific literacy” और “curriculum” जैसे शिक्षणोन्मुख विषयों की केंद्रीय स्थिति यह संकेत देती है कि अनुप्रयुक्त शिक्षण रणनीतियाँ SPS के विकास में प्रभावी भूमिका निभाती हैं। “ChatGPT”, “scientific creativity” और “systematic review” जैसी अवधारणाओं का हालिया उदय डिजिटलाइजेशन और कृत्रिम बुद्धिमत्ता से जुड़ी तकनीकी प्रगतियों के प्रति क्षेत्र की संवेदनशीलता को दर्शाता है; तथापि, इन गुणात्मक विषयों को शिक्षण प्रथाओं में एकीकृत करने के संदर्भ में कार्यप्रणालीगत अंतराल भी पहचाने गए हैं। इसके अतिरिक्त, विद्यार्थी-केंद्रित और खोजात्मक अधिगम दृष्टिकोण SPS शिक्षण में प्रमुख विषय के रूप में उभरे हैं; अतः शिक्षण डिज़ाइनों में प्रयोगशाला अभ्यासों और STEM–STEAM आधारित शिक्षण को अधिक सुदृढ़ रूप से संरचित करने की अनुशंसा की जाती है। वैश्विक स्तर पर संयुक्त राज्य अमेरिका, चीन और तुर्की प्रकाशन उत्पादकता में अग्रणी हैं, जबकि अंतरराष्ट्रीय सहयोग—विशेष रूप से चीन के सिंगापुर, नीदरलैंड्स और ऑस्ट्रेलिया के साथ—साहित्य की दिशा को आकार देता है। दूसरी ओर, तुर्की की उच्च उत्पादकता के बावजूद अंतरराष्ट्रीय साझेदारियों के माध्यम से उसकी सीमित भागीदारी सहयोग गतिकी को सुदृढ़ करने की आवश्यकता को रेखांकित करती है। इस संदर्भ में, भविष्य के अध्ययनों को अंतःविषयक और अंतरमहाद्वीपीय अंतःक्रियाओं को बढ़ावा देने, SPS शिक्षण प्रक्रियाओं में कृत्रिम बुद्धिमत्ता और डिजिटल शिक्षण उपकरणों को प्रणालीगत रूप से एकीकृत करने, तथा प्रारंभिक आयु समूहों के लिए अनुप्रयुक्त मॉडलों के विकास की अनुशंसा की जाती है। साथ ही, क्षेत्र में परिवर्तन की गतिशीलताओं का सटीक विश्लेषण करने हेतु अवधारणात्मक क्लस्टरों और विषयगत तीव्रताओं की आवधिक निगरानी आवश्यक है। इस ढाँचे के अंतर्गत, गुणात्मक सामग्री विश्लेषण से समर्थित और अद्यतन बिब्लियोमेट्रिक स्कैनों से पूरित मिश्रित-पद्धति अध्ययन साहित्य में समग्र योगदान प्रदान करने की अपेक्षा रखते हैं।