我国创客教育的研究热点和发展趋势分析*<br/>——基于共词分析的可视化研究

我国创客教育的研究热点和发展趋势分析*
——基于共词分析的可视化研究

2018-04-02彭绍东

中国教育信息化 2018年5期

黄金，彭绍东

（湖南师范大学教育科学学院，湖南长沙410081）

一、引言

随着创客运动（Maker Movement）的发展和创客空间（Maker Space）的创建，创客教育（Maker Education）越来越受关注，许多高校和中小学相继创设创客空间、开展创客活动、实施创客教育。本文以与我国创客教育研究领域有关的核心学术文献为分析对象，利用共词分析方法梳理我国创客教育研究的状况，旨在从整体上把握我国创客教育研究的现状与发展趋势，为创客教育未来的研究与实践提供一定参考。

二、研究对象、方法与过程

1.研究对象

文章选取中国知网（CNKI）中的期刊数据库为检索范围，分别以“创客教育”、“创客”并含“教育”为检索主题，时间跨度不限（检索时间为2017年7月18日），期刊来源指定为核心期刊和CSSCI，共检索出相关文献264篇，剔除掉开栏语、会议通知、简讯等不相关文献，共选取194篇有效文献作为研究对象。

2.研究方法和工具

（1）研究方法

共词分析法指两个关键词在某一学科领域的研究文献中同时出现，表明这两个词具有某种关系，且同时出现的次数越多，表明它们之间的关系越密切。[1]文章利用现代统计技术中的共词分析、聚类分析、战略坐标分析、社会网络分析等分析方法。将核心期刊上创客教育领域内的关键词加以提炼、聚类，以便对国内创客教育的研究现状进行可视化分析，旨在从整体上把握我国创客教育的研究热点和未来研究趋势。

（2）研究工具与思路

①运用中国知网题录信息导出工具，选择文献题录信息统计分析工具SATI3.2能识别的ENDNOTE格式。②将ENDNOTE格式文件导入文献题录信息统计分析工具SATI3.2中生成创客教育领域的关键词和共词矩阵。③将关键词导入EXCEL中，利用公式计算得到相异矩阵。④利用统计分析软件SPSS20.0对关键词相异矩阵进行共词系统聚类分析。⑤根据共词聚类分析和关键词的共现矩阵，通过相关公式计算得到聚类的向心度和密度，据此利用EXCEL绘制二维战略坐标图。⑥使用社会网络分析软件UCINET6.0，绘制高频关键词之间的社会网络图谱。

3.研究过程

（1）提炼高频关键词

首先，利用SATI3.2对194篇有效文献的关键词进行词频统计，共获取418个关键词，频次总和计826次。其次，删除与研究主题无关的关键词（如述评、特点、心态等）。然后，合并相似或相近的关键词（如创客、校园创客合并为创客等）。最后，根据词频g指数计算公式[2]：g2＜=a，（g+1）2＞b选取词频数在4次以上的高频关键词，获取19个高频关键词，按频次降序排列如表1所示。（g表示关键词序号，a表示g关键词累计出现的频次，b表示g+1关键词累计出现的频次）

表1 高频关键词

（2）高频关键词共词矩阵

文章利用SATI3.2软件生成19×19的高频关键词共词矩阵（见表2）。

表2 共词矩阵（部分）

（3）高频关键词相异矩阵

首先，采用Equivalence相似系数法：Equivalence= Mab/（Ma*Mb）1/2将共词矩阵转化为相似矩阵。然后用1减去相似矩阵中的相关数值得到相异矩阵（见表3）。

表3 相异矩阵（部分）

（4）高频关键词聚类结构图

利用SPSS20.0对相异矩阵进行系统聚类分析，聚类方法选择组间联接，度量标准区间选择平方Euclidean距离，使用Z得分标准化转换值，得到高频关键词的聚类树状结构图（见图1）。从聚类树状图分析，将创客教育领域分为六大主题类别结构（每一主题类别都用虚线隔开）。再根据钟伟金[3]提出的粘合力公式N（A）= S/（n-1）计算出各个主题类别中关键词的粘合力，将主题中粘合力最大的关键词称为中心词，以此作为该研究主题的类别名（见表4）。（注：N表示某一主题内关键词数量，A表示关键词，S表示关键词A与主题类的其他词两两出现的频次之和）

