基于知識圖譜的智慧教育研究熱點與趨勢分析

陳瑤++胡旺++王娟

【摘 要】

智慧教育已成為當前教育領域關注的一個新熱點。本文以中國知網（CNKI）數據庫2011-2016年1月收錄的與信息化相關的智慧教育學術論文為研究對象，采用共詞分析及多維尺度分析方法，繪制知識圖譜來探究我國智慧教育領域的研究熱點與發展趨勢。研究發現，我國智慧教育研究主要圍繞智慧教育的技術支撐與理論探討、智慧教育發展的宏觀與微觀兩條主線及智慧學習需求研究、新背景下的智慧教育理論研究、智慧校園生態研究、智慧教學模式研究、智慧教育技術支撐環境研究5個主題。未來應主要集中在智慧教育理論應用于實踐的研究、智慧教育關鍵技術支撐環境的研究、智慧學習資源與智慧教學模式的開發應用研究、智慧教育生態觀研究四個方面。

【關鍵詞】 智慧教育；共詞分析；多維尺度分析；知識圖譜；研究熱點；趨勢分析

【中圖分類號】 G434 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1009—458x（2016）09—0021—06

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》提出“加快我國智慧教育建設，提高信息化和智能化對教育發展的貢獻度，推動教育現代化發展，為加快實現我國教育現代化提供有力支撐，構建學習型社會，建設智慧型教育環境”?！督逃畔⒒臧l展規劃（2011—2020年）》指出“以教育信息化帶動教育現代化，是我國教育事業發展的戰略選擇”（陳琳，等，2013）。智慧教育是信息化的產物，是教育現代化的集中體現（祝智庭，等，2012）。隨著教育信息化的不斷發展，智慧教育已成為當前教育研究的新熱點、新趨勢。本文運用共詞分析和多維尺度分析對2011年以來我國智慧教育領域的文獻進行梳理，以期為學者的進一步研究提供借鑒。

一、研究設計

（一）研究方法

本研究采用可視化的知識圖譜展現智慧教育研究領域的研究熱點，為文獻綜述提供科學的計量方法，提高文獻綜述的可信度及科學性。其中，共詞分析法是分析關鍵詞兩兩在同一篇文章中出現的現象的內容分析法，根據分析結果判斷該研究主題的現有研究結構（張勤，等，2007）；多維尺度分析實質是根據關鍵詞之間的“距離”即關系的緊密程度對研究問題進行聚類，以全面反應主要研究角度和熱點（翁勝斌，2013）。Bicomb、Excel、SPSS19.0是本研究使用的主要軟件。

（二）研究過程

1. 數據庫及論文的選取

本研究基于國內與信息化相關的智慧教育相關文獻，研究對象來源于中國知網，論文樣本的選擇標準如下：① 論文正式發表并收錄到學術論文數據庫；② 論文檢索期刊限定為教育技術學科的CSSCI來源期刊與中文核心期刊；③ 本研究分別以“篇名”和“關鍵詞”為條件進行檢索。首先以篇名為限制條件，以“智慧”為關鍵詞進行檢索；然后以關鍵詞為限制條件，以“智慧教育”“智慧學習”“智慧環境”“智慧學習環境”“智慧教學”“智慧管理”“智慧服務”“智慧課程”“智慧型課程”“智慧校園”“智慧學習空間”“智慧管理”“智慧服務”“智慧技術”為關鍵詞分別進行檢索，以期科學、準確、全面地獲得研究樣本；④ 搜索時間段為2011年1月1日到2016年1月26日，去除重復文獻得到樣本165篇。剔除會議評述、會議通知等無關論文51篇，得出所有與教育技術和信息化發展相關的智慧教育主題的CSSCI期刊論文共114篇，作為本研究的有效數據。檢索期刊名稱及具體發文情況如圖1所示。

