基于知識(shí)圖譜的高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究可視化分析

沙海銀 李滿

摘 ?要：探索和總結(jié)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究現(xiàn)狀及其演變動(dòng)態(tài)，對(duì)實(shí)現(xiàn)高校高質(zhì)量發(fā)展具有十分重要的意義。以中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）2001—2021年收錄的693篇高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)的北大核心、CSSCI期刊論文為樣本，基于CiteSpace知識(shí)圖譜可視化分析法，繪制發(fā)文趨勢(shì)圖、關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識(shí)圖譜及關(guān)鍵詞凸顯率圖譜，進(jìn)而表征該課題最近二十年的研究概況、熱點(diǎn)及趨勢(shì)，以期為高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究選題提供借鑒。

關(guān)鍵詞：知識(shí)圖譜;高校實(shí)驗(yàn)教學(xué);可視化分析;研究綜述

中圖分類號(hào)：TP391 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2021）06-0028-04

Visual Analysis of University Experimental Teaching Research Based on

Knowledge Graph

——Take the Data from 2001 to 2021 as an Example

SHA Haiyin，LI Man

（Institute of Technology，Guangzhou College of Technology and Business，Guangzhou ?510850，China）

Abstract：It is of great significance for realizing high quality development of university，to explore and summarize the research status and evolution trend of university experimental teaching. This paper takes 693 core journals of Peking University papers related to university experimental teaching and CSSCI journal papers collected by China National Knowledge Infrastructure（CNKI） from 2001 to 2021 as samples，based on the CiteSpace knowledge graph visual analysis method，draws the published papers trend map，the keyword co-occurrence knowledge graph and the keyword salience rate graph，and then represents the research survey，hot spots and trends of this topic in recent 20 years，in order to provide reference for the research topics on the university experimental teaching.

Keywords：knowledge graph;university experimental teaching;visual analysis;research summary

0 ?引 ? 言

高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校教育教學(xué)工作的重要組成部分。在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)備受關(guān)注的背景下，探索高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的基本現(xiàn)狀、演變動(dòng)態(tài)及趨勢(shì)，對(duì)開展高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究，實(shí)現(xiàn)高校高質(zhì)量發(fā)展具有重要的意義。現(xiàn)今，實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究發(fā)展迅速，但規(guī)模和質(zhì)量有待提高;實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究聚焦于能力培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教學(xué)方法，但存在研究設(shè)計(jì)等問題[1]。據(jù)此，本研究通過文獻(xiàn)計(jì)量分析法，查找該課題最近二十年的研究概況、熱點(diǎn)及趨勢(shì)，為高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究選題拓實(shí)基礎(chǔ)。

1 ? 研究方法

陳超美教授的團(tuán)隊(duì)開發(fā)的Cite Space軟件是信息分析領(lǐng)域中影響力較大的信息可視化軟件之一。該軟件開發(fā)于2004年，國(guó)外學(xué)者主要運(yùn)用該軟件在信息科學(xué)、生命科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域進(jìn)行演進(jìn)、前沿、熱點(diǎn)、知識(shí)結(jié)構(gòu)等研究，并對(duì)這些領(lǐng)域的未來研究趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)[2]。本研究擬通過文獻(xiàn)研究法，選取中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）2001年至今的北大核心、CSSCI期刊論文為樣本，通過可視化分析進(jìn)而找出高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的基本規(guī)律及熱點(diǎn)。

首先，將時(shí)間跨度設(shè)為2001年1月1日至今，主題或者關(guān)鍵詞為“高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)”，來源為：核心、CSSCI，通過跨庫(kù)檢索、去重后剩余有效樣本693篇。其次，利用Excel、CiteSpace工具進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、設(shè)置參數(shù)、運(yùn)行分析，繪制高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)文趨勢(shì)圖、關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)圖譜、機(jī)構(gòu)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)圖譜以及關(guān)鍵詞凸顯圖譜，進(jìn)而表征、分析我國(guó)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的基本概況、熱點(diǎn)與演變趨勢(shì)。

2 ? 高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究成果時(shí)空特征分析

2.1 ?發(fā)文時(shí)序分布特征分析

統(tǒng)計(jì)各年份的發(fā)文數(shù)量變化情況能夠有效表征該課題的基本研究趨勢(shì)。在抽取693份樣本題錄中的年份、發(fā)文數(shù)后發(fā)現(xiàn)，最近二十年我國(guó)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究呈“上坡-下坡”式特征，各年份發(fā)文數(shù)量分布情況如圖1所示。

