我國教育技術領域云計算研究現狀述評

劉成新　張松　萇雨

[摘 要] 采用文獻計量分析法和社會網絡分析法，對國內公開發表在教育技術領域有關云計算的學術論文和學位論文進行統計分析和關鍵詞共詞網絡分析，以期把握其發展脈絡及研究現狀，揭示教育技術領域云計算的研究熱點，并展望其未來的發展趨勢， 期望能為以后的相關研究提供些許參考。

[關鍵詞] 云計算； 研究現狀； 文獻計量； 社會網絡分析

[中圖分類號] G434 [文獻標志碼] A

[作者簡介] 劉成新（1967—），男，山東鄒城人。教授，博士，主要從事信息化教育與網絡文化傳播研究。E-mail：liuch@qfnu.edu.cn。

一、引 言

云計算作為一種新技術，無疑會給互聯網帶來意義深遠的影響，它是互聯網基礎設施架構的一項革命性變革，必然對互聯網的應用和發展產生巨大的推動作用。云計算是分布式計算、并行計算、網格計算等技術的發展，其主要提供基礎設施服務、平臺服務和軟件服務等三個方面的服務。至今它還沒有一個公認的定義，主要有以下兩種說法：

云計算是面向服務的架構、分布式計算、網格計算和虛擬化等多種技術發展融合的產物[1]。劉鵬認為云計算是一種商業計算模型，它將計算任務分布在大量計算機構成的資源池上，使用戶能夠按需獲取技術能力、存儲空間和信息服務[2]。

近幾年云計算在教育領域的應用尤為突出。我國教育技術界圍繞云計算展開的研究已初具規模。如王康、廖漢文等結合云計算及其特征，分析了我國基礎教育信息化的現狀，探討城域教育云架構設計及云服務平臺建設[3]。耿學華、梁林梅等探討了云計算在高等教育信息化中的應用[4]。黎加厚教授根據云計算的教育應用提出了“云計算輔助教學”的概念。針對越來越多的研究者投入到云計算研究的這一趨勢，為從整體上把握其研究現狀，本文通過對國內公開發表在教育技術領域有關云計算研究的學術論文和學位論文進行統計，采取文獻計量分析與社會網絡分析相結合的方法，揭示教育技術領域云計算的研究熱點，并展望其未來的發展趨勢。

二、數據來源與研究方法

（一）數據來源

本研究選取的數據樣本全部來自于中國知網（CNKI），選取教育技術領域8種核心期刊，分別是《電化教育研究》、《中國電化教育》、《現代教育技術》、《開放教育研究》、《遠程教育雜志》、《現代遠距離教育》、《現代遠程教育研究》和《中國遠程教育》，以“云計算”為主題，共檢索到114篇文獻，剔除有關研討會、論壇、通知、廣告和動態等與研究內容無關的文獻，最終有效文獻為107篇。學位論文的檢索條件為“學科專業名稱=教育技術學”并且“主題=云計算”，學位年度不限，共檢索到28篇文獻。保存以上學術論文和學位論文的題錄信息，以供研究使用。

（二）研究方法與工具

本文主要采用文獻計量分析法和社會網絡分析法進行研究。

在選擇研究工具時，前期以 Excel 2003以及文獻題錄信息統計工具 SATI 3.0進行數據統計與篩選，社會網絡分析方面主要采用綜合型社會網絡分析工具UCINET 及其內部集成的可視化分析軟件NetDraw、NetMiner4等軟件。

三、研究論文的文獻計量分析

（一）論文的年代分布

某領域研究論文的時間分布能夠從側面了解該領域的研究歷史和狀況，揭示其研究發展的總體趨勢。教育技術領域有關云計算的135篇研究論文的時間分布情況如表1所示。可以看出，教育技術領域有關云計算的研究最先出現在2008年，只有一篇研究論文。自此之后，每年發表研究論文的數量呈直線上升趨勢（2013年的回落是由于期刊網收錄文獻在時間上具有滯后性，因此不能真實反映這一年的研究現狀和發展趨勢），說明國內教育技術界對云計算的關注度越來越高，相關的研究也越來越多。可以預測，在接下來的時間里，對云計算的研究會繼續呈現上升趨勢。

