近十年国内智慧教学研究进展与启示的知识图谱分析
高守宝 钟晓丽
摘? 要 为深入分析国内智慧教学研究的进展，选取中国知网（CNKI）数据库2009—2018年间的451篇文献为研究对象，运用CiteSpace软件绘制知识图谱进行可视化分析。结果显示，近十年来，我国智慧教学发展经历了三个阶段，正逐渐由理论探讨向实践探究过渡。未来的课堂教学在人工智能、大数据等条件的支持下，将会使教学资源、教学环境、教学组织形式、教学评价体系发生巨大变化，个性化学习与智能学习将成为学生的主要学习方式。
关键词 智慧教学;教育信息化;智能学习;知识图谱
中图分类号：G652? ? 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2019）23-0020-04
1 引言
随着“互联网+”、物联网、大数据、人工智能的快速发展，教育信息化进入2.0时代，《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》指出：“发展教育信息化，应注重开发优质教育资源，建设信息化学习环境，创新教育理念与教育模式。”[1]在此理念的倡导下，智慧教学的研究成为当前的热点问题，因信息技术要变革教育，首先应变革课堂教学。新课程标准也对课堂教学提出新要求：教师应由知识的传授者转变为学习的促进者，要尊重学生的个体差异，最大限度地调动每个学生的学习积极性;学生应主动参与课堂学习，并发挥自己的探究能力、创新能力。新课标还指出信息技术的重要作用：通过多样化的教学方式，利用现代信息技术引导学生理解知识的本质，形成科学的思维习惯[2]。
由此可见，智慧教学是教育信息化发展的必经之路。国内学者祝智庭认为，智慧教学即教师运用灵活的教学策略，使学生在智慧学习环境下进行智慧型学习，从而达到提高学生的创造性思维能力的目的[3]。为了更好地分析国内智慧教学研究的进展，本文对2009—2018年间相关文献的研究现状进行归纳梳理，对研究热点进行分析预测，以期为今后该领域的研究和实践提供一定的参考。
2 研究设计
本文采用文献计量法和内容分析法这两种研究方法，基于陈超美博士团队开发的专门用于学术文献分析的可视化工具CiteSpace软件[4]，对有关智慧教学文献中的题目、作者、发表机构的关键词进行共现分析，使研究领域的发展趋势、热点、前沿等最终以知识图谱的形式进行直观呈现[5]。本研究的主要数据来源于中国知网（CNKI）。为了尽可能科学、全面地掌握2009—2018年间智慧教学的研究情况，本文样本的选择标准有：检索主题为“智慧教学”“智慧学习”“智慧教育”“智慧教室”，期刊来源为“核心期刊+CSSCI”，检索时间段2009—2018年。共检索到582篇文献，剔除会议、广告等非学术期刊和重复文献后，得到与智慧教学相关的有效文献共451篇，作为本研究的样本数据。
3 研究结果与分析
智慧教学文献时间分布? 为了分析智慧教学的研究进展，选取2009—2018年这十年间的研究文献进行数量统计，并绘制出统计图，如图1所示。这个时间段横跨《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》发表前后，可以较好地论证时代背景对智慧教学发展的影响。从图1可以看出，智慧教学的研究文献发表数量近十年间呈整体上升趋势，其中2012年之前文献发表较少且增长比较缓慢，自2013年开始进入研究的热点时期， 2018年发文数量达到104篇，并且还有持续增长的趋势。由此可见，国家对教育信息化的支持是推动智慧教学发展的重要力量。此外，近年来经济的快速发展、信息技术的发展演变也为智慧教学的实施提供了良好的技术支持。
高产机构? 2009—2018年主题为智慧教学的451篇文献的研究机构分布非常广泛，通过对高产机构进行分析，可以进一步了解该学术领域的研究共同体，从而对研究趋势的预测更加准确。从智慧教学研究发文量排在前十的学术研究机构可见（表1）：江苏师范大学发文量为79篇，占所有期刊发文量的17.52%。江苏师范大学在2016年成立全国第一个智慧教育学院，围绕智慧教育、大数据、创客教育等教育前沿领域开展深入研究，并取得丰硕成果，为我国教育信息化的推进作出巨大贡献。北京师范大学发文量为62篇，占所有期刊发文量的13.75%。北京师范大学智慧学习研究院致力于打造终身学习的智慧学习环境和平台，并在2016—2018年间连续举办三次智慧学习系列学术周活动。华东师范大学发文量为53篇，占比11.75%。华东师范大学形成以祝智庭教授为首的研究团体，多年来在微课、翻转课堂、智慧学习等领域取得丰硕的研究成果。这三所机构是发文量为50篇以上的高产学术机构，占比也超过10%，具有非常显著的研究优势。由表1可见，排名前十的高产研究机构都是国内的师范大学，表明我国的教育研究领域非常注重智慧教学这一方面。
