近十年國內智慧教學研究進展與啟示的知識圖譜分析

高守寶 鐘曉麗

摘? 要 為深入分析國內智慧教學研究的進展，選取中國知網（CNKI）數據庫2009—2018年間的451篇文獻為研究對象，運用CiteSpace軟件繪制知識圖譜進行可視化分析。結果顯示，近十年來，我國智慧教學發(fā)展經歷了三個階段，正逐漸由理論探討向實踐探究過渡。未來的課堂教學在人工智能、大數據等條件的支持下，將會使教學資源、教學環(huán)境、教學組織形式、教學評價體系發(fā)生巨大變化，個性化學習與智能學習將成為學生的主要學習方式。

關鍵詞 智慧教學;教育信息化;智能學習;知識圖譜

中圖分類號：G652? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）23-0020-04

1 引言

隨著“互聯網+”、物聯網、大數據、人工智能的快速發(fā)展，教育信息化進入2.0時代，《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》指出：“發(fā)展教育信息化，應注重開發(fā)優(yōu)質教育資源，建設信息化學習環(huán)境，創(chuàng)新教育理念與教育模式?！盵1]在此理念的倡導下，智慧教學的研究成為當前的熱點問題，因信息技術要變革教育，首先應變革課堂教學。新課程標準也對課堂教學提出新要求：教師應由知識的傳授者轉變?yōu)閷W習的促進者，要尊重學生的個體差異，最大限度地調動每個學生的學習積極性;學生應主動參與課堂學習，并發(fā)揮自己的探究能力、創(chuàng)新能力。新課標還指出信息技術的重要作用：通過多樣化的教學方式，利用現代信息技術引導學生理解知識的本質，形成科學的思維習慣[2]。

由此可見，智慧教學是教育信息化發(fā)展的必經之路。國內學者祝智庭認為，智慧教學即教師運用靈活的教學策略，使學生在智慧學習環(huán)境下進行智慧型學習，從而達到提高學生的創(chuàng)造性思維能力的目的[3]。為了更好地分析國內智慧教學研究的進展，本文對2009—2018年間相關文獻的研究現狀進行歸納梳理，對研究熱點進行分析預測，以期為今后該領域的研究和實踐提供一定的參考。

2 研究設計

本文采用文獻計量法和內容分析法這兩種研究方法，基于陳超美博士團隊開發(fā)的專門用于學術文獻分析的可視化工具CiteSpace軟件[4]，對有關智慧教學文獻中的題目、作者、發(fā)表機構的關鍵詞進行共現分析，使研究領域的發(fā)展趨勢、熱點、前沿等最終以知識圖譜的形式進行直觀呈現[5]。本研究的主要數據來源于中國知網（CNKI）。為了盡可能科學、全面地掌握2009—2018年間智慧教學的研究情況，本文樣本的選擇標準有：檢索主題為“智慧教學”“智慧學習”“智慧教育”“智慧教室”，期刊來源為“核心期刊+CSSCI”，檢索時間段2009—2018年。共檢索到582篇文獻，剔除會議、廣告等非學術期刊和重復文獻后，得到與智慧教學相關的有效文獻共451篇，作為本研究的樣本數據。

3 研究結果與分析

智慧教學文獻時間分布? 為了分析智慧教學的研究進展，選取2009—2018年這十年間的研究文獻進行數量統(tǒng)計，并繪制出統(tǒng)計圖，如圖1所示。這個時間段橫跨《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》發(fā)表前后，可以較好地論證時代背景對智慧教學發(fā)展的影響。從圖1可以看出，智慧教學的研究文獻發(fā)表數量近十年間呈整體上升趨勢，其中2012年之前文獻發(fā)表較少且增長比較緩慢，自2013年開始進入研究的熱點時期， 2018年發(fā)文數量達到104篇，并且還有持續(xù)增長的趨勢。由此可見，國家對教育信息化的支持是推動智慧教學發(fā)展的重要力量。此外，近年來經濟的快速發(fā)展、信息技術的發(fā)展演變也為智慧教學的實施提供了良好的技術支持。

