基于Gephi的小學(xué)數(shù)學(xué)研究可視化

趙毅

摘 要：本文利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)進(jìn)行了可視化研究，通過真實(shí)有效的數(shù)據(jù)得出可靠的結(jié)論。以供同行與吾共同成長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：小學(xué)數(shù)學(xué) Gephi 可視化

中圖分類號(hào)：G623.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2018）01-0-01

一、背景及目的

少年強(qiáng)則國(guó)強(qiáng)，隨著時(shí)代的加速變革，教學(xué)研究對(duì)于老師的要求也越來越高。在現(xiàn)有的教學(xué)水平基礎(chǔ)上，必須不斷的增加學(xué)科知識(shí)，才能做到與時(shí)俱進(jìn)，才能更好的教育學(xué)生。本文通過采用文獻(xiàn)計(jì)量法，借助這一款基于JAM的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析軟件Gephi，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析和可視化方法對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)研究文獻(xiàn)進(jìn)行分析，以期發(fā)現(xiàn)其研究的知識(shí)圖譜，直觀地展現(xiàn)小學(xué)數(shù)學(xué)研究的狀況，主要機(jī)構(gòu)和熱點(diǎn)問題，以此了解小學(xué)數(shù)學(xué)的發(fā)展歷程。

二、基于Gephi的小學(xué)數(shù)學(xué)研究可視化

Gephi可視化的關(guān)鍵是數(shù)據(jù)的整理。就本文研究?jī)?nèi)容而言，需要首先構(gòu)建關(guān)鍵詞共詞網(wǎng)絡(luò)和作者共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。本文檢索文獻(xiàn)的處理在EXCEL2007中處理，采用作者分列、作者和列和計(jì)算作者頻次，構(gòu)建作者共現(xiàn)與關(guān)鍵詞共詞矩陣，另存為CSV文件.作為關(guān)鍵詞共詞可視化和作者共現(xiàn)可視化的基礎(chǔ)導(dǎo)入Gephi軟件進(jìn)行后續(xù)的操作。

1.作者分布情況和合著網(wǎng)絡(luò)

關(guān)鍵詞CSV文件導(dǎo)入Gephi軟件后經(jīng)過Force Atlus和Fruchterman Reingold算法得到關(guān)鍵詞布局圖1。節(jié)點(diǎn)168個(gè)，邊232個(gè)。作者共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)概述：平均度1.381，平均加權(quán)度1.452，網(wǎng)絡(luò)直徑4，圖密度：0.008，模塊化0.654，平均聚類系數(shù)0.016，平均路徑長(zhǎng)度8.666。

通過Gephi社團(tuán)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分割，將作者共現(xiàn)合作網(wǎng)絡(luò)分割得到47個(gè)社團(tuán)。圖2作者共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分割后的社團(tuán)，部分社團(tuán)（列舉其中五個(gè)）如下：

作者團(tuán)隊(duì)一：楊傳剛、李海東、劉軍、李南、李博、孟樊明；作者團(tuán)隊(duì)二：劉電芝、高嵐、錢建國(guó)、劉禮艷、宋東清；作者團(tuán)隊(duì)三：張海、王以寧、于文慧、鐘麗楠；作者團(tuán)隊(duì)四：楊磊、石永強(qiáng)、熊小婷、張智勇、江佳；作者團(tuán)隊(duì)五：劉向永、王萍、郭鵬飛、付亦寧、米亞會(huì)、崔光佐、魏雪峰、涂冬波、蔡艷、戴海琦。

2.關(guān)鍵詞共視網(wǎng)絡(luò)

在被納入的137篇小學(xué)數(shù)學(xué)研究文獻(xiàn)中共有關(guān)鍵詞630個(gè)，關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過如上的算法得到關(guān)鍵詞布局如圖3。網(wǎng)絡(luò)基本概況：節(jié)點(diǎn)有492個(gè)，邊有679條，邊的個(gè)數(shù)（既每個(gè)節(jié)點(diǎn)的平均度）是2.756，平均加權(quán)度為2.758，網(wǎng)絡(luò)直徑為13，圖密度為0.0070.006，模塊化為0.685，平均聚類系數(shù)為0.017，平均路徑長(zhǎng)度（指所有節(jié)點(diǎn)隊(duì)間的平均圖距離的平均值）是5.429。通過Gephi社團(tuán)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分割操作可以將關(guān)鍵詞布局圖分成若干個(gè)共詞社團(tuán)，即研究的熱點(diǎn)。

