智慧教學研究進展與趨勢分析：文獻計量視角

張俊

(安徽財經(jīng)大學經(jīng)濟學院，安徽蚌埠233030)

智慧教學進入了科技創(chuàng)新與教育創(chuàng)新相融合的新時代，是當前決策層和學術界關注的熱點。伴隨“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、量子計算、人工智能等新一代信息和智能技術逐漸融入教育教學，智慧教學已經(jīng)成為教育信息化改革的重要內容?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》以及《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》要求強化信息技術與教學的深度融合，建設智能化教學環(huán)境。《教育信息化2.0行動計劃》以及《中國教育現(xiàn)代化2035》指出，教育信息化是教育系統(tǒng)性變革的內生變量，開展智慧教育教學創(chuàng)新發(fā)展行動，推進信息技術和智能技術深度融入教育教學全過程?；陧攲釉O計的教育信息化和智慧化政策推動了智慧校園建設，為智慧教學的開展提供了物質基礎和技術支撐。與此同時，為因應新時代經(jīng)濟社會的發(fā)展對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)要求，課堂教學必須突破個性化教學受限的時空困境，引入智慧教學，才能給予學生個性化精準答疑和差異化指導，才能促進學生的智慧發(fā)展和能力提升。因此，探討智慧教學的研究熱點和發(fā)展趨勢對新時代教育教學改革以及創(chuàng)新型人才培養(yǎng)具有重要的理論和政策實踐價值。

智慧教學不僅是新一代信息技術帶來的教學革命，而且意味著教學環(huán)境、教學生態(tài)、教師角色、學生地位以及師生關系的重構。目前對智慧教學的研究聚焦于實踐探索層面：一種認為智慧教學是培養(yǎng)學生成為 智慧性 人才的 思維教 育［1］-［3］，而 另 一 種 認 為智慧教學是教學系統(tǒng)內部要素的智慧化［4］-［7］。 然而，這些研究在智慧教學理念、智慧教學環(huán)境、智慧教學能力以及教學模式創(chuàng)新等關鍵因素中并未形成共識，因此有必要梳理出一個系統(tǒng)的研究圖譜，促進智慧教學研究的知識增長，為衡量智慧教學的未來創(chuàng)新點提供參照物。與定性研究相比，文獻計量學方法能夠科學繪制特定研究領域的演化路徑和知識圖譜，識別該領域的研究熱點和發(fā)展趨勢。據(jù)我們所知，目前采用文獻計量方法對智慧教學相關文獻的定量研究付之闕如。因此，本文采用文獻計量學及其可視化方法，以CNKI數(shù)據(jù)庫中2008—2019年發(fā)表的關于智慧教學的相關文獻為樣本，主要回答如下問題：當前從事智慧教學研究的主要機構和核心期刊是怎樣分布的？知識基礎是什么？研究熱點和發(fā)展趨勢如何變化？從而展現(xiàn)智慧教學的研究進展和未來趨勢，以期為深化智慧教學研究提供理論參考。

一、基于文獻計量的智慧教學研究范式

傳統(tǒng)的文獻歸納法依賴于研究者對特定領域的熟悉程度，文獻選擇難免掛一漏萬，數(shù)量有限，導致研究結論具有一定的主觀性。而文獻計量法以引文網(wǎng)絡分析為基礎，運用數(shù)學和統(tǒng)計學理論解釋特定研究領域的共被引網(wǎng)絡及其演化，避免了研究者的主觀判斷，提高了研究結論的可信性與客觀性。本文研究范式如下：首先，對樣本文獻進行聚類處理，反映智慧教學的知識圖譜分析的合理性程度；其次，對智慧教學相關研究的發(fā)文量、來源期刊、主要作者、主要研究機構以及關鍵文獻進行描述分析，研判智慧教學的研究質量和知識網(wǎng)絡；再次，對智慧教學的關鍵詞中心性、頻次和聚類圖譜進行分析，識別智慧教學研究的知識架構和研究熱點；最后，對智慧教學研究的時區(qū)遷移圖譜以及突現(xiàn)關鍵詞的突現(xiàn)動態(tài)進行分析，從而研判智慧教學的未來研究趨勢。近年來，借助CiteSpace軟件進行文獻計量分析被學術界所認同。因此，本文利用Chen開發(fā)的CiteSpace5.3軟件繪制智慧教學研究的知識圖譜，分析智慧教學的研究進展與趨勢。

