基于CiteSpace的智慧教育的可視化分析

韋昌群 張婭妮

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2024.01.036

收稿日期：2023-05-29

基金項目：貴州省教育科學規劃課題（2021B203）；黔南民族師范學院“教育質量提升工程”科研項目（2020xjg0501）；2020年黔南民族師范學院教育質量提升工程項目：新增專業建設項目與師范類專業認證專項（人工智能）

摘? 要：智慧教育是一種基于數字形態的教育新形態，是數字技術教育發展的趨勢，有利于實現教育可持續發展。為了探究國內智慧教育的研究現狀與發展趨勢，文章選擇2013—2023年知網中以“智慧教育”為研究主題的文獻。采用CiteSpace分析工具，選取具有代表性的核心期刊的文獻進行發文量、關鍵詞、相關機構等維度可視化分析。分析結果顯示，祝智庭、陳琳兩位學者在該領域最具有影響力，智能教育、智慧課堂、智慧學習、人工智能、大數據等是研究的熱點。

關鍵詞：智慧教育；可視化分析；CiteSpace；知識圖譜；研究熱點

中圖分類號：TP391? 文獻標識碼：A? 文章編號：2096-4706（2024）01-0170-05

Visual Analysis of Smart Education Based on CiteSpace

WEI Changqun， ZHANG Yani

（School of Computer and Information， Qiannan Normal University for Nationalities， Duyun? 558000， China）

Abstract： Smart education is a new form of education based on digital forms， which is a trend in the development of digital technology education and conducive to achieving sustainable development of education. In order to explore the current research status and development trends of smart education in China， this paper selects literature from CNKI from 2013 to 2023 with “smart education” as the research theme. Using the CiteSpace analysis tool， select representative literatures from core journals for visual analysis of publication volume， keywords， relevant institutions， and other dimensions. The analysis results show that scholars Zhu Zhiting and Chen Lin are the most influential in this field， smart education， smart classrooms， smart learning， artificial intelligence， big data are research hotspots.

Keywords： Smart Education; visual analysis; CiteSpace; Knowledge Graph; research hotspot

0? 引? 言

黨的二十大報告與聯合國教育峰會中提到，要推進教育數字化，建設全民終身學習的學習型社會。智慧教育也成為必然趨勢[1]。

隨著中國信息化的蓬勃發展，黨和國家一直重視推進信息化建設和高等教育融合的步伐，以實現中國高等教育現代化。《教育信息化2.0行動計劃》[2]與《中國教育現代化2035》[3]指出在信息化背景下應充分利用現代科學技術去服務教育。統籌建設一體化智能化教學、管理與服務平臺，去推動教育現代化。2023年國務院教育部發布《中國智慧教育藍皮書（2022）》[4]，強調智慧教育是數字時代教育領域的新形態，通過建立基于數據的教育模型，運用先進的教育科技，改善教育教學環境，實施教育課程改革，提升教育治理體系和治理能力現代化水平。

1? 研究設計

1.1? 研究數據來源

本文采用陳超美教授團隊研發的CiteSpace 6.2.2為分析工具，該軟件分析的圖譜（數據）不僅能夠準確地反映科學知識的變遷，而且還能夠利用數學的方程式和信息的可視化技術，如引文分析、信息分析和圖譜等[5]，更好地把握和描述科學的發展趨勢。本文在中國知網中以“智慧教育”為主題選取核心期刊相關文獻進行處理與分析，文獻時間跨度為2013年到2023年（具體截止時間為2023年3月10日），通過篩選文獻把會議、通知、論壇、新聞等去除，最終得到551篇文獻。

1.2? 研究設計與思路

將搜索的相關文獻借助CiteSpace軟件進行研究，對數據進行可視化分析得到的關鍵詞聚類分析、關鍵詞共現、研究熱點時區進行評述，對我國智慧教育研究現狀與發展趨勢進行分析。

