基于知識圖譜的高校實驗教學研究可視化分析

沙海銀 李滿

摘 ?要：探索和總結高校實驗教學研究現狀及其演變動態，對實現高校高質量發展具有十分重要的意義。以中國知網（CNKI）2001—2021年收錄的693篇高校實驗教學相關的北大核心、CSSCI期刊論文為樣本，基于CiteSpace知識圖譜可視化分析法，繪制發文趨勢圖、關鍵詞共現知識圖譜及關鍵詞凸顯率圖譜，進而表征該課題最近二十年的研究概況、熱點及趨勢，以期為高校實驗教學研究選題提供借鑒。

關鍵詞：知識圖譜;高校實驗教學;可視化分析;研究綜述

中圖分類號：TP391 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2021）06-0028-04

Visual Analysis of University Experimental Teaching Research Based on

Knowledge Graph

——Take the Data from 2001 to 2021 as an Example

SHA Haiyin，LI Man

（Institute of Technology，Guangzhou College of Technology and Business，Guangzhou ?510850，China）

Abstract：It is of great significance for realizing high quality development of university，to explore and summarize the research status and evolution trend of university experimental teaching. This paper takes 693 core journals of Peking University papers related to university experimental teaching and CSSCI journal papers collected by China National Knowledge Infrastructure（CNKI） from 2001 to 2021 as samples，based on the CiteSpace knowledge graph visual analysis method，draws the published papers trend map，the keyword co-occurrence knowledge graph and the keyword salience rate graph，and then represents the research survey，hot spots and trends of this topic in recent 20 years，in order to provide reference for the research topics on the university experimental teaching.

Keywords：knowledge graph;university experimental teaching;visual analysis;research summary

0 ?引 ? 言

高校實驗教學是高校教育教學工作的重要組成部分。在高校實驗教學備受關注的背景下，探索高校實驗教學研究的基本現狀、演變動態及趨勢，對開展高校實驗教學研究，實現高校高質量發展具有重要的意義?，F今，實驗教學研究發展迅速，但規模和質量有待提高;實驗教學研究聚焦于能力培養、實驗室建設、教學方法，但存在研究設計等問題[1]。據此，本研究通過文獻計量分析法，查找該課題最近二十年的研究概況、熱點及趨勢，為高校實驗教學研究選題拓實基礎。

1 ? 研究方法

陳超美教授的團隊開發的Cite Space軟件是信息分析領域中影響力較大的信息可視化軟件之一。該軟件開發于2004年，國外學者主要運用該軟件在信息科學、生命科學和生物醫學等領域進行演進、前沿、熱點、知識結構等研究，并對這些領域的未來研究趨勢進行預測[2]。本研究擬通過文獻研究法，選取中國知網（CNKI）2001年至今的北大核心、CSSCI期刊論文為樣本，通過可視化分析進而找出高校實驗教學研究的基本規律及熱點。

首先，將時間跨度設為2001年1月1日至今，主題或者關鍵詞為“高校實驗教學”，來源為：核心、CSSCI，通過跨庫檢索、去重后剩余有效樣本693篇。其次，利用Excel、CiteSpace工具進行數據轉換、設置參數、運行分析，繪制高校實驗教學的發文趨勢圖、關鍵詞共現網絡知識圖譜、機構共現網絡知識圖譜以及關鍵詞凸顯圖譜，進而表征、分析我國高校實驗教學研究的基本概況、熱點與演變趨勢。

2 ? 高校實驗教學研究成果時空特征分析

2.1 ?發文時序分布特征分析

統計各年份的發文數量變化情況能夠有效表征該課題的基本研究趨勢。在抽取693份樣本題錄中的年份、發文數后發現，最近二十年我國高校實驗教學研究呈“上坡-下坡”式特征，各年份發文數量分布情況如圖1所示。

