基于知識圖譜的混合學(xué)習(xí)研究現(xiàn)狀分析
2017-04-14 17:51馮煥華任博
中國教育信息化·高教職教 2017年2期
馮煥華++任博
摘 要：本文以中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫收錄的1038篇混合學(xué)習(xí)研究文獻(xiàn)為研究對象，以聚類分析和知識圖譜分析為研究方法，運(yùn)用 Bicomb2 和 SPSS 23.0 軟件工具繪制出了能直觀反映該研究領(lǐng)域各高頻詞的樹狀圖和熱點(diǎn)知識圖譜，并對此圖譜進(jìn)行了分析。認(rèn)為，當(dāng)前國內(nèi)混合學(xué)習(xí)的研究主要集中在教學(xué)設(shè)計(jì)、混合學(xué)習(xí)模式、在線學(xué)習(xí)模式以及教學(xué)模式應(yīng)用四個(gè)方面，其它方面關(guān)注較少。特別是對網(wǎng)絡(luò)平臺的適應(yīng)要求，及時(shí)支持，課程資源庫等研究比較少。
關(guān)鍵詞：混合學(xué)習(xí)；聚類分析；知識圖譜
中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2017）03-0004-05
一、引言
關(guān)于混合學(xué)習(xí)，何克抗教授認(rèn)為：所謂混合學(xué)習(xí)就是要把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢和E-Learning的優(yōu)勢結(jié)合起來，既要發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，又要充分體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)過程主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性[1]。陳衛(wèi)東等人認(rèn)為混合學(xué)習(xí)正是基于人類對課堂教學(xué)和數(shù)字化學(xué)習(xí)的反思，以綜合發(fā)揮面對面教學(xué)和數(shù)字化學(xué)習(xí)的優(yōu)點(diǎn)為目的提出的一個(gè)概念[2]。美國印第安那大學(xué)柯蒂斯·J·邦克教授認(rèn)為，混合學(xué)習(xí)是面對面教學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助在線學(xué)習(xí)的結(jié)合[3]。
筆者認(rèn)為，所謂混合學(xué)習(xí)是針對能夠運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)的學(xué)生，基于當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容，選擇合適的網(wǎng)絡(luò)通信平臺，運(yùn)用合適的教學(xué)組織模式建立的一種線上和線下相結(jié)合的，以提高學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)為核心的教學(xué)模式。此處，所謂合適的教學(xué)模式，不僅要選擇合適的網(wǎng)絡(luò)平臺，而且與學(xué)習(xí)者的年齡，特征，認(rèn)知能力，學(xué)習(xí)的內(nèi)容、目標(biāo)等有關(guān)。并非所有的學(xué)生，或者知識都能夠應(yīng)用這種線上和線下的教學(xué)模式組織教學(xué)。只有在合適的條件下才具備組織和實(shí)施混合學(xué)習(xí)模式可能性。
筆者運(yùn)用共詞分析法，以及系統(tǒng)聚類分析法和戰(zhàn)略坐標(biāo)圖等技術(shù)，繪制出近年來我國混合式學(xué)習(xí)研究的知識圖譜，以圖形的形式展示了當(dāng)前我國混合式學(xué)習(xí)文獻(xiàn)研究的現(xiàn)狀，使研究者能夠較為直觀地了解該領(lǐng)域的存在問題和發(fā)展趨勢，為深入認(rèn)識混合式學(xué)習(xí)研究提供參考。
二、研究對象與研究方法
1.研究對象
