基于知识图谱的微课研究热点与趋势分析*

叶爱敏 王佑镁



基于知识图谱的微课研究热点与趋势分析*

叶爱敏 王佑镁

（温州大学教育信息化研究所，浙江温州 325035）

微课已成为当前数字化学习实践与研究的热点。文章以中国知网（CNKI）数据库收录的1289篇微课相关的期刊论文为研究对象，以共词聚类和多维尺度分析为主要研究方法，采用Bicomb和SPSS 20软件进行数据统计和内容分析，绘制出能直观反映各个高频关键词之间关系的树状图和热点知识图谱，揭示了我国微课研究领域的热点、重点以及发展趋势，可为微课的研究与应用提供参考。

微课；知识图谱；翻转课堂；多维尺度分析

引言

随着网络在线教育的蓬勃发展，微课这一新型学习资源得到广泛应用，成为国内外信息化教学研究与实践的热点。“微课”是指以视频为主要载体，记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点或教学环节而开展的精彩教与学活动全过程[1]。一般认为，美国北爱荷华大学McGrew提出的60-second Course以及英国纳皮尔大学Lee提出的The One Minute Lecture（OML）是微课的雏形[2]。2010年，佛山市率先开展中小学优秀微课资源征集评审大赛，首次提出微课和微课程的概念。而后微课程、微视频被许多一线教师所接纳并尝试，在国内掀起了一股对微课程理念、应用前景以及教学实践探索的热潮。

本研究采用文献计量学方法，运用关键词共现分析技术，结合定量分析和定性分析，对我国微课研究领域的相关热点进行了梳理，并结合知识图谱，进一步归纳和分析了我国微课的研究热点和未来发展趋势，为今后我国数字化学习资源的开发提供了有力的依据和支持。

一 研究方法与数据收集

本研究采用的研究工具为Bicomb共词分析软件和SPSS 20统计软件，采用的文献内容分析方法主要是词频分析法和共词分析法。其中，词频分析法利用表达文献核心内容的关键词或主题词在某一领域文献中出现频次的高低，来确定该领域的研究热点和发展动向[3]；共词分析法将定量分析与定性分析相结合，通过统计文献集中专业术语共同出现的次数，来揭示领域研究的热点主题及其关系[4]。本研究的知识图谱获取与分析基本流程如图1所示。

1 数据采集

在微课研究领域中，与微课相似的关键词有“微课程”、“微型课程”、“微型课”。其中，微课程是运用建构主义方法化成的、以在线学习或移动学习为目的的实际教学内容[5]，以短小精悍的在线视频为主要载体[6]；微型课程是包含了课程目标、课程内容、课程实施、课程评价等完整课程要素的、与长期课程相对应的一种课程形态[7]；微型课是比正常课时间长度短、教学容量小的课[8]。考虑到微课程同微课联系紧密，而微型课程、微型课同微课异大于同，因此本研究除核心关键词“微课”之外只考虑检索“微课程”。以中国知网（CNKI）数据库为文献来源，分别以“微课”、“微课程”进行文献检索，共检索出1333篇论文，查阅时间为2015年3月18日。剔除会议信息、重复文献等不符合要求的文献，最后确定有效研究文献1289篇。为便于关键词共词分析，合并一些含义相同的关键词，按规范标准化处理文本内容。

图1 知识图谱获取与分析流程图

2 共词分析

采用Bicomb软件对上述1289篇文章进行关键词统计，结果显示2011年至2015年3月我国微课相关的研究学术论文共有1345个关键词，累计总出现频次为4654次，其中最高频次为868（对应关键词“微课”），其次为444（对应“微课程”）。提取出现次数在20次以上的高频关键词，共显示30个热点关键词，如表1所示。利用Bicomb软件中的词篇分析功能，选择频次阈值（≥20，≤868）生成词篇矩阵为.txt格式。

表1 前30位高频关键词排序

3 知识图谱分析

采用SPSS 20软件导入词篇矩阵txt文件，通过系统聚类获取高频关键词Ochiai系数相似矩阵，即可呈现前30位高频关键词的相似关系；由于“微课”同“微课程”关系紧密，因此分析时可去除核心关键词“微课”、“微课程”，选择频次阈值（≥20，≤151）再次生成词篇矩阵，用SPSS 20导出28×28相似矩阵和相应的聚类树状图，然后对相似矩阵进行多维尺度分析（Alscal），获取Euclidean距离模型散点图，再根据聚类情况绘制出微课研究热点知识图谱。

二 研究结果与分析

1 高频关键词分析

对标准化后的30个高频关键词进行排序，可知前8位关键词的出现频次均大于70次，依次为：微课（868）、微课程（444）、课程（151）、翻转课堂（121）、应用（95）、教学设计（79）、设计（76）、学科教学（75）；其余22个关键词的出现频次均大于或等于20。这一结果初步说明，微课研究多围绕课程、翻转课堂、教学设计和学科教学等方面的主题。