2? 研究主題與前沿變化

2.1? 發文量基本情況

根據圖1看出文獻的發文量體現出智慧教育研究的基本情況，也是分析其發展趨勢的重要指標與手段。根據發文量可知，我國智慧教育在這10年間的發文量不斷增加，這不難看出我國在智慧教育方面的重視程度。在2022年，教育部在總結國家中小學網絡云平臺運行服務經驗的基礎上，制定《國家中小學智慧教育平臺建設與應用方案》，特別是“雙減”政策提出后，對我國的基礎教育高質量發展，提供優質的教育資源、以信息化助力教育現代化提出了迫切要求。《教育信息化2.0行動計劃》與《中國教育現代化2035》的政策提出以及《中國智慧教育藍皮書（2022）》發展指數報告的發出，全國教育界的重視程度大大提高，引起了全社會的關注。

2.2? 研究作者分析

將數據導入CiteSpace中，使用Author分析功能對發文作者進行分析，統計前10位發文量最多的學者得出表1，其中，祝智庭、陳琳為發文最多的作者，分別為25篇、24篇；其他8位學者的發文量較少一些，由普萊斯定律計算公式：，其中Nmax指高產作者的發文量[6]，根據該公式就可以算出文獻樣本高產作者的閾值，這些作者在“智慧教育”研究領域具有較強的影響力。

2.3? 研究機構分析

通過CiteSpace軟件分析，將排在前10名的發文機構數據整理得出，華東師范大學開放教育學院、江蘇師范大學智慧教育學院的發文量最多，江蘇師范大學教育研究院、北京師范大學智慧學習研究院、華南師范大學教育信息技術學院、江蘇師范大學智慧教育研究中心次之。從圖2可知，節點大小表示文獻在“智慧教育”的研究領域中的中心性與發表文獻頻率的高低；節點間連線的粗細表示發文作者之間的共現程度，字體越大表示該作者在該領域的發文量較多。節點N為236（作者），E為125（協作關系），Density為0.004 2，小于0.3，說明各機構之間的合作較少，大多為獨立研究，尚未形成極具凝聚力的科研群體。

2.4? 關鍵詞分析

CiteSpace的關鍵詞聚類功能可以明確到某一個研究領域的熱點，研究熱點是指在一定的時間段，存在內在聯系的、且數量較多的一組文獻探討的研究問題。詞頻指在文中所出現的次數，能反映出該領域的研究熱點與研究方向，關鍵詞出現的頻率越高則該關鍵詞在該領域的研究就越重要。利用該軟件對關鍵詞進行分析，以節點類型為Keyword，網絡裁剪選擇pathfinder、Pruning sliced networks、Pruning the merged network，其他條件為默認狀態。節點大小則為關鍵詞共現頻次的高低（學術的貢獻度），節點線段粗細為關鍵詞共現強度（線段越粗貢獻度越大）。從關鍵詞共現圖譜圖3可知，研究的關鍵節點N為351個，連接數量E為431條，網絡密度為0.007。由表2可知，共現頻次最高的前4個關鍵詞分別為：智慧教育、智慧教室、人工智能、智慧課堂，中心度分別為0.74、0.33、0.14、0.82；頻次分別為314、52、36、28。

根據圖3、表2顯示，通過CiteSpace的Find Clusters功能得到“智慧教育”關鍵詞共現圖，我國主要的研究領域為：智慧教育、智慧教室、人工智能、智慧課堂。在教育現代化時代，學者在不斷地探索其發展路向、服務支持以及演化機制，因此對“大數據、智慧學習、互聯網+”等有所關注。學者在研究過程中還發現智慧教育其與學習環境有莫大的關系，在培養學生的過程中還應圍繞學科的“核心素養、人機協同”等進行。

為了能夠更清晰地看出“智慧教育”研究熱點的演變趨勢，繪制出關鍵詞聚類的時間線視圖，如圖4所示，橫軸代表關鍵詞的發展歷程，并用不同的顏色來區分他們的發展情況，縱軸代表聚類編號及關鍵詞名稱。聚類的模塊值Q（modularity）為0.825，大于0.3，說明該關鍵詞的聚類內部結構緊密，聚類結構顯著；平均輪廓值S（Mean Slihouette）為0.987 4，大于0.5，證明關鍵詞聚類合理，令人信服[7]。關鍵詞共劃分為10個聚類，分別為：#0智慧教育、#1大數據、#2智慧校園、#3智慧課堂、#4智慧學習、#5信息化、#6智能教育、#7人工智能、#8智慧、#9創客。