（二）論文作者分布

通過對研究論文作者的統計分析可以看出該領域的作者力量分布。考慮到學位論文存在一定的特殊性，這里只針對學術論文進行統計。鑒于第一作者是論文的主要貢獻人，對107篇文獻的第一作者進行統計，共有98人。統計結果顯示：發表論文在2篇及以上的有8人，分別是高宏卿3篇，高義棟、劉中宇、謝陽斌、陳巧、張懷南、曾明星、俞建華各2篇。其余作者均發文一篇，占作者總數的91.8%。美國學者洛特卡A.J.指出：作者數與發表論文數量之間具有一定關系，如果發表一篇論文的作者數與所有作者數之比低于60%的臨界值，則該領域已形成核心隊伍，反之亦然[5]。因此，云計算在教育技術領域的相關研究還未形成穩定的核心作者群。同時也發現該領域缺少長期深入的研究者。

（三）論文所屬機構分布

通過對論文所屬機構的研究，有助于發現該領域研究的主要機構及團隊力量分布。經統計，發表論文在3篇以上（含3篇）的機構共11家，如圖1所示。這些學校基本上可以代表目前我國教育技術領域有關云計算研究的核心機構。其中發文數量最高的是上海師范大學，達到15篇。在這11所機構中，有8所師范類學校，凸顯出它們對該領域的應用和推廣。

四、研究論文的社會網絡分析

（一）構建共詞矩陣

對檢索到的135篇文獻進行關鍵詞統計，共得到原始關鍵詞335個。刪除對研究主題沒有影響及過于寬泛的創新、應用、評價、對策、模式、影響因素等關鍵詞，合并具有相同或相近含義的關鍵詞，經過反復人工校對，最終確定了296個關鍵詞，將這些關鍵詞按照出現的頻次由高到低進行排序。本文選取出現頻次在2次及以上的前39個關鍵詞作為高頻詞，如表2所示。

兩兩統計不同關鍵詞在同一篇文章中共同出現的次數，形成一個39×39的共詞對稱矩陣（限于篇幅，這里只給出部分信息），如表3所示。

（二）社群圖

理解社會網絡的整體結構模式對完成社會網絡的分析十分重要。將上述高頻詞共詞矩陣導入UCINET軟件中，使用可視化工具NetDraw繪制網絡社群圖，如圖2所示。社群圖是描述社會網絡的一種方法，可以直觀地反映共詞網絡的整體特征。在社群圖中，每個節點都代表一個關鍵詞，每一條直線表示兩者之間的關系，也就是在同一篇文獻中共現，其中箭頭表示關系的指向，連線次數即表示與之發生聯系的關鍵詞的數量。

我們發現：云計算是整個網絡的核心，與其他關鍵詞都發生聯系。比較靠近它的關鍵詞有云服務、教育信息化、教學資源等，說明它們是云計算研究的重點，而處于網絡邊緣的一些關鍵詞就顯得比較孤立，缺少深入的研究。由于社群圖中的點很多，點線之間的關系圖形較為復雜，只能看到詞與詞間的大概趨勢，很難看出其內部的子結構，因此需要進行深入分析。

（三）網絡密度分析

密度表示的是網絡內各個節點之間聯絡的緊密程度，從整體上反映網絡的特征，是社會網絡分析常用的指標之一。整體網絡密度的計算公式Δ=m/（n （n-1））（m為已有的關系總數，n為節點總數）。在本文中，密度是指關鍵詞之間發生的聯系次數。一般認為，網絡密度太低，不利于信息的傳播，密度太高會使信息交流不具有針對性，容易造成信息泛化。

研究結果顯示，該網絡密度為0.2200，標準差為0.8108。與網絡最大密度1相比，該網絡密度較低，說明各關鍵詞間的聯系不是很緊密，信息交流與討論不夠深入，教育技術領域云計算研究的體系還不成熟。