二、智慧教學的研究進展

本文文獻數(shù)據(jù)來源于CNKI數(shù)據(jù)庫，我們對智慧教學文獻的初始時間段選擇為2008年，是因為智慧教學進入學術視野源于2008年IBM公司的 “智慧地球”概念以及2009年的《智慧地球贏在中國》戰(zhàn)略，截止時間為2019年9月28日。以“智慧教學”為主題詞、關鍵詞和篇名為條件分別檢索，發(fā)現(xiàn)通過主題詞檢索的文獻篇目最多，覆蓋面最廣。因此，我們采用主題詞檢索并剔除會議報刊類文章，總共獲得547篇論文，構成本文研究的文獻樣本。此外，對樣本文獻進行自動聚類，得到聚類值Modularity Q為0.58，平均Sihouette值為0.53，由此表明聚類是合理的①自動聚類依據(jù)譜聚類算法，一般情況下，Q＞0.3具有聚類可信性，Sihouette值＞0.5具有聚類合理性。，可以進行知識圖譜分析。

（一）發(fā)文量分布

智慧教學的發(fā)文量如圖1所示。2008—2012年的智慧教學研究進程相對緩慢，2008年的發(fā)文量僅為6篇。2013年后智慧教學研究數(shù)量上升，2016年后上升趨勢加快，2018年達到177篇②截至2019年9月28日，2019年智慧教學研究的發(fā)文量為155篇，其中在CSSCI中有6篇，但2019年尚未結束，不具有觀察價值。，可能在于黨的十八大以來國家對教育信息化改革政策的大力推進，同時，智慧校園和智慧課堂的建設為智慧教學的開展提供了技術和平臺支持。此外，智慧教學的研究質量不斷上升，在CSSCI中的發(fā)文數(shù)量從2008年的0篇上升到2018年的8篇。

（二）來源期刊分析

文獻來源期刊在一定程度上代表著該領域研究的學術水平，從智慧教學研究排名前十的來源期刊來看，主要是教育技術、教育信息化類期刊（參見表1），刊文量都在8篇以上，《教育現(xiàn)代化》刊文量多達15篇，排名第十的《軟件導刊（教育技術）》也有8篇。此外，十大來源期刊僅有 《中國電化教育》為CSSCI，表明智慧教學研究的整體質量不高。

表1 智慧教學研究排名前十的來源期刊

（三）作者和研究機構分布

表2列出了發(fā)文量排名前十的智慧教學研究作者，結果顯示主要作者的發(fā)文量和被引頻次差別不大。此外，合作網(wǎng)絡圖譜顯示主要作者之間尚未形成合作關系。

表2 智慧教學研究發(fā)文量排名前十的作者

考察智慧教學的研究機構發(fā)現(xiàn)，廣西師范大學外國語學院、華南師范大學教育信息技術學院和淮安信息職業(yè)技術學院國際教育學院的研究成果相對豐富，但學術影響力不大。圖2顯示了研究機構的合作圖譜，可以看出，研究機構較為分散，尚未形成明顯的合作團體，研究機構之間也未形成合作關系，不利于智慧教學的研究資源共享與知識擴散。

（四）關鍵文獻分析

利用文獻共被引分析發(fā)現(xiàn)，智慧教學的關鍵文獻主要聚焦于智慧教學技術支持、教學環(huán)境構建、智慧課堂以及實踐探索四個方面。表3從被引頻次的角度列出了智慧教學排名前十的關鍵文獻。其中，王帥國的《雨課堂：移動互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)背景下的智慧教學工具》被引頻次最高，探討了雨課堂在智慧教學中的運用。《智慧教育體系架構與關鍵支撐技術》提出了智慧教學需要物聯(lián)網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)技術、云計算技術和泛在網(wǎng)絡技術的支撐。此外，《“互聯(lián)網(wǎng)+”時代課程教學環(huán)境與教學模式研究》《論我國數(shù)字化教育的轉型升級》《智慧課堂：“互聯(lián)網(wǎng)+”時代未來學校課堂發(fā)展新路向》等提出智慧教學是“互聯(lián)網(wǎng)+”時代教學轉型升級的發(fā)展方向。《基于網(wǎng)絡學習空間的智慧教學設計與實踐探索》《信息技術支持下的小學數(shù)學智慧教學模型研究》提出了智慧教學設計方案以及相應的實踐應用。

表3 智慧教學研究被引頻次排名前十的關鍵文獻

三、智慧教學研究前沿與演變趨勢

（一）研究主題識別

通過關鍵詞的出現(xiàn)頻次和中心性高低可以了解國內智慧教學的研究主題，表4列出了頻次排序前十的關鍵詞，主要有智慧教學、雨課堂、智慧教育、智慧課堂、翻轉課堂等，其中智慧教學的頻次和中心性最高。同時可以通過表4發(fā)現(xiàn)，智慧教學、智慧課堂、翻轉課堂、智慧教育、教學模式的出現(xiàn)頻次和中心性排序都比較靠前，表明研究主題集中于智慧教學特征、智慧課堂、智慧教育以及教學模式改革等方面。