核心作者? 通过对核心作者发文数量的研究分析，能够得到该领域的作者联系和发文规律。由图2可见，陈琳（江苏师范大学）、祝智庭（华东师范大学）是发文量最多的两位作者，分别发表27篇和23篇。陈琳教授主要研究方向是教育信息化、智慧教育、数字化学习等，其在《教育信息化走向智慧教育論》中提出：当前的信息化环境建构必然引起教育形态变革，应借助经济发展，加快信息化建设，大力推行智慧教育[6]。祝智庭教授主要研究方向是教育信息化理论与系统工程、网络教育、教师专业发展等，他认为：信息时代背景下，必须利用智慧教育来带动教育信息化，进而推动教育教学的创新发展[7]。紧随其后的是杨现民（江苏师范大学）和黄荣怀（北京师范大学），发文量分别为17篇和14篇。从作者的合作情况看，作者之间少部分有合作，大多还是来自同一高校，跨校合作的情况较少，说明我国智慧教学的研究还没有形成核心作者群，这一方面还有待加强。
研究热点? 为了掌握智慧教学在2009—2018年间整体的研究轮廓，笔者绘制出智慧教学关键词共现知识图谱，如图3所示，图中节点的大小表示关键词出现频率的高低。除出现频次以外，中介中心度也是衡量关键词重要性的一个重要指标。根据研究需要，笔者从中抽取出中心度排名前十的关键词，并做出高中介中心度关键词统计表（表2）。综合分析图3、表2，可以看出关键词的频次与中心度变化趋势基本上是一致的，排名靠前的有智慧学习环境、智慧教室、智慧学习、教育信息化、大数据等，这些热点词涵盖了2009—2018年我国智慧教学研究的主要话题。对这些关键词进行简单分类，得出主要有环境建设（智慧教室、智慧学习环境、智慧校园、智慧课堂）、政策支持（教育信息化）、技术研究（人工智能、大数据、“互联网+”、信息技术、创客）、教学研究（智慧教学、教学模式、翻转课堂、智慧学习）四个关键词类团。高频关键词与中心度关键词的统计及分类旨在为后续研究热点与趋势预测提供数据源。
研究趋势分析? 研究前沿是指利用突现词来探究某一时间内一组文献的科学专题[8]。突现是指观察文献被引用的频数和文献中关键词的出现频次的变化情况，因此，根据智慧教学领域中关键词的突现率，可以较好地预测该领域研究的前沿主题。同时，可以结合时间维度，做出关键词时区图，通过分析某关键词出现的起始时间和持续强度，也能在一定程度上反映该领域的发展路向。对智慧教学领域2009—2018年出现的关键词及突现率进行统计，如图4所示。统计关键词随时间发展的演变情况如图5所示。通过两者结合，尝试分析近十年来智慧教学领域研究热点的变化情况。
依据突现词检测结果（图4）和智慧教学研究前沿时区视图（图5），可清楚地看出近十年来智慧教学领域研究热点的变化情况，将整个研究划分为三个阶段进行分析。
第一阶段为2010—2013年，这一时期可视为研究的起步阶段。在这一阶段，智慧教学的设想初步提出，发文数量较少，对智慧教学的研究也大多处于理论探索阶段。这一时期的关键词有智慧教育、智慧学习、智慧学习环境和教育信息化，即在教育信息化的浪潮推动下，相关学者开始将注意力集中于智慧教育与智慧学习上，并围绕其基本含义与创设条件展开探究。
慢慢地，人们意识到若想进行智慧教学，首先必须给学生构建一个良好的智慧学习环境。智慧学习环境是指在先进的教学理念的指导下，利用合适的信息技术与学习资源，记录学习者在学习过程中发生的变化，从而为之提供最合适的学习任务[9]。由此可见，在这一阶段，相关学者已经认识到实施智慧教学的必要性与紧迫性，并提出构建智慧学习环境的设想。
第二阶段为2014—2016年，这一时期是研究的重要阶段。在这一阶段，智慧教学的研究发展非常迅速，并且涌现出大量关键词，主要有智慧校园、教学模式、信息技术、翻转课堂、慕课、微课、大数据等。通过关键词可以看出，对智慧教学的研究也由理论探索阶段开始慢慢过渡到实践阶段，只是体系还不够成熟，其中以翻转课堂为代表。翻转课堂是指教师在课前为学生提供有关学习内容的视频，由学生在课下观看并相互探讨完成新课的学习，课上时间则由教师对学生进行答疑解惑[10]。这一模式与传统的课堂教学模式刚好颠倒，使学生拥有更多的自主活动时间和更大的自主权。教师制作教学视频、学生观看视频以及构建协作化的学习环境，都离不开良好的信息技术条件。这一时期，对智慧教学的研究不仅停留在观念和理论层面上，信息技术为课堂教学带来实实在在的变化。在教学资源方面，数字化与多媒体素材逐渐出现，不再仅仅使用传统的纸质教材;在教学环境方面，封闭的课堂结构得到改造，信息技术设备融入传统教室;在教师与学生方面，信息素养成为师生的必备技能。因此，这一阶段智慧教学的发展是突飞猛进的。