图1 高频关键词聚类树状结构图

（5）战略坐标图

战略坐标图通过向心度和密度揭示某研究领域各研究主题的地位，反映该研究领域内部联系程度和主题间相互作用情况。[4]文章基于共词分析和聚类分析，根据该研究主题的外（内）部链接平均数与总平均数之差计算出向心度（密度）[5]（见表5），再利用EXCEL绘制六大研究主题的战略坐标图（见图2）。其中，向心度用X轴表示，反映了研究主题的核心度，密度用Y轴表示，反映了研究主题的成熟度。以各主题向心度和密度的均值为原点，将该坐标图分为四个象限，分别表示该研究主题为核心、成熟（第一象限）；边缘，成熟（第二象限）；边缘，不成熟（第三象限）；核心，不成熟（第四象限）。

从战略坐标图分析，六大类研究主题主要分布在第一、三象限。具体如下：C、D分布于第一象限，即创客教育的理论研究和基于创客教育的创客空间研究。说明这两类研究主题的密度和向心度的数值都为正。其中创客教育理论研究主题的向心度和密度的值最高，并明显地高于其它各类主题，表明该研究主题内部子主题间有非常密切的联系，且该研究主题与其它各类主题之间也存在非常密切的联系。比如，创客教育、STEAM教育、创客等关键词与其他各类关键词都能在一篇文献中同时出现。A、B、E、F分布于第三象限，即基于创客教育的创新能力培养、基于创客教育的创新与图书馆研究、基于创客教育的创新创业教育研究以及基于创客教育的跨学科教学模式与创客课程研究四大类。相比于其它各类，这四大类的密度和向心度的数值为负，这些研究主题内部结构松散，且与其他研究主题的外部联系不密切，表明其研究也不够成熟，位于非核心位置。

表4 研究主题类别结构表

表5 研究主题的向心度和密度

图2 战略坐标图

据图2所知，相对来说，基于创客教育的创新与图书馆研究、基于创客教育的创新创业教育研究的向心度更靠近Y轴，表明这两类主题的研究发展虽然还不成熟，但从其主题与其他主题间的作用程度看，存在较大的发展潜力，有利于发展为我国创客教育研究的重点领域。主要原因，其一，图书馆作为创新教育实施的重要场所，是创客空间的一种组织形式，和创客空间蓬勃发展有关系；其二，随着创新创业教育纳入国民教育体系，各个高校掀起创新创业教育的浪潮。

三、研究热点分析

1.基于创客教育的创新能力培养

2016年《教育信息化“十三五”规划》明确提出，将信息技术应用于创客教育等新的教育模式，加强学生的信息素养，提升创新意识和创新能力等。由此可见，创客教育成为了培养学生创新能力的重要途径。这类研究主题主要由创新能力、创新教育、“互联网+”和教学改革等高频关键词组成，从理论和实践方面集中探讨了创客教育中创新能力如何培养。理论上，李小涛等[6]探讨了在互联网背景下，从体验式学习、项目式学习、创客学习过程等方面培养学习者创新能力。此外，研究者建构了创客教育的不同模型，来培养学习者创新能力，比如，基于创客教育的设计性学习模式[7]、高校实践教学体系[8]和创客课程模型[9]。实践上，吕国等[10]在工科院校搭建创客教育平台，培养学习者的实践创新能力。桂亮等[11]将3D打印技术融入实践教学，提高了学习者创新能力。综上，研究者从创客教育的理念和实践视角，探讨了如何培养学习者的创新能力，但究竟培养了哪些核心素养，目前还没有清晰的认识。