表4 智慧教學研究關鍵詞頻次和中心性統(tǒng)計

（二）研究熱點辨識：關鍵詞聚類分析

進一步，采用聚類分析法繪制出智慧教學研究的關鍵詞聚類圖譜（如圖3所示）。以智慧教學為中心，向智慧校園、智慧教育、智慧課堂、翻轉課堂、大數(shù)據(jù)、教學模式等方向擴散。結合研究主題、關鍵詞聚類圖譜，可以把智慧教學研究歸納為以下三個方面：

1.智慧教學內涵及其必要性

智慧教學是數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化技術高速發(fā)展的產物，其核心理念最早可以追溯到IBM的“智慧地球”戰(zhàn)略。從理論層面來看，智慧教學來自人本主義心理學、建構主義和新建構主義，主張以學生學習和興趣愛好為中心，根據(jù)不同學習前景和學習伙伴功能，使學生選擇與自己興趣需要密切相關的信息與知識，構建出完整的個性化知識體系。從教學觀念層面來看，教師的角色應當是學生學習的“促進者”，在信息技術和智能技術的支持下，教師向數(shù)字公民、學習者、合作者和促進者轉變的教學，是教學雙方情感與智慧綜合生成的教學。從教學方法層面來看，智慧教學是教師充分利用信息化技術和信息資源、教學雙方互動更加深入以及教學活動更加智能化的教學［8］。從教學環(huán)境層面來看，智慧教學是利用先進的信息技術實現(xiàn)課堂教學的信息化、智能化，構建富有智慧的教學環(huán)境［9］-［11］，從而帶來課堂環(huán)境的智慧升級、課堂教學的智慧重構、學習歷程的智慧優(yōu)化以及教學評價的智慧發(fā)展［12］。從創(chuàng)新人才培養(yǎng)層面來看，智慧教學是在網(wǎng)絡學習空間的支持下，使學生成為智慧型人才的教學［13］，是在學生個性化學習的過程中逐步培養(yǎng)創(chuàng)新性思維能力的教學［14］。

實施智慧教學的必要性主要體現(xiàn)在以下三個方面：

（1）“互聯(lián)網(wǎng)+”時代教育發(fā)展的需要。“互聯(lián)網(wǎng)+”時代使學生成為數(shù)字公民，使數(shù)字校園向智慧校園邁進，使大數(shù)據(jù)技術和人工智能技術在教育中的應用逐漸成熟，為實施智慧教學提供了條件［15］。

（2）教學模式改革的需要。課堂教學是信息技術與課程整合的主陣地，也是教學變革的主戰(zhàn)場，智慧教學是我國數(shù)字化教育的轉型升級［16］，其核心在于用“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維方式和新一代信息技術來變革和改進課堂教學［17］，未來學校課堂被賦予智慧化的內涵，利用先進技術提高學生學習效率成為教育的常態(tài)。

（3）智慧型人才培養(yǎng)的需要。智慧型人才是指具有面向21世紀的生存能力、問題解決能力和創(chuàng)新能力的新型人才。王慧認為智慧教學通過線上與線下的融合，發(fā)現(xiàn)式、體驗式、探究式以及項目導向式教學的融合，學、研、創(chuàng)的融合，實現(xiàn)知識本位向智慧發(fā)展的轉變、學會本位向研創(chuàng)發(fā)展的轉變、被動本位向自組織學習的轉變［18］。祝智庭提出智慧教學是以發(fā)展學生創(chuàng)新能力為目標的新型課堂教學模式，促進學生自我啟動學習、自我組織學習資源、自我訂制學習，培養(yǎng)學生問題解決、溝通、創(chuàng)造和協(xié)作能力［19］。劉軍認為智慧教學是“互聯(lián)網(wǎng)+”時代未來學校課堂教學發(fā)展的新路向［20］。

2.智慧課堂建設

智慧教學依托于智慧課堂建設。王竹立和李小玉等［21］、祝智庭［22］發(fā)現(xiàn)智慧課堂與翻轉課堂存在差異，翻轉課堂存在“效果天花板”和“認知天花板”，未來常態(tài)化教學要走向智慧課堂及智慧學習。陳婷認為智慧課堂是對翻轉課堂的重塑和升級，其實質在于動態(tài)學習數(shù)據(jù)分析和“云+端”的運用，通過數(shù)據(jù)化的決策分析、即時化的評價反饋、立體化的互動交流和智能化的資源推送，促進全體學生實現(xiàn)符合個性化成長規(guī)律的智慧發(fā)展［23］。智慧課堂建設主要來自三方面：

