基于词频分析和可视化共词网络的国内创客教育研究热点及趋势分析

2017-06-19晓金书辉王晨辉

中小学电教 2017年5期

关键词：网络图创客文献

☆ 张晓金书辉王晨辉

（1.东北师范大学信息科学与技术学院，吉林长春 130117；2.东北师范大学附属中学，吉林长春 130117）

基于词频分析和可视化共词网络的国内创客教育研究热点及趋势分析

☆ 张晓1金书辉2王晨辉1

（1.东北师范大学信息科学与技术学院，吉林长春 130117；2.东北师范大学附属中学，吉林长春 130117）

创客教育给教育领域带来了变革，引发了国内创客教育的研究热潮。本文利用SATI3.2软件通过抽取关键词、作者和研究机构等字段进行频次统计、构建词条共现矩阵和生成相应的共词网络图来透视国内创客教育的研究热点，并得到如下结论：当前创客教育的研究热点集中于对创客教育本身的研究，如概念的界定、内涵的解读和价值的探讨，创客教育与STEAM教育的融合研究，创客空间的建设处于逐步推进中；而对创课课程体系的设计和教学模式的探索正逐步成为这一研究领域的新方向。

创客教育；词频分析；研究热点；趋势

“互联网+”时代的到来引发了创客运动的浪潮，也给教育领域带来了革新，创客与教育的结合产生了创客教育这一新型的教育模式。由于创客运动的快速推进，创客教育虽然在国内处于起步阶段，但发展迅速，已然成为教育技术领域的热门话题，引起了众多学者对创客教育的多维度探讨。通过对相关研究成果的整理和分析，可以把握当前该领域的热点方向和未来的发展趋势，以期为后续更深入的研究提供一定的参考。

一、前期准备

（一）数据来源

将中国知网作为文献来源数据库，在知网中将“创客教育”作为关键词搜索，获得目标文献为263篇，去除其中会议、报告等不相关的文献，最后得到有效文献235篇，将其以EndNote格式导出，保存为txt文档作为分析的源数据样本。

（二）相关研究方法

1.词频分析法

词频分析是指通过对某一领域的研究文献中关键词或者主题词出现的频次进行统计，并依据频次高低进行排序从而揭示该领域中的研究热点和发展动向[1]。出现频率高的关键词可以被认定为是该领域中的热点研究词。

2.共词分析法

共词分析法是内容分析法的一个分支，它认为两个可以揭示文献主旨的词（通常是关键词或主题词）在同一篇文献出现，则认定两个词之间存在一定的共现关系，共现次数越多，则二者之间的关系越强[2]。

文章采取词频分析法对相关文献的关键词、期刊来源、作者所属机构进行频次统计，通过对关键词构建共现矩阵和共现网络图得到国内创客教育这一领域的热点和发展趋势。

3.数据处理工具的选择

本文以SATI3.2和Excel作为数据处理工具，来统计和分析文献数据结果。SATI3.2是由刘启元等人所开发的一款文献题录信息统计分析工具，可以进行题录格式的转换、字段信息的抽取、词条频次信息的统计和知识矩阵的构建，此外，该软件还将NetDraw功能集成其中，可以生成可视化的共词网络图[3]。

二、数据分析

（一）期刊来源分布

通过抽取“来源”字段，并对其进行频次统计，将刊登创客教育相关文献大于5篇的期刊按照降序排列，得到如表1所示的统计结果。结果显示，这些期刊大多来自教育技术领域的核心期刊，以《现代教育技术》、《中国电化教育》杂志载文量最多，表明创客教育确实是教育技术领域的一个研究重点。

（二）文献作者发文量统计

研究者在某一领域发表文献数量的多少代表着他在这一领域的研究水平及影响力。在SATI3.2中对“第一作者”字段进行抽取并进行排序，选取发文量超过3篇的作者进行统计，结果如表2所示。其中，以傅骞和王佑镁发文数量最多，发文量达到了5篇。

表1 来源期刊及刊登数量

表2 作者及发文数量统计

（三）研究机构分析

通过对作者研究机构进行统计分析可以了解到当前创客教育研究人员或团队的分布情况，透视各机构对创客教育的重视度。抽取文献中的“地址”字段并做相应的归并处理，选取发文量三篇以上的研究机构进行统计，得到如图1所示的结果。高校仍是创客教育的主要研究机构，以陕西师范大学、华东师范大学为主的师范院校占据主要地位，对于创客教育的普及有重要的推动作用。此外，该项统计结果也表明当前创客教育的研究力量较为分散，尚未形成一个联动的整体。

图1 研究机构及发文量统计

（四）高频关键词分析

在SATI3.2中选取“关键词”字段进行频次统计，得到创客教育研究的高频词列表。将具有相同含义的关键词（如STEM和STEM教育、创新和创新能力等）进行归并、去除一些无意义的词汇，提取频次大于4的关键词形成表3所示的高频词表。创客、创客空间、STEAM教育和创新能力等关键词成为创客教育这一领域的高频词。

表3 国内创客教育研究高频词表

（五）关键词共现矩阵的构建

将上述20个高频关键词抽取之后，构建一个20×20的多值共现矩阵（如图2），对角线数值为该关键词的频次，如创客教育和创客空间相交的数字为42，说明这两个关键词在同一篇文献中出现次数为42。共现次数靠前的高频词组合为创客和创客教育、创客空间和创客教育、创客教育和STEAM教育等，说明这些是当前该领域的重点研究方向。

