智慧學習環(huán)境研究熱點和發(fā)展趨勢可視化分析

李可 董利亞

摘 要：教育信息化2.0時代，進入技術與教育教學融合應用的創(chuàng)新發(fā)展階段，智慧學習環(huán)境成為當前的研究熱點之一。本文以中國知網(wǎng)為主要數(shù)據(jù)來源，借助Bicomb2.0、EXCEL和UCINET6.0通過關鍵詞聚類和共詞分析以可視化的方式梳理我國智慧學習環(huán)境研究熱點，結果表明，當前我國智慧學習環(huán)境研究的熱點主要有智慧教室、智慧校園、智慧教育、智慧管理、智慧學習環(huán)境構思設計與模型構建、支持智慧學習環(huán)境的關鍵技術等。未來智慧學習環(huán)境將會朝著精準教學服務、以社交網(wǎng)絡實現(xiàn)教育協(xié)同和終身學習、教與學重組的方向發(fā)展。

關鍵詞：智慧學習環(huán)境；可視化；終身學習檔案；UCINET

中圖分類號：G40-057 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2018）19-0011-05

一、引言

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》提出“加快我國智慧教育建設，提高信息化和智能化對教育發(fā)展的貢獻度，推動教育現(xiàn)代化發(fā)展，為加快實現(xiàn)我國教育現(xiàn)代化提供有力支撐，構建學習型社會，建設智慧型教育環(huán)境”。[1] 十九大報告中提出：建設教育強國是中華民族偉大復興的基礎工程，必須把教育事業(yè)放在優(yōu)先位置，加快教育現(xiàn)代化，辦好人民滿意的教育。[2]隨后，智慧教育被寫入《雄安規(guī)劃綱要》；教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動計劃》中提出“構建智慧學習支持環(huán)境。加強智慧學習的理論研究與頂層設計，推進技術開發(fā)與實踐應用，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量”。[3]一系列的政策文件表明國家高度重視教育信息化。面對新時代教育發(fā)展的要求，第三次工業(yè)革命對教育提出了培養(yǎng)多樣化、個性化、創(chuàng)新型和國際化人才更高的要求。[4]信息技術改變著人們的工作和生活方式，甚至逐漸改變?nèi)祟惖拇竽X結構。[5]尤其是“數(shù)字土著”或“網(wǎng)絡一代”，對學習環(huán)境的要求更具個性化。[6]智慧學習環(huán)境為此提供了新的契機。智慧學習環(huán)境既關注傳統(tǒng)教育中的規(guī)模問題又關注優(yōu)質(zhì)資源和個性化問題，這有利于促進教育公平和提供個性化學習服務。

二、數(shù)據(jù)采集與研究方法

研究流程是“數(shù)據(jù)采集-數(shù)據(jù)整理-數(shù)據(jù)統(tǒng)計-數(shù)據(jù)分析”。數(shù)據(jù)采集，選取CNKI中收錄的關于智慧學習環(huán)境研究的文獻為數(shù)據(jù)樣本，通過檢索，去除學術性不強的文獻，共得到有效文獻162篇。時間跨度為2012-2018年（時間截止到2018年4月）。數(shù)據(jù)整理，將所選文獻以需要的格式保存，將所獲取文件導入BICOMB中，并提取所需信息。數(shù)據(jù)統(tǒng)計，通過數(shù)據(jù)提取，導出文獻發(fā)表時間、作者及所述機構、文獻來源、關鍵詞出現(xiàn)頻次，生成關鍵詞共現(xiàn)矩陣。用UCINET對生成的關鍵詞共現(xiàn)矩陣進行分析，得出關鍵詞網(wǎng)絡分析圖。