高產機構? 2009—2018年主題為智慧教學的451篇文獻的研究機構分布非常廣泛，通過對高產機構進行分析，可以進一步了解該學術領域的研究共同體，從而對研究趨勢的預測更加準確。從智慧教學研究發(fā)文量排在前十的學術研究機構可見（表1）：江蘇師范大學發(fā)文量為79篇，占所有期刊發(fā)文量的17.52%。江蘇師范大學在2016年成立全國第一個智慧教育學院，圍繞智慧教育、大數據、創(chuàng)客教育等教育前沿領域開展深入研究，并取得豐碩成果，為我國教育信息化的推進作出巨大貢獻。北京師范大學發(fā)文量為62篇，占所有期刊發(fā)文量的13.75%。北京師范大學智慧學習研究院致力于打造終身學習的智慧學習環(huán)境和平臺，并在2016—2018年間連續(xù)舉辦三次智慧學習系列學術周活動。華東師范大學發(fā)文量為53篇，占比11.75%。華東師范大學形成以祝智庭教授為首的研究團體，多年來在微課、翻轉課堂、智慧學習等領域取得豐碩的研究成果。這三所機構是發(fā)文量為50篇以上的高產學術機構，占比也超過10%，具有非常顯著的研究優(yōu)勢。由表1可見，排名前十的高產研究機構都是國內的師范大學，表明我國的教育研究領域非常注重智慧教學這一方面。

核心作者? 通過對核心作者發(fā)文數量的研究分析，能夠得到該領域的作者聯系和發(fā)文規(guī)律。由圖2可見，陳琳（江蘇師范大學）、祝智庭（華東師范大學）是發(fā)文量最多的兩位作者，分別發(fā)表27篇和23篇。陳琳教授主要研究方向是教育信息化、智慧教育、數字化學習等，其在《教育信息化走向智慧教育論》中提出：當前的信息化環(huán)境建構必然引起教育形態(tài)變革，應借助經濟發(fā)展，加快信息化建設，大力推行智慧教育[6]。祝智庭教授主要研究方向是教育信息化理論與系統(tǒng)工程、網絡教育、教師專業(yè)發(fā)展等，他認為：信息時代背景下，必須利用智慧教育來帶動教育信息化，進而推動教育教學的創(chuàng)新發(fā)展[7]。緊隨其后的是楊現民（江蘇師范大學）和黃榮懷（北京師范大學），發(fā)文量分別為17篇和14篇。從作者的合作情況看，作者之間少部分有合作，大多還是來自同一高校，跨校合作的情況較少，說明我國智慧教學的研究還沒有形成核心作者群，這一方面還有待加強。

研究熱點? 為了掌握智慧教學在2009—2018年間整體的研究輪廓，筆者繪制出智慧教學關鍵詞共現知識圖譜，如圖3所示，圖中節(jié)點的大小表示關鍵詞出現頻率的高低。除出現頻次以外，中介中心度也是衡量關鍵詞重要性的一個重要指標。根據研究需要，筆者從中抽取出中心度排名前十的關鍵詞，并做出高中介中心度關鍵詞統(tǒng)計表（表2）。綜合分析圖3、表2，可以看出關鍵詞的頻次與中心度變化趨勢基本上是一致的，排名靠前的有智慧學習環(huán)境、智慧教室、智慧學習、教育信息化、大數據等，這些熱點詞涵蓋了2009—2018年我國智慧教學研究的主要話題。對這些關鍵詞進行簡單分類，得出主要有環(huán)境建設（智慧教室、智慧學習環(huán)境、智慧校園、智慧課堂）、政策支持（教育信息化）、技術研究（人工智能、大數據、“互聯網+”、信息技術、創(chuàng)客）、教學研究（智慧教學、教學模式、翻轉課堂、智慧學習）四個關鍵詞類團。高頻關鍵詞與中心度關鍵詞的統(tǒng)計及分類旨在為后續(xù)研究熱點與趨勢預測提供數據源。

研究趨勢分析? 研究前沿是指利用突現詞來探究某一時間內一組文獻的科學專題[8]。突現是指觀察文獻被引用的頻數和文獻中關鍵詞的出現頻次的變化情況，因此，根據智慧教學領域中關鍵詞的突現率，可以較好地預測該領域研究的前沿主題。同時，可以結合時間維度，做出關鍵詞時區(qū)圖，通過分析某關鍵詞出現的起始時間和持續(xù)強度，也能在一定程度上反映該領域的發(fā)展路向。對智慧教學領域2009—2018年出現的關鍵詞及突現率進行統(tǒng)計，如圖4所示。統(tǒng)計關鍵詞隨時間發(fā)展的演變情況如圖5所示。通過兩者結合，嘗試分析近十年來智慧教學領域研究熱點的變化情況。