從圖1可以看出：2001年以來，高校實驗教學研究呈“上坡-下坡”式發展特征。以2010年為分割點，前十年該課題發展呈直線上升趨勢，后十年基本上呈直線下降趨勢。上述發文趨勢特征大致傳遞了兩個重要信息：第一，2001—2010年為高校實驗教學的發展期，在此階段中該課題的學術關注點、學術傳播度不斷提升，國內研究人員對其的研究熱情比較飽滿;第二，2011年至今為高校實驗教學的成熟期，該階段的研究或已進入精益求精的狀態。由于樣本來源于北大核心及CSSCI期刊，近幾年國家對刊物管理采取嚴管嚴控措施，北大核心、CSSCI刊物數量大幅度減少，這也是導致最近十年樣本呈下降趨勢的原因之一。

2.2 ?發文機構空間分布特征

發文機構以工科院校及高校實驗教學主管單位為主，且未形成合作網絡關系。利用CiteSpace工具對篩選的樣本文獻進行可視化發現，“高校實驗教學”在發文機構方面呈現以下三個明顯特征：第一，工科院校及實驗教學主管單位對該課題的關注度較高。位居前20名的高頻發文機構中，工科院校占了12所，綜合性院校5所。同時，在上述的20個高頻機構中，有8個機構署名為實驗教學或資產管理中心。第二，機構知識圖譜顯示，機構合作網絡密度（Density）僅為0.001 3，表明發文機構之間存在合作，但是合作強度極其微弱，未形成代表性合作網絡關系。此外，在773所發文機構中，廣州大學的發文數量最高，表明廣州大學對于高校實驗教學給予了較高的關注度。

2.3 ?文獻來源刊物分布特征

《實驗室研究與探索》及《實驗技術與管理》對高校實驗教學高度關注。分析樣本文獻來源，能夠掌握各學科領域對于高校實驗教學的關注度。通過抽取題錄中的來源、頻次字段，利用Excel軟件編輯、排序后，得到高頻文獻來源列表（前20）如表1所示。

表1數據直觀表明，《實驗室研究與探索》《實驗技術與管理》的發文頻次分別為248、199，遠高于其他刊物。僅僅這兩個刊物的發文量就占了總樣本的64.5%，間接體現出這兩個刊物對高校實驗教學給予了高度重視。其次，在位居前20的發文刊物中，會計類的刊物有4個，可見會計學科對于高校實驗教學也頗為重視。剩余刊物普遍為教育綜合類刊物，從綜合類刊物發文總數來看，綜合類刊物對于高校實驗教學的關注度還有待加強。

3 ? 高校實驗教學研究熱點及趨勢分析

3.1 ?高校實驗教學研究熱點分析

“實驗室建設”“實驗室管理”“實驗教學改革”是最近二十年的研究熱點。通過對高校實驗教學樣本文獻關鍵詞進行可視化分析，可以得出我國高校實驗教學研究領域的主要研究內容。關鍵詞是指那些出現在文獻的標題（篇名、章節名）以及摘要、正文中，對表征文獻主題內容具有實質意義的語詞，亦指對揭示和描述文獻主題來說重要的、帶關鍵性的詞語[3]。文獻關鍵詞表征論文正文所涵蓋的主要內容，研究分析某一課題文獻的關鍵詞共現情況，能夠發掘這一學科內的研究熱點[4]。

因此，本研究試圖通過CiteSpace軟件進行設置參數、運行分析、圖譜調諧，繪制出關鍵詞共現知識圖譜，以查找該課題的研究熱點，如圖2所示。在研究熱點的可視化視圖中，一個節點代表一個關鍵詞，關鍵詞出現頻次的多少與節點的大小成正比，而節點之間的連線則表現關鍵詞之間的共現關系[5]。觀察圖2發現，除去樣本檢索時所用的關鍵詞“實驗教學”以外，“實驗室建設”“實驗室管理”“地方高?！薄案咝嶒炇摇薄皩嶒灲虒W改革”“實驗教學中心”“實驗教學體系”等節點明顯較大，同時以上關鍵詞與其他節點的連線較多，表明與其他節點的聯系較為緊密。綜上分析，我們可以認為，高校尤其是地方高校的實驗室建設與管理、實驗教學改革、實驗教學（示范）中心的建設等相關問題為該領域的研究熱點話題。