圖1 智慧教育發文期刊統計表

2. 數據處理

對數據的處理主要分為以下幾個步驟：

① 數據導出。將與智慧教育相關的114篇文獻從中國知網導出，文件格式為notefirst。② 提取關鍵詞。利用Bicomb軟件對選取的樣本進行關鍵詞提取及詞頻統計，關鍵詞進行清洗和標準化后根據高頻詞界分公式提取出高頻關鍵詞。③ 高頻關鍵詞的共詞矩陣。利用Bicomb軟件建立高頻關鍵詞的共詞矩陣。④ 高頻關鍵詞的聚類分析。利用SPSS19.0對共詞矩陣進行聚類分析。⑤ 高頻關鍵詞的多維尺度分析。高頻關鍵詞相異矩陣導入到SPSS19.0中進行多維尺度分析，并用聚類分析圖對多維尺度分析圖進行描繪，產生知識圖譜。

二、研究結果與分析

（一）關鍵詞詞頻統計分析

利用Bicomb軟件統計關鍵詞，經過對關鍵詞的清洗，即將近義關鍵詞合并（智慧課程與智慧型課程）等，得出關鍵詞共316個。根據1973年由Donohue提出的高頻詞界分公式（王憲磊，2004）[T=12（-1+1+8I1）]，（其中[I1]為關鍵詞的總數）計算得出[T]=25.14，閾值為26，即高頻關鍵詞只有智慧教育1個，這顯然不能反映智慧教育領域的主要研究方向，出現該問題的主要原因有二：一是國內對該主題的研究起步較晚，現有文章較少；二是所選期刊的特殊性，載文量少（儲節旺，等，2011）。

本研究選取詞頻大于等于3的關鍵詞（24個）為高頻關鍵詞，以期全面反映智慧教育領域的研究熱點，關鍵詞的具體情況如表1所示。由表1可知，智慧教育研究領域的前10個高頻關鍵詞為智慧教育（43）、智慧校園（20）、智慧環境（19）、智慧學習（18）、教育信息化（11）、智慧教室（9）、學習分析（8）、大數據（7）、互聯網+（6）、物聯網（6）。

智慧教育領域的研究熱點不僅體現在關鍵詞的出現頻次上，關鍵詞之間的關系也是研究重點（孫誠，等，2015）。首先利用Bicomb建立高頻關鍵詞的共詞矩陣（24×24），如表2所示。表2中行列交叉處為關鍵詞兩兩在同一篇文獻中出現的次數。

為了消除自身頻次差異造成的影響，以揭示關鍵詞間的真正隱含關系，先將共詞矩陣導入SPSS19.0中轉化為相關矩陣。再將相關矩陣導入Excel中，經過計算得出相異矩陣，相異矩陣表示關鍵詞的相異程度，行列交叉處數值越大，兩者相關程度越小，關鍵詞距離越遠，如表3所示。最后將得出的相異矩陣導入SPSS19.0中進行多維尺度分析。

（二）高頻關鍵詞聚類分析

關鍵詞聚類分析是將關系密切的關鍵詞聚在一起，形成類團，使類團內的相似性最大，類團間的相似性最?。ㄍ趺?，等，2011）。將Bicomb產生的高頻關鍵詞共詞矩陣（24×24）導入SPSS19.0中進行聚類分析，得出的聚類圖如圖2所示。根據聚類圖分析結果，將關鍵詞聚合為五類主題。

主題一涉及學習方式，包括學習分析、數據挖掘、個性化學習、智慧學習4個關鍵詞。個性化學習與智慧學習（賀斌，2013）是當前研究的熱點，以滿足學習者的個性化需求為宗旨，充分發揮學習者個性及創造性。學習分析與數據挖掘則為個性化與智慧化學習服務，通過挖掘學習者的個性化需求，提供個性化的學習資源，實現個體定制化學習。

主題二涉及信息化與智慧教育，包括教育信息化、曬課、智慧課程、智慧教育4個關鍵詞。智慧教育是教育信息化發展到一定階段的產物，是推動教育現代化的有力跳板。其中，曬課與智慧課程提供大量優質的課程資源，不僅有利于減緩地區差異導致的教育不公平問題，同時為所有學習者（包括非在校生）提供了優質的學習平臺。智慧教育發展的根本就是要滿足人的發展，遵循以人為本的教學觀，推動地區平衡、和諧發展。在互聯網+時代，互聯網思維與創新思維成為智慧教育高水平發展的重要思維模式，互聯網+教育（詹青龍，等，2015）的深度融合將促進智慧教育的新一輪變革發展。

