基于知識圖譜的國內教育數(shù)字化研究

唐 軍 上海市黃浦區(qū)教育學院

隨著5G技術、人工智能和大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展，教育數(shù)字化成為教育教學中的重要組成部分，教育進入一個新的變革時期。2021 年，以教育數(shù)字化轉型實驗區(qū)為重要標志，全國教育數(shù)字化發(fā)展進入了一個新階段，促進教育均衡和可持續(xù)發(fā)展成為提升教育內涵發(fā)展和教育高質量發(fā)展的重要推動力。

一、數(shù)據(jù)來源

教育數(shù)字化的可視化分析數(shù)據(jù)來源于中國知網(wǎng)中文數(shù)據(jù)庫。檢索方式的主題是“教育數(shù)字化”，檢索時間為2022 年8 月2 日。通過篩選共檢索出373 篇期刊文獻，并對此進行分析。第一，將搜集到的國內研究文獻按照題目、發(fā)表時間等進行描述分析，分別得到文獻的時間、重要研究主題，對教育數(shù)字化的研究現(xiàn)狀進行整體上的概括；第二，通過運用CiteSpace5.8科學計量可視化軟件，對檢索結果進行可視化分析。通過對教育數(shù)字化研究的現(xiàn)狀、概念、內容和路徑進行可視化分析，探討教育數(shù)字化相關研究的基本脈絡，為未來教育數(shù)字化研究提供借鑒和參考。

二、教育數(shù)字化研究的基本情況

（一）文獻發(fā)表時間序列情況

從圖1 可知，從2000 年開始，教育數(shù)字化就一直被提及，但是在2012 年之前，教育數(shù)字化這個主題被廣大教育研究者提出的頻次還是在比較小的范圍，相關文章每年在10 篇左右，到了2013 年，教育數(shù)字化增加到了18 篇，然后每年有起有伏，年發(fā)表論文數(shù)不到40篇，發(fā)表最多的為2017 年41 篇，但在2022 年出現(xiàn)了較大的增幅，僅僅7 個月的時間，就已經(jīng)發(fā)表了相關論文70 篇?？梢姡逃龜?shù)字化研究主題引起了廣大教育研究者的特別關注。這是由于2021 年9 月教育部批準上海市作為教育數(shù)字化轉型實驗區(qū)，上海市教委于當年11 月頒發(fā)了《教育數(shù)字化轉型實驗區(qū)實施方案》，從而引起全國教育研究者的關注；2022 年1 月，教育部年度工作計劃中特別強調推進教育數(shù)字化轉型工作，這些都是教育數(shù)字化引起全社會重視并進行深入研究的重要因素。

圖1 教育數(shù)字化的年度發(fā)表篇數(shù)

（二）研究主題細分情況

根據(jù)圖2 可知，教育數(shù)字化的研究主題主要包括數(shù)字化轉型、數(shù)字化學習資源、數(shù)字化學習、教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動、數(shù)字化資源建設、數(shù)字化課程、數(shù)字化學習平臺、遠程教育、數(shù)字化校園建設、數(shù)字化學習模式等，其中數(shù)字化轉型和社區(qū)教育相關研究論文發(fā)表的篇數(shù)最多，其次是數(shù)字化學習資源。從查找的文獻檢索情況來看，社區(qū)教育在教育數(shù)字化研究中屬于早期被關注較多的主題，而數(shù)字化轉型是屬于近期，特別是2021 年較為關注的主題。可以預見，隨著時間推移，這一主題將會持續(xù)被研究者關注，相關文獻也會不斷增長。同時我們也要看到，學習資源開發(fā)、數(shù)字化課程建設、數(shù)字化校園建設以及區(qū)域推進數(shù)字化戰(zhàn)略等都是教育數(shù)字化發(fā)展過程中非常重要的研究主題，這些都在相關文章發(fā)表情況中得以印證。

圖2

三、教育數(shù)字化領域研究熱點和研究前沿分析

（一）基于關鍵詞的研究熱點分析

關鍵詞是作者對于文章內容的概括和精煉，能夠反映文獻的核心內容，因此分析某個學術領域關鍵詞的聚合，可以揭示其內容總體特征以及研究內容之間的內在聯(lián)系等，并摸清該領域學術研究的發(fā)展脈絡和發(fā)展方向。利用CiteSpace 對上文中確定的文獻數(shù)據(jù)信息進行可視化分析，經(jīng)過聚類計算后模塊值（Q 值）為0.7791，平均輪廓值（S 值）大于0.9179，意味著劃分出來的結構是顯著的。表1給出了中心度排名前20的關鍵詞情況，圖3 中給出了關鍵詞分布的圖譜情況。分析可知，從教育類型方面來看，研究主要集中于社區(qū)教育、職業(yè)教育等課題；在教育作用層面，更多關注數(shù)字化和教育變革等；在教育技術支撐層面，集中在教育平臺、云計算、信息技術、智慧教育等研究課題；從使用載體來看，則更多關注學習資源和教學資源。

