基于知識(shí)圖譜的國(guó)內(nèi)教育大數(shù)據(jù)可視化分析

汪愛(ài)珠 馬燕 項(xiàng)鑄

摘 要：大數(shù)據(jù)與教育的融合已然成為教育領(lǐng)域新的研究熱潮。本研究以CNKI中收錄的關(guān)于教育大數(shù)據(jù)的權(quán)威學(xué)術(shù)論文作為研究對(duì)象，采用詞頻分析、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)圖譜分析等可視化分析方法，揭示當(dāng)前國(guó)內(nèi)教育大數(shù)據(jù)研究熱點(diǎn)，最后對(duì)未來(lái)研究趨勢(shì)進(jìn)行討論，以期為深入探究教育大數(shù)據(jù)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：教育大數(shù)據(jù);聚類分析;可視化分析;共詞分析

中圖分類號(hào)：G4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2096-0069（2020）06-0028-05

收稿日期：2020-05-29

基金項(xiàng)目：重慶市研究生重大教改項(xiàng)目“大數(shù)據(jù)背景下基于SEM的研究生科研績(jī)效評(píng)價(jià)研究：以重慶市高校為例”（yig181008）;教育部2018年度人文社科規(guī)劃基金項(xiàng)目“‘雙一流視野下教師教育學(xué)科群及評(píng)價(jià)體系研究”（18YJA880061）

作者簡(jiǎn)介：汪愛(ài)珠（1996— ），女，福建泉州人，碩士研究生，研究方向?yàn)楝F(xiàn)代教育評(píng)價(jià)、智慧教育;馬燕（1960— ），男，云南昭通人，院長(zhǎng)、教授、博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榻逃u(píng)價(jià)、社會(huì)計(jì)算、實(shí)證研究、智慧教育等;項(xiàng)鑄（1994— ），男，重慶長(zhǎng)壽人，碩士研究生，研究方向?yàn)楝F(xiàn)代教育評(píng)價(jià)、計(jì)算機(jī)教育。

引言

人工智能、云計(jì)算等技術(shù)廣泛應(yīng)用，各個(gè)行業(yè)數(shù)據(jù)正飛速增長(zhǎng)，大數(shù)據(jù)時(shí)代悄然而至。各種國(guó)家政策的頒布為大數(shù)據(jù)發(fā)展產(chǎn)業(yè)化注入活力。隨著數(shù)據(jù)浪潮的到來(lái)，大數(shù)據(jù)在科教領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用，已然成為教育朝信息化方向發(fā)展的重要標(biāo)識(shí)。為推動(dòng)大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用研究，各高校紛紛設(shè)立大數(shù)據(jù)相關(guān)專業(yè)，成立大數(shù)據(jù)應(yīng)用研究中心[1]。本研究基于聚類分析和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析對(duì)教育大數(shù)據(jù)文獻(xiàn)進(jìn)行歸納總結(jié)，以期呈現(xiàn)出我國(guó)教育大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)及趨勢(shì)變化，為深入探究教育大數(shù)據(jù)提供借鑒。

一、研究設(shè)計(jì)

（一）研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究以中國(guó)知網(wǎng)收錄的教育技術(shù)學(xué)CSSCI雜志作為文獻(xiàn)數(shù)據(jù)來(lái)源，設(shè)定“教育大數(shù)據(jù)”為關(guān)鍵詞、以“大數(shù)據(jù)”為篇名進(jìn)行精確檢索，得到317篇與本研究相關(guān)的文獻(xiàn)資料。經(jīng)人工剔除會(huì)議通知、報(bào)告、訪談和招聘等與本研究不相關(guān)的文獻(xiàn)，剩余269篇有效研究文獻(xiàn)，最終以CNKI內(nèi)置的EndNote格式導(dǎo)出并保存數(shù)據(jù)。本研究以SATI 3.2、Ucinet 6.0和SPSS 25.0作為數(shù)據(jù)分析工具，對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行可視化分析研究。