從圖1可以看出：2001年以來，高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究呈“上坡-下坡”式發(fā)展特征。以2010年為分割點(diǎn)，前十年該課題發(fā)展呈直線上升趨勢(shì)，后十年基本上呈直線下降趨勢(shì)。上述發(fā)文趨勢(shì)特征大致傳遞了兩個(gè)重要信息：第一，2001—2010年為高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展期，在此階段中該課題的學(xué)術(shù)關(guān)注點(diǎn)、學(xué)術(shù)傳播度不斷提升，國(guó)內(nèi)研究人員對(duì)其的研究熱情比較飽滿;第二，2011年至今為高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成熟期，該階段的研究或已進(jìn)入精益求精的狀態(tài)。由于樣本來源于北大核心及CSSCI期刊，近幾年國(guó)家對(duì)刊物管理采取嚴(yán)管嚴(yán)控措施，北大核心、CSSCI刊物數(shù)量大幅度減少，這也是導(dǎo)致最近十年樣本呈下降趨勢(shì)的原因之一。

2.2 ?發(fā)文機(jī)構(gòu)空間分布特征

發(fā)文機(jī)構(gòu)以工科院校及高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)主管單位為主，且未形成合作網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。利用CiteSpace工具對(duì)篩選的樣本文獻(xiàn)進(jìn)行可視化發(fā)現(xiàn)，“高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)”在發(fā)文機(jī)構(gòu)方面呈現(xiàn)以下三個(gè)明顯特征：第一，工科院校及實(shí)驗(yàn)教學(xué)主管單位對(duì)該課題的關(guān)注度較高。位居前20名的高頻發(fā)文機(jī)構(gòu)中，工科院校占了12所，綜合性院校5所。同時(shí)，在上述的20個(gè)高頻機(jī)構(gòu)中，有8個(gè)機(jī)構(gòu)署名為實(shí)驗(yàn)教學(xué)或資產(chǎn)管理中心。第二，機(jī)構(gòu)知識(shí)圖譜顯示，機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)密度（Density）僅為0.001 3，表明發(fā)文機(jī)構(gòu)之間存在合作，但是合作強(qiáng)度極其微弱，未形成代表性合作網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。此外，在773所發(fā)文機(jī)構(gòu)中，廣州大學(xué)的發(fā)文數(shù)量最高，表明廣州大學(xué)對(duì)于高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)給予了較高的關(guān)注度。

2.3 ?文獻(xiàn)來源刊物分布特征

《實(shí)驗(yàn)室研究與探索》及《實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理》對(duì)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)高度關(guān)注。分析樣本文獻(xiàn)來源，能夠掌握各學(xué)科領(lǐng)域?qū)τ诟咝?shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)注度。通過抽取題錄中的來源、頻次字段，利用Excel軟件編輯、排序后，得到高頻文獻(xiàn)來源列表（前20）如表1所示。

表1數(shù)據(jù)直觀表明，《實(shí)驗(yàn)室研究與探索》《實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理》的發(fā)文頻次分別為248、199，遠(yuǎn)高于其他刊物。僅僅這兩個(gè)刊物的發(fā)文量就占了總樣本的64.5%，間接體現(xiàn)出這兩個(gè)刊物對(duì)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)給予了高度重視。其次，在位居前20的發(fā)文刊物中，會(huì)計(jì)類的刊物有4個(gè)，可見會(huì)計(jì)學(xué)科對(duì)于高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)也頗為重視。剩余刊物普遍為教育綜合類刊物，從綜合類刊物發(fā)文總數(shù)來看，綜合類刊物對(duì)于高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)注度還有待加強(qiáng)。

3 ? 高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究熱點(diǎn)及趨勢(shì)分析

3.1 ?高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究熱點(diǎn)分析

“實(shí)驗(yàn)室建設(shè)”“實(shí)驗(yàn)室管理”“實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革”是最近二十年的研究熱點(diǎn)。通過對(duì)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)樣本文獻(xiàn)關(guān)鍵詞進(jìn)行可視化分析，可以得出我國(guó)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究領(lǐng)域的主要研究?jī)?nèi)容。關(guān)鍵詞是指那些出現(xiàn)在文獻(xiàn)的標(biāo)題（篇名、章節(jié)名）以及摘要、正文中，對(duì)表征文獻(xiàn)主題內(nèi)容具有實(shí)質(zhì)意義的語詞，亦指對(duì)揭示和描述文獻(xiàn)主題來說重要的、帶關(guān)鍵性的詞語[3]。文獻(xiàn)關(guān)鍵詞表征論文正文所涵蓋的主要內(nèi)容，研究分析某一課題文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞共現(xiàn)情況，能夠發(fā)掘這一學(xué)科內(nèi)的研究熱點(diǎn)[4]。

