基于CiteSpace的智慧教育的可視化分析

韋昌群 張婭妮

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2024.01.036

收稿日期：2023-05-29

基金項(xiàng)目：貴州省教育科學(xué)規(guī)劃課題（2021B203）；黔南民族師范學(xué)院“教育質(zhì)量提升工程”科研項(xiàng)目（2020xjg0501）；2020年黔南民族師范學(xué)院教育質(zhì)量提升工程項(xiàng)目：新增專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目與師范類專業(yè)認(rèn)證專項(xiàng)（人工智能）

摘? 要：智慧教育是一種基于數(shù)字形態(tài)的教育新形態(tài)，是數(shù)字技術(shù)教育發(fā)展的趨勢(shì)，有利于實(shí)現(xiàn)教育可持續(xù)發(fā)展。為了探究國(guó)內(nèi)智慧教育的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，文章選擇2013—2023年知網(wǎng)中以“智慧教育”為研究主題的文獻(xiàn)。采用CiteSpace分析工具，選取具有代表性的核心期刊的文獻(xiàn)進(jìn)行發(fā)文量、關(guān)鍵詞、相關(guān)機(jī)構(gòu)等維度可視化分析。分析結(jié)果顯示，祝智庭、陳琳兩位學(xué)者在該領(lǐng)域最具有影響力，智能教育、智慧課堂、智慧學(xué)習(xí)、人工智能、大數(shù)據(jù)等是研究的熱點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：智慧教育；可視化分析；CiteSpace；知識(shí)圖譜；研究熱點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TP391? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：2096-4706（2024）01-0170-05

Visual Analysis of Smart Education Based on CiteSpace

WEI Changqun， ZHANG Yani

（School of Computer and Information， Qiannan Normal University for Nationalities， Duyun? 558000， China）

Abstract： Smart education is a new form of education based on digital forms， which is a trend in the development of digital technology education and conducive to achieving sustainable development of education. In order to explore the current research status and development trends of smart education in China， this paper selects literature from CNKI from 2013 to 2023 with “smart education” as the research theme. Using the CiteSpace analysis tool， select representative literatures from core journals for visual analysis of publication volume， keywords， relevant institutions， and other dimensions. The analysis results show that scholars Zhu Zhiting and Chen Lin are the most influential in this field， smart education， smart classrooms， smart learning， artificial intelligence， big data are research hotspots.

Keywords： Smart Education; visual analysis; CiteSpace; Knowledge Graph; research hotspot

0? 引? 言

黨的二十大報(bào)告與聯(lián)合國(guó)教育峰會(huì)中提到，要推進(jìn)教育數(shù)字化，建設(shè)全民終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)型社會(huì)。智慧教育也成為必然趨勢(shì)[1]。

隨著中國(guó)信息化的蓬勃發(fā)展，黨和國(guó)家一直重視推進(jìn)信息化建設(shè)和高等教育融合的步伐，以實(shí)現(xiàn)中國(guó)高等教育現(xiàn)代化?！督逃畔⒒?.0行動(dòng)計(jì)劃》[2]與《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》[3]指出在信息化背景下應(yīng)充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)去服務(wù)教育。統(tǒng)籌建設(shè)一體化智能化教學(xué)、管理與服務(wù)平臺(tái)，去推動(dòng)教育現(xiàn)代化。2023年國(guó)務(wù)院教育部發(fā)布《中國(guó)智慧教育藍(lán)皮書（2022）》[4]，強(qiáng)調(diào)智慧教育是數(shù)字時(shí)代教育領(lǐng)域的新形態(tài)，通過(guò)建立基于數(shù)據(jù)的教育模型，運(yùn)用先進(jìn)的教育科技，改善教育教學(xué)環(huán)境，實(shí)施教育課程改革，提升教育治理體系和治理能力現(xiàn)代化水平。

1? 研究設(shè)計(jì)

