知識圖譜探析網(wǎng)絡(luò)課程實驗教學(xué)發(fā)展

摘要：網(wǎng)絡(luò)課程是計算機專業(yè)中的重要課程之一，其教學(xué)內(nèi)容涉及網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)安全等多個方面。為提高課程教學(xué)質(zhì)量，文章以中國知網(wǎng)CNKI數(shù)據(jù)庫中1994年至2023年間關(guān)于我國網(wǎng)絡(luò)課程實驗的400余篇文獻為研究對象，基于CiteSpace科學(xué)計量平臺分析網(wǎng)絡(luò)課程實驗的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，分析課程知識結(jié)構(gòu)，為課程的建設(shè)提供新的研究思路。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)課程；CiteSpace；知識結(jié)構(gòu)

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）27-0121-03

0 引言

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃課程是計算機科學(xué)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域中的一門重要課程，它涉及設(shè)計、建立和管理計算機網(wǎng)絡(luò)的過程。在當(dāng)今數(shù)字化時代，計算機網(wǎng)絡(luò)已成為人們?nèi)粘Ｉ?、商業(yè)活動和社會運行的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。因此，學(xué)習(xí)和掌握網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的知識和技能對于處于現(xiàn)代社會和信息化時代的學(xué)生至關(guān)重要。

知識圖譜是一種語義網(wǎng)絡(luò)，是顯示科學(xué)知識的發(fā)展進程與結(jié)構(gòu)關(guān)系的一種結(jié)構(gòu)化圖形，利用自然語言處理和知識融合方法，將特定的知識信息轉(zhuǎn)化為可推理的形式，通常由三個主要組成部分構(gòu)成：實體、屬性和關(guān)系。實體代表現(xiàn)實世界中的具體或抽象事物，屬性描述實體的特征或性質(zhì)，關(guān)系表示實體之間的連接或關(guān)聯(lián)[1]。

本文通過運用知識圖譜科學(xué)計量的分析方法，研究網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃課程實驗教學(xué)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢，對發(fā)展趨勢和熱點進行梳理，探索網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃課程實驗教學(xué)的不同方法，為課程建設(shè)提供參考和啟示[2-3]。研究課程教學(xué)能夠優(yōu)化教師的教學(xué)方法，推動創(chuàng)新和研究，促進課程的建設(shè)和發(fā)展，以更好地培養(yǎng)專業(yè)人才，滿足行業(yè)對高水平網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人才的需求，有助于學(xué)生能夠適應(yīng)快速變化的技術(shù)環(huán)境、技術(shù)需求和應(yīng)用場景，提高學(xué)生的競爭力，提升教學(xué)質(zhì)量和水平。

1 研究工具

本文的主要研究工具為由美國德雷塞爾大學(xué)陳超美教授于2003年開發(fā)的CiteSpace軟件。CiteSpace 是一款基于Java語言開發(fā)的信息可視化軟件，對特定領(lǐng)域的文獻集合進行計量，幫助用戶快速掌握一個領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和前沿動態(tài)，揭示一個學(xué)科或知識領(lǐng)域的發(fā)展趨勢、研究熱點、知識結(jié)構(gòu)和學(xué)術(shù)影響力等信息，加快研究進展[4]。

2 數(shù)據(jù)來源

鑒于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃課程在CNKI數(shù)據(jù)庫中的文獻數(shù)量相對較少，本文的研究范圍擴大至網(wǎng)絡(luò)課程領(lǐng)域。通過在CNKI中以“主題名=‘網(wǎng)絡(luò)課程實驗’”為檢索條件進行搜索，并篩選出學(xué)術(shù)期刊類文獻，最終獲得498 篇期刊文獻作為本研究的樣本數(shù)據(jù)。隨后，將收集到的數(shù)據(jù)以txt文件格式導(dǎo)出，并按照CiteSpace軟件的要求進行命名與處理。本文的研究時間跨度設(shè)定為1994年至2023年。

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 發(fā)文量分析

年度發(fā)文量是指一個期刊或者一個領(lǐng)域在一年內(nèi)發(fā)表的論文數(shù)量，可以在一定程度反映出一個期刊或者一個領(lǐng)域的研究強度、頻率和發(fā)展趨勢[5]。圖1 展示了國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)課程領(lǐng)域的年度發(fā)文量情況，自1994 年起即有論文發(fā)表，而自2003年起發(fā)文量增速顯著提升。特別是隨著《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020） 》中卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的提出，該領(lǐng)域吸引了大量學(xué)者的關(guān)注， 2016年的年度發(fā)文量達到歷史峰值。