表1 中心度排名前20關鍵詞分布

圖3 教育數(shù)字化關鍵詞圖譜情況

（二）基于關鍵詞聚類的研究熱點分析

利用CiteSpace 的關鍵詞聚類分析功能，能夠幫助我們探索相關領域的研究前沿和熱點。在“教育數(shù)字化”領域中，利用譜聚類算法，共生成10 個主要的聚類根（如圖4 所示），聚類#0 的標簽為數(shù)字化，聚類#1 的標簽為社區(qū)教育，聚類#2 的標簽為應用，聚類#3 的標簽為職業(yè)教育，聚類#4 的標簽是數(shù)字技術，聚類#5 的標簽是基礎教育，聚類#6 的標簽是高等教育，聚類#7 的標簽是遠程教育，聚類#8 的標簽是教育部，聚類#9 的標簽是上海市。

圖4 聚類后的共現(xiàn)知識圖譜

（三）基于突現(xiàn)關鍵詞的研究熱點和前沿分析

研究前沿是指一組突現(xiàn)的動態(tài)概念和潛在的研究問題。因此，關鍵詞的突現(xiàn)測度指的是文獻被引頻次或關鍵詞出現(xiàn)次數(shù)等的變化率。在某一時段內，以突現(xiàn)詞（Burst Terms）為知識基礎的一組文獻所探討的科學問題或專題，可以作為研究前沿的判斷和預測標準之一。

CiteSpace 可以在識別突現(xiàn)關鍵詞的基礎上，對相關突現(xiàn)關鍵詞的出現(xiàn)時間段給予表明，有助于了解該領域發(fā)展的脈絡以及對未來發(fā)展前沿的預測。本文利用CiteSpace 軟件對“教育數(shù)字化”領域的突現(xiàn)關鍵詞進行了探索和分析，共分析出7 個突現(xiàn)關鍵詞。突現(xiàn)關鍵詞表如圖5 所示。“智能時代”和“高等教育”作為領域中一個早期的主要研究主題，從2002 起即出現(xiàn)該關鍵詞，并且相關研究持續(xù)到2012 年左右。2003 年起，“遠程教育”成為一個新的研究前沿。以上三個關鍵詞開始將“教育數(shù)字化”領域的視角轉向學前教育。2017 年出現(xiàn)的“社區(qū)教育”和“數(shù)字化”兩個突現(xiàn)關鍵詞，進一步推進了教育數(shù)字化應用技術和范圍。2020年出現(xiàn)的“智慧教育”關鍵詞，又一次將視角重新定位在教育領域，并強調其智能化特性。從關鍵詞的突現(xiàn)強度來看，“社區(qū)教育”是突現(xiàn)率最高的關鍵詞，其次是“智能時代”。

圖5 七個主要突現(xiàn)關鍵詞

通過圖6 可以看出，不同年份的關鍵詞分布均有所不同，2000 年剛開始的時候，“高等教育”“遠程教育”先后作為關鍵詞出現(xiàn)，但是到了2010 時候，“數(shù)字化”“社區(qū)教育”“職業(yè)教育”“學習資源”等關鍵詞先后出現(xiàn)，到了2020 年的時候，“教育變革”“智慧教育”“云產品”等陸續(xù)出現(xiàn)。

圖6 關鍵詞的年份分布脈絡

四、展望

從教育數(shù)字化發(fā)展的歷程來看，最初教育數(shù)字化用于高等教育、遠程教育，這些教育形式需要借助技術推動教育發(fā)展，用于存儲教育數(shù)字資源，滿足個性化成人教育需要。隨著時代的進步、技術的發(fā)展，教育數(shù)字化得到了新的應用，特別是在基礎教育層面把教育數(shù)字化推向新的發(fā)展高峰。通過20 年來教育數(shù)字化發(fā)展的圖譜分析，結合教育數(shù)字化的發(fā)展趨勢，我們有以下四點思考。