三、研究熱點分析

1.文獻發(fā)表時間分析

每年國內(nèi)關于智慧學習環(huán)境研究論文的發(fā)表數(shù)量與期刊分布統(tǒng)計如圖1和表1所示。

從發(fā)文量趨勢圖中可以看出，國內(nèi)關于智慧學習環(huán)境的研究從2012開始呈現(xiàn)每年增長的趨勢，尤其是2015年后出現(xiàn)大幅增長。這與2015年《2015中國智慧學習環(huán)境白皮書》的發(fā)布不無關系。2012年關于智慧學習環(huán)境研究的文獻共7篇，其中6篇作者單位是北京師范大學，且5篇作者中出現(xiàn)黃榮懷。這是我國早期對智慧學習環(huán)境的關注，北京師范大學成立了智慧學習研究院并發(fā)布《2015中國智慧學習環(huán)境白皮書》，促進了信息技術與教育教學的融合，更好地服務于我國的教育信息化建設。此后，發(fā)布了《2016中國智慧學習環(huán)境白皮書》、《2017互聯(lián)網(wǎng)教育服務產(chǎn)業(yè)研究報告》和 《2018中國職業(yè)教育技術展望：地平線報告》等一系列研究成果。這對促進我國教育信息化和智慧學習環(huán)境研究有十分重大的意義。

2.文獻來源期刊分布

統(tǒng)計結果顯示，其中有50%的文獻發(fā)表在排名前5的期刊中。表1列出了有關智慧學習環(huán)境研究載文量排名前10的期刊。

由表1可以看出，智慧學習環(huán)境研究的文獻主要發(fā)表在國內(nèi)教育技術領域比較有影響的期刊。具體來看，主要有《中國電化教育》、《現(xiàn)代教育技術》、《中國教育信息化》、《電化教育研究》、《開放教育研究》、《遠程教育雜志》等。每種期刊對智慧學習環(huán)境研究的關注側重點各有不同。文獻的學科分類主要在教育類，其次是計算機類、圖書情報檔案類、語言類等，如《電化教育研究》、《開放教育研究》等，由此開始國內(nèi)關于智慧學習環(huán)境的探索。此后在各類期刊中有所顯現(xiàn)，尤其是2015年、2016年、2017年出現(xiàn)于多個學科中。這說明國內(nèi)智慧學習環(huán)境的研究有了進一步的深化。《電化教育研究》中主要刊載智慧學習環(huán)境中的學習分析干預機制[7]架構設計與實施策略[8]、學習投入問題[9]和學習體驗[10]等?！吨袊娀逃分饕窃O計范式[11]、應用路徑探究[12]、支撐技術[13]等?！冬F(xiàn)代教育技術》主要是學生評價、模型構建、支持服務、概念框架等。從各類期刊刊載中可知技術支持在智慧學習環(huán)境中尤為重要。

3.文獻作者和機構分布

研究隊伍和研究機構奠定了智慧學習環(huán)境研究的基礎。通過對相關信息的統(tǒng)計和解讀，對樣本數(shù)據(jù)中的發(fā)文機構統(tǒng)計如表2所示。

我國關于智慧學習環(huán)境研究發(fā)文量情況如表2所示，發(fā)文機構主要分布在師范類高校。說明師范大學成為智慧學習環(huán)境研究的中流砥柱。從發(fā)文作者來看，發(fā)文較多的作者依次為黃榮懷、王運武、祝智庭、胡永斌、楊俊峰、胡小勇等。這些作者和研究機構分別分布在我國不同的地理區(qū)域，在智慧學習研究領域都有一定的學術影響力，在將來一段時間對我國的智慧學習環(huán)境的研究會有很大的引領作用。

四、智慧學習環(huán)境研究分析

關鍵詞是文獻研究的核心體現(xiàn)，通過對文獻關鍵詞的統(tǒng)計分析可以更好地了解智慧學習環(huán)境研究的主題和熱點，將BICOMB導出的關鍵詞共現(xiàn)矩陣導入UCINET中，運用Netdraw繪制關鍵詞網(wǎng)絡圖，如圖2所示。