（1）提高教師的信息化處理能力。在傳統(tǒng)課堂向智慧課堂的轉變過程中，對教師的信息化能力與數(shù)據(jù)處理能力必須給予足夠關注［24］。陳琳和陳耀華等認為智慧提升與實現(xiàn)要以解放教師、提升教師專業(yè)能力，重構教學評價方式為基礎［25］。

（2）智慧課堂的教學設計。劉邦奇提出智慧課堂仍然是由“課前、課中、課后”組成的三段式課堂教學閉環(huán)，但教學步驟擴展為“學情分析、預習測評、教學設計、情景創(chuàng)設、探究學習、實時檢測、總結提升、課后作業(yè)、微課輔導、反思評價”等，“三段十步”構成了完整的智慧教學過程［26］。李祎和王偉等從認知策略、元認知策略、交互策略以及技術供給策略等四個維度分析了智慧課堂中的智慧生成策略［27］。陳琳和陳耀華等提出了以“知行創(chuàng)統(tǒng)一”為指導思想，把握課程目標的時代定位和教育模式創(chuàng)新兩大方向，實施融創(chuàng)式智慧教學模式［28］。

（3）提供記錄教學軌跡的技術支持。唐燁偉和龐敬文等提出采用云平臺、大數(shù)據(jù)、學習分析學等融入到智慧課堂教學中，記錄教與學的活動軌跡［29］。卞金金和徐福蔭通過對智慧課堂技術特征的分析，提出了師生在課前、課中和課后三個環(huán)節(jié)可采取的科學行為，核心技術是物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)與泛在網(wǎng)絡［30］。此外，利用情感分析技術、表情識別技術感知學生在學習過程中的情感狀態(tài)，提供即時的學習分析和教學干預［31］。

3.智慧教學的效果評價

伴隨智慧教學實踐探索的深入，智慧教學評價逐漸成為學術界的研究熱點。

（1）智慧教學的評價標準，如張琪基于長尾理論提出智慧教學評價包括視頻學習、遞進式練習、階段性測驗、實驗實踐練習、綜合項目式訓練、期末考試、創(chuàng)造分、特殊專長分、協(xié)作合作活動貢獻分、快速進步分等10個維度［32］。郭旭明以《綜合英語》為例，構建了教學互動、教學內容、實體教室、網(wǎng)絡學習空間和實踐基地的綜合評價體系［33］。

（2）智慧教學的實施效果。李祎和鐘紹春等在“2P-7E-2E”的智慧教學模型基礎上采用了班級對照實驗，結果表明智慧教學提升了學生的學習動機、學習參與度、思維能力以及學業(yè)成績［34］。陳婷的調查發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)教學模式相比，智慧教學使學生的知識能力、操作能力、學習興趣、問題解決能力、自主學習能力和合作交流能力有明顯提升［35］。

（三）研究前沿辨識

1.研究熱點遷移分析

在關鍵詞共現(xiàn)分析的基礎上，進一步考察智慧教學關鍵詞聚類時區(qū)圖譜。圖4呈現(xiàn)了智慧教學研究熱點關鍵詞的演進?？梢钥闯?，以“智慧教學”作為核心關鍵詞所形成的知識網(wǎng)絡向教學智慧化實踐擴散。從時序來看，智慧教學作為課堂教學的新模式，成為熱點關鍵詞。此后，教育信息化、智慧校園、翻轉課堂、智慧教育等成為新時期熱點關鍵詞。近年來，智慧課堂、智慧教學模式、智慧教學環(huán)境、雨課堂、互聯(lián)網(wǎng)+、智慧教室等關鍵詞受到學術界的關注。

2.研究前沿分析

根據(jù)Chen的研究［36］，分析不同時期的突現(xiàn)關鍵詞更適合考察研究前沿趨勢，突現(xiàn)強度的數(shù)值一般要求在3以上，強度越大，說明這一時期對特定關鍵詞的研究越多。表5列出了智慧教學研究的突現(xiàn)關鍵詞，可以看出，智慧教學的突現(xiàn)強度最大，持續(xù)時間最長。近年來，智慧教育、教學智慧、翻轉課堂和智慧校園等關涉智慧教學的理論探討，教學支持環(huán)境以及教學實踐效果成為新興的研究主題。