2.基于创客教育的创新图书馆研究

2015年3月，李克强总理在《政府工作报告》中喊出“大众创业，万众创新”的口号，全国创客教育浪潮高涨。这类主题研究包括创新、图书馆等高频关键词，研究者主要集中在如何通过图书馆的创新来开展创客教育。目前，我国少数公共图书馆通过尝试改造，形成适合开展创客教育的创客空间，如长沙图书馆、上海图书馆、成都图书馆等。[12]显然，国内注重利用公共图书馆开展创客教育教学实践，却鲜有研究者关注学校图书馆。但国外已有高校将本校图书馆作为创客空间开展创客教育，并取得成效。这在一定程度上为我国图书馆创新发展，及创客教育的研究提供了新思路。因此，笔者认为，将图书馆改造成适合开展创客教育的创客空间，能促进创客教育朝着一种低消耗、高成效的方向发展，将受到更多研究者的关注。

3.创客教育的理论研究

随着创客教育的发展，我国研究者开始关注创客教育的理论探究。该主题由创客教育、STEM教育和创客等高频关键词组成，主要关注以下三方面：其一，创客教育的概述，主要阐述创客教育（Maker Education）的起源、发展历程、内涵、理念、价值、特征等。比如，张茂聪等[13]从创客教育的起源探讨了创客教育的本质内涵，杨现民等结合创客教育的内涵、理念和价值等方面，探讨了创客教育的潜在价值。其二，创客教育与STEM教育融合的初步探索。实际上，创客教育作为一种新型教育模式，还处于探索的初级阶段，而STEM教育是一种较为成熟的教育模式，且两者都属于跨学科教学。如傅骞等[14]通过将创客教育和STEM教育融合，开展融入创客教育理念的综合实践课程。其三，创客教育与不同学段的整合研究，有研究者以中小学创客教育实践为例，提出了创客教育推进策略。[15]但是，由于中小学教育受应试教育、升学压力的影响，创客教育仍然作为一种辅助的教学方式，还没有与其他学科教学实现真正意义上的融合。因此，目前中小学创客教育仍处于探索初期，其中，创客教育如何与传统教育融合、如何应对应试考试压力、如何提升学生创新素养，这需要我们进行深入研究。

4.基于创客教育的创客空间研究

李克强总理在视察深圳柴火创客空间时，对创客和创客空间的发展给予肯定，随后在国务院常务会议上，为创客空间的发展提供了政策支持。创客空间为创客教育的实施提供了实践基地，是创客们创新、创造、协作、交流、分享的活动场所，创客空间便成为了创客教育研究的重点。该主题主要由创客空间、创客运动、众创空间及创客文化等高频关键词组成，主要集中在创客空间的模型构建和具体实践两方面。其一，随着创客空间研究的深入，宋述强等[16]从理论视角构建了创客空间的iSMART模型。雒亮等[17]基于O2O建构了线上线下融合的创客空间2.0，意味着创客空间的研究从物理空间拓展到虚拟空间。其二，随着创客运动的深入发展，我国已有城市进行了创客空间的具体实践，如上海、北京、温州、广州、深圳等城市，也有一些学校如清华大学、温州中学、北京景山学校等把创客空间作为教学实践基地。无论是创客空间的模型构建，还是具体实践，都需要创客文化作为精神指引，通过分析相关学术文献发现，祝智庭等[18]指出广义的创客教育就是培养大众的创新精神，这对我国创客文化的研究具有一定指导意义。但是，我国学校创客空间的研究并未涉及创客文化培养的具体方案。

5.基于创客教育的创新创业教育研究

加强创新创业人才队伍建设和深化高校创新创业教育改革由《关于深化高校创新创业教育改革的实施意见》提出。随后，创新创业教育课程纳入国民教育体系，高校出现创新创业浪潮。这类主题研究主要由创新创业教育、高校、创客学习等高频关键词构成。文献分析发现，该主题的研究者主要集中探讨了如何落实高校创新创业教育和实践的问题，如韩晨光等[19]通过抽样调查，提出面向理工科大学生的创业教育课程体系。但创新创业教育是一个系统化、复杂化的过程，需要课程体系、实践基地、专业师资等全方位的融合。若没有专业师资对创新创业教育进行合理有效指导，创新创业教育的发展将缺少一个掌舵人，因此，专业师资是确保创新创业教育发展的重要因素。而阅读文献发现，高校创新创业教育研究对专业师资的培养鲜见，笔者认为，加强专业师资的培养将成为创新创业研究关注的重点。

