基于知識圖譜的智慧教育熱點研究

馬燕 郭惠芬 張永儒

摘 要：智慧教育是我國教育信息化的發展趨勢和創新融合，逐漸成為教育領域關注的熱點。為了探究智慧教育領域的熱點研究，本文以中國知網（CNKI）核心期刊數據庫為數據來源，以2015年至2020年收錄的智慧教育研究文獻為研究對象，梳理了智慧教育相關領域的研究內容，采用SATI3.2構建共現矩陣和相異矩陣，通過UCINET6繪制知識圖譜，運用聚類分析和多維尺度分析的方法繪制樹狀圖和距離模型。構建共現矩陣和相異矩陣，研究各關鍵詞之間的內在聯系，發現智慧教育的三大研究領域——智慧教育資源的開發、智慧教學模式的設計、智慧校園生態系統的構建，并指明了后續研究應關注的問題。

關鍵詞：共現矩陣;知識圖譜;聚類分析;多維尺度分析

一、研究背景

在教育信息化背景下，智慧教育推動教育改革的前進，引起教育界的廣泛關注。智慧教育將成為我國教育改革的高端形態，如何將傳統教育過渡到智慧教育引起學者熱議。教育部印發的《教育信息化2.0行動計劃》將智慧教育納入國家信息化戰略體系，此舉加快了教育現代化的實現。

為深入了解智慧教育的發展趨勢及研究熱點，本研究采用科學分析軟件如 SATI 3.2、UCINET 6、SPSS 25.0，以中國知網（CNKI）核心期刊中的論文為數據源，運用聚類分析和多維尺度分析等方法對我國智慧教育研究的高頻關鍵詞進行分析，試圖探討我國智慧教育研究領域的發展趨勢和研究熱點，以期為智慧教育相關研究提供借鑒。

二、研究設計

（一）數據準備

本研究以中國知網為數據源，在高級檢索中將關鍵詞設為“智慧教育”，時間范圍控制到2015年至2020年，并且選擇在核心期刊中進行檢測，檢索結果共有484篇文獻。將這些文獻以EndNote的格式導出，為下一步研究做準備。

（二）研究思路

本研究采用的方法主要有聚類分析、多維尺度分析和社會網絡分析等。聚類分析是指以研究對象的特征為依據，將研究對象分為多個區域的過程。多維尺度分析是接受度最高的降維方法，可以對關鍵詞進行定位、分析和歸類[1]。社會網絡分析是根據節點的大小以及節點之間聯系的強度來研究熱點之間的關系及結構。根據以上研究方法構建文章研究流程，如圖1所示。

三、數據分析

（一）關鍵詞詞頻統計分析

為了讓數據更加直觀，對2015年至2020年中與“智慧教育”相關的文獻進行統計，統計結果如圖2所示。

由圖2可看出，以“智慧教育”為關鍵詞檢索的文獻從2015年到2020年呈緩慢上升的趨勢，文獻的數量也在勻速上升。從智慧教育研究文獻發文量圖中可以看出，隨著教育信息化2.0行動計劃的頒布與實施，智慧教育的發展將會越來越快速。

將檢索出的文獻導入Excel中，運用SATI 3.2提取高頻關鍵詞。如表1所示。

由表1可知，智慧教育（499次）、智慧課堂（82次）、教育信息化（80次）、大數據（48次）、智慧校園（45次）、人工智能（45次）頻次較高，說明國內關于智慧教育的研究主要與教育教學有關。

（二）關鍵詞可視化分析

運用SATI 3.2分析軟件提取相異矩陣與共現矩陣，能夠發現智慧教育領域研究熱點的內在聯系，并且可以分析與該主題相關的研究結構。通過SATI 3.2建立相異矩陣和共現矩陣（24×24），部分相異矩陣如表2所示、部分共現矩陣如表3所示。

陳瑤[2]等人認為相異矩陣表中行列交叉處的數值代表關鍵詞距離的遠近，數值越大，兩個關鍵詞間距離越遠，相關程度越小，反之亦然。如表2所示，“人工智能”與“智慧校園”“智慧課堂”“智慧教室”等行列交叉處的數值為1，說明二者的相關程度較小。