（四）中心性分析

中心性是社會網絡分析中的重點之一，它是衡量一個節點在網絡中的重要程度和威望的重要變量。中心性分析通常包括點度中心度、中間中心度和接近中心度三個指標。

1. 點度中心度分析

點度中心度（Degree Centrality）是一個最簡單、最具有直觀性的指數。它表示在一個社會網絡中與某個節點存在直接聯系的其他節點的總數目。如果一個節點與很多其他節點存在關聯，則表示該節點在網絡中處于中心地位，對整個網絡的影響大。

利用NetMiner4軟件繪制網絡點度中心度分布圖，如圖3所示。點度中心度越大的關鍵詞，離圖的中心越近，與該點有直接聯系的詞也越多。

本文將點度中心度排名和詞頻排名的前20名關鍵詞進行比較發現：點度中心度的前20名中有18個關鍵詞也同時出現在詞頻排名的前20名中，相似率達90%，說明點度中心度和詞頻統計在揭示一個領域的研究熱點方面比較相似。在點度中心度中出現的不同關鍵詞充分說明它不僅考慮了詞頻數，而且兼顧了關鍵詞之間的內部聯系。

2. 中間中心度分析

中間中心度（Betweenness Centrality）測量的是某個節點對網絡中信息交流控制的程度。在本文中，如果一個關鍵詞位于許多其他關鍵詞之間的連線上，說明該關鍵詞的中間中心度較高。這種度值較高的點在網絡中往往成為溝通其他點的“橋梁”，充當中介角色。在共詞網絡中可以理解為其他關鍵詞依賴中間中心度較高的關鍵詞來傳遞信息。

使用UCINET軟件計算各關鍵詞的中間中心度。中間中心度值最高的為“云計算”，達到591.667，高于排在第二的“云計算輔助教學”的38.5，表明云計算在網絡中扮演信息中介的角色是其他關鍵詞進行信息交流的橋梁，同時它的作用在網絡中也得到了極大的發揮。研究發現，中間中心度為0的關鍵詞達到16個，例如“學習環境”、“學習資源”等，所占比例為41%。因此在網絡中信息的壟斷性很明顯，這些關鍵詞嚴重依賴于少數幾個關鍵詞進行信息流動。

3. 接近中心度分析

接近中心度（Closeness Centrality）是指網絡中某個節點與其他節點的接近程度，即該點是否通過比較短的路徑與其他點相連。路徑越短說明節點處于核心位置，信息傳遞時對其他節點的依賴性較小。在共詞網絡中，描述的是某個關鍵詞不受其他關鍵詞“控制”的能力。

“云計算”的接近中心度值最小，在網絡中位于核心位置，和其他度值較大的關鍵詞相比，“教育信息化”、“云服務”這兩個關鍵詞在信息交流時的依賴性相對小一些。這些在共詞網絡接近中心度分布如圖4所示。

（五）網絡整體屬性分析

1. 小世界效應分析

社會網絡分析認為如果網絡節點間的平均距離遠遠小于節點數，則該網絡具有小世界效應。在共詞網絡中，平均距離反映的是網絡中任意兩個關鍵詞之間的平均路徑長度。網絡路徑的長度與節點之間信息溝通的容易度成反比。網絡路徑越長，表示網絡內節點分散，聯系較少；相反，則說明節點之間的信息交流很頻繁。

使用UCINET軟件計算網絡節點間的平均距離，得出目前我國教育技術領域云計算研究論文的關鍵詞網絡節點平均距離（Average Distance）為1.927，說明該網絡具有很好的小世界效應。

2. 派系分析

凝聚子群研究的是小團體內部的關系，目的在于發現網絡中存在多少個子群體，有時也被稱為小團體，它有多種分析方法，在這里選取派系分析法。

本文對關鍵詞網絡進行派系分析，可以揭示云計算研究中聯系較為緊密的主題群。社會網絡中的派系至少包含三個點，因此在派系分析時將最小派系尺度（Minimum Size）設置為3，派系分析結果如表4所示。該網絡中共有32個派系，其中成員為3的派系共21個，所占比例達到65.6%，成員為4 的派系只有11個。表明該網絡還不夠緊密，網絡內子群的規模比較均勻，各關鍵詞間的互動交流處于分散狀態。這是由于云計算涉及的范圍較大，相應各個關鍵詞交流的范圍也較大。

