基于CiteSpace的國內地理深度學習研究熱點與趨勢分析

黃心垚 劉玉婷

摘 要：地理深度學習是深度學習學科化的產物，新課程標準的實施使其進入新的發展階段。本文借助CiteSpace軟件，以三大地理教育類期刊為研究樣本，以深度學習為主題，分析2005—2023年發表的相關文章，繪制發文量、關鍵詞頻次共現等知識圖譜。 結果顯示：有關地理深度學習的發文量顯著增長；當下研究熱點集中于核心素養與深度學習在教學中的運用；作者間研究仍以個人為主，但合作有所加強；研究機構存在地區偏向。未來研究可嘗試加強跨學科合作、創新機構合作模式、建立可視量化標準。

關鍵詞：研究趨勢；深度學習；CiteSpace；知識圖譜

中圖分類號：G633.55? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：1005-5207（2024）02-0017-05

深度學習（Deep Learning）是指在教師引領下，學生圍繞具有挑戰性的學習主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發展的有意義的學習過程［1］。張浩基于布魯姆對認知領域學習目標的分類，證明深度學習有利于學生高階能力的培養［2］。 深度學習是當前教育研究的熱點問題［3］，并出現轉向具體學科的趨勢［4］?！镀胀ǜ咧械乩碚n程標準（2017版）》將“人地協調觀、綜合思維、區域認知、地理實踐力”確認為地理核心素養，正式提出中學地理教育必須以地理核心素養的培育為課程目標。與以往的三維目標即知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀不同，核心素養強調學生高階思維能力，這與深度學習的培養目標有共通之處，且機械、碎片化的淺層學習模式已不再適應教學與學生培養需求。因此，面向地理的深度學習是迎合時代發展的需要。當前，地理深度學習研究領域的文獻已形成一定規模，但缺少對于地理深度學習的發展趨勢梳理與熱點總結。

基于此，本文選取中學地理教育領域具有代表性的三大期刊——《地理教育》《地理教學》和《中學地理教學參考》為文獻來源，其刊登的文獻往往能夠反應當前地理教學研究的熱點與趨勢。運用文獻計量學的方法對中學地理深度學習的研究脈絡進行可視化分析，探究國內中學地理深度學習的狀況、特點、存在的問題等，為我國學者研究中學地理深度學習提供參考，豐富我國中學地理深度學習的研究視角。

一、研究方法

1.數據來源

本文數據來源于中國知網（CNKI）數據庫，利用高級檢索功能，以“深度學習”為主題詞和關鍵詞，《中學地理教學參考》《地理教育》《地理教學》（以下簡稱三大刊）為文獻來源，以2005年1月至2023年5月為時間節點，共檢索獲取165篇相關文獻。分別采集文獻的關鍵詞、作者、單位、年份等信息，以refwork格式將信息導出。

2.研究方法

本研究基于CiteSpace文獻計量軟件，采用文獻計量和共詞分析的研究方法，進行三大刊中深度學習有關文獻的年度出版量統計，并繪制出2005年1月至2023年5月以來地理三大刊中進行深度學習研究的發文數量圖、關鍵詞頻次共現圖譜、關鍵詞聚類圖譜、作者信息共現圖譜、研究機構共現圖譜，可視化呈現近年來三大刊深度學習研究的熱點走向。

二、研究結果及分析

1.年發文量分析

深度學習在地理教學領域的發展趨勢演進，可通過刊載文獻數量的變化情況來體現。本文通過對三大刊中關于深度學習的文獻發文年份統計，繪制出地理教學領域深度學習文獻年度分布圖（圖1）。由圖可見，地理深度學習的發展可大致分為兩個階段：2015—2016年為研究的起步階段，這一時期的研究論文在三大刊中零星發布，不僅涉及篇幅較小，且對于地理深度學習的理解也存在對“深度學習”大領域模仿套用的問題；2017年至今是地理深度學習的高速發展階段，這可能與教育部2017年頒布的《普通高中地理學課程標準（2017版）》中明確提出地理核心素養相關。據文獻研究表明，核心素養的培育在很大程度上需要通過深度學習來實現，即需要學生通過思考、探究、推理、反思等深度學習過程的直接和間接學習體驗與感悟，形成個體的知識結構、專業智慧和解決問題的實際能力以及穩定的學習品格［5］。因此，以培育核心素養為教育目的、深度學習為教學方法的教學研究與實踐成果不斷涌現，這一趨勢也反映在刊登的文獻數量上。從發文量看，除2023年數據不全外，地理深度學習論文發文量總體呈持續增長趨勢，說明當前地理教育領域中，對地理深度學習的關注持續走高，預估未來此領域論文數量仍會持續增加。

