知識圖譜在教育研究中應用的狀況與思考

孫新宇，耿傳輝

一、前言

教育研究需要拓展研究的方法和思路，研究方法的多樣化有助于教育研究的繁榮。在教育研究領域，思辨性的定性研究一直占據主流地位，很多學者倡導在教育研究領域引入多學科的研究視角、多學科的研究方法。美國著名教育研究專家伯頓克拉克在其著作《高等教育新論——多學科的研究》中，從歷史、經濟、社會等八個不同研究角度研究和分析了高等教育，探索了不同視角、不同方法的高等教育研究。我國著名教育專家潘懋元教授編寫的《多學科觀點的高等教育研究》中，倡導多學科交叉研究，從歷史學、哲學、心理學、文化學、科學學、經濟學等視角對高等教育進行分析，拓寬了高等教育研究的路徑和方法。近年來，隨著教育科學的發展，各個領域的研究方法和視角被引入到教育研究領域當中，定量研究逐漸受到重視。定性研究和定量研究并行，豐富了教育研究的理論和方法。在大數據背景下，相關軟件因其操作的簡便性和處理數據的快捷性，逐漸被引入到教育研究領域當中。新工具新方法的出現，總會受到具有敏銳學術觸覺的研究者青睞，知識圖譜就是其中的一種。正如郭文斌所言，在教育學領域使用知識圖譜，能夠以圖譜的形式展現教育領域的知識及其聯系，判定教育領域的研究前沿及歷史演進路徑，為后續科研選題和研究走向提供合理性的意見和建議。［1］

知識圖譜在各個學科應用已經有很長時間，有學者對知識圖譜在國內的傳播應用進行了總結和分析。肖明等運用citespace軟件對citespace的應用情況進行了分析，包括研究前沿、知識基礎、存在的問題等。［2］胡澤文等比較分析了各知識圖譜繪制工具的功能、方法流程及優缺點，梳理了知識圖譜在情報學中的應用情況。另外，對知識圖譜在其他學科的應用情況也進行了介紹。［3］楊思洛對知識圖譜的應用情況進行了整體分析，總結了國外學者知識圖譜的應用情況，包括預測學科前沿、揭示學科關系、探究學科歷史、促進科研管理、明晰學科結構、描述科研合作、分析研究內容、進行科學評價、用于學科分類、檢索知識信息等方面。［4］孫雨生等人對我國知識圖譜的研究情況進行了元分析，重點分析了知識圖譜原理、研究內容、方法、數據來源及分析工具等幾個方面。［5］顏鑫等分析了知識圖譜的研究情況，采用文獻計量法分析了知識圖譜研究的核心作者、主要研究機構、高頻關鍵詞等。［6］

因為知識圖譜軟件屬于科學計量學和圖書情報學的范疇，所以對該軟件和方法的總結分析多來自這兩個領域，對于教育領域中知識圖譜的應用情況總結分析較少。教育研究領域引進知識圖譜較早，至今已有十多年時間，對知識圖譜的應用情況進行一個回顧總結，對于更好地使用該方法和軟件，規范相關研究，引進相關方法和軟件，創新研究思路等很有必要。本研究以運用知識圖譜的教育研究成果為分析對象，進行回顧和分析，以總結其發展脈絡，找出存在的問題，基于此展開相關思考并提出有關建議。

二、知識圖譜在教育研究中的應用態勢

（一）教育研究中知識圖譜的應用領域

為了清晰地展示知識圖譜的應用情況，本研究以主題詞“知識圖譜”在中國知網（CNKI）數據庫進行檢索，按照一定標準篩選，共獲得教育領域學術論文、學位論文798篇，以此作為數據源進行分析。通過相關軟件的閾值設置，得出教育研究中知識圖譜應用主題詞圖譜（圖1）。

從圖1可以看出，圖的下方為知識圖譜的分析方法、軟件工具等；中間位置為知識圖譜的分析主體，即各類教育研究對象；圖的上方為運用知識圖譜得出的教育研究結果，即教育研究對象的研究現狀、熱點、前沿、趨勢等。從圖中呈現的節點來看，教育研究的對象，既包含宏觀的創業教育、職業教育、高等教育、基礎教育、民族教育等大的教育領域，也包括中觀的創業型大學、高校、一流學科等方面的研究，還有包含教師專業發展、翻轉課堂、核心素養、創業教育、教學質量與評價、相關教育專業、教育技術等方面的微觀研究。

圖1 教育研究中知識圖譜應用主題詞

（二）知識圖譜在教育研究中應用的價值表現

1.描述研究熱點、探測學術前沿

學術文章是學術研究成果的重要載體，關鍵詞是文章主旨內容的凝練和升華，能夠很大程度上反映文章的內容。學者們經常通過學術文章關鍵詞出現頻次來探測某一時期的研究熱點，關鍵詞頻次越高說明熱點率越高。關鍵詞的突變情況能夠反映某一時期的重要變化，有學者們認為通過關鍵詞的突變率來確定研究的前沿，突變情況越大說明屬于研究前沿的可能性越大。運用知識圖譜軟件進行關鍵詞的共詞分析，能夠獲得關鍵詞的共詞圖譜，獲取關鍵節點和關鍵詞的突變情況，進而對一個時期內的有關教育研究的熱點問題和前沿狀態作出描述。

