國內智慧教育的文獻計量和知識圖譜分析

梅莉 趙巾偉

【摘 要】隨著教育信息化的發展，智慧教育受到越來越多的關注。文章以中國知網（CNKI）數據庫2004—2018年收錄的智慧教育論文為研究對象，利用信息可視化軟件CiteSpace梳理國內智慧教育研究現狀，發現：智慧教育的熱點研究主題可以概括為理論研究、環境建設、技術支持和實踐研究四個方面;總體而言，國內智慧教育的研究仍處于起步階段——理論研究不夠深入，實踐探索也存在一些誤區，有待進一步加強和完善。

【關鍵詞】智慧教育;教育信息化;知識圖譜

【中圖分類號】G720

【文獻標識碼】A

【文章編號】1001-8794（2019）09-0014-08

一、研究背景

近年來，人工智能（AI）、大數據（Big Data）、云計算（Cloud Computing）等信息技術的發展、成熟，給人類的生產、生活帶來了巨大變化。信息技術與教育領域的融合，萌生了新的教育理念，形成了新的教育環境，發展了新的教育模式，建設了新的教育資源。2017年國務院印發《新一代人工智能發展規劃》提出，要完善人工智能教育體系，實施智能教育。2018年4月教育部頒布的《教育信息化2.0行動計劃》象征著智慧教育邁入了新征程。

目前，學界對智慧教育的研究進行梳理和分析的文獻不多。在智慧教育研究領域，哪些文獻是具有開創性和標志性的？在智慧教育的發展歷程中，哪些機構和作者起著關鍵作用？當前的研究熱點是什么？未來的發展趨勢是什么？為了回答這些問題，本研究以CiteSpace 可視化分析軟件為工具，對智慧教育核心作者、研究機構、來源期刊、熱點主題等進行分析，梳理出國內智慧教育的研究熱點和趨勢演化。

二、研究方案

（一）研究工具

本研究使用的CiteSpace是一款在科學計量學、數據和信息可視化背景下發展起來的引文可視化分析軟件，國內學者主要使用CiteSpace進行研究熱點、研究前沿和研究趨勢的分析。[1]CiteSpace軟件進行可視化分析主要是基于共引分析理論、尋徑網絡算法等，對某個領域文獻進行計量，探尋該領域發展演變的路徑及關鍵轉折點，通過繪制知識圖譜來探測該領域的前沿動態。[2]在利用CiteSpace生成的各種圖譜中，節點大小表示出現頻次或數量，之間的連線反映合作關系強度。[3]本研究使用的軟件版本是CiteSpace V。

（二）研究樣本

本研究數據來源于CNKI數據庫，以“智慧教育”為主題詞，截止日期為2018年8月29日，共檢索到文獻336篇，剔除訪談類、會議類、隨筆類文章110篇，得到有效文獻226篇。

三、數據分析

利用CiteSpace聚類，將CiteSpace設置“時間”為“2004—2018”，以1年為一個時間分區，在“Term Source”中選擇“Title”、“Abstract”、“Author Keywords”和“Keywords Plus”;“Node Types”中選擇“Author”“Institution”、“Terms”和“Keyword”，其他參數不變，由軟件自動抽取聚類，得到7個文獻網絡聚類，其中聚類值 Modularity Q 為0.593，聚類內部相似度指標Silhouette 值為0.537，結果具有參考價值。

（一）發布時間及數量分析

一般認為，國內學者對于智慧教育的研究，可以追溯到錢學森院士于1997年提出的“大成智慧學”。[4]錢老構建的大成智慧工程是一種從定性到定量綜合集成法，特點是在面對復雜性的難題時，主張以人為本，利用計算機、信息網絡等現代信息技術和人工智能技術，形成人—機結合系統，集古今中外有關經驗、知識、智慧之大成，以迅速做出科學的判斷與決策。[5]盡管并未明確提出“智慧教育”的相關內容，“大成智慧學”對于智慧教育的發展有著重大意義。從CNKI數據庫收錄的中文核心期刊和CSSCI期刊文獻時間分布（圖1）來看，對于智慧教育的研究，自錢學森院士之后十余年進程緩慢，直到2012年發文量才逐年增多，到2017年時有51篇，2018年截止到2018年8月29日共有40篇。隨著《教育信息化2.0行動計劃》的頒布與實施，未來將進一步引發智慧教育的討論熱潮。