2.文獻關鍵詞共現分析

為深入掌握本領域研究的主要內容與熱點，本文對研究數據中出現的關鍵詞進行了頻次統計，并據此進行關鍵詞共現與聚類分析。保留頻次為4次及以上的關鍵詞，進行共現運算，得到關鍵詞共現圖譜（圖2）。圖中每一個節點代表一個關鍵詞，節點及關鍵詞越大代表關鍵詞出現的頻率越高［6］。若節點之間存在著共現關系，則圖中節點之間會存在節點間連線，且線條的粗細與關鍵詞間的共現強度相關，強度越大，連線越粗。圖2中深度學習作為最大節點，其連線幾乎覆蓋所有節點，其余節點與連線的數量較多，共現關系復雜。因此，為進一步提取地理深度學習中的高頻詞匯，厘清當前研究中的熱門研究方向，本文將分析關鍵詞所獲得的數據制作成頻次表格（表1），以具體呈現部分關鍵詞的頻次以及排序。

據表1所列數據，頻次最高的4個關鍵詞為“深度學習”“地理核心素養”“核心素養”與“教學策略”。由于此次的關鍵詞是由三大刊中以“深度學習”主題產生的搜索結果，“深度學習”幾乎與所有高頻詞相關聯，影響度最大頻次也最高，將其作為高頻詞分析對熱點解讀意義不大； “地理核心素養”與“核心素養”本質描述的都是地理學科核心素養，體現核心素養的培育已成為研究熱點；“教學策略“反映了有相當部分的研究期望通過教學策略的改進，使深度學習在教與學中更可行、高效。

3.關鍵詞聚類分析

關鍵詞共現體現了地理深度學習的研究間存在著復雜的共現共引網絡，通過高頻關鍵詞的提取，可視化展現該領域的研究熱點。而關鍵詞的聚類分析則是在此基礎上，通過對數似然算法LLR（likelihood ratio）將關鍵詞間相似且連接緊密的進行聚類，賦予每個關鍵詞運算數值，并將相同聚類中賦值最大的關鍵詞選為該聚類代表，顯示標簽。圖3的聚類圖譜顯示了地理深度學習最為顯著的9個聚類，按#0到#8排序，數字越小代表聚類影響力越大，聚類圖譜分析的Q值為0.581 4>0.3，S值為0.945 7>0.5，表明聚類結構合理顯著［7］。

從圖3所體現的聚類趨勢來看，各聚類以“深度學習”為中心，所涉及的聚類可大致分為核心素養、研究分布、教學策略等主題。結合聚類的結果以及文獻的梳理可發現，當前研究主要分布在中等教育階段，研究者以核心素養的培育為目的，采取多種教學策略以期提高學習效果。而研究的主要方式為選取某一課時內容，利用新教學方案和概念進行教學設計與實踐，探索促進深度學習的可行性路徑。

4.作者及研究機構共現分析

CiteSpace可用于繪制深度學習研究文獻的主要作者以及作者之間合作關系的可視化網絡圖譜。如圖4所示，圖中共有159個節點，42條連線，根據連線的年份來看，連線呈現出隨年份增多的趨勢。這反映地理深度學習研究以個人研究為主，但交流和合作也逐步成為研究大勢。從發文量來看，除16位作者發文量為2篇，大部分作者的發文量都是1篇，表明地理深度學習領域研究數量雖多，但進行長期、深入的研究較少，結合發文量趨勢來看，未來此領域還有廣闊的研究空間。

利用機構間合作圖譜可分析我國進行地理深度學習研究的主要機構，并探討其合作強度。圖譜中可顯示的節點頻次設置為2，則圖中顯示名稱的機構都為發文兩篇及以上的，字體越大代表發文量越大，得到圖5。

發文量最大的機構為華東師范大學地理科學學院，其次為北京通州區教師研修中心，一定程度上說明，發達的一、二線城市對于地理深度學習更為重視，研究層次也更深入。根據圖5中浙江、福建等地發文機構較多，且機構以中學為主力的現象，可反映出我國地理深度學習領域中，可能存在著地區差異。同時，根據機構間的合作網絡圖譜可發現，在2017年以前，幾乎不存在研究機構間的文獻互引，說明在此時間段前，相關機構更傾向于獨立研究。而在2017年以后，節點間的連線數量逐漸增加，是研究機構之間合作有所增強的體現。

5.研究內容分析

關鍵詞所體現的研究熱點隨地理深度學習的發展脈絡而變化，地理深度學習作為深度學習學科細化的探索結果，其研究發展經歷了一個緩慢的變遷。自1976年瑞典哥特堡大學的馬頓（Marton）和塞爾喬（Saljo）首次提出深度學習的概念后，深度學習的概念開始被各個領域的專家注意并進行研究。國內深度學習的概念最早由黎加厚教授在2005年的論文《促進學生深度學習》中提出，他構建了深度學習的概念并提出了深度學習的三大特點即理解與批判、聯系與構建、遷移與運用［8］，此后國內對于深度學習應用于教學的討論增多，也出現了將深度學習應用于具體學科的呼聲，地理學科的深度學習研究應運而生。地理深度學習承襲了深度學習的基礎理念與預期目標，相關研究圍繞地理教學中如何實現深度學習進行研究，重視地理能力素質與深度學習的融合。

