基于知識圖譜的智慧教育研究熱點及發展趨勢探析

馬燕　陳敏　廖家利

摘 要：智慧教育作為教育信息化2.0階段所需實現的高級形態，是現如今教育領域信息化的新方向。本研究選取587篇與智慧教育相關的文獻作為研究對象，利用SATI 3.2、SPSS 25.0和Ucinet 6.0等可視化軟件進行詞頻分析、共詞聚類分析、多維尺度分析及社會網絡分析，探究國內智慧教育研究方向、熱點以及未來發展趨勢。研究發現，當前的智慧教育研究主要集中在關鍵技術支撐下的智慧教育教學環境搭建、“互聯網＋”課程資源建設、智慧教育視域下的課堂教學改革、發展戰略研究四個方面。根據數據分析結果，立足于時代背景，提出拓寬智慧教育研究理論體系，推進智慧教學全面實施，構建并完善智慧教育評價體系，建立智慧教育研究集群等建議，探討未來智慧教育發展的研究趨勢，為深化我國智慧教育的發展、拓寬研究廣度提供思考與借鑒。

關鍵詞：智慧教育；研究熱點；趨勢分析；知識圖譜

中圖分類號：G4文獻標志碼：A文章編號：2096-0069（2023）03-0008-07

《教育信息化2.0行動計劃》中提出，要充分利用信息技術，全面提升教育信息化的發展水平，教育信息化2.0階段的戰略目標，就是要加快實施“互聯網+信息技術”與教育深度融合的創新發展。人工智能、學習分析、云計算等新興技術正在飛速發展，使得技術在教育教學中的各方面都得到了廣泛應用。技術的發展必然會推動傳統教育走向智能化，教育方式將發生全方位的變革?！吨袊逃F代化2035》明確指出，加快信息化時代的教育改革，實現大規模教育與個性化培養的有機結合。在教育信息化的大環境下，智慧教育已經成為當今教育界新的熱點之一，也是發展教育領域信息化的重要趨勢。

在促進人類發展進步的漫長過程中，教育不斷尋求和調整自身的功能和定位，以適應時代的發展和需要。本研究采用可視化分析工具，對中國知網（CNKI）期刊全文數據庫中與“智慧教育”相關的研究文獻進行定量分析，解析我國智慧教育研究現狀，揭示了當前國內智慧教育的研究主題與研究熱點問題，并對其后續發展趨勢進行了展望，以期為智慧教育的發展及創新研究提供思考與借鑒。

一、研究設計

（一）數據來源

研究基于CNKI期刊全文數據庫為數據來源，設置檢索主題詞為“智慧教育”，文獻來源限定為北大核心、CSSCI、CSCD核心期刊，檢索時間為2002年1月至2022年11月，共檢索到741篇文獻。之后，對文獻經過甄別、去除會議通知、學校簡介和征稿通知等無關文獻，最終得到587篇有效文獻作為本研究的分析數據。

年度論文數量的變動，從某種意義上反映了這一領域的研究熱點。根據研究所選取的587篇樣本文獻的具體年度分析結果顯示，20年來，智慧教育研究范疇的年度出版物數量呈增長趨勢，自2014年以來，智慧教育領域的研究文獻數量大幅增加。近年來發文量雖有小幅度波動，但關于智慧教育的相關發文量仍呈現出穩步上升的趨勢。這表明在未來很長一段時間內，智慧教育仍然會是教育研究領域的熱點，具有很高的研究價值。

（二）研究方法與數據處理工具

本研究主要采用共詞聚類分析、多維尺度分析、社會網絡分析等方法，借助SATI 3.2、SPSS 25.0和Ucinet 6.0軟件對我國智慧教育領域的研究現狀進行定量分析。根據分析結果總結歸納其研究熱點，并對智慧教育領域的未來發展做出預測分析。

研究首先將587篇論文以Endnote格式保存，采用文獻題錄信息分析工具SATI 3.2軟件提取關鍵詞并構建頻次矩陣。其次，運用SPSS 25.0軟件進行高頻關鍵詞聚類分析，通過樣本聚類得到關鍵詞聚類樹。結合聚類分析，繪制多維比例尺圖，得到關鍵詞可視化圖。根據可視化圖譜的分析，歸納我國智慧教育的研究熱點。最終，利用Ucinet 6.0軟件構建高頻關鍵詞共現網絡圖譜，通過社會網絡圖譜的節點大小、節點間連線的粗細和整體結構等，分析我國智慧教育領域研究的著重點和未來研究趨勢。