（二）作者及研究機構分析

分別將“Node types”設置為“Author”、“Institution”，利用CiteSpace 可視化功能，分析運行后得到智慧教育的主要研究作者合作圖譜（圖2）、主要研究機構圖譜（圖3），呈現研究作者與研究機構在智慧教育方面的影響力。

根據圖2顯示，陳琳、祝智庭、楊現民、彭紅超、陳耀華等作者節點大、字號大，是主要的研究作者，且這些高產作者之間連線明顯，說明合作關系較強。他們對智慧教育理論研究與實踐研究進行了不同程度的研究，包括智慧教育內涵、智慧課程設計、智慧學習環境、智慧技術等內容。來自教育理論與教育管理方面的專家學者與信息技術、計算機軟件及計算機應用方面的專家學者合作比較常見，他們從不同的專業視角出發，共同探索“互聯網+”背景下教育信息化發展給智慧教育帶來的變化。除此之外，其余作者分布相對分散，且互相之間沒有連線，不存在合作關系。

根據圖3顯示，在智慧教育的研究上，江蘇師范大學、華東師范大學、北京師范大學、東北師范大學、江蘇省教育信息化工程技術研究中心等機構成果較為豐富。其中江蘇師范大學獨占鰲頭。另外，江蘇師范大學與北京師范大學、東北師范大學，東北師范大學與教育部數字化學習支撐技術工程研究中心等存在不同程度的合作關系。總體來說，各大高校的教育學院、信息技術學院是研究主體。

（三）來源期刊分析

根據文獻來源期刊進行計量分析，得到來源期刊分布圖（圖4）。如圖所示，文獻發布排名前10的期刊分別是《中國電化教育》《電化教育研究》《現代教育技術》《中國成人教育》《遠程教育雜志》《開放教育研究》《現代遠程教育研究》《教育理論與實踐》《教育研究》《中國遠程教育》。文獻來源不僅反映了智慧教育研究內容與教育理論、教育技術、遠程教育、開放教育、成人教育等密切相關，更說明智慧教育是現代教育制度下貫穿人一生的教育。

（四）關鍵文獻分析

一般來說，高被引文獻可以視為對某一研究領域具有關鍵作用的文獻。表1中列出了CNKI收錄的中文核心期刊和CSSCI期刊中關于智慧教育的最高被引的10篇文獻。其中，祝智庭教授占據了4篇，可見其在智慧教育研究領域的重要地位。除此之外，近兩年還有許多文獻對智慧教育的研究有重要意義。如鐘紹春等于2018年發表在《中國電化教育》上的《智慧教育的關鍵問題思考及建議》一文，從學生與教師兩個角度探究實現智慧教育的有效路徑，使知識習得更容易、智慧教育更可行。曹梅等發表在《電化教育研究》上的《數字化校園到智慧校園的差距與行動——來自南京市若干學校的調研分析》一文通過調研發現，當前在智慧校園建設上，智慧教學、特色發展方面的內容比較薄弱，智能環境建設、網絡學習空間、數字化教學評估體系等內容是推進中的難點。總的來說，智慧教育領域的關鍵文獻涉及智慧教育的微觀層面和宏觀層面，是在理論內涵、技術支撐、環境構建、實踐研究這四個方面對今后研究有參考價值的文獻。

（五）研究熱點分析

1.高頻關鍵詞分析

在使用CiteSpace對數據進行分析時，頻次越高的關鍵詞越有可能是某一領域的研究熱點，如果某一節點的頻次高，中心性卻為0，說明盡管它多次出現，卻是孤立的節點，不能被當做關鍵節點。[6]因而，研究熱點需要根據出現頻次和中心性一起來判定。在收集的智慧教育的數據中，“教育信息化”與“教育信息化2.0”及“信息化”、“大數據”與“教育大數據”、“智慧課程”與“智慧型課程”、“信息技術”與“技術”等關鍵詞意思相近，對它們逐一合并后進行關鍵詞共現，得到智慧教育的關鍵詞列表。本文取頻次靠前的20個關鍵詞，按頻次進行排序，如表2所示。