因此，本研究試圖通過CiteSpace軟件進(jìn)行設(shè)置參數(shù)、運(yùn)行分析、圖譜調(diào)諧，繪制出關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識(shí)圖譜，以查找該課題的研究熱點(diǎn)，如圖2所示。在研究熱點(diǎn)的可視化視圖中，一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)關(guān)鍵詞，關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次的多少與節(jié)點(diǎn)的大小成正比，而節(jié)點(diǎn)之間的連線則表現(xiàn)關(guān)鍵詞之間的共現(xiàn)關(guān)系[5]。觀察圖2發(fā)現(xiàn)，除去樣本檢索時(shí)所用的關(guān)鍵詞“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”以外，“實(shí)驗(yàn)室建設(shè)”“實(shí)驗(yàn)室管理”“地方高校”“高校實(shí)驗(yàn)室”“實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革”“實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”“實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系”等節(jié)點(diǎn)明顯較大，同時(shí)以上關(guān)鍵詞與其他節(jié)點(diǎn)的連線較多，表明與其他節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系較為緊密。綜上分析，我們可以認(rèn)為，高校尤其是地方高校的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革、實(shí)驗(yàn)教學(xué)（示范）中心的建設(shè)等相關(guān)問題為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)話題。

3.2 ?高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究趨勢(shì)分析

根據(jù)對(duì)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究趨勢(shì)的分析，“信息化”“虛擬仿真”將成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究最近幾年的研究重點(diǎn)。從時(shí)間軸來看，如果關(guān)鍵詞在某一年的出現(xiàn)頻次相對(duì)增幅較大，說明該關(guān)鍵詞代表的研究主題在這一年成為熱點(diǎn)內(nèi)容，這樣的關(guān)鍵詞被稱為突現(xiàn)詞（Burst Term）[6]。關(guān)鍵詞凸顯率是反映出現(xiàn)頻次增長(zhǎng)快慢的指標(biāo)。陳超美教授在其Cite Space軟件中引入Kleinberg的突現(xiàn)詞檢測(cè)算法，并且認(rèn)為基于摘要的突現(xiàn)詞檢測(cè)體現(xiàn)出了研究領(lǐng)域的動(dòng)態(tài)性變化，有利于呈現(xiàn)一些潛在的研究前沿[7]。

為找出該課題的研究前沿，此處利用CiteSpace軟件的突現(xiàn)詞分析功能，生成關(guān)鍵詞突現(xiàn)列表，具體的突現(xiàn)詞及凸顯率如圖3所示。

從圖3可以看出，在2005—2009年期間，凸顯率較高的關(guān)鍵詞是“改革”;2009—2010年凸顯率較高的是“教學(xué)改革”;在2012—2018年期間，“實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”“實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”突現(xiàn)明顯，表明在該段時(shí)期內(nèi)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)與管理等問題受到高度重視;而在最近幾年，則是“信息化”“虛擬仿真”兩個(gè)關(guān)鍵詞凸顯率較高。因此，在未來一段時(shí)期內(nèi)，“信息化”“虛擬仿真”或成為新的研究熱點(diǎn)。

4 ?結(jié) ?論

基于Cite Space文獻(xiàn)計(jì)量軟件，對(duì)CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中2001—2021年關(guān)于高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的文獻(xiàn)從時(shí)間、空間等不同層次的分析和可視化研究表明，最近二十年我國(guó)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究總體呈上升趨勢(shì)，研究主體以工科院校及高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)主管單位為主，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革、實(shí)驗(yàn)教學(xué)（示范）中心的建設(shè)是該領(lǐng)域的熱點(diǎn)，“信息化”“虛擬仿真”或?qū)⒊蔀樾碌难芯口厔?shì)。

探討高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究熱點(diǎn)、趨勢(shì)的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有研究存在一些問題值得深思：如何在新工科背景下有序推進(jìn)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)，如何在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展課程思政，不同辦學(xué)定位的高校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面存在哪些差異，應(yīng)用型高校在高校教學(xué)過程中該注意哪些問題等，是當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)亟待解決的課題。為更好實(shí)現(xiàn)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，促進(jìn)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)高質(zhì)量發(fā)展，國(guó)家層面應(yīng)加強(qiáng)對(duì)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究導(dǎo)向，積極發(fā)揮政策引領(lǐng)作用，引導(dǎo)廣大高校教師和研究人員關(guān)注、投入實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究，豐富選題角度，開拓研究視野。在研究層面上，涵蓋宏觀、中觀、微觀三大層面。建議研究者從自身學(xué)科背景、教學(xué)實(shí)踐、研究經(jīng)歷出發(fā)，鼓勵(lì)研究選題多元化、研究途徑多樣化。以新工科時(shí)代背景為導(dǎo)向，挖掘與時(shí)代要求相適宜的高校實(shí)驗(yàn)研究新選題。

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作者簡(jiǎn)介：沙海銀（1988—），女，漢族，廣東河源人，講師，碩士研究生，研究方向：教育信息化、智慧教學(xué);李滿（1966—），女，漢族，河南南陽(yáng)人，副教授，高級(jí)工程師，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。