關系網(wǎng)絡直觀地顯示出各關鍵詞之間關系的親疏和結構特征。通過關鍵詞可以更直觀地展現(xiàn)該領域關注的熱點，有助于梳理其發(fā)展脈絡和趨勢。圖2中節(jié)點表示關鍵詞，關鍵詞之間的關系用方向箭頭表示。依圖2可知，各關鍵詞聯(lián)系緊密，關系錯綜復雜。關鍵詞由方形節(jié)點表示，中心節(jié)點表明該關鍵詞在網(wǎng)絡中的作用最大，以圖中最大節(jié)點關鍵詞“智慧學習環(huán)境”為中心，“智慧教育”、“大數(shù)據(jù)”、“學習分析”、“智慧校園”、“教學模式”等關鍵詞節(jié)點與“智慧學習環(huán)境”距離較近，聯(lián)系較為緊密。結合文獻內(nèi)容分析，研究者從不同視角、不同方面對智慧學習環(huán)境進行研究。

1.智慧學習環(huán)境概況

2012年我國開始有學者關注智慧學習環(huán)境的研究，其研究內(nèi)容主要有背景介紹、定義、構成元素、特征、設計原則、技術支持等。也有學者從不同視角和層面對智慧學習環(huán)境的內(nèi)涵定義和關鍵特征進行構思和解讀，但其核心都具有一定的共性，如鐘國祥[14]、祝智庭[15]、黃榮懷對智慧學習環(huán)境的定義等。隨著教與學理論和技術等研究的不斷發(fā)展，智慧學習環(huán)境的內(nèi)涵也逐漸豐富多元。目前，國內(nèi)最受認可的是北京師范大學團隊對智慧學習環(huán)境的定義。智慧學習環(huán)境相較于數(shù)字化學習環(huán)境，則更加注重學習體驗和個性化的服務，強調(diào)自適應性和多元化的學習效果。國外早在2007年就開始智慧學習環(huán)境的研究，主要集中在美國、希臘、澳大利亞、巴西、智利、埃及、摩洛哥、韓國等國家，其中美國發(fā)展較早。主要注重在技術層面對智慧學習環(huán)境的內(nèi)涵、構成和應用進行研究，未來教室的構建更注重新的學習環(huán)境理論的基礎研究，還有對師生和學習績效的影響、智慧學習環(huán)境的結構和開發(fā)方法、評價和用戶體驗等方面，也有些側重于實驗研究或準實驗研究。

2.智慧教學環(huán)境的構思設計與模型構建

主要指一些典型的智慧學習環(huán)境——智慧校園、未來教室、智慧課堂、智慧教室、未來課堂和智慧管理系統(tǒng)等的構思、設計與模型構建。智慧學習環(huán)境模型主要有系統(tǒng)模型、通用模型、聯(lián)通模型、Web X 模型、分布式模型、協(xié)同模型[16]、情境模型、智慧學習環(huán)境系統(tǒng)模型、TRACE3功能模型等。也有學者[17]提出智慧教室建設的系統(tǒng)模型和個人學習空間功能結構模型。王鳳琦等[18]提出的智慧學習環(huán)境構思以Moodle 和 Think SNS 兩大平臺為基礎。張際平等[19]提出的智慧教室“SMART”模型。祝智庭提出了以學生、數(shù)據(jù)、服務、體驗為中心的設計原則。有學者[20]結合智慧學習環(huán)境分類與其概念、內(nèi)涵和特征，設計不同的學習模式以滿足不同的學習需求。智慧學習環(huán)境構建層面關注的主要是如何利用新技術來構建或設計智慧學習環(huán)境的空間或平臺等。智慧學習環(huán)境研究中的模型研究理論設計較多，主要是對其解析和提出意見和策略，而實踐研究則比較少。