1.1? 研究數(shù)據(jù)來(lái)源

本文采用陳超美教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的CiteSpace 6.2.2為分析工具，該軟件分析的圖譜（數(shù)據(jù)）不僅能夠準(zhǔn)確地反映科學(xué)知識(shí)的變遷，而且還能夠利用數(shù)學(xué)的方程式和信息的可視化技術(shù)，如引文分析、信息分析和圖譜等[5]，更好地把握和描述科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。本文在中國(guó)知網(wǎng)中以“智慧教育”為主題選取核心期刊相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行處理與分析，文獻(xiàn)時(shí)間跨度為2013年到2023年（具體截止時(shí)間為2023年3月10日），通過(guò)篩選文獻(xiàn)把會(huì)議、通知、論壇、新聞等去除，最終得到551篇文獻(xiàn)。

1.2? 研究設(shè)計(jì)與思路

將搜索的相關(guān)文獻(xiàn)借助CiteSpace軟件進(jìn)行研究，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析得到的關(guān)鍵詞聚類分析、關(guān)鍵詞共現(xiàn)、研究熱點(diǎn)時(shí)區(qū)進(jìn)行評(píng)述，對(duì)我國(guó)智慧教育研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析。

2? 研究主題與前沿變化

2.1? 發(fā)文量基本情況

根據(jù)圖1看出文獻(xiàn)的發(fā)文量體現(xiàn)出智慧教育研究的基本情況，也是分析其發(fā)展趨勢(shì)的重要指標(biāo)與手段。根據(jù)發(fā)文量可知，我國(guó)智慧教育在這10年間的發(fā)文量不斷增加，這不難看出我國(guó)在智慧教育方面的重視程度。在2022年，教育部在總結(jié)國(guó)家中小學(xué)網(wǎng)絡(luò)云平臺(tái)運(yùn)行服務(wù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，制定《國(guó)家中小學(xué)智慧教育平臺(tái)建設(shè)與應(yīng)用方案》，特別是“雙減”政策提出后，對(duì)我國(guó)的基礎(chǔ)教育高質(zhì)量發(fā)展，提供優(yōu)質(zhì)的教育資源、以信息化助力教育現(xiàn)代化提出了迫切要求。《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》與《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》的政策提出以及《中國(guó)智慧教育藍(lán)皮書（2022）》發(fā)展指數(shù)報(bào)告的發(fā)出，全國(guó)教育界的重視程度大大提高，引起了全社會(huì)的關(guān)注。

2.2? 研究作者分析

將數(shù)據(jù)導(dǎo)入CiteSpace中，使用Author分析功能對(duì)發(fā)文作者進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)前10位發(fā)文量最多的學(xué)者得出表1，其中，祝智庭、陳琳為發(fā)文最多的作者，分別為25篇、24篇；其他8位學(xué)者的發(fā)文量較少一些，由普萊斯定律計(jì)算公式：，其中Nmax指高產(chǎn)作者的發(fā)文量[6]，根據(jù)該公式就可以算出文獻(xiàn)樣本高產(chǎn)作者的閾值，這些作者在“智慧教育”研究領(lǐng)域具有較強(qiáng)的影響力。

2.3? 研究機(jī)構(gòu)分析

通過(guò)CiteSpace軟件分析，將排在前10名的發(fā)文機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)整理得出，華東師范大學(xué)開放教育學(xué)院、江蘇師范大學(xué)智慧教育學(xué)院的發(fā)文量最多，江蘇師范大學(xué)教育研究院、北京師范大學(xué)智慧學(xué)習(xí)研究院、華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院、江蘇師范大學(xué)智慧教育研究中心次之。從圖2可知，節(jié)點(diǎn)大小表示文獻(xiàn)在“智慧教育”的研究領(lǐng)域中的中心性與發(fā)表文獻(xiàn)頻率的高低；節(jié)點(diǎn)間連線的粗細(xì)表示發(fā)文作者之間的共現(xiàn)程度，字體越大表示該作者在該領(lǐng)域的發(fā)文量較多。節(jié)點(diǎn)N為236（作者），E為125（協(xié)作關(guān)系），Density為0.004 2，小于0.3，說(shuō)明各機(jī)構(gòu)之間的合作較少，大多為獨(dú)立研究，尚未形成極具凝聚力的科研群體。