智慧教育。主要聚焦于智慧教育的發展之路以及需要的服務支持，在教育信息化時代，要探究智慧教育方式并巧妙與翻轉課堂模式結合。

大數據、信息化。通過大數據技術，教師可以全面了解學生的基本情況，可以通過對學生的行為習慣進行記錄總結，對數據進行分析，從而更全面地了解學生。在信息化時代傳統的教育方式已經不能滿足學生的學習需求，利用信息技術開展混合式教學，優化教育資源配置、提升教學質量，將大數據精準教學、個性化學習更緊密結合才能更好地因材施教。在智慧教育環境下，教育主體全通道數據可被挖掘分析以發現潛在模式和知識來支持智慧教育的創新發展[7]。

智慧校園、智慧課堂、智慧學習、智慧。移動智慧校園是以物聯網為基礎，集智慧化的教室、學習、工作與生活一體化的環境，實現教學、科研、管理的校園生活的有效融合。智慧學習則反映了學習者在智慧環境中根據自身需求選擇性的獲取學習資源，靈活展開學習活動。智慧課堂是我們在教學環境所需要的一種“智慧”，但我們的課堂從屬性分，有理論文化課、實驗展示與實訓操作課、研討課、辯論式課程等，從規模上看，課堂上的人數幾人到幾百人不等，所以智慧課堂是智慧校園、智慧學習最直觀的體現。智慧課堂是培養學生自主學習能力、自由發展、自我規劃、實現師生互生共長、智慧發展的校本化課堂[8]。

人工智能。它在教育上的應用主要體現在圖像識別、語義識別、語音識別、創建虛擬化學習環境等方面。人工智能技術促進學生在學習上的理解，打破了教育知識傳播的平衡，促進了學生個性化學習，突破了評價的單一性；創建了虛擬化學校環境，使學生能夠隨時隨地學習，通過教育創新手段提高學生的學習能力。基礎科學與人工智能的耦合能促進教育與經驗的統一，推動教育實踐自身水平提升，解決了知行分離的難題[9]。

創客。創客教育是學校教育模式迭代變革的產物，可以幫助學生發展創新思維和提高動手能力、提高學習的趣味性與實效性，實現學科教學方式多樣化的創新，為挖掘學生創新創造能力提供技術基礎與途徑[10]。對工業領域的應用主要是通過開放的實驗室、智能制造等形式推進產業創新發展，同時還可以培養人才，提高技術水平，有效地促進產教結合。

2.5? 關鍵詞突現分析

在CiteSpace軟件中選擇Burstness View功能，在保持其他參數不變的同時通過突增算法得到突變關鍵詞，突變詞是指在一定時間出現的比較頻繁。對關鍵詞的突變得出關鍵詞，如圖5所示。

智慧教育突變關鍵詞圖譜由突變關鍵詞起始時間、截止時間與突變強度組成。智慧教育突變詞較少，且從2018年到2019年結束。由圖5可知，智慧課堂成為突變詞的熱點詞匯。自《中國智慧教育藍皮書（2022）》發布，國家就著重強調智慧教育應突破學校教育的邊界，智慧課堂以數字化信息和網絡為基礎，合理利用多媒體教室等數字環境和各類數字化平臺、資源、工具及技術，體現了啟發式、互動式、體驗式、探究式、分享式、合作式、開放式等現代課堂特點，可以有效調動學生學習興趣，提升課堂效果，實現有教無類、因材施教。智慧課堂是智慧教育領域的小分支，也是實現智慧教育的重要表現形式之一；智慧課堂的出現順應了信息化時代數字環境要求，也是與信息技術深度融合的重要體現，所以這也是智慧課堂突變強度最大的原因。

