人工智能在高等教育領域的研究熱點與發展趨勢

董雯靜 劉敏

一、引言

人工智能是新科技革命的重要推動力量，正在改變著人們的工作、學習以及生活。隨著教育信息化2.0時代的到來，人工智能正加速融入到高等教育活動中;高等教育也將迎來人機協同的智能時代，必將會對傳統的高等教育理念、教育方式等產生沖擊。《高等學校人工智能創新行動計劃》、《2019年教育信息化和網絡安全工作要點》等一系列國家政策和文件的出臺，為人工智能的發展提供了指引和堅實的保障。高校是人工智能發展的重要領域，但是目前對于該領域的研究熱點以及未來的發展趨勢的相關研究較少，基于此本文通過可視化分析探究人工智能在高等教育領域應用中的熱點以及發展趨勢，對人工智能應用于高等教育領域提供參考與借鑒。

二、研究設計

（一）數據來源

通過在中國知網（CNKI）中，以“人工智能&高等教育”以及”人工智能&高校”為主題詞進行高級檢索，檢索條件為中文期刊，文獻時間跨度為2016-2020年，共檢索到期刊325篇。其中，CSSCI共43篇，這說明我國學者在人工智能應用于高等教育領域的深入研究較少，研究深度有待加深。將檢索的文獻選中，以SATI軟件所支持的Endnote格式導出。

（二）研究過程和方法

本研究所采用的是共詞分析法，它通過文獻中共同出現的關鍵詞之間的關聯強度，反應該領域的研究熱點以及對未來的發展趨勢進行預測。

研究過程為：首先，將導出的Endnote格式文獻導入到SATI中，并將其轉換成XML文件格式，進行關鍵詞的詞頻統計，得出高頻關鍵詞的排序。然后將利用SATI生成的共詞矩陣導入到Ucinet中，并利用Netdraw對高頻關鍵詞生成的圖譜進行中心度的分析。接著，再利用SATI生成關鍵詞的相異矩陣（由于相似矩陣中為O的關系較多，會對聚類效果會產生影響），將相異矩陣導入到SPSS中進行關鍵詞的聚類分析，進而分析出人工智能在高等教育領域的研究熱點。最后，根據閱讀的文獻以及研究的熱點提出人工智能在高等教育領域的發展趨勢。

三、人工智能在高等教育領域的年度發文量介紹

繪制人工智能在高等教育領域應用的文獻發文量的折線圖，可以直觀的看出人工智能應用于高等教育領域的年度發文趨勢。如圖所示，2016-2020年人工智能在高等教育領域的發文量呈現逐漸上升的趨勢。在2016. 2017年，發文量均在十篇以下，說明高等教育領域中人工智能的應用處于萌芽階段。2018年發文量開始逐漸上升，雖然低于50篇，但是相比較于前兩年有了較大的提升，說明高等教育領域中人工智能的應用已經開始初步發展。2019. 2020年發文量明顯得到提升，說明這兩年我國學者開始逐漸關注人工智能在高等教育領域的應用，高等教育領域中人工智能的應用處于快速發展階段。通過對2016-2020年文獻發文量的解讀，預測2021年總發文量仍然呈現上升趨勢。

四、人工智能在高等教育領域的研究熱點分析

利用SAT13.2、Uciet6.O以及SPSS26.0作為主要的研究工具，對導出的文獻進行分析。

論文中的關鍵詞在很大程度上可以反映出該論文的研究方向以及所研究的主題，因此統計文獻中關鍵詞的頻次，可以間接觀察該領域的研究熱點。本研究利用SAT13.2對檢索到的文獻進行關鍵詞的詞頻統計，將表達意思相同的關鍵詞進行合并（比如將人才培養與高校人才培養合并）剔除挑戰、影響等詞，選取頻次不低于4次的為高頻詞，其結果如表1所示：

利用Ucinet對關鍵詞的相似矩陣進行格式轉換，轉換成為#≠≠h格式，然后將其導入到Netdraw軟件中，對關鍵詞的相似矩陣進行中心度分析。結果如圖所示，高頻關鍵詞用節點表示，點越大代表該關鍵詞出現的次數越多，說明該關鍵詞在整個網絡中的作用越大;節點之間由實線連接線越粗，代表相連的關鍵詞之間的關系越強。

從以下兩個方面分析下圖：首先，節點大小，除“人工智能” “高等教育” “高校”外，人才培養、高校圖書館、大數據比其他節點要大，說明較多的文獻涉及到該領域。因此，為人工智能在高等教育領域研究的熱點。其次，連線距離，人工智能學院、思想政治教育、教育人工智能處于邊緣處，并與其他關鍵詞之間的連線較少，說明在該領域的研究較少，關注度不高，有可能成為未來人工智能在高等教育領域的研究方向。如圖所示，高校教師、學科建設將各個節點連接了起來，豐富了人工智能在高等教育領域的研究體系。