本文基于中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫，以“混合學(xué)習(xí)”或者“混合式學(xué)習(xí)”為關(guān)鍵詞，檢索了從2004年至2016年共計(jì)12年之間，相關(guān)文獻(xiàn)1815篇，并作為本文的研究對象。剔除會議通知、征稿通知和內(nèi)容重復(fù)等不符合要求的文獻(xiàn)，最后得到有效研究文獻(xiàn)或者稱為本文研究對象 1038 篇。其中，期刊論文795篇，博士論文3篇，碩士論文199篇，會議論文39篇，報(bào)紙2篇，并以Notefirst形式導(dǎo)出并保存成文本文件，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析做準(zhǔn)備。
2.研究方法
本文采用知識圖譜（Mapping Knowledge Domains）分析法為基本研究方法。該方法也是科學(xué)學(xué)與科學(xué)計(jì)量學(xué)領(lǐng)域的重要研究手段之一。常用的圖譜分析方法包括直接引用、共被引、共詞、合著、基于引文的文獻(xiàn)耦合以及引文與文本的混合分析等類型[4]。知識圖譜能夠用直觀圖像展現(xiàn)出最前沿領(lǐng)域和學(xué)科知識的信息會聚點(diǎn)，從宏觀、中觀、微觀等不同層面來揭示一個(gè)領(lǐng)域或?qū)W科的發(fā)展概貌，使人們便于全面審視一個(gè)學(xué)科的結(jié)構(gòu)和研究熱點(diǎn)、重點(diǎn)等信息[5]。
3.研究工具
使用的研究工具為SPSS23.0統(tǒng)計(jì)分析軟件和Bicomb2.0書目共現(xiàn)分析系統(tǒng)。其中，SPSS23.0為IBM公司推出的一種用于統(tǒng)計(jì)學(xué)分析運(yùn)算、數(shù)據(jù)挖掘的軟件。Bicomb2.0是書目共現(xiàn)分析系統(tǒng)，由中國醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)信息學(xué)系崔雷等人聯(lián)合開發(fā)的軟件。該軟件能夠從文獻(xiàn)中抽取其中特定的字段，如作者、期刊名、標(biāo)題、發(fā)表年代、引文等，統(tǒng)計(jì)相應(yīng)字段的出現(xiàn)頻次，按照一定的閾值截取高頻條目后，形成共現(xiàn)矩陣和條目[6]。所生成的矩陣可以導(dǎo)入到SPSS23.0軟件中進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析以及多維尺度分析，還可以導(dǎo)入到Ucinet軟件中進(jìn)行社會網(wǎng)絡(luò)分析。
三、具體研究過程與結(jié)果分析
1.具體研究過程
筆者首先在中國知網(wǎng)（CNKI）里抽取出Bicomb能夠識別的ANSI編碼文本文件，將篩選后的1038篇文獻(xiàn)題錄信息，按年份以NoteFirst格式導(dǎo)出，保存為ANSI 編碼的純文本格式文件，將這些個(gè)文本文件放在一個(gè)名為Blended learning的文件夾內(nèi)。其次打開Bicomb2.0 共詞分析軟件，新建一個(gè)名為Blended learning的項(xiàng)目，格式類型選擇“cnki··
之后，再次運(yùn)用 Bicomb2.0 的詞頻統(tǒng)計(jì)功能，將 1956個(gè)有效關(guān)鍵詞進(jìn)行詞頻統(tǒng)計(jì)。在本文中所謂的高頻關(guān)鍵詞，是根據(jù)高頻被引頻次閾值確定的。其中高頻閾值根據(jù)普賴斯計(jì)算公式確定，計(jì)算公式為：M=0.749 。其中M為高頻閾值，Nmax表示區(qū)間學(xué)術(shù)論文被引頻次最高值[7]。為了確定高頻關(guān)鍵詞的閾值，以混合學(xué)習(xí)為主題在中國知網(wǎng)（CNKI）搜索高頻被引文章，通過搜索發(fā)現(xiàn)在2004-2016年間被引頻率最高的是李克東教授發(fā)表的“混合學(xué)習(xí)的原諒與應(yīng)用模式”一文[8]。該文從發(fā)表至今已被引用811次，在混合學(xué)習(xí)研究領(lǐng)域起著非常大的作用。根據(jù)普萊斯公式計(jì)算，將關(guān)鍵詞選取為詞頻大于22的21個(gè)關(guān)鍵詞為主要關(guān)鍵詞。高頻關(guān)鍵詞統(tǒng)計(jì)情況詳如表1所示。