將地理深度學習的熱點以時間排序，早期的地理深度學習發文數量與所涉關鍵詞都較少，此階段研究熱點內容體現在3個方面：將深度學習與淺層學習在地理課堂上的表現進行對照 ［9］，探討具備地理深度學習的課堂特質的“特征梳理”方向；將地理深度學習的課堂分成不同的環節，從學習目標到成果評價進行意義闡述與實踐反饋［10］的“概念界定”方向；以及將地理深度學習作為達成良好課堂效果的關鍵措施［11］的“教學實踐”方向，這樣的研究也使“教學策略“成為關鍵高頻詞。

《普通高中地理課程標準（2017年版）》正式實施后，地理深度學習的研究呈井噴式增長，“核心素養”“教學策略”成為研究的高頻關鍵詞，是研究的熱點內容。以三大刊的文章為例，這一時期的研究既有探討深度學習促進核心素養的邏輯鏈［12］，也有在實踐中通過學習現狀引出地理深度學習的必要性［13］，還有將深度學習與其他教學方法結合的探討，如“大單元教學”［14］、研學［15］以及“問題式教學”［16］等，以期提高地理核心素養。除此之外，還有大量的研究以深度學習的視角，進行教學設計與實踐。選擇教材中的內容進行知識解構與深挖［17］，設計符合核心素養的不同層次教學目標，通過情境的創設與小組間合作等方式，提高教學質量。

三、結論與建議

1.結論

從CiteSpace對于地理深度學習的關鍵詞分析來看，地理深度學習與核心素養仍會是未來一段時間內研究的熱點問題。此外，將深度學習與其他教學手段結合的探索，如大單元教學、課程思政、問題式教學等，也是現在和未來可能的研究熱點。

地理深度學習已成為地理教學研究領域的熱點問題，然而研究地理深度學習的機構發文量較為零散，缺乏對地理深度學習領域的長期追蹤，且發文機構存在地域不平衡、研究主力多為中學等問題，沒有形成研究團隊與學校間相互合作、相互借鑒的合作網絡。

基于文獻及發展脈絡的梳理，大部分的研究停留在以深度學習為手段促進地理核心素養培養的可行性與路徑分析上，是未來研究需要解決的問題之一。研究視角的同質化使得針對深度學習的調查和教育統計分析方法使用等研究減少，導致當前深度學習的學習成果較少，對于地理深度學習的評價環節也討論匱乏，不利于形成統一的評價體系。

2.進一步研究的建議

深度學習研究并不只是地理教育領域的研究熱點問題，在新課標頒布后，各個學科都在大力探索培養促進學科核心素養的有效教學手段。在此背景下，地理深度學習研究可借鑒其他學科領域研究成果，及時跟進深度學習的最新理論，并將其中精華與地理學科特質結合，將其運用于課堂教學和研究實踐中。此外，也應將深度學習與其他教學手段結合，通過教學實踐與應用，拓寬深度學習的理論與實踐。

加強地理深度學習研究機構和中學間的合作，形成“機構普及—學校應用反饋—推動研究再深入”的合作模式，讓高校與研究所的理論創新支撐中學一線的教學改革，可以通過線上會議、線下交流等方式加強研究機構、中學以及地區之間的聯系。

深度學習與淺層學習的區別之一在于深度學習不同于機械性記憶和對知識的簡單理解，而是對學習本質的探尋。深度學習能力的內涵，主要包括知識的遷移能力、創造能力以及在新情境中解決問題的能力［18］。因此，若要探明深度學習是否在課堂中真實發生，不能僅以學生對于知識點的掌握為定論，而應建立學習成果導向評價，觀察學生是否通過深度學習擁有高階思維和創造能力等。將深度學習的素質提升目標分解成具體目標，以一個學習階段為單位，運用教育統計分析研究的方法將學生的動態變化可視化，增強地理深度學習成果可信度。研究者在選取研究方向時可著眼于教學評價等方向，增強研究中的實證部分，使研究更具實效性。

參考文獻：

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［15］ 黃啟艷，何紅，黃興順.基于鄉土情境的初中地理跨學科主題學習設計——以“招堤國家濕地公園”為例［J］.地理教學，2023（1）：36-39.

［16］ 蔣大偉.基于深度學習的地理問題式教學探究——以人教版“交通運輸方式和布局”復習課為例［J］.地理教育，2022（9）：15-19.

［17］ 鄒小伶.綜合思維視角下的地理深度學習課堂教學實踐——以“土壤鹽堿化探因”為例［J］.地理教育，2019（9）：45-47.

［18］ 高東輝，于洪波.美國“深度學習”研究40年：回顧與鏡鑒［J］.外國教育研究，2019，46（1）：14-26.

通信作者：劉玉婷