（二）研究過(guò)程

具體研究思路如圖1所示[2]。

二、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

（一）關(guān)鍵詞詞頻統(tǒng)計(jì)與分析

為更準(zhǔn)確地反映出某個(gè)領(lǐng)域目前的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，需要對(duì)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵詞進(jìn)行詞頻分析。本研究首先采用SATI 3.2軟件統(tǒng)計(jì)關(guān)鍵詞，隨后對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行整理與合并，最終得到關(guān)鍵詞685個(gè)。根據(jù)1973年Donohue（多諾休）提出的高頻詞界公式T=? ? （-1+

）[3]，計(jì)算得出T=36.52，閾值為37，只有大數(shù)據(jù)、教育大數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)分析3個(gè)高頻關(guān)鍵詞，無(wú)法準(zhǔn)確反映當(dāng)前教育大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的主要研究?jī)?nèi)容。所以，選取高頻關(guān)鍵詞為頻次大于等于5，經(jīng)確認(rèn)得到高頻關(guān)鍵詞22個(gè)，按詞頻多少進(jìn)行排序，得到結(jié)果如表1所示。選取的22個(gè)高頻關(guān)鍵詞占據(jù)教育大數(shù)據(jù)中所有關(guān)鍵詞的36%，說(shuō)明所選擇高頻關(guān)鍵詞能夠反映出教育大數(shù)據(jù)領(lǐng)域當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

為進(jìn)一步探究教育大數(shù)據(jù)的熱點(diǎn)和未來(lái)趨勢(shì)，除進(jìn)行關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次統(tǒng)計(jì)外，各關(guān)鍵詞間隱含的關(guān)系也是研究重點(diǎn)[4]。所以，本研究利用SATI 3.2軟件構(gòu)建了高頻關(guān)鍵詞共詞矩陣（22×22），如表2所示。從共詞矩陣表可觀察到，搜索關(guān)鍵詞“教育大數(shù)據(jù)”外，大數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)分析、人工智能和數(shù)據(jù)挖掘等關(guān)鍵詞出現(xiàn)在同一篇文章中的頻次較大。

相異矩陣能夠說(shuō)明關(guān)鍵詞相異程度，取值范圍在0—1之間。為真正了解關(guān)鍵詞值之間的內(nèi)隱關(guān)系，以減少關(guān)鍵詞在進(jìn)行詞頻統(tǒng)計(jì)時(shí)存在的差異對(duì)研究結(jié)果造成影響，即利用SATI 3.2軟件構(gòu)造了高頻關(guān)鍵詞相異矩陣，如表3所示。矩陣中行列交叉處數(shù)值越大，則兩者相關(guān)程度越小，即關(guān)鍵詞間距離越遠(yuǎn)[5]。從相異矩陣中觀察到，行列交叉處數(shù)值都大于0.9，說(shuō)明在教育大數(shù)據(jù)研究領(lǐng)域中，關(guān)于各高頻關(guān)鍵詞間的研究還不夠深入。

（二）社會(huì)網(wǎng)絡(luò)圖譜分析

從關(guān)鍵詞共詞分析結(jié)果觀察到，教育大數(shù)據(jù)領(lǐng)域關(guān)鍵詞眾多且研究范圍廣。為進(jìn)一步探究研究領(lǐng)域中各高頻關(guān)鍵詞之間的聯(lián)系，在共詞分析基礎(chǔ)上，本研究將進(jìn)行高頻關(guān)鍵詞社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析。將共詞矩陣表導(dǎo)入U(xiǎn)cinet 6.0中，進(jìn)行可視化處理后得到高頻關(guān)鍵詞社會(huì)網(wǎng)絡(luò)圖譜圖，如圖2所示。