3.支持智慧學習環(huán)境的關鍵技術

大數(shù)據(jù)、機器人、學習分析、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、3D打印和云服務等技術對教育教學產(chǎn)生很大的影響。學習分析技術和學習感知技術，為學習者提供匹配的學習資源、學習路徑和學習方法等個性化指導、實時反饋和幫助。智慧學習環(huán)境也為成人和校外人員提供一種可能的學習方式，融合正式和非正式學習、正規(guī)與非正規(guī)學習，滿足終身學習的內(nèi)在需要，適應學習者學校、家庭、社會學習需求，真正實現(xiàn)無縫學習的理念。學習分析技術和大數(shù)據(jù)為智慧課堂、智慧教室和智慧校園提供了良好的技術支持服務，主要表現(xiàn)在工具支持、移動學習、深度交互、協(xié)同學習、情境互動體驗等方面。有研究表明學習分析技術對智慧學習環(huán)境建設的支持，[21]也涉及對適應性學習、個性化學習的服務支撐。[22]構建智慧學習環(huán)境的硬件設施已形成一定的規(guī)范和標準，若無與此相匹配的學習分析技術等，恐怕硬件環(huán)境很難達到最優(yōu)的使用效果，學生的學習也極有可能得不到提高和改善。以數(shù)據(jù)增強智慧性、消除“信息孤島”、對數(shù)據(jù)進行對接整合是創(chuàng)建智慧學習的核心問題，需要技術標準支持與政策機制的推動。

4.更具“智慧”的教與學研究

2016年我國智慧學習環(huán)境研究的主題開始呈現(xiàn)多樣化。開始有一些應用在具體學科的案例，如翻轉課堂、慕課、基于游戲的學習、增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實、基于手勢的學習、教育機器人等創(chuàng)新應用和創(chuàng)新教學模式，促進學習者更具智慧地進行個性化學習。黃榮懷等[23]把學習情境分成了五種類型，分別為“課堂學習”、“個人自學”、“研討性學習”、“在工作中學”和“在做中學”，基于此智慧學習環(huán)境也相應分為五種類型，在未來的智慧學習環(huán)境應用中，將會圍繞這五種類型進行不同的應用設計與實踐。不僅是在教與學環(huán)境中被應用，也會延伸至其它領域中進行個性化的設計；智慧教學系統(tǒng)是智慧學習環(huán)境的應用案例之一，[24]探究與學科教學的融合應用，[25]以及其對學習、情感層面的效用研究[26]和交互協(xié)作研究。目前我國針對智慧學習環(huán)境的應用研究并不深入，較有影響的研究當屬北京師范大學智慧學習研究院發(fā)布的《智慧學習環(huán)境白皮書》，國內(nèi)關于智慧學習環(huán)境的研究開始走校企合作的路徑，從理論到實踐的探究在少數(shù)具體學科中有所表現(xiàn)。未來會對學習者特征進行分析，從以教師為中心轉向以學習者為中心，讓學生從“學會”到“會學”，促進教學結構變革、教師角色精細化，營造良好的育人氛圍。

五、發(fā)展趨勢分析

1.基于數(shù)據(jù)的精準教學服務

數(shù)據(jù)驅(qū)動教育變革是智慧學習環(huán)境發(fā)展的趨勢之一，智慧學習環(huán)境是理念和建設方式上的一次提升，它更加深入應用融合、兼顧社會各方和區(qū)域差異。智慧學習環(huán)境需要解決優(yōu)質(zhì)教育資源共享的問題、個性化學習服務能力不足的問題；要形成產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新機制；實現(xiàn)技術集成與教育教學的深度融合，整合相關數(shù)據(jù)安全和無縫流動，為學習者提供個性化、實時且有效的最優(yōu)服務支持。教育大數(shù)據(jù)促進學校教學、管理、服務的全面提升，促進教育資源配置的均衡化、教育管理決策的科學化、教育治理能力的現(xiàn)代化。數(shù)據(jù)驅(qū)動教學過程優(yōu)化主要指，學生數(shù)據(jù)、學習過程數(shù)據(jù)、交互數(shù)據(jù)、成績數(shù)據(jù)、學習難點偵測、視頻觀看及發(fā)帖檢測、學生學習習慣等，促進教學的精準化，教學流程的優(yōu)化、規(guī)?；c個性化的統(tǒng)一。檢測評估的系統(tǒng)化是指，教育督政、督學的精細化，宏觀評估與微觀評估的統(tǒng)一。促使知識體系的動態(tài)優(yōu)化、學習資源的適應性進化、知識服務的個性化，精確地為個性化教育教學服務。數(shù)據(jù)驅(qū)動教育管理職能決策、采集、匯聚、建模與分析、檢測、評估。進一步優(yōu)化智慧學習環(huán)境就是要求，具備先進教學理論支撐的信息化教學平臺，進行教學空間改造，使先進的教學設備與教學平臺無縫對接，形成一體化智慧學習環(huán)境，開展基于大數(shù)據(jù)的人工智能技術的教學質(zhì)量評價，進行在線教學平臺的教學過程分析與評價。進行教學管理系統(tǒng)結構化數(shù)據(jù)的分析與評價，構建混合、多元的新型教學模式。“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新人才培養(yǎng)行動計劃開展以后，教學環(huán)境進一步優(yōu)化，教學資源進一步豐富，教與學方式進一步創(chuàng)新，教學治理進一步優(yōu)化。普適計算就是要改善教育服務的適配性，支撐個性化學習。為智慧教學與體系中的教育服務發(fā)現(xiàn)、服務組合和服務適配性等問題提供了有效解決方案，這是實現(xiàn)智慧教育服務的發(fā)現(xiàn)、組合、適配和個性化推動的技術方向。