二、高頻關鍵詞

（一）高頻關鍵詞詞頻統計

關鍵詞的頻次代表關鍵詞出現的次數。文獻的關鍵詞代表文章的核心研究內容，可以幫助研究者和讀者了解研究的重點，基于關鍵詞的統計分析可以幫助研究者明確該領域的研究熱點和趨勢，從而了解該領域的主要研究方向。

將Endnote文件導入SATI 3.2軟件中，進行關鍵詞提取、關鍵詞詞頻統計以及矩陣構建。根據關鍵詞統計結果，參照普賴斯公式M=0.749*進行計算（Nmax的值是關鍵詞詞頻統計中的最高詞頻數）[1]。本研究的Nmax值為326，計算可得高頻詞閾值近似為13.5，根據取整原則，選擇詞頻大于或等于14的詞作為高頻關鍵詞，共有11個。鑒于總關鍵詞過多，如所選取的高頻關鍵詞過少難以形成較大規模的社會關系網絡，綜合考慮，研究選取頻次8以上的關鍵詞作為高頻關鍵詞，高頻關鍵詞詞頻統計如表1所示。

排名靠前的關鍵詞代表智慧教育領域的主要研究方向。由表1可知，除去檢索關鍵詞“智慧教育（326）”外，關鍵詞“教育信息化（74）”出現頻次最高，說明圍繞教育信息化的研究居多。作為教育信息化的新形態，智慧教育旨在運用現代信息技術變革傳統教育教學過程，以培養智慧型創新人才為己任。關鍵詞“人工智能”出現頻次為38，說明人工智能作為智慧教育發展過程中的關鍵支撐技術，正促進教育形態和結構的轉變，努力打造多元融合的智慧教育環境。“智慧校園（29）”“智慧課堂（26）”“大數據（24）”出現的頻次較高，表明智慧學習環境方面的研究較豐富，智慧教育的發展離不開智慧環境的搭建，需要以此為依托保障運行?！爸腔蹖W習（19）”“智慧教室（15）”出現頻次相對較高，說明教育領域的相關學者正在探索智慧教育的新思路和新方法。

（二）高頻關鍵詞矩陣構建

研究利用SATI 3.2軟件對高頻關鍵詞進行提取統計之后，生成高頻關鍵詞共現矩陣和相異矩陣。共現矩陣是無向對稱關系矩陣，其對角線值為該關鍵詞出現的頻率，其他單元格值表示相應行關鍵詞和相應列關鍵詞在文檔中同時出現的次數[2]。相異矩陣表示關鍵詞之間的相異程度，交集處的數值表示行與列的關聯度[3]，值越大，它們之間的關聯度越小，關鍵詞間距離越遠。

三、關鍵詞聚類分析

（一）關鍵詞聚類分析

將高頻關鍵詞相異矩陣導入SPSS 25.0軟件進行聚類分析，可將密切相關的高頻關鍵詞鏈接在一起。根據聚類樹圖，可以直觀地看出智慧教育的研究方向和研究熱點。聚類樹狀圖將相似的高頻關鍵詞聚合，如圖1所示，可歸為以下4大聚類。

聚類1聚焦于發展戰略制定研究。關鍵詞包括：智能教育、教育信息化2.0、教育現代化、智慧時代。

聚類2聚焦于課程資源建設研究。關鍵詞包括：智慧教育、教育信息化、大數據、互聯網、智慧校園、智慧課程。

聚類3聚焦于課堂教學改革，在智慧教育的背景下，新課程教學模式在一定程度上促進了教育者對教學的優化和改革，出現了各種新的教學范式。關鍵詞主要包括：翻轉課堂、核心素養、智慧課堂、智慧、教育智慧、智慧學習、智慧教學、教育變革、信息技術、智慧型課程。