在共現矩陣表中，其對角線上的參數為該高頻關鍵詞出現的次數，單元格中參數代表對應行關鍵詞與對應列關鍵詞同時出現在一篇文獻中的次數[3]。如表3所示，“智慧校園”與“智慧教育”交叉單元格中的參數為13，說明這兩個關鍵詞在同一篇文獻中一共出現了13次，并且這兩個關鍵詞有聯系，參數越大，聯系越緊密。“智慧教育”和“教育信息化”出現了48次，“智慧教育”和“人工智能”出現了24次，“智慧學習”和“智慧教育”出現了11次，說明以上三組關鍵詞之間聯系較為緊密;但“智慧課堂”和“教育信息化”只出現了2次，“智慧學習”和“人工智能”僅出現了1次，“智慧課堂”和“智慧校園”出現次數為0，以上三組關鍵詞相對前三組高頻關鍵詞出現的頻次相對較低，說明它們之間雖然存在聯系，但聯系不緊密。

為了深層次揭示數據間隱藏的重要信息，還需運用提取出來的高頻關鍵詞導入到UCINET 6繪制社會網絡分析圖，如圖3所示。

凡妙然[4]認為社會網絡分析圖中的節點大小反映此關鍵詞在文章中的重要程度，節點越大，此關鍵詞在文章中發揮的作用越大，反之亦然。節點間的距離反映關鍵詞之間的密切程度，距離越小，關鍵詞之間的聯系越緊密。節點間連線的粗細程度反映兩個關鍵詞關系的強弱程度，連線越細，關系越弱。

從圖3中可以看出，“智慧學習”“人工智能”“教育信息化”“智慧校園”“教育大數據”等都圍繞在“智慧教育”周圍，并且和“智慧教育”的距離相對較近，連線也較粗，說明以上關鍵詞所在節點之間的關系較為緊密;而“互聯網+”“學習分析”“智慧學習環境”“智慧課堂”“智慧教學”等關鍵詞，距離“智慧教育”較遠，說明以上關鍵詞與“智慧教育”的聯系不緊密，但它們是傳統教育與智慧教育之間的工具和橋梁;“核心素養”“教育變革”“個性化學習”“智慧教室”“智慧學習環境”處于網絡分析圖的邊緣，說明在未來以上領域將會成為研究熱點。

（三）關鍵詞聚類分析

通過相異矩陣對數據進行聚類分析，并進行參數設置，設置圖的類型（譜系圖）、方法（組間連接）、度量標準區間（平方歐式距離）、顯示（統計和圖），得到對應的關鍵詞聚類圖，如圖4（見下頁）所示。

如圖4所示，聚類圖又可以稱為樹狀圖，其以躺倒樹的形式呈現出聚類分析中每一次類合并的情況。SPSS 25.0自動將各類間的距離映射到0～25之間，并將聚類過程近似地表示在圖上。共聚為三大類：教育現代化、智慧時代、智慧教育、教育信息化、智慧校園、“互聯網+”距離最近，最早聚為一類。慕課、翻轉課堂、智慧課堂、職業教育、智慧學習、智慧教學、教學設計、信息技術、核心素養相似性較高，較早聚為一類。教育技術、人工智能、智能教育、教育變革、智慧教室、智慧學習環境、個性化學習、學習分析、教育大數據聚為一類。

（四）關鍵詞多維尺度分析

在圖4中，各個關鍵詞的位置很容易判斷，可以矯正之前聚類分析的結果。但由于多維尺度分析方法可以確定變量的位置，所以本研究運用多維尺度分析方法來確定“智慧教育”領域內相關研究的分類。具體的方法為通過 SPSS 25.0 統計軟件分析功能下的標度（多維標度），形狀設為“不對稱正方形”，度量標準設為“歐式距離”，最大迭代次數設為40，并將小于“1”的距離視為缺失。對高頻關鍵詞的共現矩陣進行多維尺度分析并繪制距離模型，得到對應的可視化結果，如圖 5 所示。

運用多維尺度分析并且參考聚類分析結果，確定“智慧教育”的相關研究可分為三大區域，并且三個區域既相互獨立又相互包含，構成智慧教育的生態環境：開發智慧教育資源，建設智慧校園;構建智慧學習環境，引入新型教學模式;融合智能技術;形成智能化課堂，促進智慧教育高水平發展。