在智慧教育的三大突變中，“智慧課堂”的突變值最高為4.72，這意味著在智慧教育的研究領域，“智慧課堂”受廣大學者關注。教育信息化時代，課堂教學采用的教學方法與傳統的教學方法有一定的區別，不管是對于課程內容結構還是教學資源相對于傳統的教學都有絕對的優勢，那么如何實施智慧教學，激發學生的學習興趣、提高學習質量、加強信息化能力、優化教學資源成為智慧課堂建設的重點。根據關鍵詞共現分析，智慧課堂還與智慧學習、人機協調、翻轉課堂等新興教育理念和教學方法相結合，這也是近兩年的研究前沿，例如智慧教學平臺、學習通、微課、慕課等。其中，在中小學、高職院校已經有研究者借助智慧教育平臺在課程中進行混合式教學實踐。

3? 結? 論

智慧教育研究從以下三個方面進行，分別為理論研究、構建教學系統搭建（環境）研究、實踐研究。2012年開始對智慧教育的概念、理論等進行研究，到2014年由理論層面的研究轉為教學設計、教學模式、互聯網+教育等應用方面，2018年從智慧教學的應用開始向學校、學生的學習（以學生為中心）層面探索在智慧教育中學校的教學模式，使用大數據的挖掘技術深度分析智慧教育的相關數據。

在數字化轉型的大背景下，智慧教育是數字時代的教育新形態，它能突破學校教育的邊界，推動各種教育類型、資源、元素結合，構建個性化終生學習體系。越來越多的學者對關鍵技術、環境、教學范式等多方面開展學術研究，但是開展智慧教育大多數為一線教師，所以中小學校長、教師、培訓團隊以及管理者應抓住機遇，與高校一線教師、研究人員等共建區域智慧教學研究和實踐，探索出最佳的教學模式，產出更多的研究成果。

隨著人工智能的不斷發展，促進了信息技術與教學實踐的發展，有一部分IT企業研究人員開發了智慧校園、智慧課堂應用等多種方案，其研究成果以論文的形式展現，研究內容緊跟前沿，質量高、價值大，為中小學學校、高職院校、本科院校等實踐者提供了參考。

智慧教學的探索還在不斷地建設與實踐，因智慧教育的最初實踐者為一線教師，其智慧教育在地方院校實踐“本土化”帶來的問題都需要去解決，所以要加快構建區域智慧教育教學研究，積極推進智慧教育全方面的研究，如課程設計要以交互為前提、教學模式要多樣化、智慧教育評價方式與評價主體多元化等。

參考文獻：

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[3] 中華人民共和國教育部.中共中央、國務院印發《中國教育現代化2035》 [EB/OL].（2018-04-18）[2023-04-23].http：//

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[4] 中華人民共和國教育部.《中國智慧教育藍皮書（2022）》發布智慧教育將突破學校教育的邊界 [R/OL].（2018-04-18）

[2023-04-26].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/xw_zt/moe_357/

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[5] 張子石，吳濤，金義富.基于CiteSpace的網絡學習知識圖譜分析 [J].中國電化教育，2015（8）：77-84.

[6] 杜蕾，左昊明，李亞設.基于CiteSpace的國內智慧圖書館近十年發文熱點及前沿剖析 [J].圖書館理論與實踐，2021（6）：42-49.

[7] 顧小清，杜華，彭紅超，等.智慧教育的理論框架、實踐路徑、發展脈絡及未來圖景 [J].華東師范大學學報：教育科學版，2021，39（8）：20-32.

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[9] 鄭旭東，王美倩，周子荷.人工智能推動教育具身何以可能——論具身的人工智能與具身的教育實踐 [J].現代教育技術，2023，33（6）：5-14.

[10] 周忠林.創客教育模式在信息技術教育中的運用研究——評《智慧教育背景下的信息技術應用研究》 [J].中國科技論文，2023，18（1）：131.

作者簡介：韋昌群（1997—），女，瑤族，廣西南丹人，研究生在讀，主要研究方向：現代教育技術；張婭妮（1980—），女，滿族，四川成都人，副教授，主要研究方向：計算機信息管理、信息技術管理。