2.4? 關(guān)鍵詞分析

CiteSpace的關(guān)鍵詞聚類功能可以明確到某一個(gè)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)，研究熱點(diǎn)是指在一定的時(shí)間段，存在內(nèi)在聯(lián)系的、且數(shù)量較多的一組文獻(xiàn)探討的研究問題。詞頻指在文中所出現(xiàn)的次數(shù)，能反映出該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與研究方向，關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率越高則該關(guān)鍵詞在該領(lǐng)域的研究就越重要。利用該軟件對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行分析，以節(jié)點(diǎn)類型為Keyword，網(wǎng)絡(luò)裁剪選擇pathfinder、Pruning sliced networks、Pruning the merged network，其他條件為默認(rèn)狀態(tài)。節(jié)點(diǎn)大小則為關(guān)鍵詞共現(xiàn)頻次的高低（學(xué)術(shù)的貢獻(xiàn)度），節(jié)點(diǎn)線段粗細(xì)為關(guān)鍵詞共現(xiàn)強(qiáng)度（線段越粗貢獻(xiàn)度越大）。從關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜圖3可知，研究的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)N為351個(gè)，連接數(shù)量E為431條，網(wǎng)絡(luò)密度為0.007。由表2可知，共現(xiàn)頻次最高的前4個(gè)關(guān)鍵詞分別為：智慧教育、智慧教室、人工智能、智慧課堂，中心度分別為0.74、0.33、0.14、0.82；頻次分別為314、52、36、28。

根據(jù)圖3、表2顯示，通過(guò)CiteSpace的Find Clusters功能得到“智慧教育”關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖，我國(guó)主要的研究領(lǐng)域?yàn)椋褐腔劢逃⒅腔劢淌?、人工智能、智慧課堂。在教育現(xiàn)代化時(shí)代，學(xué)者在不斷地探索其發(fā)展路向、服務(wù)支持以及演化機(jī)制，因此對(duì)“大數(shù)據(jù)、智慧學(xué)習(xí)、互聯(lián)網(wǎng)+”等有所關(guān)注。學(xué)者在研究過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)智慧教育其與學(xué)習(xí)環(huán)境有莫大的關(guān)系，在培養(yǎng)學(xué)生的過(guò)程中還應(yīng)圍繞學(xué)科的“核心素養(yǎng)、人機(jī)協(xié)同”等進(jìn)行。

為了能夠更清晰地看出“智慧教育”研究熱點(diǎn)的演變趨勢(shì)，繪制出關(guān)鍵詞聚類的時(shí)間線視圖，如圖4所示，橫軸代表關(guān)鍵詞的發(fā)展歷程，并用不同的顏色來(lái)區(qū)分他們的發(fā)展情況，縱軸代表聚類編號(hào)及關(guān)鍵詞名稱。聚類的模塊值Q（modularity）為0.825，大于0.3，說(shuō)明該關(guān)鍵詞的聚類內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密，聚類結(jié)構(gòu)顯著；平均輪廓值S（Mean Slihouette）為0.987 4，大于0.5，證明關(guān)鍵詞聚類合理，令人信服[7]。關(guān)鍵詞共劃分為10個(gè)聚類，分別為：#0智慧教育、#1大數(shù)據(jù)、#2智慧校園、#3智慧課堂、#4智慧學(xué)習(xí)、#5信息化、#6智能教育、#7人工智能、#8智慧、#9創(chuàng)客。

智慧教育。主要聚焦于智慧教育的發(fā)展之路以及需要的服務(wù)支持，在教育信息化時(shí)代，要探究智慧教育方式并巧妙與翻轉(zhuǎn)課堂模式結(jié)合。

大數(shù)據(jù)、信息化。通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)，教師可以全面了解學(xué)生的基本情況，可以通過(guò)對(duì)學(xué)生的行為習(xí)慣進(jìn)行記錄總結(jié)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而更全面地了解學(xué)生。在信息化時(shí)代傳統(tǒng)的教育方式已經(jīng)不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，利用信息技術(shù)開展混合式教學(xué)，優(yōu)化教育資源配置、提升教學(xué)質(zhì)量，將大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)、個(gè)性化學(xué)習(xí)更緊密結(jié)合才能更好地因材施教。在智慧教育環(huán)境下，教育主體全通道數(shù)據(jù)可被挖掘分析以發(fā)現(xiàn)潛在模式和知識(shí)來(lái)支持智慧教育的創(chuàng)新發(fā)展[7]。