經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)分割操作社團(tuán)如圖4發(fā)現(xiàn)，得到共詞社團(tuán)11個(gè)，本文只列舉5個(gè)如下：社團(tuán)一：小學(xué)數(shù)學(xué)、多元表征、變式教學(xué)、實(shí)驗(yàn)研究；社團(tuán)二：教學(xué)策略、教學(xué)過程實(shí)施、組織教學(xué)過程、思維策略、行動(dòng)方針、教學(xué)思維、學(xué)習(xí)過程、自主學(xué)習(xí)策略、合作學(xué)習(xí)策略、信息技術(shù)；社團(tuán)三：小學(xué)數(shù)學(xué)課程、城區(qū)小學(xué)、開發(fā)目標(biāo)、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、教學(xué)課時(shí)、雞兔同籠、課堂氣氛、荊州古城墻、教學(xué)效果、過程性評(píng)價(jià)；社團(tuán)三：教學(xué)策略、數(shù)學(xué)課程內(nèi)容、教學(xué)內(nèi)容、空間觀念、活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)、教學(xué)影響、第一學(xué)段、教學(xué)節(jié)奏、應(yīng)用意識(shí)、教學(xué)目標(biāo)要求、小學(xué)數(shù)學(xué)、教科書、難度、國(guó)際比較；社團(tuán)四：學(xué)習(xí)過程、集合思想、教育心理學(xué)家、大數(shù)學(xué)觀、學(xué)習(xí)起點(diǎn)、合情推理 具體情境、主要意圖、隱意、數(shù)概念、無限不循環(huán)小數(shù)、蒙娜麗莎、教學(xué)觀摩、活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)、數(shù)形結(jié)合思想、思維碰撞、教學(xué)片段、轉(zhuǎn)化思想、問題具體化、認(rèn)知結(jié)構(gòu)；社團(tuán)五：活動(dòng)課、數(shù)位順序表、擺數(shù)、馬凱位值制、弗賴登塔爾、計(jì)數(shù)單位、數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)、直觀性、數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng)、小學(xué)數(shù)學(xué)課程、城區(qū)小學(xué)、開發(fā)目標(biāo)、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、教學(xué)課時(shí)、雞兔同籠、課堂氣氛、荊州古城墻、教學(xué)效果、過程性評(píng)價(jià)。

通過以上研究，不難看出。近年來，我國(guó)的數(shù)學(xué)教學(xué)已經(jīng)越來越重視培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力了。通過培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念、問題解決、開放題、知識(shí)建構(gòu)等來提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，使得學(xué)生有屬于自己的獨(dú)立思維模式。在今后的教學(xué)活動(dòng)中，我們還要更加注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。只有讓同學(xué)們懂得把學(xué)到的知識(shí)轉(zhuǎn)化成實(shí)際的東西，我們的教學(xué)才是成功的。

三、結(jié)語

本文通過文獻(xiàn)計(jì)量與Gephi可視化對(duì)近年來我國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)研究文獻(xiàn)進(jìn)行了研究分析。通過作者共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和關(guān)鍵詞共詞網(wǎng)絡(luò)，使用Gephi軟件社團(tuán)發(fā)現(xiàn)得到了高頻作者共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和高頻關(guān)鍵詞共詞網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步過濾后得到高頻合作作者為楊傳岡、劉莉、莊慧娟、徐文彬、蔡慶有、曾小平、李靜、王懷民、王九紅，研究高頻關(guān)鍵詞為小學(xué)數(shù)學(xué)、小學(xué)生、問題解決、課堂教學(xué)、開放題、教學(xué)模式、知識(shí)建構(gòu)、小學(xué)數(shù)學(xué)課程、教科書、教材、活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)過程、小學(xué)數(shù)學(xué)教師、小學(xué)數(shù)學(xué)教材。通過這些關(guān)鍵詞我們可以看出當(dāng)前教學(xué)活動(dòng)的重點(diǎn)部分，也可以發(fā)現(xiàn)其不足之處。在今后的教學(xué)中，我們所有數(shù)學(xué)教師都應(yīng)注意授課的方法以及授課的目的，絕不能一味的以成績(jī)?yōu)閷?dǎo)向。