2.研究熱點分析

將“Node types”設置為“Keyword”，分析運行得到智慧教育的關鍵詞聚類圖譜（圖5）。以圖5為基礎，結合主題聚類標簽、摘要聚類標簽，可以將智慧教育的研究熱點歸為以下幾類：（1）理論研究：個性化學習、智慧學習、智能教育、智慧教學、學習方式等;（2）環境建設：智慧學習環境的關注重點有智慧校園、智慧教室、網絡學習空間、電子書包、智慧課本等;（3）技術支持：信息技術、互聯網+、人工智能、大數據、云計算、學習分析等;（4）實踐應用：MOOC、微課、曬課、創客教育、智慧課程、教學設計、教學模式等。本文從這四類內容進行綜述。

（1）理論研究

國內對于智慧教育的理論研究眾多，不少學者就智慧教育的內涵特征、體系架構等做了研究。

祝智庭等認為智慧教育的基本內涵是在智慧學習環境中，采用智慧教學方法，促進學習者的智慧學習，引導學習者發現、發展、應用和創造自己的智慧，從而培養具有高智能、高創造力的人才，這種智慧人才能針對不同的實踐活動選擇適當的技術參與其中。[7]祝智庭還提出智慧教育的研究框架主要由四部分構成，即智慧教育、智慧環境、智慧教學法、智慧人才，它們分別與教育理念創新、技術創新、方法創新以及人才觀變革相對應，理論研究在整個智慧教育的研究框架中居統帥地位。[8]楊現民指出智慧教育是數字教育的高級發展階段，是依托包括物聯網、云計算、無線通信等技術在內的新一代信息技術打造的一種新型教育信息生態系統，這種系統具有物聯化、智能化、感知化、泛在化的特征。[9]他將智慧教育的總體架構概括為“一個中心、兩類環境、三個內容庫、四種技術、五類用戶、六種業務”，即智慧教育以智慧中心云建設為基石，以在智慧校園和智慧城市兩類環境中構建的學習資源庫、開放課程庫和管理信息庫三個智慧內容庫為載體，融合應用物聯網、大數據、云計算、泛在網絡四種關鍵技術，面向教師、學生、家長、教育管理者和社會公眾，提供智慧教學、智慧學習、智慧管理、智慧科研、智慧評價和智慧服務六大教育業務。[10]黃榮懷指出智慧教育可以理解為一種面向學生、教師、家長的，學習體驗良好、內容高度適配、教學效率高于傳統課堂的，由學校、區域或國家應用多種科學技術提供的教育行為系統。他認為，根據現代教育系統的構成要素可以將智慧教育系統分為三種境界：第一境界是智慧學習環境，第二境界是新型教學模式，第三境界是現代教育制度。[11]陳琳等分析了智慧學習的內涵，認為智慧學習是與智慧教育匹配的學習，由創新學習、聯通式學習、跨界跨學科學習、泛在學習等多種學習方式構成，有利于人的個性發展、全面發展、創新發展。[12]

（2）環境建設

智慧教育的實現依托相關環境的建設。因智慧教育環境建設的內容專業性程度較高，相關研究者專業背景大多是計算機學科及相關專業的。他們主要對智慧教育環境的概念、特征、設計、體系架構、管理研究、環境評估等方面進行研究。

鐘國祥等認為智能學習環境是以建構主義學習理論、混合學習理論、現代教學理論為理論基礎，以網格理念、集成理念、代理理念、開放理念為設計理念，以學生學習為中心，能提供概念學習、問題解決、自適應導航、教學指導和學習伙伴功能的數字虛擬現實學習空間，并以此為指導思想構建了一個有基礎層、信息層、系統層、服務層、代理層的通用智能學習環境模型。[13]黃榮懷等認為智慧學習環境是數字學習環境的高端形態，應能支持和適應“課堂學習”、“個人自學”、“研討性學習”、“在工作中學”、“在做中學”等不同的學習情景，促進學習者輕松、投入和有效學習。他還提出了智慧學習環境的系統模型和 TRACE3功能模型，為建設更加便利、舒適、有效的學習環境提供了方向和依據。[14]趙秋錦等構建了一個智慧教育環境的系統模型，該系統以教育共同體為中心，利用物聯網、云計算等先進技術智能感知教育環境，創設智慧教育情境，并通過情境感知方式進行情境推理、獲取情境信息，為教育活動的順利開展提供個性化的資源、工具和服務。[15]胡沛然、王宜之以上海交通大學的“智慧教室”為例，探討了智慧教育的技術支撐、學習空間設置和教學方法，并指出新一代信息技術的深入應用，帶領教育的信息化建設和管理進一步走向“智能構建”和“智慧管控”。[16]周東岱等圍繞“評估什么”和“如何評估”兩個問題對智慧學習環境的評估問題做了探討，指出智慧環境的評估應從兩方面進行——以教師和學習者為主的“人的智慧”和以基礎設備、資源、工具為主的“物的智慧”，實施時還要注意結合具體的學科特征，才能使評估更科學、適用。[17]劉俊構建的智慧教育環境評估框架包含六個維度，分別是學習者、教師、資源、設備、工具和學習活動，指出在進行評估時，既要樹立全局觀，注意各維度之間的相互影響，又要能抓住主要矛盾，從不同維度進行單獨考評。[18]