根據(jù)表1高頻關(guān)鍵詞的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可以初步地了解到我國混合學(xué)習(xí)研究的熱點(diǎn)。除去混合式學(xué)習(xí)、混合學(xué)習(xí)本身等比較熱門的研究熱點(diǎn)領(lǐng)域還有教學(xué)設(shè)計(jì)、混合學(xué)習(xí)模式、教學(xué)模式等。為了進(jìn)一步掌握該領(lǐng)域的變化規(guī)律，獲得高頻關(guān)鍵詞之間的關(guān)聯(lián)性，筆者分別統(tǒng)計(jì)這些高頻關(guān)鍵詞在同一篇文獻(xiàn)中共同出現(xiàn)的頻次，形成由這些詞組成的共詞矩陣，從而以此為基礎(chǔ)對其進(jìn)行系統(tǒng)聚類和多維尺度分析以揭示詞與詞之間的親疏關(guān)系，歸納該領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)與范式[9]。
2.具體研究結(jié)果分析
為了獲得更理想的結(jié)果，筆者進(jìn)一步采用聚類分析法進(jìn)行分析。其優(yōu)點(diǎn)在于它利用高頻詞反映某學(xué)科或主題的研究熱點(diǎn)， 能定量反映出詞與詞之間的親疏關(guān)系，進(jìn)而反映這些詞所代表的主題內(nèi)容的結(jié)構(gòu)[10]。在聚類分析時(shí)，需要規(guī)定樣本間距離。本研究采用的樣本間距離是歐式距離，歐式距離是空間中兩個(gè)樣本點(diǎn)在 m 維指標(biāo)變量上差值平方和的平方根，計(jì)算時(shí)運(yùn)用了空間點(diǎn)上所有數(shù)據(jù)信息，故反應(yīng)靈敏，是聚類分析中最常用的距離[11]。用公式可以表示為：
dij=i，j=1，2，…，n
在系統(tǒng)聚類方法中，類平均法聚類效果最好，應(yīng)用也比較廣泛。這種方法是用兩類元素兩兩間的平均平方距離作為兩類間距離的平方，其公式表示如下：
根據(jù)研究需要，除去核心關(guān)鍵詞“混合式學(xué)習(xí)”、“混合學(xué)習(xí)”，利用Bicomb軟件，選擇頻次閾值（≥21，≤510）生成共詞矩陣，然后將共詞矩陣導(dǎo)入到SPSS23.0中轉(zhuǎn)化成相異矩陣，如表2所示。
在相異矩陣的基礎(chǔ)上，利用SPSS23.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，聚類方法選擇類平均法，計(jì)算距離選擇的是歐式距離，得到聚類樹狀圖。但該圖其本身并沒有具備對樣本進(jìn)行分類的功能，而是通過反映樣本之間親疏關(guān)系的并類過程來為樣本最終的分類提供依據(jù)。因此，筆者根據(jù)聚合系數(shù)隨分類數(shù)變化曲線，從曲線開始變得平緩的點(diǎn)選擇合適的分類數(shù)[12]，將混合學(xué)習(xí)的研究熱點(diǎn)分為4個(gè)領(lǐng)域，得到的高頻關(guān)鍵詞聚類樹狀圖如圖1所示。
從圖1可以看出，我國的混合學(xué)習(xí)研究關(guān)注點(diǎn)較集中，主要有四個(gè)領(lǐng)域：領(lǐng)域一為基于信息技術(shù)的自主學(xué)習(xí)模式與學(xué)習(xí)活動研究，包括學(xué)習(xí)過程、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)活動、自主學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)模式；領(lǐng)域二為基于Moodle平臺的混合式學(xué)習(xí)模式設(shè)計(jì)與教學(xué)改革研究，包括教學(xué)設(shè)計(jì)、Moodle、混合學(xué)習(xí)模式、課堂教學(xué)、教學(xué)改革；領(lǐng)域三為在線學(xué)習(xí)與模式研究，包括在線學(xué)習(xí)、模式；領(lǐng)域四為基于現(xiàn)代教育技術(shù)的課程設(shè)計(jì)與教學(xué)模式應(yīng)用研究，包括大學(xué)英語、應(yīng)用、現(xiàn)代教育技術(shù)、課程設(shè)計(jì)、教學(xué)模式、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。通過關(guān)鍵詞詞義分析。
為了科學(xué)判斷出混合學(xué)習(xí)在教育領(lǐng)域所處的位置及其核心性，筆者將結(jié)合多維尺度分析和戰(zhàn)略坐標(biāo)圖，繪制混合學(xué)習(xí)研究熱點(diǎn)的知識圖譜。多維尺度分析是一種將多維空間的研究對象簡化到低維空間進(jìn)行定位、分析和歸類，同時(shí)又保留對象間原始關(guān)系的數(shù)據(jù)分析方法[13]。戰(zhàn)略坐標(biāo)圖描述了某研究領(lǐng)域內(nèi)部聯(lián)系情況和領(lǐng)域間相互影響的情況。在戰(zhàn)略坐標(biāo)圖中，橫坐標(biāo)為向心度（Centrality），表示領(lǐng)域間相互影響的強(qiáng)度；縱坐標(biāo)為密度（Density），表示領(lǐng)域內(nèi)各要素的聯(lián)系緊密程度，橫軸和縱軸將戰(zhàn)略坐標(biāo)圖分割成四個(gè)象限[14]，如圖2所示。