3.2 合作機構(gòu)分析

機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜，顯示不同機構(gòu)之間的合作關(guān)系，反映該機構(gòu)的合作強度、合作頻率或合作質(zhì)量等指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)合作網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵機構(gòu)和合作群體，推動合作網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和優(yōu)化。在機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜中，節(jié)點的大小通常表示機構(gòu)的重要性或貢獻度，較大的節(jié)點可能代表在合作網(wǎng)絡(luò)中具有更大的影響力或更廣泛合作的機構(gòu)。每條線連接兩個節(jié)點，表示這兩個機構(gòu)之間存在合作關(guān)系。線的數(shù)量可以表示機構(gòu)之間的合作頻率，線的粗細或顏色深淺可以反映機構(gòu)之間的合作強度。如果兩個機構(gòu)之間存在多條線連接，表示它們之間的合作非常頻繁。從圖2的機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜可以看出，只有2個單位的節(jié)點存在連接，顯示出相對較弱的合作關(guān)系。

3.3 研究熱點和知識結(jié)構(gòu)

文獻的關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析可以幫助研究人員更好地理解文獻的內(nèi)容和主題，發(fā)現(xiàn)研究的熱點領(lǐng)域，輔助文獻檢索和閱讀，并促進學(xué)科交叉和跨領(lǐng)域研究的發(fā)展。將CiteSpace的操作界面的節(jié)點類型選擇為關(guān)鍵詞，并將聯(lián)系較為緊密的關(guān)鍵詞進行聚類，得到如圖3所示的關(guān)鍵詞聚類圖譜。節(jié)點數(shù)348個，連線641 條，中心度0.0106。并提供了模塊值（Q值，即Modular?ity） 和平均輪廓值（S值，即Mean Silhouette） 兩個指標(biāo)，當(dāng)Q值>0.3時，聚類結(jié)構(gòu)顯著；當(dāng)S值達到0.7，可認(rèn)為聚類令人信服。中心度表示一個節(jié)點在多大程度上是網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點的“中介”，中心度高的節(jié)點通常是連接兩個不同領(lǐng)域的關(guān)鍵樞紐（Turning Point，轉(zhuǎn)折點），紫色圈節(jié)點中心性不小于0.1[6]。通過圖3，我們看到文獻最大的8個聚類，分布為“實驗教學(xué)”“網(wǎng)絡(luò)課程”“教學(xué)改革”“教學(xué)模式”“實驗”“實踐教學(xué)”“網(wǎng)絡(luò)實驗”“虛擬實驗”。不同的聚類形成自己的關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)，如在“實驗教學(xué)”里更多地關(guān)注仿真軟件、自主學(xué)習(xí)等，在“網(wǎng)絡(luò)課程”里更多地關(guān)注應(yīng)用、多媒體等研究方向。

中心度是一個衡量關(guān)鍵詞在網(wǎng)絡(luò)圖中的重要性和影響力的指標(biāo)，它反映了關(guān)鍵詞在連接不同研究主題或領(lǐng)域的過程中所起的作用。具有高中心度的關(guān)鍵詞通常位于網(wǎng)絡(luò)圖的核心位置，表示它們是跨學(xué)科或跨領(lǐng)域的橋梁，可以促進知識的創(chuàng)新和轉(zhuǎn)化，它測量了一個關(guān)鍵詞在連接其他關(guān)鍵詞的過程中的中介作用。中介中心性越高，說明一個關(guān)鍵詞越能夠連接不同的研究主題或領(lǐng)域，越具有創(chuàng)新潛力和影響力。通過并對關(guān)鍵詞進行中心度計算，得到如表1關(guān)鍵詞詞頻、中心度統(tǒng)計表的數(shù)據(jù)，觀察到關(guān)鍵詞中心度較高的基本集中在“實驗教學(xué)”“網(wǎng)絡(luò)課程”“教學(xué)改革”“教學(xué)模式”“實驗”這5個節(jié)點。關(guān)于“實驗教學(xué)”的文獻自2001年提起后，頻次達到149次。