图2 创客教育高频关键词的多值共现矩阵（部分）

（六）关键词共现网络图分析

将以上构建的20×20的关键词多值共现矩阵导入STAI3.2的集成NetDraw工具中，得到高频关键词的共现网络图（如图3）。节点大小标识着它在整个网络图中的重要程度，节点之间连线的粗细程度呈现了它们之间的亲疏关系，线条越粗表明两个节点间的关系越紧密。图3显示，创客教育、创客、创课空间这些关键词处于中心的位置，创客是创客教育的主体和参与者，创客空间作为创客教育的实施场所，因而它们三者之间的联系紧密，且与其他关键词之间的共现度较高，表明目前大多数相关研究围绕这些关键词展开；STEAM教育、创新能力、互联网+、创客运动这些词处于网络图的中间，连接了中心节点和边缘节点。课程设计、教学模式和机器人教学等词位于网络图的最外围，这并非代表这些关键词不重要，它们揭示了该领域未来的一个研究趋势。

图3 创客教育高频关键词的共现网络图

三、研究结果

根据上述的数据分析结果和一些代表性文献，得出当前国内创客教育的研究热点和未来发展趋势如下。

（一）中心节点——当前研究热点

1.创客教育本身的研究——概念、内涵和价值的解读

从高频关键词“创客教育”、“创客”来看，当前大部分研究集中于创客教育本身，对其发展脉络、本质特征、价值取向进行理论方面的探讨。许多研究者从多个角度对创客教育进行了解读，认为它是一种技术支持的基于创造的学习[4]，以信息技术的融合为基础，注重DIY理念[5]，秉承“开放创新、探究体验”的理念[6]，是创客文化在教育领域中的展现。虽尚未形成一个明确的定义，但都对其价值给予了认同，认为创客教育对学生动手能力和创新能力的培养有重要的作用，可以促进我国课程体系的革新，发展创新型人才。

2.创客空间的组建——高校、中小学的多方参与

创客空间是将创意付诸实践的场地，是开展创客教育的实施场所和支撑环境。许多研究者也将视角转向了创客空间的建设上，多方研究力量参与其中，高校、中小学和高职院校均依托自身优势搭建各具特色的创客空间。研究层面也呈现多样化，既有体系架构和理论模型的构建，如雒亮、祝智庭[7]提出的集线下实体空间和线上虚拟空间为一体的创客空间2.0结构模型和宋述强[8]提出的包含跨界导师、创客活动、创客工具等六个要素在内的创客空间iSMART模型；也有实践角度的探索，如清华大学在2014年组建了“iCenter”创客空间，从场地、技术培训、产品制作等方面为全校师生开展创客活动提供全方位的支持，温州中学以谢作如[9]教师为主的一批创客教师组建了DF创客空间，为学生配备了包括3D打印机、Arduino机器人、激光雕刻机等硬件资源和包括信息技术教师、高校研究生和企业创客在内的多样化师资，率先在中小学展开创客教育的实践探索。

3.创客教育与STEAM教育的融合——多维度辨析与深度融合

创客教育一经提出就与STEAM教育密不可分，创客教育尚未形成完善的理论体系，缺乏系统的理论指导，而STEAM教育起步较早，相应的研究成果也比较丰富，许多研究者从辨析二者的异同出发，尝试将STEAM教育的相关理念和模式引入创客教育，以实现二者的深度融合。杨晓哲[10]从发展起源、教学目标、师生角色定位等方面比较了二者的异同，提出了二者面临的挑战。杨现民[11]认为STEAM教育和创客教育是实现创新教育的具体途径，二者都需要进行跨学科的整合，强调二者之间的联动融合，STEAM教育注重学生的跨学科思维和STEM素养的提升，创客教育更关注对学生创造力的培养，要求创意性作品的产出。王旭卿[12]基于Scratch、Picoboard、Arduino等物理计算平台从教学目标、教学策略、教学评价等维度出发构建了面向STEM教育的创客教育模式。由此可见，创客教育和STEAM教育在理论基础、教学模式和评价体系方面的融合设计也是当前创客教育领域的研究热点。

（二）边缘节点——未来研究趋势

1.创客教育课程体系的规划设计

3D打印和开源硬件的加入为创客教育提供了技术支持，也催生了新型的课程形式——创课，Arduino、创意电子、机器人等一系列创课课程成为创客教育实施的课程载体。如温州中学的谢作如将Arduino创意机器人课程作为主要的实践平台，开发了以设计类、控制类和互动类三方面为主的创课课程，并配置了包括校本教材、微视频等在内的一系列教学资源。但相关探索仍处于起步阶段，从顶层的部署规划到落地实施都需要进行精心的设计。如何实现物理、数学、程序设计等多个学科之间的跨学科整合、必修课程、选修课程等多种课程设置形式的选择、不同学段中相应课时的分配和安排、师资的专业化培养等一系列问题仍需在实践中进一步的磨合和改进。

2.创客教育教学模式的优化更新

随着课程载体的变化，创客教育教学目标转向重在培养学生的创造力、跨学科知识的整合能力和合作探究能力，传统的教学方法已经不能适应这种新型课程的需要，教学模式和方法亟待优化更新。翻转课堂、项目教学和设计型学习等新型的教学模式有望被逐步引入创客教育，目前项目学习被普遍认为是实施创客教育的有效教学模式，但对于项目的设计流程仍需结合具体的课程载体进行详细规划。相关理论的指导、教学方法的选择、课程评价指标的确定尚需在实践中进行检验。