6.基于创客教育的教学模式与创客课程研究

创客教育可理解为创客的教育和创客式教育，前者通过开设专门创客课程、创建创客空间，配备专业教师开展实施，后者则将创客理念融入学科教学，开展基于创客的学习，探索创客教育的教学模式。[20]这类主题研究主要由创新创业教育、高校、创客学习等高频关键词构成。文献分析表明，该主题集中在创客课程和教学模式的研讨上，比如，研究者建构了具有创课内容、创课项目、创课活动和创课评价四环节的创客课程体系。[21]西北工业大学把创客空间作为教学实践基地，构建了创客教育课程体系。[22]杨晓彤[23]等利用网络空间学习环境，构建了中小学创客教学模式。吴永和等[24]基于教学实践，建构了“学做创”为导向的高校创客教育课程设计模式。虽然我国在创客教育的教学模式和创客课程研究方面进行了相应的理论与实践探索，但缺乏系统性和推广性。因此，笔者认为，对创客教育课程及模式探索还有待深入研究。

四、发展趋势展望

文章基于共词矩阵，利用NETDRAW生成共词网络图（见图3），并运用UCINET6.0对图中关键词进行“核心—边缘”量化分析，获得所有关键词的具体分布情况（见表6）。图中方框节点大小表示高频关键词频次的高低，节点之间连线的粗细表示高频关键词之间关系的强弱。表中的拟合值表示关键词生成的拟合优度测度，拟合值界于0和1之间，数值越小，拟合度越低，数值越大，拟合度越高。[25]

图3 共词网络图

表6 关键词的核心—边缘分区

基于共词网络知识图和关键词的核心—边缘分区，可从高频关键词节点的大小、连线的粗细、核心—边缘分区等来分析创客教育研究主题内部关系，从而预测创客教育未来发展趋势。①从高频关键词节点的大小分析，创客教育、创客、创客空间、创新创业教育、创客运动等构成了我国创客教育研究领域的核心关键词。通过文献分析，研究主要集中在创客教育的理论研究与创客空间的研究，通过高频关键词节点大小反映了我国创客教育的研究热点。②从高频关键词间连线的粗细分析词词关系，以创客教育为中心，连线最近且线段最粗的是创客和创客空间，说明创客和创客空间是创客教育的核心要素。其次是STEM教育、创客运动、互联网+、创新、创新创业教育、高校等。文献分析可知，创客运动的浪潮助推创客教育理论与创客空间的研究，此外，创客教育与STEM教育融合，促进了高校创新创业教育发展。③从核心—边缘视角分析，其中教学改革、跨学科、创客课程、教学模式、创新教育等位于半边缘区和边缘区，与其他关键词节点连线稀疏，且连线长又细，说明这些关键词代表的主题研究不够受重视，还有待深入研究。基于以上分析，结合文献梳理，文章预测我国创客教育未来的发展趋势如下：

1.转变研究范式，从哲学思辨到实证研究范式的转变

目前，我国创客教育研究成果虽呈上升趋势，但大多数研究者停留在对国外创客教育的引进（如郑燕林对美国高校实施创客教育的路径分析）和创客教育理念的本土化探索（如祝智庭、杨现民等人），在实证领域尚处于初步探索期。虽然，我国创客教育的实践研究仅取得个案的成功（如温州中学），但研究力度尚浅，未能在全国大范围内得到推广。因此，研究者今后应注重从实践出发，加强创客教育的实证研究。其一，加强中小学创客教育实践教学研究。其二，推进高校创新创业教育的发展，从多视角拓展我国创客教育的实践研究路径。其三，构建创客教育评估体系，使用量化评估研究方法推进我国创客教育的发展。

2.拓宽研究领域，形成校企政“创客共同体”

创客教育受到政府相关部门的支持，正如火如荼地进行，其研究对象主要是高校和中小学，但对企业的关注度还不够。鉴于创客教育是基于创造中的学（郑燕林，2015），培养的是学习者创新创造力，其需要企业提供技术和产品以及真实情境支持，政府提供资金资助，为学习者创造力培养提供创新型平台。因此，笔者认为，今后我国创客教育应开拓研究新领域，以培养学习者创新创造力为核心，形成校企政“创客共同体”。其一，加强学校和企业的交流合作，学校可从企业获取最新技术和产品支持，用于创客教育教学，培养创客创造力。其二，加强学校与政府的交流合作，学校应根据政府方针政策调整创客教学目标，培养创客创新能力。其三，保持学校与学校间的会话通畅性，打破学校“围墙”，实现资源共享，促进校校间创客者思想交流。