智慧校園、智慧課堂、智慧學(xué)習(xí)、智慧。移動(dòng)智慧校園是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，集智慧化的教室、學(xué)習(xí)、工作與生活一體化的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)教學(xué)、科研、管理的校園生活的有效融合。智慧學(xué)習(xí)則反映了學(xué)習(xí)者在智慧環(huán)境中根據(jù)自身需求選擇性的獲取學(xué)習(xí)資源，靈活展開學(xué)習(xí)活動(dòng)。智慧課堂是我們?cè)诮虒W(xué)環(huán)境所需要的一種“智慧”，但我們的課堂從屬性分，有理論文化課、實(shí)驗(yàn)展示與實(shí)訓(xùn)操作課、研討課、辯論式課程等，從規(guī)模上看，課堂上的人數(shù)幾人到幾百人不等，所以智慧課堂是智慧校園、智慧學(xué)習(xí)最直觀的體現(xiàn)。智慧課堂是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、自由發(fā)展、自我規(guī)劃、實(shí)現(xiàn)師生互生共長(zhǎng)、智慧發(fā)展的校本化課堂[8]。

人工智能。它在教育上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在圖像識(shí)別、語(yǔ)義識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、創(chuàng)建虛擬化學(xué)習(xí)環(huán)境等方面。人工智能技術(shù)促進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)上的理解，打破了教育知識(shí)傳播的平衡，促進(jìn)了學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)，突破了評(píng)價(jià)的單一性；創(chuàng)建了虛擬化學(xué)校環(huán)境，使學(xué)生能夠隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，通過(guò)教育創(chuàng)新手段提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力?；A(chǔ)科學(xué)與人工智能的耦合能促進(jìn)教育與經(jīng)驗(yàn)的統(tǒng)一，推動(dòng)教育實(shí)踐自身水平提升，解決了知行分離的難題[9]。

創(chuàng)客。創(chuàng)客教育是學(xué)校教育模式迭代變革的產(chǎn)物，可以幫助學(xué)生發(fā)展創(chuàng)新思維和提高動(dòng)手能力、提高學(xué)習(xí)的趣味性與實(shí)效性，實(shí)現(xiàn)學(xué)科教學(xué)方式多樣化的創(chuàng)新，為挖掘?qū)W生創(chuàng)新創(chuàng)造能力提供技術(shù)基礎(chǔ)與途徑[10]。對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要是通過(guò)開放的實(shí)驗(yàn)室、智能制造等形式推進(jìn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，同時(shí)還可以培養(yǎng)人才，提高技術(shù)水平，有效地促進(jìn)產(chǎn)教結(jié)合。

2.5? 關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析

在CiteSpace軟件中選擇Burstness View功能，在保持其他參數(shù)不變的同時(shí)通過(guò)突增算法得到突變關(guān)鍵詞，突變?cè)~是指在一定時(shí)間出現(xiàn)的比較頻繁。對(duì)關(guān)鍵詞的突變得出關(guān)鍵詞，如圖5所示。

智慧教育突變關(guān)鍵詞圖譜由突變關(guān)鍵詞起始時(shí)間、截止時(shí)間與突變強(qiáng)度組成。智慧教育突變?cè)~較少，且從2018年到2019年結(jié)束。由圖5可知，智慧課堂成為突變?cè)~的熱點(diǎn)詞匯。自《中國(guó)智慧教育藍(lán)皮書（2022）》發(fā)布，國(guó)家就著重強(qiáng)調(diào)智慧教育應(yīng)突破學(xué)校教育的邊界，智慧課堂以數(shù)字化信息和網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，合理利用多媒體教室等數(shù)字環(huán)境和各類數(shù)字化平臺(tái)、資源、工具及技術(shù)，體現(xiàn)了啟發(fā)式、互動(dòng)式、體驗(yàn)式、探究式、分享式、合作式、開放式等現(xiàn)代課堂特點(diǎn)，可以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升課堂效果，實(shí)現(xiàn)有教無(wú)類、因材施教。智慧課堂是智慧教育領(lǐng)域的小分支，也是實(shí)現(xiàn)智慧教育的重要表現(xiàn)形式之一；智慧課堂的出現(xiàn)順應(yīng)了信息化時(shí)代數(shù)字環(huán)境要求，也是與信息技術(shù)深度融合的重要體現(xiàn)，所以這也是智慧課堂突變強(qiáng)度最大的原因。