依據突現詞檢測結果（圖4）和智慧教學研究前沿時區(qū)視圖（圖5），可清楚地看出近十年來智慧教學領域研究熱點的變化情況，將整個研究劃分為三個階段進行分析。

第一階段為2010—2013年，這一時期可視為研究的起步階段。在這一階段，智慧教學的設想初步提出，發(fā)文數量較少，對智慧教學的研究也大多處于理論探索階段。這一時期的關鍵詞有智慧教育、智慧學習、智慧學習環(huán)境和教育信息化，即在教育信息化的浪潮推動下，相關學者開始將注意力集中于智慧教育與智慧學習上，并圍繞其基本含義與創(chuàng)設條件展開探究。

慢慢地，人們意識到若想進行智慧教學，首先必須給學生構建一個良好的智慧學習環(huán)境。智慧學習環(huán)境是指在先進的教學理念的指導下，利用合適的信息技術與學習資源，記錄學習者在學習過程中發(fā)生的變化，從而為之提供最合適的學習任務[9]。由此可見，在這一階段，相關學者已經認識到實施智慧教學的必要性與緊迫性，并提出構建智慧學習環(huán)境的設想。

第二階段為2014—2016年，這一時期是研究的重要階段。在這一階段，智慧教學的研究發(fā)展非常迅速，并且涌現出大量關鍵詞，主要有智慧校園、教學模式、信息技術、翻轉課堂、慕課、微課、大數據等。通過關鍵詞可以看出，對智慧教學的研究也由理論探索階段開始慢慢過渡到實踐階段，只是體系還不夠成熟，其中以翻轉課堂為代表。翻轉課堂是指教師在課前為學生提供有關學習內容的視頻，由學生在課下觀看并相互探討完成新課的學習，課上時間則由教師對學生進行答疑解惑[10]。這一模式與傳統(tǒng)的課堂教學模式剛好顛倒，使學生擁有更多的自主活動時間和更大的自主權。教師制作教學視頻、學生觀看視頻以及構建協(xié)作化的學習環(huán)境，都離不開良好的信息技術條件。這一時期，對智慧教學的研究不僅停留在觀念和理論層面上，信息技術為課堂教學帶來實實在在的變化。在教學資源方面，數字化與多媒體素材逐漸出現，不再僅僅使用傳統(tǒng)的紙質教材;在教學環(huán)境方面，封閉的課堂結構得到改造，信息技術設備融入傳統(tǒng)教室;在教師與學生方面，信息素養(yǎng)成為師生的必備技能。因此，這一階段智慧教學的發(fā)展是突飛猛進的。

第三階段為2017—2018年，這一時期對智慧教學的研究有了新的突破，關鍵詞也轉向“互聯網+”、人工智能等。在這一階段，人工智能在教學領域的主要應用有智能教學系統(tǒng)、智能化考試系統(tǒng)、VR技術等[11]。利用人工智能技術，可以更好地發(fā)揮教師的主導作用，智能識別不同學生的特點與薄弱之處，有針對性地提供教學資源與學習方法。在教學中，VR技術能夠將生活中很難直觀感受到的現象或難以執(zhí)行的實驗用虛擬的設備展現出來，幫助學生獲得直觀體驗。這一時期，信息技術對課堂教學有了更進一步的影響，學生使用智能終端學習成為一種普遍現象。人工智能技術的引進也使個性化學習成為當前受關注程度最高的學習方式，大數據和智能化系統(tǒng)的綜合運用，能為學生提供最適合自己的學習資源，并配之以及時的個性化指導與反饋。相比于前兩個階段，這一時期教學組織形式的變革是革命性的，已經從傳統(tǒng)的班級教學逐漸轉向支持群體個性化的教學[12]。

通過以上三個階段可以看出，智慧教學自興起以來，發(fā)展勢頭強勁，不斷有新的技術突破，并且發(fā)文數量持續(xù)增長，已成為我國教育教學變革的重要趨勢之一。