（一）技術支撐力：教育數(shù)字化發(fā)展的基礎條件

數(shù)字技術是推進教育數(shù)字化的重要載體，也是基礎。教育數(shù)字化要成功轉型，數(shù)字基建、數(shù)字基座、數(shù)字資源、數(shù)據(jù)治理等的發(fā)展，都需要數(shù)字技術來支撐。因此，教育數(shù)字化深度開展，要依托技術的支撐。首先，需要借助技術支撐，提供便捷的網(wǎng)絡連通和訪問；其次，需要通過網(wǎng)絡平臺軟件，建立必要的數(shù)字基座和數(shù)據(jù)中臺，保證數(shù)據(jù)內部鏈接通暢，從而為數(shù)據(jù)分析提供必備條件。對于教育數(shù)字化來說，數(shù)據(jù)驅動是內核，能夠完善教育數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)有效采集，數(shù)據(jù)清洗、歸集，建立數(shù)據(jù)分析模型，針對數(shù)據(jù)開展科學分析，能夠使教育數(shù)字化逐步走向深化。

在當前的教育數(shù)字化發(fā)展進程中，教育者都已深刻意識到數(shù)字技術的重要性，也對其應用進行了全面的闡釋和規(guī)范，然而，技術應用便捷性、數(shù)字流通順暢性、技術公司標準統(tǒng)一性還遠遠沒有達到理想狀態(tài)，一線的教育應用者（教師為主）還在不斷適應和學習中，進行著碎片化的應用、斷點式的操作，讓數(shù)字技術真正為教育工作者帶來教育紅利的時機還遠遠沒有到來。因此，數(shù)字技術的發(fā)展和成熟還有很長一段路要走，這也是將來教育數(shù)字化發(fā)展中必須要倚仗的重要基礎。

（二）智慧表征力：教育數(shù)字化轉型應用的重要特征

教育數(shù)字化，要讓教育聰明起來，這是智慧教育重要的特征。在推進教育數(shù)字化過程中，如何讓教育聰明起來，需要重視教育數(shù)字化過程中的智慧表征力。學校推進智慧教育，涉及層面多樣豐富，單從學校辦學層面來說，環(huán)境建設、教育管理、課堂教學、課程開發(fā)以及學生學習等方面都會需要智能技術的加持和賦能，從而為學校智慧教育提供強力支撐。另外，從信息化架構角度來看，學校智慧教育底層建設、學校應用軟件開發(fā)（或購買）、應用場景打造以及學校數(shù)據(jù)治理分析，都是智慧教育需要考慮的主題。在教育數(shù)字化推進過程中，要充分發(fā)揮人工智能技術在其中的賦能作用，讓教育更有智慧表征力，使學校能夠根據(jù)自身需要，自主選擇，個別化應用，從而真正發(fā)揮教育信息化的作用，從而推進學校智慧教育不斷前進，深度發(fā)展。

（三）變革內需力：教育數(shù)字化演進中的內在動力源

做好教育數(shù)字化發(fā)展工作，重要的是充分利用其優(yōu)勢，變革育人方式，這是教育高質量發(fā)展的內需力，也是教育數(shù)字化演進中的內在動力源。首先，要變革教學模式。要探索基于教學改革，融合信息技術的新型教學模式，如雙線混融教學、個性自適應學習、課后優(yōu)質服務等。其次，要變革應用場景。應用場景是推進教育數(shù)字化轉型的重要因素。特別是自2021 年開始，上海市頒發(fā)了《教育數(shù)字化轉型實施方案》后，立足于課堂教學主陣地，探索應用場景的創(chuàng)新應用，是變革新時代育人方式的重要抓手。

（四）資源供給力：教育數(shù)字化滿足需求的重要保障

教育數(shù)字化發(fā)展已經(jīng)進入一個新的時期，需要探索教育數(shù)字化的轉型，其中比較重要的是教學資源和學習資源的供給問題。如何借助教育數(shù)字化的資源，為教學和學習提供便捷，是教育工作者需要思考的問題。從教師角度而言，可以從制作資源、搜索資源、甄別資源等繁雜的工作中解脫出來，以更多的精力為學生學習服務；對學生而言，資源的豐富性、可用性可支撐其個性化學習。另外，還需要拓展資源供給的形式，不僅僅要提供可看的資源，還需要提供可以思考或解決問題的資源包，如學習支架、作業(yè)設計、教學工具等，豐富和拓展資源的類型，為師生的教學提供全力支持，這也符合教育信息化帶動個別化、支持個性化的發(fā)展方向，從而有利于大規(guī)模因材施教的開展和落實，實現(xiàn)數(shù)字化賦能教學質量的提升。

教育數(shù)字化發(fā)展過程中，面臨觀念和理解的挑戰(zhàn)、傳統(tǒng)和習慣的挑戰(zhàn)、技術創(chuàng)新和應用的挑戰(zhàn)、條件和平臺支撐的挑戰(zhàn)，這些無論是從學校層面，還是決策層面來說，都對教師能力建設提出了新的要求，我們需要從更高的層面進行思考和規(guī)劃，探索新時期如何借助教育數(shù)字化轉型，實現(xiàn)教育高質量發(fā)展。