主題三涉及互聯網+校園，包括大數據、云計算、互聯網+、智慧校園、數字校園5個關鍵詞。大數據、云計算（熊頻，等，2015）、互聯網技術等是構建智慧校園（張懷南，等，2013）的基本技術，是從技術視角研究智慧校園的建構。而從數字校園到智慧校園，不僅僅是技術的改變，更是智慧性的體現。智慧校園以“智能+互聯+協同”為理念，從教師的教和學生的學，從完整的管理體系到評價體系等，都以“智慧”為指導思想和核心?；ヂ摼W+校園等同于智慧校園，同時還體現在虛擬大學、網絡大學，能夠足不出戶上大學。

主題四涉及智慧教學模式，包括翻轉課堂、移動學習、教學模式、增強現實、智慧環境5個關鍵詞。技術變革通常是教育變革的前提，而教育變革的核心是模式的創新。新穎的教學模式、創新的教學方法為教育的發展注入新鮮血液。增強現實為學習者提供更加真實、生動的學習情景；翻轉課堂、反轉教學等創新教學模式將不斷引領教育創新，促進智慧教育的高水平發展。教學作為教育的落腳點與微觀層面，是智慧教育理論的實踐，是理論與具體教學情況相結合的體現（王帆，2015）。在未來智慧教育發展的進程中，翻轉課堂必將呈現出更加獨特的學習魅力和教學效果，極大促進智慧教育的發展。

主題五涉及智慧技術的智能應用，包括智慧課堂、信息技術、智慧技術、集體智慧、智慧教室、物聯網6個關鍵詞。信息技術的不斷發展，衍生出多種智能技術和設備，智能技術的融合運用為智慧教室等智慧環境提供基本技術保障（楊現民，等，2015），形成智能化的課堂環境。智慧課堂、智慧教室的出現為學習者提供更加人性化的服務，能夠滿足不同人群的學習需求。因此，技術在教育的更新迭代中具有加速發展和不斷變革的重要作用，新一輪的智慧技術必將發揮其更重要的價值。

三、當前研究熱點分析

多維尺度分析可以對聚類分析結果進行矯正（儲節旺，等，2012），將Excel產生的相異矩陣導入SPSS19.0中進行多維尺度分析，再結合聚類圖，描繪出知識圖譜，該圖譜可以直觀展現智慧教育研究領域當下的研究熱點，如圖3所示。

圖3 我國智慧教育研究熱點知識圖譜

由圖3可知，智慧教育研究主要圍繞兩大主線展開，分別是智慧教育的技術支撐與理論探討（左右分）、智慧教育發展的宏觀與微觀（上下分）。具體來說，智慧教育的技術支撐（右半部分）包括增強現實、學習分析、云計算、大數據、數據挖掘等熱點；智慧教育的理論探討（左半部分）包括智慧校園、智慧課堂、智慧課程、智慧教室、教育信息化等熱點；微觀部分（上半部分）包括教學模式、智慧技術、智慧教室、個性化學習等熱點；宏觀部分（下半部分）包括教育信息化、互聯網、智慧課程等熱點。結合圖2 ，各領域具體分析如下：

領域一：智慧學習的需求研究

自古以來，不論是生活、工作還是學習都是以滿足人們的需求而進行的社會活動。特別是學習活動，學習的出發點就是為了獲取所需的知識，提升自身的能力。智慧學習同樣如此，不論智慧學習如何智慧都必須滿足學習者的學習需求，其智慧性也恰恰體現于此。智慧學習的第一要義就是充分滿足學習者的個性化需求，提供人性化的學習服務。而數據挖掘、學習分析技術的運用目的就在于發掘學習者的學習動機，匹配學習者特征，從而提供個性化學習服務，因此智慧學習需求研究成為智慧教育研究的一大熱點，也是智慧教育智慧性的集中體現。隨著技術的不斷成熟，需求分析越來越智慧，當滿足學習者的個性化需求時，關于需求分析的研究也會隨之減少。