3.2 ?高校實驗教學研究趨勢分析

根據對高校實驗教學研究趨勢的分析，“信息化”“虛擬仿真”將成為實驗教學研究最近幾年的研究重點。從時間軸來看，如果關鍵詞在某一年的出現頻次相對增幅較大，說明該關鍵詞代表的研究主題在這一年成為熱點內容，這樣的關鍵詞被稱為突現詞（Burst Term）[6]。關鍵詞凸顯率是反映出現頻次增長快慢的指標。陳超美教授在其Cite Space軟件中引入Kleinberg的突現詞檢測算法，并且認為基于摘要的突現詞檢測體現出了研究領域的動態性變化，有利于呈現一些潛在的研究前沿[7]。

為找出該課題的研究前沿，此處利用CiteSpace軟件的突現詞分析功能，生成關鍵詞突現列表，具體的突現詞及凸顯率如圖3所示。

從圖3可以看出，在2005—2009年期間，凸顯率較高的關鍵詞是“改革”;2009—2010年凸顯率較高的是“教學改革”;在2012—2018年期間，“實驗教學示范中心”“實驗教學中心”突現明顯，表明在該段時期內，實驗教學示范中心建設與管理等問題受到高度重視;而在最近幾年，則是“信息化”“虛擬仿真”兩個關鍵詞凸顯率較高。因此，在未來一段時期內，“信息化”“虛擬仿真”或成為新的研究熱點。

4 ?結 ?論

基于Cite Space文獻計量軟件，對CNKI數據庫中2001—2021年關于高校實驗教學的文獻從時間、空間等不同層次的分析和可視化研究表明，最近二十年我國高校實驗教學研究總體呈上升趨勢，研究主體以工科院校及高校實驗教學主管單位為主，實驗室建設與管理、實驗教學改革、實驗教學（示范）中心的建設是該領域的熱點，“信息化”“虛擬仿真”或將成為新的研究趨勢。

探討高校實驗教學研究熱點、趨勢的同時，發現現有研究存在一些問題值得深思：如何在新工科背景下有序推進高校實驗教學，如何在高校實驗教學中開展課程思政，不同辦學定位的高校在實驗教學方面存在哪些差異，應用型高校在高校教學過程中該注意哪些問題等，是當前高校實驗教學亟待解決的課題。為更好實現高校實驗教學改革，促進高校實驗教學高質量發展，國家層面應加強對高校實驗教學研究導向，積極發揮政策引領作用，引導廣大高校教師和研究人員關注、投入實驗教學研究，豐富選題角度，開拓研究視野。在研究層面上，涵蓋宏觀、中觀、微觀三大層面。建議研究者從自身學科背景、教學實踐、研究經歷出發，鼓勵研究選題多元化、研究途徑多樣化。以新工科時代背景為導向，挖掘與時代要求相適宜的高校實驗研究新選題。

參考文獻：

[1] 厲旭云，梅汝煥，葉治國，等.高校實驗教學研究的發展及趨勢 [J].實驗室研究與探索，2014，33（3）：131-135+197.

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[3] 韓金波.面向在線評論的關鍵詞抽取和知識關聯研究 [D].大連：大連理工大學，2017.

[4] 廉同輝，余菜花，宗乾進，等.基于CSSCI的2000—2010年旅游學科研究知識圖譜分析 [J].旅游學刊，2013，28（3）：114-119.

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[6] 白宇飛，郭彥男.我國稅收領域研究態勢的文獻計量分析——基于1998—2017年CSSCI期刊發文數據 [J].財政研究，2019（7）：105-116.

[7] 李杰，陳超美.CiteSpace科技文本挖掘及可視化 [M].北京：首都經濟貿易大學出版社，2017.

作者簡介：沙海銀（1988—），女，漢族，廣東河源人，講師，碩士研究生，研究方向：教育信息化、智慧教學;李滿（1966—），女，漢族，河南南陽人，副教授，高級工程師，碩士，研究方向：計算機應用。