聚類4聚焦于智慧教育核心技術支撐及環境搭建，技術的支持和相關環境的建設為智慧教育的發展提供了有效的支撐，拓展了智慧教育發展空間。技術是智慧教育的重要支柱，構建相應的環境是實施智慧教育的關鍵支撐。關鍵詞主要包括：個性化學習、智慧教室、智慧學習環境、人工智能、學習分析、教育大數據。

（二）關鍵詞多維尺度分析

將高頻關鍵詞相異矩陣導入SPSS 25.0，進行多維尺度分析，選擇歐氏距離作為度量模型，得到多維尺度圖（見圖2），其結果能夠說明該領域的主體研究框架，且能修正聚類分析的結果[4]。

圖譜中節點大小表示各個高頻關鍵詞所處的位置，節點越靠近圖的中心，就越能反映研究的核心位置，節點之間的距離越長，它們之間的相關性越小[5]。由圖2可知，若以上下分類，可分為智慧教育的課堂教學改革與智慧環境建設研究，或以左右分類，可分為智慧教育的支撐技術研究與理論研究。智慧教育的課堂教學改革包括智慧課堂、翻轉課堂、智慧教學等關鍵詞；智慧教育環境搭建包括智慧課程、智慧校園、智慧學習環境等方面的研究；智慧教育的技術支撐包括學習分析、教育大數據、人工智能等關鍵詞；智慧教育相關理論探究主要包括核心素養、智慧現代化等研究方向。

四、高頻關鍵詞共詞網絡圖

將共現矩陣導入到Ucinet 6.0，生成高頻關鍵詞共詞網絡圖（如圖3所示），并借助中介中心度進行中心性可視化分析，根據每個節點大小的差異，可以知道關鍵詞在網絡中的地位和作用，節點越大，其地位和作用就越重要；節點之間連接的粗細反映關鍵詞之間關系的強度，關系越緊密，它們之間的關系就越強。

在高頻關鍵詞共詞網絡圖中，去除檢索主題詞“智慧教育”后，網絡圖的中心詞（括號為中介中心度）包括：教育信息化、大數據、人工智能、互聯網+、智慧學習等，這些詞是智慧教育領域研究方向的主要集中點，與高頻關鍵詞詞頻分析結果基本一致。教育信息化、人工智能、大數據、教育現代化、智慧校園、智慧教育、智慧學習等之間的連線較粗，共現頻率較大，反映出智慧教育領域的研究趨勢。此外，智能教育、教學模式、智慧型課程、學習分析等關鍵詞處于網絡圖的邊緣且與其他關鍵詞連線稀疏，表明針對此類關鍵詞的研究尚未深入，將來或許會成為智慧教育研究領域的新機遇，與前文多維尺度圖分析結果大致相同。

五、智慧教育研究熱點分析

基于高頻關鍵詞聚類樹的結構，結合多維尺度分析結果，智慧教育領域20年來的研究熱點可概括為以下研究方向。

（一）智慧教育的關鍵技術支撐及環境搭建研究

技術是推動教育改革的重要因素之一，技術的進步將推動智能教育的智能化發展，體現在聚類4中的人工智能、教育大數據、學習分析、智慧學習環境等詞。智慧教育的實現需要在相關智能化環境中得以落地實施，此環境建設的內容專業性較強，智慧環境的搭建離不開智慧教育的相關技術，因此該領域研究者大多掌握部分相關技術知識?；ヂ摼W、云計算、人工智能等核心技術成為教育領域智慧教育發展的基礎技術支撐。楊現民等人[6]均是依托物聯網、云計算、大數據等智能技術，構建了智慧教育平臺、體系等。當前我國關于智慧環境搭建的相關技術較豐富，但就總體而言，智慧教育的環境搭建研究視角不夠豐富，其相對應的研究從理論方面探究較多，其可行性還有待驗證。目前，我國雖然對智慧教育的支撐技術和環境建設均有一定的理論研究，但對于技術的高效應用方面的研究還有待進一步加強。同時，如何將這些技術合理地應用于智慧教育中，這仍需要繼續實踐探索。