領域二：新背景下的智慧教育理論研究

智慧教育作為一種新興的教育形態，隨著產生背景的不斷發展，相應的理論基礎相對來說也不完善。當前對智慧教育的理論研究主要集中在智慧教育的內涵、特征、原則等方面，以及由智慧教育衍生出來的智慧學習、智慧課程的理論探討，可以說當前尚未形成有關智慧教育完整的理論體系（陳琳，等，2015）。而隨著教育信息化的程度加深、互聯網+背景的出現與深化，由網絡和新技術支撐的新理論也隨之出現（如新建構主義理論（王竹立，2011）、長尾學習理論（張琪，2015）），這些新理論必將對智慧教育的研究產生深遠的影響。

領域三：智慧校園生態研究

生態是自然平衡的一種狀態，是社會和諧的一種體現。當前智慧教育的發展已經上升到2.0層面，互聯網+時代的到來，為智慧教育的發展注入了新的活力。當前智慧校園生態系統構建研究成為智慧教育領域的一大熱點話題，同時也是未來研究的重點方向。數字校園是智慧校園的基礎，智慧校園是數字校園的延伸，將這二者聯系起來研究是可行的，更是科學的。生態校園是智慧校園的高級形態，體現著校園的平衡、和諧發展，是智慧教育的終極發展，因此，智慧校園的生態研究是目前以及未來研究的熱點，抓住生態的核心觀點與智慧教育理念融合，發現二者的內在聯系，是研究生態教育的關鍵。智慧教育生態系統集智慧學習、智慧教學、智慧環境、智慧評價、智慧管理、智慧服務于一體，因此，筆者認為，智慧校園生態研究只是在環境要素視角下研究智慧教育的開始，未來的研究將逐漸擴展到智慧學習生態觀、智慧教育生態觀等更深入的領域。

領域四：智慧教學模式研究

從現代教育系統的構成要素來看，智慧教育系統包括現代教育制度、現代教師制度、數字一代學生、智慧學習環境和教學模式五大要素。其中，教學模式是智慧教育系統的核心要素（黃榮懷，2014）。然而，當前的研究現狀是對教學模式的關注不夠，對智慧教學模式的研究僅僅處在構建的層面，并未實際應用，其教學效果自然不得而知。究其原因，一是智慧教學模式應用所需的各種硬件設備不到位，智慧教學模式是依靠多種現代化設備支撐的新型教學模式，硬件設施達不到標準，智慧教學模式只能是紙上談兵；二是智慧教學模式的相關執行者（教師）難以轉變思想，阻礙傳統教學模式向智慧教學模式的轉變，使智慧教學模式無法落地生根。在今后智慧教學模式的發展過程中，要避免這種只建不用、重理論輕實踐的傾向；國家和相關部門要加大對智慧教育領域的投入，尤其是要使各學校具備實施智慧教學模式的硬件設備；要積極轉變教師觀念，提高教師的信息技術素養，使教師成為引導智慧教學模式落地生根的主要力量。

領域五：智慧教育的技術支撐環境研究

智慧教育是依托物聯網、云計算、大數據等智能技術打造的教育信息生態系統，是數字教育的高級發展階段（楊現民，2014），可以說沒有技術就無從談及信息時代的智慧教育。智慧教育的發展需要智慧環境，智慧教室是實現智慧教育的硬環境，智慧課堂則是推動智慧教育發展的軟環境。一開始關于智慧教育的研究主要集中在關鍵技術的應用上，近一兩年來則轉變為智慧教室、智慧課堂學習環境（劉永權，等，2014）的構建。這表明智慧教育的發展上升到新的階段，迫切需要支撐環境以保障運行。

四、發展趨勢預測

綜上所述，智慧教育的研究主要沿著兩條主線、五個領域展開，包括智慧學習需求研究、新背景下的智慧教育理論研究、智慧校園生態研究、智慧教學模式研究、智慧教育技術支撐環境研究。結合智慧教育的區域實踐，針對以上智慧教育研究領域的聚類和熱點分析，提出以下四點研究趨勢：