在高頻關(guān)鍵詞社會(huì)網(wǎng)絡(luò)圖譜中，關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)的大小可表示其重要程度，連接兩點(diǎn)線段的粗細(xì)表示節(jié)點(diǎn)間關(guān)系的強(qiáng)弱。去掉檢索主題“教育大數(shù)據(jù)”后，大數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)分析、智慧教育和人工智能等詞處于圖譜中心位置并且與其他關(guān)鍵詞存在緊密聯(lián)系，說(shuō)明這些關(guān)鍵詞是組成教育大數(shù)據(jù)研究領(lǐng)域的核心關(guān)鍵詞，是當(dāng)前教育大數(shù)據(jù)研究的熱點(diǎn)。從整個(gè)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)圖譜來(lái)看，數(shù)據(jù)素養(yǎng)、大學(xué)英語(yǔ)、數(shù)據(jù)采集等關(guān)鍵詞處于圖譜邊緣位置且與其他關(guān)鍵詞連接的線稀少，說(shuō)明針對(duì)這些關(guān)鍵詞的研究還不夠深入。同時(shí)表明基于大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)素養(yǎng)、大學(xué)英語(yǔ)、數(shù)據(jù)采集等關(guān)鍵詞作為社會(huì)網(wǎng)絡(luò)圖譜的邊緣節(jié)點(diǎn)將會(huì)成為未來(lái)教育大數(shù)據(jù)領(lǐng)域研究的新趨勢(shì)。

（三）聚類分析

關(guān)鍵詞的聚類分析意在將存有緊密關(guān)系的關(guān)鍵詞聚在一起，聚類圖能夠清晰展現(xiàn)出教育大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)以及研究分類。采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行聚類分析，得到如圖3所示的高頻關(guān)鍵詞系統(tǒng)聚類樹(shù)狀圖。聚類分析可以使相似度較高的關(guān)鍵詞聚在一組，若兩個(gè)關(guān)鍵詞聚集在一起的距離越短，說(shuō)明它們之間的聯(lián)系越緊密[6]。

三、研究熱點(diǎn)分析

（一）大數(shù)據(jù)與人工智能相結(jié)合的個(gè)性化教育研究

新興技術(shù)的發(fā)展打破了傳統(tǒng)教育的束縛，變革了傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式，適應(yīng)了教育信息化發(fā)展。該主題的關(guān)鍵詞有應(yīng)用研究、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)分析、教育大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)挖掘、深度學(xué)習(xí)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、自適應(yīng)學(xué)習(xí)，主要探究大數(shù)據(jù)核心技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用帶來(lái)的新型個(gè)性化學(xué)習(xí)方式。數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、學(xué)習(xí)分析等技術(shù)作為數(shù)據(jù)分析基石，為實(shí)現(xiàn)個(gè)性化自適應(yīng)學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)提供了技術(shù)支撐，使精準(zhǔn)預(yù)測(cè)與分析成為可能，力爭(zhēng)為個(gè)性化學(xué)習(xí)和科學(xué)教育決策保駕護(hù)航，促進(jìn)學(xué)生個(gè)體多元發(fā)展?；诮虒W(xué)目標(biāo)與教學(xué)需求，對(duì)海量數(shù)據(jù)資源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的學(xué)習(xí)分析技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)習(xí)資源的智能推送、輔助老師進(jìn)行智能化預(yù)測(cè)和發(fā)現(xiàn)，有利于改變傳統(tǒng)教育方式，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者自適應(yīng)學(xué)習(xí)，推動(dòng)個(gè)性化教育時(shí)代到來(lái)。