2 高频关键词的Ochiai系数相似矩阵及分析

从发表的文献可以看出，部分作者将“微课”同“微课程”概念混用。为了科学地表示微课同其它关键词的关系，本研究将微课、微课程关键词用“微课（程）”表示，然后用Bicomb软件进行共词分析，生成词篇矩阵后导入SPSS 20，选取Ochiai系数将其转化为一个29×29的共词相似矩阵，结果如表2所示。

表2 高频关键词Ochiai 系数相似矩阵(部分)

表2相似矩阵中的数字表明数据间的相似性，数字的大小表明关键词之间的距离远近。数值越接近1，表明关键词之间的距离越近，相似度越大；反之，数值越接近0，则表明关键词之间的距离越大，相似度越小[9]。

与微课（程）距离由近至远的关键词包括：课程（0.342）、翻转课堂（0.307）、应用（0.272）、教学设计（0.245）、设计（0.243）、学科教学（0.241），这些高频关键词之间的相似性值都相对较小。对表中的系数大小进行分析，可以发现：“设计”和“教学设计”、“学科教学”经常呈现在一起（距离仅为0.002），“教学设计”和“应用”较多地呈现在一起（距离仅为0.027）。此分析结果初步说明，在已发表的关于微课的研究成果中，已有部分研究者探索学科教学、教学设计与微课（程）的关系，也已关注微课（程）的设计及应用，但关于这些关键词相关研究领域的发展空间比较大，有待进一步地探索。

3 高频关键词聚类分析

聚类结果反映关键词之间的亲疏关系，进而反映微课的研究热点。关键词聚类分析的原理是以它们两两在同一篇文章中出现的频次（也就是共词）为分析对象，利用聚类的统计学方法，把关联密切的关键词聚集在一起形成类团。关键词聚类分析时，先以最有影响的关键词生成聚类（种子关键词），再由聚类中的种子关键词及相邻的关键词形成一个新的聚类[10]。关键词距离越近，它们的关键词越相似。根据研究需要，去除核心关键词“微课”、“微课程”，将频次设定为20～151，共显示28个主要关键词。用Bicomb软件生成28×28的词篇矩阵，采用SPSS 20对其进行系统聚类分析，得到的关键词聚类树状图如图2所示。

图2 微课关键词聚类树状图

图3 微课研究热点知识图谱

4 多维尺度分析

多维尺度分析是将观察数据分配到“概念空间”的特殊位置，数据点间的距离由计算出的不相似性决定，其展示的是一个以向心度和密度为参数绘制成的二维坐标，可以概括地表现一个领域或亚领域的结构[11]。在SPSS 20中将28×28相似矩阵进行数据处理，采用多维尺度分析，得出Euclidean距离模型散点图，再结合聚类分析结果，绘制出微课相关的研究热点知识图谱，如图3所示。

5 结果分析

根据微课关键词聚类树状图和微课研究热点知识图谱，可将我国微课的研究热点划分如下：

（1）微课及其学科教学应用研究。由“课程、设计、应用、学科教学”等关键词构成，主要探讨微课的设计与开发、如何应用于学科教学。从图3可知，位于第一象限的信息技术、教学具有较高的密度和向心度，与微课的开发和应用一起成为国内微课研究中的重点与热点。自2012年9月开展微课大赛以来，我国对微课的探索与实践已在中小学一线教师中广泛展开。胡铁生提出依据ADDIE模型设计微课；张生等[12]结合多元文化教育、学习通用设计等先进理念，建构起微课设计要素的系统结构。在教学活动中，微课主要支持翻转课堂教学、课内差异化教学和课外辅导答疑等[13]，它给信息技术和课程教学的深度融合带来了新的冲击。根据文献统计，微课在教学中的应用以中小学教育、高校教育和职业教育为主；在学科教学中则以信息技术和英语学科居多，计算机、数学、语文等学科研究也占相当比例。除了一线教师，一些企业和研究人员也投入到微课的研究与开发中。在平台建设、开发与应用等方面，微课还有很大的发展空间。

（2）不同学习情境中的微课资源建设研究与探索。由“教学资源、MOOC、信息化”等关键词组成，其中“资源建设、信息化、移动学习”等关键词结构松散，表示有进一步发展的空间。“移动学习、微学习、MOOC”内部连接较为紧密，目前正有较多的研究者对此开展研究。我国关于微课、微课程的诠释与界定众说纷纭，如胡铁生、黎加厚、焦建利、张一春、苏小兵等纷纷从不同的角度提出了自己对微课的认识并给出了定义。从发表的文献可知，研究者常在不同场合下将微视频、微课、微课程、微型课程等概念混用。实际上，微视频属于技术概念范畴，微课属于资源范畴，而微课程、微型课程属于课程范畴。随着MOOC发展的风暴席卷全球，微课为我国中小学和大学的网络课程建设增添了新的活力。MOOC环境下的微课为教师课堂教学提供了更多的改革思路和可能性，也为学生的移动学习带来了新的学习契机。赵旭辉[14]引入微信、微社区等Web 3.0技术，形成了“微课程视频+微信获取+微社区互动”三微一体的立体化资源平台，为多媒体课程资源注入了新动力。