趨勢一：智慧教育理論應用于實踐的研究

任何理論的發展最終都將落實到實踐上，否則便失去了其應有的價值，成為一紙空文。從知識圖譜聚類分析可以看出，當前對智慧教育的研究幾乎僅限在理論層面，并沒有過多地應用于實踐層面，即便涉及實踐應用，也只停留在淺層，往往是以一個班級、一所學校為試點，這樣的應用難以推廣，其結果是智慧教育實踐無法得到大規模的發展，理論也無法融入實踐，難以可持續發展。究其原因，筆者認為首先是智慧教育的理論研究還未完全成熟，需要更深層次的方法論和系統研究來支撐其發展；其次是實踐往往發展緩慢，摸著石頭過河需要時間和積累，因此當前理論應用于實踐的研究較薄弱，這也就對未來的研究指明了方向，在理論研究達到一定高度的同時需要將重點放在實踐應用上，當然將理論應用于實踐并不是理論的生搬硬套，全盤接收，而是在結合具體實踐情況的基礎上有所取舍，是運用理論中適合自身情況的部分，實事求是，推動實踐的發展。

趨勢二：智慧教育關鍵技術支撐環境研究

盡管國內當前技術層面的研究文獻數量較多，但多集中在理論探討。就目前的技術手段來說并不足以支撐智慧教育的發展，關鍵技術還未能從根本上產生重大突破。大數據、云計算、學習分析（王良周，等，2015）等技術應用并不成熟，更多處于理論研究層面，應用前景巨大，但就目前應用效果來看卻并不明顯。技術是手段，是推動教育發展的有力工具，重視技術運用，創新智能化技術，對教育的發展具有加倍加量的作用。未來對于關鍵技術的研究應更多地放在技術融合層面，割裂技術之間的相互性將大大削弱技術的應用效果，探討智能技術間的相互關系，從點到線再到面的突破，從研究技術本身發展到技術作用于具體智慧環境，再到整個智慧教育系統的構建，實現技術突破、技術創新、技術融合。

趨勢三：智慧學習資源與智慧教學模式的開發應用研究

教育的最終目的是推動人的發展，滿足人的需求。智慧教育作為互聯網+時代的新型教育形態，更應關注學生的個性化發展。這需要在教學資源、教學模式開發之初就深入挖掘學生的真實需求、了解學生的個體差異，再結合教育信息化發展新階段的訴求，合理設計應用場景，避免在開發和應用的過程中出現“唯技術論”的弊端，而應使新技術與教學深度融合。筆者認為智慧教育的教學資源與教學模式（李凡，等，2012）應是多元化的、個性化的、有系統的、有層次的、有針對性的，其應用場景應囊括校內校外、課上課下，涉及學生發展的全過程。此外，教學資源及教學模式的開發機構（如各級學校、電教館）之間要建立資源共享、相互協作的機制，遵循共建共享的原則，避免資源的重復建設與浪費。

趨勢四：智慧教育生態觀研究

在所有樣本文章中，關于生態的研究并不是很多，但究其本質，涉及生態觀的研究卻十分普遍，智慧教育、教育大數據、微課、MOOCs（郝丹，2013）、翻轉課堂等都體現了教育的生態觀。智慧校園的構建其核心就是生態，實現物與物、人與物、人與人的和諧連接；MOOCs有助于資源共享、促進區域公平，這就是教育生態。因此，智慧教育生態觀不僅是當前的研究熱點，更是未來的研究重點。實現教育現代化本身就是為了實現教育生態發展，智慧教育作為助推教育現代化的加速器，研究其生態觀勢在必行。

智慧教育的成熟發展必將是集智慧學習、智慧學習環境、智慧型課程（陳琳，2015）、智慧學習方式、智慧管理、智慧評價、智慧服務等于一體的系統研究，因此除以上四點主要趨勢外，未來關于智慧教育的研究應向智慧管理、智慧服務、智慧評價等方面集散，形成完整的智慧教育體系。

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收稿日期：2016-01-13

定稿日期：2016-03-30

作者簡介：陳瑤，碩士研究生；胡 旺，碩士研究生；王娟，通訊作者，副教授，碩士生導師。江蘇師范大學智慧教育學院（221116）。

責任編輯 劉 莉