（二）“互聯網＋”課程資源建設研究

“互聯網+”時代的來臨，助推著互聯網、大數據、人工智能等核心技術的迅猛發展，為智慧教育注入了新的動力源。聚類2中的智慧課程、互聯網、教育信息化等詞體現了當前研究者對“互聯網＋課堂”的建設研究。當前智慧型課堂的發展是一大熱點話題，智慧課堂教學體現了智能技術與學科的深入融合。從技術視角而言，大數據、互聯網等技術為智慧校園和智慧課程建設的基礎，構建智慧課堂需借助智慧校園這一載體來實現，智慧校園搭建之后，實施的主要依托是智慧課堂，利用互聯網、大數據等技術增強、豐富課程建設，促進智慧教育的快速發展。近幾年，課程資源的建設受到極大重視，相關課程資源的研究也取得一定程度的進展，但“互聯網+”環境下課程資源建設仍需完善。因此，要深入探索教育教學模式和課程建設資源改革，不斷豐富“互聯網＋”背景下的理論研究和信息資源，完善信息資源管理體系，在理論和實踐指導下豐富課程資源建設和應用。

（三）智慧教育視域下的課堂教學模式研究

聚類1關鍵詞智慧課堂、翻轉課堂、智慧教學、教育變革等詞體現了研究者對課堂教學改革方面的研究。教學模式為課堂教學改革中的重要因素之一，黃榮懷[7]提出了智慧教育系統，而教學模式是此教育系統的核心組成部分。智慧課堂的構建是智慧教育的主要實踐路徑之一，國內外對MOOC、SPOC、精品資源共享課等課程的研究，從不同方面對智慧課程教學的發展進行了從理論到實踐的研究。然而，我國對于智慧課程教學改革的實踐案例研究較少。主要原因是相應的技術、設備等與教育教學的融合還有待深入，學?；A設施還有待進一步完善，同時一線教師在一定程度上受到傳統教學的影響，教育教學形式有待持續創新。高校應適應時代的發展，推進智能技術與教學的融合，加強智慧資源的建設，更新教育教學理念，促進課堂教學改革。

（四）智慧教育的發展戰略制定研究

智慧教育是一種與現代智能技術緊密聯系的新型教育形態，如何引領智能技術與教育教學相結合是目前的關注點。主要體現在聚類1的教育信息化2.0、教育現代化、智慧時代等關鍵詞。為了推動智慧教育的實施，從2010年開始，我國制定出很多相應的政策，體現了對智慧教育的發展高度關注，開始通過各種方式推動智慧教育的發展?！吨袊逃F代化2035》將信息技術條件下的教育改革納入教育現代化戰略任務，將進一步推動智慧教育上升到戰略高度。我國的一部分地區已經開展具體的實施，例如北京、蘇州等地。需要國家及各地區制定相適應的發展策略，保障智慧教育的實施，更好地推進智慧教育的發展。

六、智慧教育領域發展趨勢探討

綜上所述，近年來，我國智慧教育領域的研究主要涉及關鍵技術支持與環境建設研究、“互聯網+”課程資源建設研究、課堂教學模式及智慧教育發展戰略的制定研究。綜合高頻關鍵詞共詞網絡圖譜及聚類分析，研究提出以下4點智慧教育發展趨勢。

（一）立足時代背景，拓寬智慧教育研究理論體系

通過對高頻關鍵詞進行分析，發現教育現代化、核心素養、智慧等詞處于邊緣，且與智慧教育之間的聯系不夠緊密，仍需深入研究。目前，對于智慧教育的概念內涵，學術界目前還沒有形成統一的定義。對于智慧教育定義、內涵、特征等理論體系的研究雖然較多，但需要進一步總結梳理，厘清與其他相關概念的區別與聯系，促進智慧教育理論體系的逐漸豐富。同時，大部分的理論研究較少展示具體的實際應用，這就需要進行實踐應用案例探究的推進，以豐富智慧教育理論體系。

（二）開拓創新，推進智慧教學全面實施

關于教學模式的構建有待進一步完善，以深入各個學科領域進行研究，促進智慧課堂的建設。社會網絡分析結果表明，翻轉課堂、智慧型課堂、智能教育等詞處于邊緣位置，說明在未來智慧教學模式的相關研究中，需要樹立以學習者為中心的理念，充分利用各類現代技術，設計滿足學生的個性化需求、智能化發展的教學模式，它既能幫助學生靈活學習，又能幫助教師因材施教。郭曉珊等人[8]設計了獨立自主學習、群體合作學習、入境學習、創客學習等4種智慧學習的模式，但并未實踐證明其適用性。因此，教師必須轉變思維方式、提高專業技能和素養，運用實際應用的研究結果，以新的教育模式展開教學，促進智慧課堂的發展。