3.4 研究前沿發(fā)展

通過從大量主題詞中篩選出頻次增長率較高的關(guān)鍵詞，我們能夠揭示特定研究領(lǐng)域的前沿動態(tài)。圖4中的突變詞統(tǒng)計圖顯示，突變詞跨度不一，最長12 年，最短1年。出現(xiàn)1年后消失的突變詞3個，多數(shù)突變詞持續(xù)2～3年，持續(xù)時間不長?！胺D(zhuǎn)課堂”“課程實驗”持續(xù)到2023年，是當(dāng)前研究的前沿方向。

4 課程分析

4.1 存在的問題

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃教學(xué)主要依賴于講授理論知識和演示實驗的方式，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容過于抽象和理論化，與實際應(yīng)用存在明顯脫節(jié)；同時，缺乏與工業(yè)界和社會實踐緊密結(jié)合的實際案例；在學(xué)習(xí)和實踐過程中，也缺少有效的互動與反饋機制。這些因素共同導(dǎo)致了學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的實際應(yīng)用和問題解決能力上的不足，難以適應(yīng)未來職場的需求。

4.2 建議

在網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)方面，我們需要進一步完善課程體系和教學(xué)方法，持續(xù)推動教育改革，以適應(yīng)未來的需求。具體建議如下：

1） 推廣在線教育。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，在線教育正迅速崛起。我們應(yīng)充分利用在線教育平臺，為學(xué)生提供更加靈活多樣的學(xué)習(xí)方式，構(gòu)建豐富的信息化資源，并結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，讓學(xué)生能夠自主安排學(xué)習(xí)時間和地點[7-8]。

2） 引入項目案例。鑒于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃課程的綜合性特點，要求學(xué)生能夠綜合運用多個知識點解決實際問題。因此，建議引入真實的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃項目案例，如校園網(wǎng)規(guī)劃、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等，讓學(xué)生在實踐中運用所學(xué)知識，并鍛煉其解決實際問題的能力。在此過程中，可邀請行業(yè)專家進行指導(dǎo)，以提升學(xué)生的實踐水平。

3） 加強課程群建設(shè)。促進同一課程組教師及同一學(xué)科不同單位間的合作與交流，有助于更深入地探索學(xué)科的內(nèi)在規(guī)律和邏輯關(guān)系，從而系統(tǒng)地建設(shè)學(xué)科。

4） 推進產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。作為應(yīng)用性較強的學(xué)科，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃課程必須與工業(yè)界和社會實踐緊密結(jié)合。建議通過與企業(yè)合作開展實踐項目、組織學(xué)生參加相關(guān)比賽、與科研機構(gòu)建立合作關(guān)系等方式，使學(xué)生更全面地了解網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的應(yīng)用場景和最新技術(shù)動態(tài)。

5 結(jié)束語

本研究采用科學(xué)計算方法，基于CNKI數(shù)據(jù)庫，運用系統(tǒng)的知識圖譜方法對網(wǎng)絡(luò)課程實驗教學(xué)進行了客觀的分析，合理揭示了網(wǎng)絡(luò)課程實驗教學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[9]。主要發(fā)現(xiàn)如下：1） 從文獻的發(fā)文量分布特征來看，近年來文獻數(shù)量呈現(xiàn)遞減趨勢，表明該領(lǐng)域的研究成果相對較少。2） 機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜顯示，跨機構(gòu)合作交流較少，因此有必要加強校際合作與校企合作，以促進知識的融合與共享。3） 關(guān)鍵詞共現(xiàn)與聚類分析表明，網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)主要圍繞“校園網(wǎng)”“虛擬教學(xué)”“仿真軟件”“協(xié)議分析”“模擬實驗”等教學(xué)方法展開，旨在實現(xiàn)“實驗教學(xué)”的目標(biāo)。這符合當(dāng)前實際教學(xué)現(xiàn)狀，并出現(xiàn)了“翻轉(zhuǎn)課堂”等新型教學(xué)手段。

需要注意的是，本研究在數(shù)據(jù)采集時僅選取了國內(nèi)文獻資料，未涵蓋國外網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的相關(guān)文獻，因此對該領(lǐng)域的分析可能不夠全面。未來研究將考慮擴充國外文獻資源，力求更全面、科學(xué)地分析學(xué)科發(fā)展動態(tài)。本研究運用知識圖譜方法為教學(xué)研究提供了新的思路和方法，具有重要的參考價值。

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