同時對派系的成員組成分析發現，“云計算”在每一個派系中都出現過，顯然是派系活動中最活躍的成員。這說明關鍵詞網絡是建立在以云計算節點為中心的基礎上，或者可以說，這些派系是云計算這個核心關鍵詞對其他關鍵詞間信息交流的引導而形成的研究主題。

五、總 結

通過以上分析，可以對教育技術領域云計算的研究作出如下結論與思考。

第一，我國教育技術領域云計算的研究起步較晚，但發展勢頭迅猛，研究前景廣闊。隨著云計算的發展成熟及優點的顯現，為擴大這種新技術在教育領域的應用，勢必會展開越來越多的研究，這符合信息時代教育發展的特點。同時，教育部在2012年頒布的《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》以及國家擬在近期啟動、組織實施的重大項目——“中國數字教育2020行動計劃”都強調要充分發揮現代信息技術的作用，信息技術對教育發展具有革命性影響，必須予以高度重視。這些政策都為該領域的研究起到了支持作用。

第二，我國教育技術領域云計算的研究缺少具有代表性的研究者，大部分只是嘗試著從淺層次方面進行研究，缺乏深入性和連續性。研究機構和團隊主要集中在師范院校，說明我國師范院校重視云計算給教育帶來的影響，同時成為該領域研究的主要貢獻。

第三，“云計算”在關鍵詞網絡中處于核心地位，圍繞它展開的一系列熱點研究主題主要有教育信息化、教學資源共建共享、遠程教育、移動學習、大數據、數字校園建設、教育云及云服務等。研究發現，云計算促使了云學習理念的產生，可以提供隨時隨地進行學習的技術支持，變革了學習方式。云計算在教學資源的共建共享上存在明顯的優勢，它通過網絡將資源存儲在云端，使用者可以輕松獲取需要的資源，還可以實現資源共享。教育信息化的建設與發展一直是人們關注的問題，在云計算的研究中也不例外，如何更好地發揮云計算在教育信息化建設中的作用成為研究者們普遍關注的問題。我國遠程教育經過幾十年的發展已相當成熟，但也存在很多問題，因此云計算的運用到能夠為遠程教育事業注入新的活力。

第四，我國教育技術領域云計算的研究體系比較松散。在關鍵詞網絡中，各節點間的聯系不緊密，關鍵詞間都是稀疏連接的，信息交流較少。

第五，從縱向層面看，目前我國教育技術領域對云計算的研究出現不平衡現象，即研究主要集中在高等教育領域，缺少對中等、初等教育領域的應用研究。這跟研究人員存在一定關系，因為他們所屬機構大部分屬于高等教育機構，而中小學缺乏相應的基礎設施和科研人員。

第六，從高頻關鍵詞來看，目前云計算的研究重點主要集中在理論層面，應用技術的研究較少。大部分文獻對云計算的定義、發展歷史、類型、原理、特點、優勢及不足介紹得比較詳細，而具體到開發某個方面的應用技術卻寥寥無幾。

云計算的教育應用前景良好，應受到教育技術領域研究者的普遍關注。研究人員應加大研究深度，提高研究層次，并形成一些比較權威的研究機構與團隊；加強云計算在高等、中等及初等教育的協同研究。要實現云計算帶來的諸多高效、便捷和專業的服務，還應加強它在實踐技術方面的研究，達到理論與實踐的結合。

[參考文獻]

[1] Lamia Youseff，Maria Butrico， Dolma Da Silva. Toward a Unified Ontology of Cloud Computing[J].Grid Computing Environments Workshop，GCE， 2008，（24）：1～10.

[2] 劉鵬.云計算[M].北京：電子工業出版社，2010.

[3] 王康，廖漢文，張巖.云計算在基礎教育信息化建設中的應用研究[J].現代教育技術，2012，（3）：5～9.

[4] 耿學華，梁林梅，王進.云計算在高等教育信息化中的應用與展望[J].現代教育技術，2012，（4）：104～106.

[5] 葉鷹，潘有能，潘衛.情報學基礎教程[M].北京：科學出版社，2006.