（3）基于微课的翻转课堂及教学设计研究。由“教学设计、翻转课堂、教学模式、远程教育”等关键词组成，研究基于微课的自主学习、翻转课堂等教学模式，以及远程教育中微课的教学设计和应用等。随着移动网络、智能手机和平板电脑的迅速发展与普及，基于微课的自主学习、远程学习、泛在学习越来越普及。基于此，微课不应仅作为配合教师上课的教学资源而存在，而应该与“翻转课堂”教学模式相结合[15]。在国内，利用微课程进行翻转课堂实验最初是从基础教育开始的，而后被广泛应用于高等教育教学中。2012年上海交通大学推出在线教育平台“南洋学堂”，结合微课程与翻转课堂并加以推广实施。当前，各大中小学校都在积极探索新型教学模式，创新教育教学方法。从总体的微课教学设计上看，在安排教学内容、处理学习者的个性差异、制定教学策略方面存在的问题较多[16]，已经引起了有关教学者和研究者的重视。

三 我国微课热点研究领域展望

总体来看，微课研究热点呈现交叉研究态势。图3中三大研究领域之间的分布距离很小，各领域间联系紧密。在各领域内，领域1、3的研究较为密集，而领域2则过于宽松，这说明在这些领域中挖掘研究空白相对容易。根据目前微课的研究现状，结合可视化的知识图图谱分析，可从以下方面把握今后的发展趋势：

1 强化微课的多学科应用，重视准实验研究和实证探索

目前，信息技术与教学的深度融合是我国教育教学改革的重点和难点，而运用微课融入到学科课程教学中，是实现这一“深度融合”目标最好的切入点之一[17]。当前，微课在教学中的应用如火如荼，但发展很不均衡。归纳起来，英语、信息技术和计算机类学科偏多，心理、体育、艺术类学科偏少；课堂教学研究偏多，实验教学研究过少；普教、职教应用居多，幼教、成教和特教研究过少。今后，还需强化微课的多学科应用，其在成人教育、特殊教育中的应用价值还要进一步挖掘。随着国内微课程教学实践的迅速开展，一些学者开始担心出现微课程实践先行而理论滞后的问题。而相关文献分析表明，很少有研究者从实证的角度对微课程进行研究，因此今后还需加强微课在实验教学和课堂层面的实证性探索研究。

2 立足微课的共建共享，加强微型学习资源平台推广和评价交流

当前信息化教育资源建设存在着与实际教学应用脱节、优质资源匮乏、资源形式单一等问题，这些也都是微课程建设与发展过程中急需解决的问题。尽管国内微课资源网站为师生提供了互动平台，但资源建设不够完善，评价和互动功能体现不到位。因此，今后还需研制能够跟踪学习行为的平台，通过挖掘学习特征信息以综合反映学生的学习情况。此外，目前我国大多数微课程评价形式单一，缺少对教学效果、师生、生生之间的互评和自评。因此，还需建设多样化的评价系统，并加强资源的循环再生与应用共享，以提高课程资源的实际使用率。

3 适应多形态的翻转课堂教学，开展微课应用模式研究

在国内，微课程的开发与合理利用是自主学习和终身学习的需要。目前微课程过于追求形式，常出现微课功能定位不准、不实用等问题。对此，一些高校提出微课建设迫切系列化、微课教学设计理念需要提升、微课平台需要及时转向应用环境建设[18]等建议。未来的微课设计要关注学习的生成性这一要素，以学习者为中心，从关注资源的艺术表现力转向关注资源与学习过程的有机结合[19]，重视资源的交互性和开放性。今后，微课将继续被应用于翻转课堂、电子书包、混合学习等教育改革项目中，这就需要从我国国情出发，吸取国外微课程及MOOC发展中的精华，根据不同学科课程的特点和学生的根本学习需求，寻求适合教师、学生教学实际的应用模式，以适应多形态的翻转课堂教学。

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编辑：小米

Research on Focus and Direction of Microlecture in China: Based on the Knowledge Map Analysis

YE Ai-min WANG You-mei

Microlecture has become a research hotspot in educational field. In order to visually show domestic research results about microlecture, the paper took 1289 journals about micro class from CNKI database as the research object, regarded co-word clustering and multidimensional scaling analysis as the main research method to complete content data statistics and analysis and the tree diagram and hot knowledge map, which directly reflect the relationship between the high frequency keywords, utilizing softwares of the Bicomb and SPSS 20. This paper revealed the hotspot, focus and development trend of research field of microlecture, which will provide reference for future development and study about microlecture.

microlecture; knowledge map; flipped classroom; multidimensional scaling analysis

G40-057

A

1009—8097（2015）11—0046—07

10.3969/j.issn.1009-8097.2015.11.007

本文为浙江省2013年高等教育教学改革项目“MOOCs背景下视频教学资源聚合共享机制及其应用”（项目编号：jg2013152）、2014年浙江省教育厅科研项目“基于微课程的‘现代教育技术’翻转实验教学模式研究”（项目编号：Y201430941）的阶段性研究成果。

叶爱敏，实验师，在读硕士，研究方向为数字化学习，邮箱为yam81@wzu.edu.cn。

2015年4月25日