（三）立足實際，構建并完善智慧教育評價體系

教育評價是一種推測教育活動滿足社會和個體需求水平的活動，也是對教育活動的實現或潛在價值的判斷，以提高教育價值的過程[9]。學習分析、教育大數據、個性化學習關鍵詞位于社會網絡圖邊緣位置，表明在智慧教育的發展中，關于智慧教育的研究在智慧管理、智慧評價等方面需要深入發展。傳統課堂主要側重于終端評價，而不是從評價的內容、形式、主體等方面進行。在教育教學過程中，需要多種評價相結合，因此，智慧教育評價的研究離不開技術的支持[10]。在智慧教育中，學習分析技術主要應用于智慧教育過程中的評價環節，在智慧評價、管理方面有待深入研究，以促進完整智慧教育評價體系的不斷完善。

（四）依托師資培養，建立智慧教育研究集群

如何培養教師的智慧化與創新思維，是推動智慧教育發展的關鍵。在智慧教育的相關研究中應該重視研究主體間的合作，即跨學科、跨機構合作發展，建立智慧教育領域研究集群。加強培養創新型教師，以多種激勵機制打造掌握智慧教育系統應用相關技能的智慧教育師資隊伍。因此，智慧教育的跨學科研究主要體現在人工智能、計算機、教育等學科的交叉融合，有效地融合多方面技術、理論知識，可促使智慧教育領域從多維視角深入研究，解決教育教學中存在的問題。在今后的研究中多促進跨學科、跨校和跨機構的合作，凝聚共識，并建立智慧教育研究共享集群，不斷推動我國智慧教育的持續發展。

參考文獻

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[3]于舒曼，馬秀峰.基于詞頻分析和共詞聚類的圖書館創客空間研究熱點分析[J].大學圖書情報學刊，2019，37（2）：97-101.

[4]儲節旺，閆士濤.知識管理學科體系研究（下）：聚類分析和多維尺度分析[J].情報理論與實踐，2012，35（3）：5-9.

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[6]楊現民，余勝泉.智慧教育體系架構與關鍵支撐技術[J].中國電化教育，2015（1）：77-84，130.

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[8]郭曉珊，鄭旭東，楊現民.智慧學習的概念框架與模式設計[J].現代教育技術，2014，24（8）：5-12.

[9]司林波.新時代教育評價改革的現實背景、內在邏輯與實踐路向[J].陜西師范大學學報（哲學社會科學版），2022，51（1）：96-110.

[10]崔向平，張涵淇，杜玉霞，等.深度學習視角下的高校智慧課堂教學模式構建研究[J].數字教育，2022，8（3）：34-41.

（責任編輯 孫興麗）

Research Hotspot and Trend Analysis of Wisdom Education Based on Knowledge Map

Ma Yana， Chen Mina，b， Liao Jialia，b

（a. Wisdom Education Research Institute; b. School of Computer and Information Science， Chongqing Normal University， Chongqing， China 401331）

Abstract： Smart education， as the advanced form to be realized in the stage of education informatization 2.0， is the new direction of informatization in education nowadays. The study selected 587 literatures related to smart education as the research object， and used SATI 3.2， SPSS 25.0， Ucinet 6.0 and other visualization softwares to conduct word frequency analysis， co-word cluster analysis， multi-dimensional scale analysis （MSD） and social network analysis to explore the direction， hot spots and future development trend of domestic smart education research. The study found that the current research on smart education mainly focuses on four aspects： the construction of smart education teaching environment supported by key technologies， the construction of “Internet +”curriculum resources， the reform of classroom teaching in the context of smart education， and the research on development strategies. Based on the results of data analysis， we propose to broaden the theoretical system of wisdom education research， promote the comprehensive implementation of wisdom teaching， build and improve the evaluation system of wisdom education， and establish research clusters of wisdom education based on the background of the times， so as to explore the future research trends of wisdom education development and provide thoughts and references for deepening the development of wisdom education and broadening the breadth of research in China.

Key words： Wisdom education; Research hotspots; Trend analysis; Knowledge map