表5 智慧教學研究的突現(xiàn)關鍵詞

四、主要結論與展望

推進智慧教學不僅是新時代教育信息化改革的政策旨歸，而且是實現(xiàn)我國教育高質量發(fā)展的必然要求。本文基于CNKI數(shù)據(jù)庫中2008—2019年智慧教學文獻，采用文獻計量法實證考察智慧教學的研究進展、知識基礎和研究前沿。智慧教學的研究數(shù)量和質量總體呈現(xiàn)良好發(fā)展態(tài)勢，2016年后研究數(shù)量上升趨勢加快。來源期刊主要是教育技術、教育信息化類期刊，主要作者和研究機構來自高校，但分布相對分散，相互之間的合作關系較弱。關鍵文獻主要聚焦于智慧教學技術支持、教學環(huán)境構建、智慧課堂以及教學實踐探索四方面內容，構成了智慧教學研究的知識基礎。關鍵詞聚類分析發(fā)現(xiàn)，智慧教學研究熱點在于智慧教學內涵及其必要性、智慧課堂建設以及智慧教學的效果評價。智慧教育、教學智慧、翻轉課堂和智慧校園等關涉智慧教學的理論探討，教學支持環(huán)境以及教學實踐效果成為未來研究趨勢。

根據(jù)文獻計量分析結果，我們給出了智慧教學研究的一個整合理論框架。圖5表明：

從新一代信息和智能技術、教育理念、互聯(lián)網(wǎng)思維以及經(jīng)濟社會發(fā)展對人才的需求等方面分析智慧教學產生的原因和必要性，從教學環(huán)境、教學生態(tài)、教學要素、教學主體性的重構等方面創(chuàng)新智慧教學理論，一方面分析智慧型教師、智慧型學生以及智慧型學習共同體建構的理論邏輯和激勵機制，另一方面創(chuàng)造有效的智慧教學支持環(huán)境，創(chuàng)新智慧教學平臺和智慧學習空間，降低學習成本。在此基礎上，建構和詮釋個性化智慧教學、混合式智慧教學、情境化智慧教學等智慧教學新模式［37］，提升智慧教學效果，形成智慧教學理論、機制設計、技術創(chuàng)新與實踐創(chuàng)新相統(tǒng)一的良性循環(huán)。因此，未來智慧教學研究應當從以下四個方面加以深化。其一，深化智慧教學的理論研究。智慧教學不僅僅是信息技術介入教學過程，更關鍵的是教育教學的智慧生成與共享。人本主義、建構主義和新建構主義的舶來品不足以構成智慧教學的理論全部，更需要結合新時代教育思想，構造扎根中國的智慧教學理論，為智慧教學研究提供理論支撐。其二，加大對智慧型教師和智慧型學習者的研究。智慧教學的本質在于從培養(yǎng)“知識人”轉向培養(yǎng)“智慧者”，引領教師和學生愛智慧和追求智慧，但開展智慧教學給教學雙方及其利益相關者帶來了更大的挑戰(zhàn)。教師不僅要樹立智慧教育理念，樂于改變，而且需要不斷提升信息技術素養(yǎng)和專業(yè)能力，才能成為智慧型教師。學習者必須具備一定程度的自覺自主學習能力、自我管理能力和信息技術能力，才能成為智慧型學習者。管理者必須提供及時有效的智慧服務才能成為智慧型管理者。因此，如何培育智慧型教師、智慧型學習者以及智慧型管理者顯得尤為關鍵，這一方面研究需要更多的關注。其三，加大對智慧教學支持環(huán)境的研究。智慧教學的有效開展離不開技術支持、制度環(huán)境和學習環(huán)境，盡管現(xiàn)有研究側重于智慧教學的技術支持環(huán)境，但大數(shù)據(jù)、云計算、學習分析和智能技術等應用并不成熟，教學關鍵技術未能產生重大突破。事實上，智慧教學支持更需要構建校內校外、課上課下的資源共享和相互協(xié)作的制度支持環(huán)境，以及物物對接、教學相融的智慧生態(tài)學習環(huán)境，未來研究要從智慧教學的技術應用和技術突破入手，探討智慧教學的技術支持、制度環(huán)境和學習環(huán)境的集成創(chuàng)新。其四，加大對智慧教學實施效果的評價研究。智慧教學要從局部探索走向全面推進，必然是集智慧教學理念、智慧教學設計、智慧課程開發(fā)、智慧學習方式、智慧支持、智慧評價和智慧服務于一體的系統(tǒng)工程，如何構建智慧教學的評價體系，如何體現(xiàn)智慧教學與翻轉課堂、混合教學的效果差異，應是未來的研究重點。此外，對智慧教學實施效果的實證研究也十分必要。