2.分析發展演進趨勢

對某一領域或者某一學科一段時間內的成果進行分析，能夠厘清其發展的脈絡和演變的趨勢。通常這些研究成果的積累需要一定的時間跨度，普遍認為五到十年為一個時間段，分析近十年或者某一特定時間段的研究較多。基本分析方法是基于研究熱點或者研究前沿的基礎上，分時間段進行分析，結合自身知識儲備、政策變化等，得出演變的規律。知識圖譜工具中帶有時區視圖和聚類視圖，對于研究教育領域的發展趨勢具有很好的輔助作用。對于領域和學科的演進趨勢，研究者們更多地是根據掌握的數據資料分析結果和自己的主觀判斷得出的結論，所得結論也各有千秋。

3.凸顯關鍵研究者

文章是研究者成果的呈現，通過分析文章的作者，能夠找出該領域的關鍵作者。通過作者的分析，可以得出學術合作團體，以及合作機構等。知識圖譜軟件中，含有作者分析和作者共被引分析，能夠根據發文量和共被引量的結果，得出高產作者和高被引作者。高產作者說明其在領域內具有較高的活躍度，對某一領域或者專業具有持續性研究，可以作為專家遴選的參考。高被引作者說明該作者的成果具有較大的影響力，可能開創了某一領域的研究先河，或者實現了某一領域重大突破，對于學科的發展具有重要貢獻。此類研究者一般學術影響力較大。

4.梳理知識基礎脈絡

參考文獻的共被引網絡組織了研究的知識基礎，知識基礎是一個領域開展研究的支撐。在教育研究中，研究者們運用相關圖譜軟件，通過文獻共被引分析來找尋某一領域的代表性文獻，進而對代表性文獻進行解讀，得出知識基礎脈絡。這些文獻有的是經典理論文獻，有的是開某領域研究先河的成果，有的是在思想、方法或者實踐方面具有重大突破或者影響的成果。這些成果有的屬于教育領域的成果，也有來自管理學、心理學等其他學科的經典文獻。

（三）教育研究中知識圖譜應用呈現的特點

1.研究主題逐漸細化

知識圖譜在教育領域的運用，其研究主題呈現由面到點的趨勢。最開始是對大的教育領域、學科進行研究，比如高等教育、職業教育、民辦教育等領域進行的歷史、現狀和趨勢分析，例如一定時間段內（一般為五年到十年區間）該領域的發展、研究演進情況等。后來，逐漸細化到某個專業，比如教育技術學，或者某個主題的研究，比如創業大學、校企合作等。呈現的圖譜也由大領域演進圖譜，聚焦之小專業發展圖譜。焦曉靜等將其分別稱為科學全景圖譜與科學局域圖譜。［7］

2.工具使用由單一到綜合

在軟件工具的應用方面，最初多采用單一軟件進行圖譜的繪制，經過多年發展，研究者將幾種軟件工具綜合使用，一項研究中會交叉使用多個可視化軟件進行圖譜的繪制。不同的軟件有各自的特點，在研究中取其所長綜合運用。

3.使用人員逐漸增多，產出遞增

從發文量和發文期刊的級別來看，知識圖譜的應用最初由少數前沿學者引進，相關文獻多發表于核心期刊，后來，隨著此項研究方法的成熟和普及，更多的教育科研人員逐漸接納、認可和掌握了該方法，涌現出了一大批的研究成果，更多的文獻出現在一般期刊當中。一方面體現了新方法的快速傳播，另一方面也體現了研究者對于新事物的認識接納和理性對待的態度。

三、知識圖譜在教育研究中應用存在的問題

知識圖譜在梳理文獻、厘清知識脈絡、探尋理論基礎方面具有很強的優勢。相對于傳統的文獻梳理方法，知識圖譜在文獻綜述、回顧等方面更加直觀、快捷，能夠很大限度地減少人力和時間成本，更快捷地實現某一主題的文獻回顧，找到相關的經典文獻、關鍵節點、理論基礎等。通過關鍵詞共現詞頻的分析和突變詞的分析，能夠尋找各個時期的研究熱點和研究前沿。通過研究者的共現分析，能夠得出相關領域的關鍵人物和研究團隊情況。另外，在探尋理論基礎、機構分布方面也有良好表現。基于以上優勢，知識圖譜方法在教育領域中得到快速擴展。但是，經過回顧分析，本研究認為，知識圖譜在教育研究應用中還存在一定問題，需要研究者注意和明晰。

（一）閾值設置隨機，存在誤用現象

在前期相關工具剛剛引入教育研究領域，在數據分析時，一些閾值的設定比較隨意，缺乏規范性。在關鍵節點的選擇，關鍵人物的選擇方面，有些學者僅根據出現的頻次作為依據、或者中心性作為標準，存在商討和質疑觀點。正如有學者所言，機構的節點與標簽的大小并不能代表其研究者的影響力，研究者節點與標簽的大小也不能完全代表其所在機構的整體研究水平。［8］