通過分析后，將高頻關鍵詞進行分組，處在同一分組內的關鍵詞具有較高的相似度。因此共詞聚類樹狀圖可以展現人工智能在高等教育領域的研究方向。利用SATI導出關鍵詞的相異矩陣，并將其導入到SPSS26.O中，利用系統聚類法對關鍵詞的相異矩陣進行聚類分析，以Euclidean距離作為變量距離，使用瓦爾德法（Ward法）繪制聚類樹狀圖。如圖所示，圖中縱向是24個高頻關鍵詞，橫向的長度代表關鍵詞之間的距離。

根據聚類樹的結果，筆者將人工智能在高等教育領域的研究熱點大致分為以下三類：

第一：人工智能促進教學模式的改革。包含教學模式、成人高等教育等關鍵詞。由此我們可以看出高等教育領域的教學模式的改革大多為成人高等教育。成人高等教育作為我國高等教育的不可或缺的部分，為了促使其迅速發展，在教育教學過程中，應該充分結合成人學習的特點，制定相應的教學計劃。

第二：人工智能提高高校人才培養。包含虛擬現實、智慧教育、人才培養、學科建設、新工科、高校教學、人工智能技術、信息化服務等關鍵詞。智能時代，對于人才的培養不再只局限于知識的傳授，通過利用人工智能技術以及大數據技術對學習者的學習進行全方位評估與分析，了解學習者在學習過程中所遇到的問題，提高教學效率。該主題主要研究智能時代對高校人才培養的啟示，從而制定出更加合適的人才培養模式。

第三：人工智能完善高校智慧教育的發展。包含高校教師、高等教育、教育人工智能、大數據、高校圖書館、智慧圖書館、就業、教學改革、高校財務、思想政治教育等關鍵詞。該研究主題包含兩方面，一是對高等教育領域人工智能硬件應用的研究，如智慧圖書館的建設。高校圖書館以云計算、人工智能、大數據等新興技術為支撐，為師生提供更加方便快捷的閱讀方式。二是對高等教育領域教學改革的研究，智能時代的高等教育發生了整體性的變革，促進高校教學方式、教育理念等發生變化。

五、發展趨勢討論

結合閱讀文獻以及對人工智能在高等教育領域研究熱點的分析，筆者提出人工智能應用于高等教育領域的未來發展趨勢，包含以下幾個方面：

（一）融合人工智能技術，完善高校教育人工智能

教育人工智能通過人工智能技術，以大數據作為基石，通過算法模型進行分析、模擬和判斷，構建自適應學習環境，形成人機融合的教學的方式，探索學習者學習發生的條件，并為其創建新的學習條件。教育人工智能是多學科融合的新興研究領域。高等教育人工智能的發展應當響應國家政策，并與各級政府以及企業攜手前進。在發展的過程中還應不斷提高全體師生的信息素養，以期促進教育人工智能的快速發展。

（二）延續教育使命，發展終身教育西交利物浦大學校長吳酉民指出，“未來的大學應該成為一個可供終身學習的地方，支持人們有創意地生活的場所。政府、企業要攜手并進，高校要對終身教育有足夠的了解，充分利用各種資源，為迎接Al時代和終身教育時代做好準備。為了應對智能時代給各行業帶來的沖擊，高校應該貼合各行業的發展的現狀，開展符合行業發展情境的課程，以更為方便、快捷的方式滿足人們繼續學習的需求。

（三）注重培養解決復雜問題的人工智能專業人才

國家要提高人工智能的發展，則需要增加高等教育人工智能的人才培養的能力，加大人才培養力度，提升人才培養水平。Al時代高等教育更應注重創新型人才的培養，要逐漸增加高層次人才培養的研究型大學，進而培養更多能解決復雜問題的綜合型創新人才。興辦人工智能學院是高校培養人工智能專業人才的主要途徑，高校在創辦人工智能學院時，應結合國家政策以及學校自身的專業優勢，既要符合發展的共性又要具有其自身的個性。

六、研究結論

本文利用SATI. SPSS. Ucinet軟件對中國知網中2016-2020年人工智能應用于高等教育領域的相關文獻進行可視化分析。研究發現，人工智能在高等教育領域的應用正處在快速發展期，研究的主要熱點為人才培養、教學模式改革、智慧教育的完善。未來希望在其發展過程中應及時發現存在的問題以及新的發展方向。并且相關學者應該深入研究人工智能在高等教育領域的應用，發現其新的研究方向，拓寬其研究范圍，使得人工智能在高等教育領域實現更深層次的應用。

作者單位：董雯靜曲阜師范大學傳媒學院教育技術學碩士研究生

劉敏曲阜師范大學傳媒學院副教授，碩士生導師