（二）教育大數(shù)據(jù)支持下的教育應(yīng)用探究

大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域的具體教育教學(xué)應(yīng)用，主要指在教育信息化發(fā)展背景下，學(xué)校具體教育決策及教育教學(xué)過(guò)程中所實(shí)施的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)[7]。該研究熱點(diǎn)下有數(shù)據(jù)素養(yǎng)、教師專業(yè)發(fā)展、大數(shù)據(jù)時(shí)代、大學(xué)英語(yǔ)幾個(gè)關(guān)鍵詞，主要涉及兩個(gè)方面的內(nèi)容：一方面，基于大數(shù)據(jù)的高校學(xué)科教學(xué)改革。以高校大學(xué)英語(yǔ)學(xué)科為例，大學(xué)英語(yǔ)出現(xiàn)在高頻關(guān)鍵詞中，說(shuō)明大學(xué)英語(yǔ)教與學(xué)改革的緊迫性以及提升學(xué)生英語(yǔ)水平的重要性，希望在英語(yǔ)教與學(xué)上運(yùn)用大數(shù)據(jù)資源和技術(shù)可以有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率。另一方面，注重教師專業(yè)能力發(fā)展，因?yàn)榻逃虒W(xué)質(zhì)量受到教師專業(yè)水平影響。大數(shù)據(jù)為學(xué)生學(xué)習(xí)注入活力，同時(shí)也為教師的教學(xué)與專業(yè)能力的發(fā)展帶來(lái)挑戰(zhàn)。只有不斷進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐與學(xué)習(xí)反思，不斷完善教師教育評(píng)價(jià)體系，建設(shè)相關(guān)教師在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，加強(qiáng)學(xué)習(xí)各種技術(shù)工具、提升教育平臺(tái)運(yùn)用能力，才能提高教師專業(yè)水平與素質(zhì)。為不斷順應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代發(fā)展，教師應(yīng)不斷擴(kuò)充已有知識(shí)庫(kù)，進(jìn)一步提升自身專業(yè)能力。

（三）教育大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)理論研究

教育與數(shù)據(jù)的深度融合需要以相關(guān)基礎(chǔ)理論研究為基礎(chǔ)。該主題主要由大數(shù)據(jù)、在線學(xué)習(xí)、在線教育、慕課、智慧教育、數(shù)據(jù)采集、精準(zhǔn)教學(xué)、教育信息化、智慧課堂等關(guān)鍵詞組成。關(guān)注焦點(diǎn)集中在兩方面：一是大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵、特征、意義和價(jià)值，也包括論述大數(shù)據(jù)對(duì)教育領(lǐng)域的影響以及給教育領(lǐng)域帶來(lái)的挑戰(zhàn)。值得注意的是，大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域的理論層次研究成為眾多學(xué)者的研究對(duì)象，而針對(duì)大數(shù)據(jù)教育實(shí)踐層面的研究相對(duì)較少。二是探究大數(shù)據(jù)背景下如何提高教學(xué)效率的新型教學(xué)模式。傳統(tǒng)課堂已無(wú)法滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求，新型課堂教學(xué)如何適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨？大數(shù)據(jù)視域下的新型教學(xué)模式探究將為研究者們帶來(lái)希望。

四、發(fā)展趨勢(shì)探討

（一）教育大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)理論研究有待拓展

理論知識(shí)是所有研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)。教育大數(shù)據(jù)作為一種新興教育數(shù)據(jù)資源，隨著新型教學(xué)模式的出現(xiàn)、各類信息技術(shù)的不斷發(fā)展，暴露出其相對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)研究理論較為薄弱。目前，教育大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的研究范圍廣但不深入、研究主題分散，理論研究主要集中在教育大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵、價(jià)值、應(yīng)用等方面。簡(jiǎn)而言之，當(dāng)前教育大數(shù)據(jù)領(lǐng)域中完整的理論體系尚未形成，理論研究尚處于起步階段。伴隨物聯(lián)網(wǎng)和高新技術(shù)而出現(xiàn)的理論（如新建構(gòu)主義理論），必定對(duì)教育大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的研究產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。只有宏觀與微觀相結(jié)合，用不同視角去看待大數(shù)據(jù)與教育領(lǐng)域的結(jié)合，深入開(kāi)展教育大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論研究，全面構(gòu)建適合教育大數(shù)據(jù)發(fā)展的理論體系，才能適應(yīng)教育信息化的發(fā)展，滿足教育大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的應(yīng)用需求。