經過多年的發展，學者們也注意到閾值和標準的問題，在核心作者的確定方面，較多的學者認可普賴斯的計算方法，這也是國際上比較公認的計算公式，即M=0.749（Nmax）1/2（其中M為核心作者最低發文篇數，Nmax為發文最多作者的發文篇數）。另外，在核心關鍵詞的界定方面，也采納了國際上認可的計算公式。高頻詞與低頻詞的界定主要是根據多諾霍提出的公式：T=［-1+（1+8I）1/2］/2，I為關鍵詞個數［9］。

（二）局限于對結果的描述性分析，缺乏深度解讀和論證

在已有的研究方面，研究者更多地是以相關數據作為分析基礎，進而通過圖譜軟件繪制圖譜，最后通過對圖譜的解讀得出相關結論。在此過程中，存在著對數據過度依賴的情況。僅就數據和圖譜論研究，缺乏對數據圖譜的深度解讀，忽略了圖譜背后的學科發展、理論基礎、社會需求等，脫離社會背景進行數據解讀會使得最終的研究結果缺少現實支撐。基于此得出的結論也存在著很大的主觀性。另外，對關鍵主題的分析，需借助內容分析法，詳細掌握相關資料方能實現，在此過程中存在主觀判斷誤差的可能。［10］伴隨數據分析和圖譜解讀，可通過文獻回顧、專家論證等方法，對存在的誤差進行修正。

（三）數據使用方面不夠嚴謹

數據轉化軟件的開發和漢化版軟件的出現，大大方便了使用者，使得知識圖譜繪制軟件得到迅速推廣。學者能夠更加便捷、迅速地使用圖譜軟件處理中文數據庫中的文獻，或者進行中外研究的比較分析，產出了一系列學術成果。但是，在數據選擇、篩選、使用方面還存在不嚴謹的情況。期刊數據庫、博碩士論文數據庫、外文數據庫等，在選擇時較為隨意。另外，利用專利數據，對技術領域的研究熱點與前沿進行可視化圖譜分析的研究比較少。［3］

（四）缺少對知識圖譜理論的了解

目前的研究中，大多傾向于可視化軟件的工具性應用，缺乏對相關方法、工具的理論性探索。楊思洛認為，大多數研究者將知識圖譜當作工具或方法來使用，沒有形成完整的理論體系，圖譜的應用與實踐缺乏有力指導，在應用中具有一定的盲目性和隨意性。在圖譜的解讀方面，很大程度上依賴定性的描述與判斷。知識圖譜的功能并沒有完全發揮。［4］

四、對知識圖譜在教育研究中應用的思考

（一）多方研習，不能過度依賴軟件

知識圖譜的數據挖掘在文獻整理分析，找到相關領域的經典文獻、多產作者等方面有很好的優勢。但是不能全部依賴軟件，有些問題的把握還需多方論證。另外，軟件分析根據的是已經產出的科研成果進行的，在回顧總結方面有很大價值，適合對相關領域進行追溯、探究，豐富發展。但是對于未來的發展趨勢變化，因為受到多種因素的影響，特別是政治經濟環境的變化、科技發展等，有著很強的不確定性，不能完全依據之前的走勢進行預判。

（二）吸收融合，不可淺嘗輒止

各學科發展到一定程度以后，交叉吸收融合是其創新發展的必由之路。借鑒吸收各個學科的研究方法、研究視角，從多學科的視角下研究教育領域的問題才能促進教育科研的繁榮。當今，隨著科學計量學、計算機技術的發展，各種工具性的軟件層出不窮，在教育研究中，應積極引進各種軟件工具，開展量化研究，提高分析效率，以達到事半功倍的效果。在工具軟件的借鑒方面，不可隨波逐流、淺嘗輒止，而應該認真學習、弄懂各個軟件的基本原理以及與教育研究的適應性，不能以新軟件的噱頭取代創新的根本。

（三）落腳教育研究，不可本末倒置

另外，我們也應該認識到，所有的理論借鑒、研究方法、研究工具的使用，最終的落腳點都應該是教育研究，這些理論、方法、工具都應該是為教育研究服務的。工具等的分析結果需要運用教育領域的理論和事實來解讀，同樣的數據結果可能會有不同的解讀深度，根源在于教育基本理論、知識積累的區別。陳悅認為繪制出品質優良的圖譜需要通過各種算法才得以實現，圖譜的整體設計、算法選擇及解讀依賴的是哲學思維。［11］蔡健東等也指出，科學計量學的方法與技術在教育理論研究中存在著一定的局限性，無法對客觀現實資料進行準確的分析。在圖譜分析結果的解讀方面，需要研究者對關鍵文獻的深度解讀，并依賴研究者具有相關問題的知識框架。［12］所以，教育研究者在積極引進使用各種工具的同時，應該清醒地認識到，軟件工具只是教育研究的手段，不能夠脫離教育理論、教育基礎知識的學習。