2.以社交網(wǎng)絡實現(xiàn)教育協(xié)同和終身學習

學習過程日益融入到生活的方方面面，協(xié)同教學使學習者能夠解決傳統(tǒng)學校的資源限制，協(xié)同教學消除了這些限制，是全世界成千上萬的學習者可以選擇自己感興趣的課程。因此，協(xié)同教學是學校通過利用教師的特長和專業(yè)知識來提供最好的教育的一種途徑，也是規(guī)避資源約束的一種方式。他們不僅會跟蹤個人的能力變化，而且還會通過分析技術來找出問題。社交網(wǎng)絡為非正式化學習和課后學習提供了重要的學習交流與協(xié)同平臺，把學習和人際交流活動深度融合在一起，有效促進泛在學習和終身學習，通過社交網(wǎng)絡技術，在智慧教育體系中構建學習社群和教學社群，可以智能地把具有相似特征的學習者和教學者在人際關系上聯(lián)系在一起，進行充分的協(xié)同與交流，這是目前已知的技術中把教育主題、人連接在一起的最有效手段。打破信息孤島，全面整合實現(xiàn)信息的共享和統(tǒng)一。從而為其深度融合提供更好的服務支持，促進教學質(zhì)量有效改善。

3.教與學重組

技術的發(fā)展促進社會的變革，形成智慧教育新格局。云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、物聯(lián)網(wǎng)、普適計算和社交網(wǎng)絡引發(fā)生產(chǎn)方式、生活方式、思維模式、認知方式和社會各行業(yè)的深刻變革。越來越多的移動設備使人們可以隨時隨地獲取信息，當學習者需要學習的時候，學習者經(jīng)常在社交媒體上進行互動，通過網(wǎng)絡提供的豐富的學習資源，正式學習和非正式學習可以合并成為一個“無縫學習”的環(huán)境，運用智慧學習環(huán)境的特點通過技術的創(chuàng)新支持自適應和個性化學習。

智慧教育是科學性、技術性、藝術性、人文性的有機統(tǒng)一，其核心價值是使學生獲得美好的學習發(fā)展體驗。隨著人工智能的發(fā)展，“人工智能+教育”深度滲透進校園，大數(shù)據(jù)、自適應技術、可穿戴化技術和增強現(xiàn)實技術等將深入影響教學，提供沉浸式學習體驗，以彌補傳統(tǒng)教學的不足。技術與教學理念、模式、方法的深入融合將會促使未來教師角色和能力體系的全面變革，信息時代的“數(shù)字教師”成為教師轉型的方向。智慧學習環(huán)境的研究開始關注到學習者本身，在保障規(guī)?；虒W的前提下，實現(xiàn)差異化和精準化教學、在線學習、移動學習、智能導學等。教育管理體系和運行機制更具智慧，能夠為教學提供更好的支持，實現(xiàn)學習資源共享和學習空間再造，使教學與系統(tǒng)的運行效率、決策水平、服務能力大幅提高，助力人才培養(yǎng)質(zhì)量全面提升。實現(xiàn)人的全面發(fā)展、自由發(fā)展、個性化發(fā)展，實現(xiàn)教育的全納、優(yōu)質(zhì)、公平、終身學習。

參考文獻：

[1]國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/201008/t20100802_93704.html.