（二）教育大數(shù)據(jù)治理體系尚未形成

大數(shù)據(jù)時(shí)代下，任何一個(gè)微小的數(shù)據(jù)失誤，都將帶來(lái)難以預(yù)測(cè)的嚴(yán)重后果。信息化時(shí)代的教育大數(shù)據(jù)會(huì)涉及教育者、學(xué)習(xí)者甚至管理者的數(shù)據(jù)及隱私安全問(wèn)題，沒(méi)有法律法規(guī)的約束可能會(huì)滋生網(wǎng)絡(luò)暴力和網(wǎng)絡(luò)欺詐行為。各種數(shù)據(jù)采集和挖掘技術(shù)的發(fā)展使高質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域流通，海量數(shù)據(jù)的無(wú)序流通與共享，使得數(shù)據(jù)安全和個(gè)人隱私保護(hù)存在重大風(fēng)險(xiǎn)。大數(shù)據(jù)作為重要教育資源的地位日益顯著，數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)的矛盾日益激化。加快制定和完善相關(guān)法律法規(guī)，確立隱私設(shè)計(jì)原則，重視隱私增強(qiáng)技術(shù)以及隱私影響，科學(xué)保護(hù)用戶隱私，減少數(shù)據(jù)安全和隱私泄露事件的發(fā)生，使教育工作者和受教育者的隱私安全得到保障，會(huì)是未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)探索研究的重點(diǎn)。

（三）技術(shù)賦能教育促成教育的創(chuàng)新發(fā)展

技術(shù)的變化發(fā)展將會(huì)引發(fā)大規(guī)模教育變革。隨著大數(shù)據(jù)與教育融合的不斷深入，大數(shù)據(jù)技術(shù)賦能下的教育，必將發(fā)生翻天覆地的變化。教育教學(xué)中各種數(shù)據(jù)的收集、整合和應(yīng)用等都離不開(kāi)技術(shù)支持，以大數(shù)據(jù)技術(shù)為中心的新一代技術(shù)群正在形成。大數(shù)據(jù)技術(shù)賦能教育將構(gòu)建一個(gè)高度智能化的“以學(xué)為中心”的教育新生態(tài)，對(duì)教師、學(xué)生、課堂、課程和學(xué)校產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。只有在加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時(shí)加強(qiáng)對(duì)大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，才能實(shí)現(xiàn)教育數(shù)據(jù)的高效率使用，發(fā)揮數(shù)據(jù)的最大價(jià)值，促進(jìn)教育的更深層次變革。

（四）大數(shù)據(jù)背景下教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的培養(yǎng)

數(shù)據(jù)素養(yǎng)是信息素養(yǎng)的子集，是科學(xué)素養(yǎng)的核心成分，更是大數(shù)據(jù)時(shí)代下教師素養(yǎng)的重要組成部分[8]。隨著社會(huì)科學(xué)的發(fā)展、教育數(shù)據(jù)的爆炸性增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)素養(yǎng)成為教師教學(xué)中必要的創(chuàng)新技能。信息獲取與收集是大數(shù)據(jù)時(shí)代下教師必備的基本技能，對(duì)教師專業(yè)能力培養(yǎng)具有重大意義。培養(yǎng)具備數(shù)據(jù)素養(yǎng)的教師，有利于促進(jìn)教師適應(yīng)數(shù)據(jù)文化環(huán)境，幫助教師進(jìn)行科學(xué)教學(xué)決策和教育評(píng)價(jià)，提高課堂教學(xué)效率，促進(jìn)教師教學(xué)科研活動(dòng)順利開(kāi)展。只有打造一支擁有良好數(shù)據(jù)素養(yǎng)的教師隊(duì)伍，教育才能不斷適應(yīng)智能時(shí)代的發(fā)展，不斷朝信息化方向邁進(jìn)。

五、結(jié)語(yǔ)

大數(shù)據(jù)與教育的結(jié)合改變了傳統(tǒng)教育模式，新興技術(shù)的發(fā)展為教育注入活力。教育大數(shù)據(jù)使個(gè)性化學(xué)習(xí)和精準(zhǔn)教學(xué)的實(shí)現(xiàn)成為可能，有助于提高教師教學(xué)效率和增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)效果。本文通過(guò)SATI 3.2、Ucinet 6.0和SPSS 25.0軟件對(duì)我國(guó)教育大數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析，對(duì)未來(lái)研究趨勢(shì)進(jìn)行了思考。本研究只選擇CSSCI文獻(xiàn)可能會(huì)存在一定偏差，筆者將繼續(xù)關(guān)注大數(shù)據(jù)與教育的融合，追蹤其進(jìn)一步發(fā)展。

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（責(zé)任編輯 孫興麗）