第三阶段为2017—2018年，这一时期对智慧教学的研究有了新的突破，关键词也转向“互联网+”、人工智能等。在这一阶段，人工智能在教学领域的主要应用有智能教学系统、智能化考试系统、VR技术等[11]。利用人工智能技术，可以更好地发挥教师的主导作用，智能识别不同学生的特点与薄弱之处，有针对性地提供教学资源与学习方法。在教学中，VR技术能够将生活中很难直观感受到的现象或难以执行的实验用虚拟的设备展现出来，帮助学生获得直观体验。这一时期，信息技术对课堂教学有了更进一步的影响，学生使用智能终端学习成为一种普遍现象。人工智能技术的引进也使个性化学习成为当前受关注程度最高的学习方式，大数据和智能化系统的综合运用，能为学生提供最适合自己的学习资源，并配之以及时的个性化指导与反馈。相比于前两个阶段，这一时期教学组织形式的变革是革命性的，已经从传统的班级教学逐渐转向支持群体个性化的教学[12]。
通过以上三个阶段可以看出，智慧教学自兴起以来，发展势头强劲，不断有新的技术突破，并且发文数量持续增长，已成为我国教育教学变革的重要趋势之一。
4 结语
本研究基于知识图谱可视化的方法，调查分析了主题为智慧教学的451篇文献。研究发现，该领域的研究近十年来一直处于稳定增长阶段，江苏师范大学和北京师范大学这两大机构的发文量居于前两位，对智慧教学的发展起到很好的推动作用，并且出现以祝智庭、陈琳为首的若干高产学者。从关键词来看，智慧学习环境、“互联网+”、人工智能、大数据等是一直以来的研究热点。研究发现，信息技术走进课堂极大地激发了学生的学习兴趣，提高了课堂效率。本研究对智慧教学的发展进行了较为全面的梳理，希望能够对今后的研究趋势和研究发展提供些许启迪。
1）相對于国外来说，智慧教学在我国起步较晚，目前大多处于理论探讨阶段。实践方面，虽然出现翻转课堂、慕课、微课等新的教学模式，但是研究不够深入，而且只是在个别学校进行试验，并没有大范围普及。实践是检验真理的唯一标准，若想鉴别智慧教学是否适合我国国情，是否能够切实提高学生的学习效率和学习体验，必须大力推动智慧教学在我国中学乃至高校的实践探究。对学校来说，应积极响应国家号召，将教育教学改革与智慧教学深度融合，贯彻落实《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》;
对教师来说，应积极学习相关的计算机基础知识，提高信息素养，建设智慧教师队伍。
2）实施智慧教学需要从构建良好的智慧学习环境和改变传统教学模式两方面入手。从关键词时区视图中可以看出，出现频次更高的关键词有智慧教室、大数据、“互联网+”、人工智能等，像教学模式、个性化学习、学习体验等关键词出现频次相对来说要低很多，即目前对智慧教学的研究大多处于技术层面。诚然，技术支撑是基础，但不可否认的是，学生是学习活动的主体，推动智慧教学发展的过程中必须注重学生的学习体验与身心发展。智慧教学对学生来说不应该只是从黑板到投影仪再到电子交互白板等硬件设施的变化，更应该是学习方式的变化。因此，改变根植于教师与学生心中的传统教学观念刻不容缓，教师应首先完成从知识传授者到课堂引导者的角色转变，之后再引导学生主动探究、合作学习。只有教学模式改变了，智慧教学的实施才有意义。
3）信息技术正在改造教育，再造信息时代的教育体系。智慧教学自兴起以来，发展势头强劲，信息技术与课堂教学逐步融合，大大提高了教学效率和学习体验。当然，智慧教学的发展并不会止步于此。那么，下一阶段的发展前景会是什么样子？可以预测，大数据、“互联网+”、人工智能仍会在一定程度上影响课堂教学，师生将进入全新的智能化学习空间。
此阶段，网络学习空间能够借助大数据技术和人工智能技术实现用户与资源、服务之间的智能匹配，通过智能代理，为用户提供智能化、适应性服务[13]，教学资源、教学环境、教学组织形式、教学评价体系等都会发生巨大变化。教学资源的来源将会更加多样化，除了纸质教材与网络资源以外，类似于可穿戴设备和全息技术设备等智能设备也会逐渐融入教学领域，以帮助学生获得更加直观、真实的体验;教学资源的变化将会带来教学环境的变化，智能设备的引进会使学生处于虚实结合的环境当中，教师可根据教学需要进行动态切换，以达到最佳学习效果;在智能学习环境中，教学组织形式也将变得更加灵活，合作学习、探究学习、个性化学习以及其他任何组织交往形式都可被选择、被使用，只要有助于学生的自身发展就可以;教学评价体系也将会变得更加多元化，成绩不再是评价学生的唯一指标，可以更好地实现学习知识、发展能力、训练技能的最新发展理念。
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作者：高守宝，通讯作者，山东师范大学物理与电子科学学院，副教授，硕士生导师，研究方向为科学教育;钟晓丽，山东师范大学物理与电子科学学院硕士研究生，研究方向为物理教学（250358）。