4 結語

本研究基于知識圖譜可視化的方法，調查分析了主題為智慧教學的451篇文獻。研究發(fā)現，該領域的研究近十年來一直處于穩(wěn)定增長階段，江蘇師范大學和北京師范大學這兩大機構的發(fā)文量居于前兩位，對智慧教學的發(fā)展起到很好的推動作用，并且出現以祝智庭、陳琳為首的若干高產學者。從關鍵詞來看，智慧學習環(huán)境、“互聯網+”、人工智能、大數據等是一直以來的研究熱點。研究發(fā)現，信息技術走進課堂極大地激發(fā)了學生的學習興趣，提高了課堂效率。本研究對智慧教學的發(fā)展進行了較為全面的梳理，希望能夠對今后的研究趨勢和研究發(fā)展提供些許啟迪。

1）相對于國外來說，智慧教學在我國起步較晚，目前大多處于理論探討階段。實踐方面，雖然出現翻轉課堂、慕課、微課等新的教學模式，但是研究不夠深入，而且只是在個別學校進行試驗，并沒有大范圍普及。實踐是檢驗真理的唯一標準，若想鑒別智慧教學是否適合我國國情，是否能夠切實提高學生的學習效率和學習體驗，必須大力推動智慧教學在我國中學乃至高校的實踐探究。對學校來說，應積極響應國家號召，將教育教學改革與智慧教學深度融合，貫徹落實《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》;

對教師來說，應積極學習相關的計算機基礎知識，提高信息素養(yǎng)，建設智慧教師隊伍。

2）實施智慧教學需要從構建良好的智慧學習環(huán)境和改變傳統(tǒng)教學模式兩方面入手。從關鍵詞時區(qū)視圖中可以看出，出現頻次更高的關鍵詞有智慧教室、大數據、“互聯網+”、人工智能等，像教學模式、個性化學習、學習體驗等關鍵詞出現頻次相對來說要低很多，即目前對智慧教學的研究大多處于技術層面。誠然，技術支撐是基礎，但不可否認的是，學生是學習活動的主體，推動智慧教學發(fā)展的過程中必須注重學生的學習體驗與身心發(fā)展。智慧教學對學生來說不應該只是從黑板到投影儀再到電子交互白板等硬件設施的變化，更應該是學習方式的變化。因此，改變根植于教師與學生心中的傳統(tǒng)教學觀念刻不容緩，教師應首先完成從知識傳授者到課堂引導者的角色轉變，之后再引導學生主動探究、合作學習。只有教學模式改變了，智慧教學的實施才有意義。

3）信息技術正在改造教育，再造信息時代的教育體系。智慧教學自興起以來，發(fā)展勢頭強勁，信息技術與課堂教學逐步融合，大大提高了教學效率和學習體驗。當然，智慧教學的發(fā)展并不會止步于此。那么，下一階段的發(fā)展前景會是什么樣子？可以預測，大數據、“互聯網+”、人工智能仍會在一定程度上影響課堂教學，師生將進入全新的智能化學習空間。

此階段，網絡學習空間能夠借助大數據技術和人工智能技術實現用戶與資源、服務之間的智能匹配，通過智能代理，為用戶提供智能化、適應性服務[13]，教學資源、教學環(huán)境、教學組織形式、教學評價體系等都會發(fā)生巨大變化。教學資源的來源將會更加多樣化，除了紙質教材與網絡資源以外，類似于可穿戴設備和全息技術設備等智能設備也會逐漸融入教學領域，以幫助學生獲得更加直觀、真實的體驗;教學資源的變化將會帶來教學環(huán)境的變化，智能設備的引進會使學生處于虛實結合的環(huán)境當中，教師可根據教學需要進行動態(tài)切換，以達到最佳學習效果;在智能學習環(huán)境中，教學組織形式也將變得更加靈活，合作學習、探究學習、個性化學習以及其他任何組織交往形式都可被選擇、被使用，只要有助于學生的自身發(fā)展就可以;教學評價體系也將會變得更加多元化，成績不再是評價學生的唯一指標，可以更好地實現學習知識、發(fā)展能力、訓練技能的最新發(fā)展理念。

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作者：高守寶，通訊作者，山東師范大學物理與電子科學學院，副教授，碩士生導師，研究方向為科學教育;鐘曉麗，山東師范大學物理與電子科學學院碩士研究生，研究方向為物理教學（250358）。