在 SPSS23.0統(tǒng)計(jì)分析軟件中，利用多維尺度分析（ALSCAL）功能，得出歐氏距離模型散點(diǎn)圖，根據(jù)戰(zhàn)略坐標(biāo)，從向心度和密度兩個(gè)維度出發(fā)，結(jié)合聚類分析的結(jié)果，繪制出混合學(xué)習(xí)研究熱點(diǎn)知識圖譜。如圖3所示。
通過分析圖3可以發(fā)現(xiàn)，從2004年到現(xiàn)在， 我國關(guān)于混合學(xué)習(xí)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域在整個(gè)研究網(wǎng)絡(luò)中處于不同戰(zhàn)略位置。
基于信息技術(shù)的自主學(xué)習(xí)模式與學(xué)習(xí)活動研究（領(lǐng)域一）橫跨二、三象限，主要位于第二象限，向心度較高，密度較低，說明領(lǐng)域一的研究已經(jīng)形成了一定的規(guī)模，但是研究的結(jié)構(gòu)還不穩(wěn)定；位于第二象限的研究主題有自主學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)活動、信息技術(shù)，這些研究主題之間聯(lián)系密切，研究結(jié)構(gòu)較為成熟，但是也存忽視與其他研究領(lǐng)域相聯(lián)系的問題。位于第三象限的研究主題有學(xué)習(xí)模式、網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)過程，這些研究主題之間聯(lián)系較為松散，研究結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定且不成熟。
基于Moodle平臺的混合式學(xué)習(xí)模式設(shè)計(jì)與教學(xué)改革研究（領(lǐng)域二）橫跨一、三象限，主要位于第一象限，密度和向心度都較高，說明該領(lǐng)域內(nèi)部研究結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，而且研究較為成熟，位于第一象限的主題有教學(xué)設(shè)計(jì)、Moodle、混合學(xué)習(xí)模式，這些研究主題與其他研究領(lǐng)域如在線學(xué)習(xí)練習(xí)緊密，受到的關(guān)注度較高；位于第三象限的主題有課堂教學(xué)、教學(xué)改革，這些主題處于研究的邊緣，并且研究不成熟，說明關(guān)于課堂教學(xué)的改革還有待加強(qiáng)。
在線學(xué)習(xí)與模式研究（領(lǐng)域三），位于第一象限，向心度和密度都高，說明這方面的研究結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，研究較為成熟。隨著新技術(shù)的涌現(xiàn)，在線學(xué)習(xí)的種類也變得多樣化。
基于現(xiàn)代教育技術(shù)的課程設(shè)計(jì)與教學(xué)模式應(yīng)用研究（領(lǐng)域四），橫跨三、四象限，主要位于第四象限，向心度高，密度低，說明該領(lǐng)域與其他領(lǐng)域聯(lián)系比較緊密，但是內(nèi)部聯(lián)系松散。位于第四象限的主題有網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、教學(xué)模式、課程設(shè)計(jì)、大學(xué)英語，這些研究主題是研究的核心，但是沒有形成穩(wěn)定的研究結(jié)構(gòu)，而且研究不成熟，需要進(jìn)一步完善自身的結(jié)構(gòu)。
四、研究結(jié)論
混合學(xué)習(xí)的研究涉及教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)理論和實(shí)踐應(yīng)用等多方面的內(nèi)容。其中的一些內(nèi)容引起了大家的共同興趣，對這些內(nèi)容的研究成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。筆者通過文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前對混合學(xué)習(xí)的研究主要集中在以下四個(gè)方面：