3.深化课程理念，研发一体化创客课程体系

目前，我国创客教育主要以杜威的做中学为教学理念，重点关注了创客空间、众创空间、STEM教育等方面。但创客教育不仅需要创客空间作为实践场所，也需要创客课程作为支撑。创客空间和创客课程是一种相互依托关系，创客空间为创客课程提供实践基地，创客空间的创设取决于创客课程的刚需。创客课程和创客空间是创客教育的重要组成部分。整体上看，我国创客课程结构松散，不成体系，尤其是中小学、高职、高校的创客课程与社会创新创业教育衔接不够好。因此，创客教育要注重一体化创客课程体系的研发，包括创客式教材、教具、学具等。其一，在国家层面，研发通用的国家创客课程，其中，中小学研发融入基础学科教学的创客课程，培养学习者的创意思维和创新方法；高职、高校研发融入公共基础课、专业课、选修课的创客课程，培养学习者的创造技能和创业能力；社会研发满足创新人才培养的创新创业教育课程。其二，在地方层面，研发具有地方特色的创客课程。其三，在学校层面，研发能突出学校特色的校本课程，目前，我国有温州中学和北京景山学校研发了多门校本创客课程。值得注意的是，在课程视角下，既要突出不同学龄段创客创新创造力的重点，又要注重创客教育的连续性，促进创客教育的可持续发展。

4.加强研究实践，促进创客教育与实践教学的深度融合

目前，我国创客教育与学科实践主要集中在中小学信息技术课程与高职、高校的计算机课程方面，实践范畴涉及面狭小。需谨慎的是，仅通过某门课程的实践，创客教育难以与学科深度融合，实现教学改革。因此，研究者应加强创客教育与其它学科的实践。其一，意识到创客教育不只是信息技术或计算机学科的“专利”，还应将创客教育融入其它学科教学，使其与现有教育教学深度融合，促进创客教育全面发展。其二，重构现有学科体系，开展创客教育与多学科的实践，探索创客教育与多学科融合的教学模式，推动教育改革的发展。其三，以项目实践的方式开展创客学习，促进创客教育基于实践的发展。

5.关注教师成长，提升教师创客素养

创客教育实际上是一种以培养创新创造力为核心的新型教学模式，该模式对教师的创新力和创造力提出了新的要求。其一，开展创客教育专题研讨会，以创客共同体的形式实现经验交流和资源共享，从创新意识、创新思维等方面来提升教师的创客素养。其二，加强校企、校社合作，充分发挥企业创新技术与产品、社会创客空间的优势，从创新实践能力、创造能力等方面提升教师的创客素养。其三，通过举办创客教学大赛激发教师的创新创造力，产生优秀创客教学案例，借助网络平台实现资源共享，从技术能力和教学能力等方面培养创客式教师。

五、结论

基于创客教育研究领域高频关键词的聚类分析、战略坐标分析及社会网络分析，采用定量研究为主、定性研究为辅，从宏观到微观分析了我国创客教育研究的主题结构与研究热点、各个主题在研究领域的地位（成熟度与核心度）、主题内节点间的关系强度。我国创客教育的研究主要集中在六个方面，呈现以下三种趋势：第一，创客教育的理论研究，该主题为研究热点，研究成熟度最高，且主题内节点的关系非常紧密，未来几年研究者会持续关注此主题；第二，创客空间研究，该主题为仅次于创客教育理论研究的研究热点，未来几年该主题的发展会成为研究者重点关注的研究主题；第三，创新能力培养、创新与图书馆研究、创新创业教育研究、跨学科教学模式与创客课程研究，相对创客空间的研究来说，其研究热度、成熟度都相对较低，但随着研究者的关注，其热度会上升，将会成为未来研究的重点。

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