（3）技術支持

技術是智慧教育的重要支撐。學者們對于智慧教育的技術研究聚焦在信息技術與教育的深度融合、信息技術對教育發展的作用、如何善用信息技術實現智慧教育等方面。

張進寶、黃榮懷等分析了云計算技術在教育信息化發展中的重要作用，并指出智慧教育并不僅僅是在教育中簡單應用知識工程、人工智能技術手段等，而是二者的全方位的融合與應用。[19]楊現民指出技術推動智慧教育的發展，信息時代智慧教育的技術特征主要表現為：情境感知、無縫連接、全向交互、智能管控、按需推送和可視化。[20]楊現民還與余勝泉提出支撐智慧教育的四種核心技術是物聯網、云計算、大數據與泛在網絡。除此之外，增強現實、定位導航等先進技術的發展，也為智慧教育的發展進化提供了更多可能。[21]劉清堂等梳理了機器教學、計算機教學和智能導師系統的發展歷程及核心特征，指出未來發展方向是以人的需求為中心，利用多種先進技術構建的新型教育形態，智能感知技術、學習分析技術、情感計算技術是其發展的驅動力量。[22]李新等分析了在智慧教育時代，區塊鏈技術對于構建開放教育資源新生態的獨特優勢，指出區塊鏈技術可以在加強版權保護、降低運營成本、促進資源共享和提升資源質量四個方面解決開放教育資源的現存難題，促進教育資源的智慧流轉，為智慧教育學習者提供更優質、開放的教育資源。[23]孫波等指出通過情感分析技術、表情識別技術掌握學習者的情感數據，可以感知學生在學習過程中的情感狀態變化，提供即時的學習分析和教學干預，為整個智慧學習環境提供智能服務。[24]唐燁偉等指出xAPI能滿足智慧教育背景下的學習需求，它通過挖掘教育數據，跟蹤學生學習經歷，進行學習分析，為評估教學提供依據，為實現個性化學習提供可能。[25]

（4）實踐研究

目前，對于智慧教育的實踐研究還停留在起步階段。陳琳指出智慧型課程是智慧教育最重要的元素之一，課程師資、課程評價、課程形態重構是智慧型課程的基礎和保障，按照“互聯網+”時代對教育的創新要求，設計和實施“融創式智慧教學模式”是智慧型課程的關鍵。[26]陳琳還指出曬課、智慧型課程、創客教育、資源全覆蓋、智慧學術平臺等都是智慧教育的創新實踐，這些新探索各有其內涵與價值，使智慧教育擁有旺盛的生命力。智慧型課程的評價要結合“互聯網+”的特點，構建新的、更科學的評價體系。[27]張琪基于長尾理論構建了智慧課程的評價體系，將評價貫穿于課程教學的若干關鍵場景，收集學習者更多過程性信息，使評價更多維、客觀。[28]盡管對MOOC、SPOC、微課、曬課、公開課等的研究都屬于智慧教育的實踐研究范疇，但這些只是較淺層次的，國內對于智慧教育深層次的實踐研究仍然匱乏。實踐應用對于理論的檢驗與修正，對智慧教育的進一步發展完善具有重要意義，未來需要進一步關注智慧教育實踐研究。