[2]習近平.決勝全面建成小康社會 奪取新時代中國特色社會主義偉大勝利——在中國共產(chǎn)黨第十九次全國代表大會上的報告[R].北京：人民出版社，2017.

[3]教技[2018]6號.教育部關于印發(fā)《教育信息化 2.0行動計劃》的通知[Z].

[4]顧明遠.第三次工業(yè)革命與高等教育改革[J].教育學報，2013（6）：3-9.

[5]Prensky，M.Digital native，digital immigrants Part 1[J].On the Horizon，2001（5）：1-6.

[6]Bennett，S，Maton，K，& Kervin，L.The“digital natives” debate：A critical review of the evidence[J].British journal of educational technology，2008（5）：775-786.

[7]唐麗，王運武等.智慧學習環(huán)境下基于學習分析的干預機制研究[J].電化教育研究，2016（2）：62-67.

[8]習海旭，廖宏建等.智慧學習環(huán)境的架構設計與實施策略[J].電化教育研究，2017（4）：72-76.

[9]龔朝花，李倩等.智慧學習環(huán)境中的學習投入問題研究[J].電化教育研究，2018（6）：83-89.

[10]胡永斌，黃榮懷.智慧學習環(huán)境的學習體驗：定義、要素與量表開發(fā)[J].電化教育研究， 2016（12）：67-73.

[11]詹青龍，楊夢佳等.CIT：一種智慧學習環(huán)境的設計范式[J].中國電化教育，2016（6）：49-57.

[12]謝幼如，吳利紅等.智慧學習環(huán)境下小學語文閱讀課生成性教學路徑的探究[J].中國電化教育，2016（6）：36-42.

[13]曹育紅，袁南輝.職業(yè)技能傳承智慧學習環(huán)境的支撐技術[J].中國電化教育，2016（3）：87-91.

[14]鐘國祥，張小真.一種通用智能學習環(huán)境模型的構建[J].計算機科學，2007（1）：170-171.

[15]祝智庭，賀斌.智慧教育：教育信息化的新境界[J].電化教育研究，2012（12）：7-15.

[16]張豪鋒，李瑞萍等.基于交互白板構建協(xié)同可視化學習環(huán)境[J].中國電化教育，2010（3）：81-83.

[17]程敏.智慧教室的設計與構建[J].實驗室研究與探索，2015（6）：248-252.

[18]王鳳琦，陳守強.智慧學習環(huán)境的設計與構建[J].遼寧師范大學學報（社會科學版），2013（6）：864-868.

[19]張際平，陳衛(wèi)東.教學之主陣地：未來課堂研究[J].現(xiàn)代教育技術，2010（10）：44-50.

[20]郭曉珊，鄭旭東等.智慧學習的概念框架與模式設計[J].現(xiàn)代教育技術，2014（8）：5-12.

[21]趙紅敏，張曼曼等.學習分析技術支持下的智慧教育[J].軟件導刊（教育技術），2016（1）：19-21.

[22]吳洪艷.智慧學習視角下個性化在線學習系統(tǒng)設計與應用[J].中國電化教育，2015（6）：127-131.

[23]黃榮懷，胡永斌等.智慧教室的概念及特征[J].開放教育研究，2012（2）：22-27.

[24]Chen，T.，Md Yunus，A.，Ali，W.Z.W.，& Bakar，A.Utiliza-tion of intelligent tutoring system in mathematics learning[J].International Journal of Education and Development using Information and Communication Technology，2008，4（4）：50-63.

[25]Earnshaw，Y.Effects of levels of instructional assistance on learning and mental effort in an intelligent tutoring system[J].Proportional reasoning and middle school students，2014.Theoretical Exploration.

[26]Masood，M.K.Implementing an intelligent tutoring system for adventure learning[J].The Electronic Library.2012，20（2）：134-142.

（編輯：王天鵬）