在智慧教育的三大突變中，“智慧課堂”的突變值最高為4.72，這意味著在智慧教育的研究領(lǐng)域，“智慧課堂”受廣大學(xué)者關(guān)注。教育信息化時(shí)代，課堂教學(xué)采用的教學(xué)方法與傳統(tǒng)的教學(xué)方法有一定的區(qū)別，不管是對(duì)于課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)還是教學(xué)資源相對(duì)于傳統(tǒng)的教學(xué)都有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，那么如何實(shí)施智慧教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)習(xí)質(zhì)量、加強(qiáng)信息化能力、優(yōu)化教學(xué)資源成為智慧課堂建設(shè)的重點(diǎn)。根據(jù)關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析，智慧課堂還與智慧學(xué)習(xí)、人機(jī)協(xié)調(diào)、翻轉(zhuǎn)課堂等新興教育理念和教學(xué)方法相結(jié)合，這也是近兩年的研究前沿，例如智慧教學(xué)平臺(tái)、學(xué)習(xí)通、微課、慕課等。其中，在中小學(xué)、高職院校已經(jīng)有研究者借助智慧教育平臺(tái)在課程中進(jìn)行混合式教學(xué)實(shí)踐。

3? 結(jié)? 論

智慧教育研究從以下三個(gè)方面進(jìn)行，分別為理論研究、構(gòu)建教學(xué)系統(tǒng)搭建（環(huán)境）研究、實(shí)踐研究。2012年開始對(duì)智慧教育的概念、理論等進(jìn)行研究，到2014年由理論層面的研究轉(zhuǎn)為教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)模式、互聯(lián)網(wǎng)+教育等應(yīng)用方面，2018年從智慧教學(xué)的應(yīng)用開始向?qū)W校、學(xué)生的學(xué)習(xí)（以學(xué)生為中心）層面探索在智慧教育中學(xué)校的教學(xué)模式，使用大數(shù)據(jù)的挖掘技術(shù)深度分析智慧教育的相關(guān)數(shù)據(jù)。

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大背景下，智慧教育是數(shù)字時(shí)代的教育新形態(tài)，它能突破學(xué)校教育的邊界，推動(dòng)各種教育類型、資源、元素結(jié)合，構(gòu)建個(gè)性化終生學(xué)習(xí)體系。越來(lái)越多的學(xué)者對(duì)關(guān)鍵技術(shù)、環(huán)境、教學(xué)范式等多方面開展學(xué)術(shù)研究，但是開展智慧教育大多數(shù)為一線教師，所以中小學(xué)校長(zhǎng)、教師、培訓(xùn)團(tuán)隊(duì)以及管理者應(yīng)抓住機(jī)遇，與高校一線教師、研究人員等共建區(qū)域智慧教學(xué)研究和實(shí)踐，探索出最佳的教學(xué)模式，產(chǎn)出更多的研究成果。

隨著人工智能的不斷發(fā)展，促進(jìn)了信息技術(shù)與教學(xué)實(shí)踐的發(fā)展，有一部分IT企業(yè)研究人員開發(fā)了智慧校園、智慧課堂應(yīng)用等多種方案，其研究成果以論文的形式展現(xiàn)，研究?jī)?nèi)容緊跟前沿，質(zhì)量高、價(jià)值大，為中小學(xué)學(xué)校、高職院校、本科院校等實(shí)踐者提供了參考。

智慧教學(xué)的探索還在不斷地建設(shè)與實(shí)踐，因智慧教育的最初實(shí)踐者為一線教師，其智慧教育在地方院校實(shí)踐“本土化”帶來(lái)的問題都需要去解決，所以要加快構(gòu)建區(qū)域智慧教育教學(xué)研究，積極推進(jìn)智慧教育全方面的研究，如課程設(shè)計(jì)要以交互為前提、教學(xué)模式要多樣化、智慧教育評(píng)價(jià)方式與評(píng)價(jià)主體多元化等。

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作者簡(jiǎn)介：韋昌群（1997—），女，瑤族，廣西南丹人，研究生在讀，主要研究方向：現(xiàn)代教育技術(shù)；張婭妮（1980—），女，滿族，四川成都人，副教授，主要研究方向：計(jì)算機(jī)信息管理、信息技術(shù)管理。