四、研究熱點分析

一個領域的知識圖譜可以反映這一研究領域和某一模塊聯系的密切程度，由此可以判斷這一領域之后的發展趨勢。

（一）區域一：智慧教育資源的開發

教育部科技司提出，教育信息化的重點工作在于優質教育資源共建共享。祝智庭[5]等人認為智慧教育的最終目的是能夠讓學習者更加快速適應智慧環境，并且利用智慧設備和當下技術提高學習者的智慧學習能力。區域一中“教育現代化”“智慧校園”對此有所體現。在優質資源匱乏的情況下，如何開發與利用智慧教育資源已成為促進當今教育發展的關鍵因素。依托國家資源搭建智慧校園平臺，廣泛開展智慧教學，整合教學資源，將資源優勢最大化。在開發方面融入智能技術;關注體驗，用理論指導實踐;面向需求，開發技術融合互補;促進資源應用，降低運行環境要求[6]。在資源推送方面實現個性化推進、智能化推送、自動反饋、動態調整、自適應呈現，體現學習者的學習需求。為智慧教育資源建立規范體系，增加資源認證環節，實現資源傳播的規范化與體系化。

（二）區域二：智慧教學模式的設計

王米雪[7]等人認為智慧教學模式需要以學習者為中心， 根據學習者特征進行個性化、智慧化、多元化教學。區域二中“智慧課堂”“教學設計”等關鍵詞體現出我國對智慧教學模式的研究。無論線上、線下，在教學過程中互動都是必不可少的環節，借鑒較為經典的信息傳播模式，例如 “香農-韋弗”模式進行課堂互動，信息發送者將信息源傳遞給接收者，接收者再將反饋信息傳送給發送者。將互動與課堂各個環節結合起來，重視課程的整體設計，構建可以及時反饋、調節、有針對性的教學模式。

陳耀華[8]等人認為智慧課程需要利用當下技術促進學習者的智慧學習，并對學習過程和學習結果進行評價，實現學習者的智慧成長。通過智慧教學模式構建智慧型課堂，充分利用智慧教學資源，進行智慧教學;開展智慧教學活動，提升學習者的創造能力，促進學習者創新型發展。

（三）區域三：智慧校園生態系統研究

實現智慧教育的關鍵在于構建與智慧教育理念相匹配的智慧教育生態系統[9]。綜合瀏覽與智慧教育有關的多數文獻，對于智慧校園生態系統的研究較少，雖然教育大數據、慕課、翻轉課堂等都涉及智慧校園的生態系統，但對其進行研究的卻比較少。建構智慧校園生態系統的核心就是能夠實現人與物二者之間的交叉連接，即人與人連接、人與物連接、物與物連接。通過促進教育資源共享實現教育公平、融合智慧化教育理念、運用個性化教學設計、構建多元化的智慧校園生態系統，通過新技術的支持，重構智慧教育生態系統，最終服務教師和學生，為其提供更加優質的資源。

五、結語

教育信息化2.0背景下，智慧教育發揮著舉足輕重的作用，推動教育信息化的發展。本研究對智慧教育相關研究領域的熱點進行梳理和分析，最后研究得出智慧教育三大研究熱點并對其進行分析。后續研究應更多地關注智慧教育的其他相關問題，如智慧校園生態系統的建設可上升到整個智慧教育的生態系統，為未來我國智慧教育的發展增添動力。因為本研究樣本數量較少，所以研究結果還不夠深入。后續的研究可以增大樣本容量、更新研究工具、改良研究方法、拓寬研究領域，進行更深層次的研究。

[1]孟麗，馬秀峰，李曉月.國內智慧教育研究熱點及發展趨勢的可視化研究[J].廣州廣播電視大學學報，2018，18（1）：30-36，108.

[2]陳瑤，胡旺，王娟.基于知識圖譜的智慧教育研究熱點與趨勢分析[J].中國遠程教育，2016（9）：21-26.

[3][9]何文珍，蔡躍.我國智慧教育領域研究熱點探析：基于網絡知識圖譜和共詞分析[J].教育導刊，2018（12）：20-29.

[4]凡妙然.國內教育游戲研究現狀的可視化分析：熱點與趨勢[J].現代遠距離教育，2018（2）：27-34.

[5]祝智庭，賀斌.智慧教育：教育信息化的新境界[J].電化教育研究，2012，33（12）：5-13.

[6]代詠梅.智慧教育背景下的數字教育資源開發[J].傳媒，2020（1）：81-83.

[7] 王米雪，張立國.我國智慧教育領域的研究熱點與發展趨勢分析：基于詞頻分析法、共詞聚類法和多維尺度分析法[J].現代教育技術，2017，27（3）：41-48.

[8]陳耀華，陳琳.智慧型課程特征建構研究[J].開放教育研究，2016，22（3）：116-120.

（責任編輯 王策）