3.熱點遷移分析

在CiteSpace聚類中選擇“Timezone View”可以得到文獻聚類時區視圖（圖6），呈現智慧教育研究熱點關鍵詞演進過程。由圖6可知，自有研究以來，“智慧教育”的頻次就一直居高不下，屬于關鍵術語。2012年3月，教育部頒布了《教育信息化十年發展規劃》，提出要推動信息技術與教育教學的深度融合，運用云計算技術建設國家教育云基礎平臺，加強高校數字校園建設與應用，之后學者的研究中“教育信息化”、“信息技術”、“大數據”、“云計算”、“電子書包”、“智慧校園”、“智慧學習環境”等關鍵術語開始大量涌現。近幾年來，隨著教育信息化的發展，“互聯網+”模式的廣泛應用，“互聯網+”、“智能教育”、“教育大數據”、“個性化學習”等愈加受到關注，不同的研究熱點之間緊密相連，關系密切。預計隨著研究的繼續深入，智慧教育的熱點主題將會進一步變化。

4.研究前沿分析

突變詞是在短期內發生重大變化的詞，反映正在興起的研究主題與前沿方向。利用Citation Burst得到智慧教育領域的突變詞，按起始年份排序如表3所示。根據表3發現，智慧教育的研究前沿在前期主要是理論探討，如“智慧”（2004）與“知識”（2005）關系。近年來，“云計算”（2012）、“大數據”（2013）、“互聯網+”（2015）等智慧教育的支持技術，“智慧校園”（2014）、“智慧教室”（2015）等有關智慧教育的環境建設及“教學設計”（2015）這類智慧教育的教學實踐成為新興研究主題。

四、研究結論與思考

在信息時代，利用“互聯網+”背景推進信息技術與教育的深度融合，培養學習者的學習能力、協作能力、創新能力及復雜問題解決能力是現代教育的新追求。本研究運用CiteSpace可視化分析軟件為工具，以智慧教育為主題的中文核心期刊和CSSCI期刊論文為分析對象進行研究，對作者、來源期刊、研究機構等內容做了計量分析，對關鍵詞、研究熱點做了聚類分析，得出以下結論：

第一，智慧教育的理論研究先行于實踐應用，且理論研究也只是處于起步階段。盡管眾多學者對智慧教育的內涵、特征、體系架構已做了不少探索，但尚未形成系統的理論體系，對于概念和模式也沒有統一的認識。理論指導著實踐的前行，脫離理論的實踐是盲目的，因此，智慧教育的發展進步首先在于理論研究的進一步深入。另外，脫離實踐的構想與設計華而不實，智慧教育的理論研究還應注意緊密結合教學實踐，避免成為一紙空文。

第二，國內很多地區對智慧教育實踐做了探索。如北京、上海等城市，寧夏也作為國家首個“互聯網+教育”示范省（區），在智慧校園的建設上走在前列。但具體實踐過程中，重硬件輕軟件、重建設輕應用、重擁有輕共享的現象明顯。智慧教育不應僅是“器物”的智慧，更應是“教育”的智慧、“學習”的智慧，教育本身遠比技術工具更重要。因此，未來在實踐過程中，必須消除智慧環境建設的認識誤區——智慧教育不是通過簡單地充實硬件就能實現的，還需要智慧教學模式、教育制度的變革。

第三，目前對于智慧教育技術的研究比較分散，沒有形成完整的支持技術體系。使用互聯網、云計算、大數據、人工智能等單個關鍵技術進行教學實踐的研究較多，但多個技術之間交互作用、共同應用的研究寥寥無幾。僅依靠單個技術難以支撐整個智慧教育系統，因此，智慧教育的技術研究需要教育學、計算機學科的多個研究方向學者的協作與努力。另外，當前技術在教育領域的應用實踐尚不成熟，更多地停留在構想層面，接下來還需進一步試點、總結、改善、再實踐。

第四，研究中對“人”的關注較少，關于“智慧型”教師和智慧學習者的研究屈指可數。智慧教育的實現離不開“智慧型”教師，教師不僅需樹立智慧教育理念，保持開放的學習心態，樂于改變，還需掌握智慧教學方法，提升信息技術素養及終身學習能力，[29]善用混合式教學、精準教學等教學模式，滿足信息社會對人才培養的需求。另外，在智慧教育時代，學習者也不可避免地面臨著更多的挑戰，只有具備一定程度的專注力、自主學習能力、自我管理能力、信息技術能力，[30]才能使智慧教育達到應有的效果。未來研究應更多地關注“人”這一因素，以更好地推進智慧教育的發展。

由于樣本局限，本研究仍有許多不足，后續還需擴大樣本數量與范圍，結合其他研究方法做進一步分析。另外，有必要分析國外智慧教育的研究進程與發展現狀，并與國內的情況做對比，以更好地把握智慧教育的未來發展趨勢。

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