1.聚焦高等教育領(lǐng)域，熱衷課程層面的研究
在眾多的文獻(xiàn)中，80%以上研究內(nèi)容都是基于某門課程開展的研究，熱點(diǎn)集中于大學(xué)英語教學(xué)、職業(yè)技術(shù)教育、醫(yī)學(xué)教育、計(jì)算機(jī)教育應(yīng)用以及中等教育等領(lǐng)域。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是因?yàn)檠芯空叽蠖酁樵谛５牟┦炕蛘f是研究生，課程層面的混合式學(xué)習(xí)研究容易計(jì)劃和實(shí)踐。
2.新技術(shù)、新媒體支持下的混合式學(xué)習(xí)
在以正式學(xué)習(xí)、非正式學(xué)習(xí)為主要方式的泛在學(xué)習(xí)環(huán)境中，移動學(xué)習(xí)工具和社會化網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺成為應(yīng)用的主流。其中，MOOC、微信平臺、翻轉(zhuǎn)課堂、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)便是近年來興起的研究熱點(diǎn)，并逐漸成為整合在線學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等論題的重要研究主題。以香港城市大學(xué)葉豪盛為代表的學(xué)者把虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)引入混合學(xué)習(xí)者領(lǐng)域。他將虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境 （VRLE） 應(yīng)用于兒童心理康復(fù)實(shí)驗(yàn)中。該研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)踐中利用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)了幫助受虐兒童恢復(fù)心理健康的學(xué)習(xí)環(huán)境，在國際上獲得高度認(rèn)可[15]。
3.研究方法傾向?qū)嵶C研究與非實(shí)證研究的混合
結(jié)合具體文獻(xiàn)進(jìn)行分析，混合式學(xué)習(xí)相關(guān)論文的結(jié)構(gòu)大同小異。既有學(xué)習(xí)模型的設(shè)計(jì)又有針對模型設(shè)計(jì)的實(shí)證研究，可以說是構(gòu)建模型與實(shí)證研究相結(jié)合的方法，而國際上這樣研究方法使用較少。在Halverson 等人（2014） 的研究中發(fā)現(xiàn)，國際論文使用最多的方法是采用幾種實(shí)證分析法相混合的方法，其次是質(zhì)性研究和文獻(xiàn)綜述的方法[16]。
4.研究的意義和影響有限，對實(shí)證研究的有效性關(guān)注較少
從文獻(xiàn)的被引頻次和所發(fā)表期刊的影響因子來看，混合式學(xué)習(xí)的研究除少數(shù)文章具有較高學(xué)術(shù)影響，其余研究的意義和影響頗為有限。因?yàn)榇蠖鄶?shù)研究者將焦點(diǎn)定位在教育領(lǐng)域使得研究視閾受限。而且研究者比較注重教學(xué)模式的設(shè)計(jì)，對于應(yīng)用效果的分析輕描淡寫。
隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和社會對人才需求的改變，混合學(xué)習(xí)將會面臨更多的挑戰(zhàn)和變革。如何混合以充分發(fā)揮在線學(xué)習(xí)和面對面教學(xué)的優(yōu)勢，是研究者需要關(guān)注的焦點(diǎn)。不是所有的教學(xué)都需要進(jìn)行混合，也不要用成績來衡量混合式學(xué)習(xí)取得的成效。研究者應(yīng)根據(jù)學(xué)習(xí)者特征和客觀條件，多用實(shí)證研究來得出科學(xué)的、令人信服的研究成果，從而實(shí)質(zhì)性的提升學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)習(xí)效率。
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（編輯：王曉明）
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