智慧校园研究热点与发展趋势： 基于知识图谱和共词分析的研究

汪忠国 姚承志 张宝

摘   要：文章通过文献计量法了解高校智慧校园的研究热点和未来的研究趋势，为后续研究提供参考与借鉴依据。研究以智慧校园为主题词检索了CNKI数据库中2010-2019年的文献，然后利用CiteSpace基于知识图谱和共词分析对其进行研究领域、研究趋势等方面的分析。分析显示智慧校园的研究经历了萌芽、稳定增长和快速增长三个阶段;研究者之间缺乏相互交流与合作;主要研究领域包括基本理论认识、智慧学习环境、创新技术应用、智慧管理、教学方法和模式。西方发达国家的智慧校园研究起步较早，有很多值得中国高校学习和借鉴的地方，文章只针对国内研究，缺乏与国外的数据对比。智慧校园的建设是个系统工程，应该以智慧教育与智慧学习环境的构建为中心。

关键词：智慧校园;知识图谱;共词分析;研究热点与趋势

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2019）23-0012-06

一、引言

2008年IBM总裁彭明盛首次提出“智慧地球”的概念，在世界范围内引起轰动。[1]随后，智慧校园概念应运而生。智慧校园是教育信息化的高级阶段，是对数字校园的延伸与扩展。[2]随着互联网、云计算和人工智能等信息技术的发展，教育的形态正在不断重塑，知识获取方式、传授方式、教和学的关系正在发生深刻变革。2019年最新发布的《中国教育现代化2035》中提出了推进教育现代化的十大战略任务，其中之一就是加快信息化时代的教育变革，推动教育组织形式和管理模式的变革创新，以信息化推进教育现代化。[3]加大智慧校园的研究和建设力度是实现教育现代化的有力途径。

目前智慧校园的研究呈现多样化趋势，各研究的出发点与关注点不尽相同。国内学者于长虹等，通过文献分析法综述了智慧校园的研究，认为智慧校园的研究主要体现在概念界定、特征表现、设计与架构、关键技术和服务应用方面，并认为智慧校园的智慧性设计是未来的研究趋勢。[4][5]王娟等则通过文献计量和知识图谱的方法分析了高校智慧校园研究进展与前沿热点，认为当前高校智慧校园的研究前沿聚焦于以物联网为主导的数字校园建设与研究，涵盖射频识别在内的信息技术研发、以实现教育信息化为目的的各类教育教学研究。[6]

总结以上综述类研究，已初步对近年来的智慧校园研究进行了总结和归纳，本研究则在此基础上筛选出来源期刊为中文核心和CSSCI的文献，采用知识图谱和共词分析方法，归纳总结目前智慧校园内高质量、高水平的研究所关注的研究热点及研究演进趋势。为后续智慧校园的研究提供参考和借鉴的依据。

二、研究设计

1.文献来源

采用CNKI数据库，通过高级检索的方式，以智慧校园为主题选择来源期刊为中文核心和CSSCI，检索2002-2019年时间段内的所有发表文献总共211篇，剔除其中的会议类、评论类、论坛类文献，最终得到184篇分析文献。

2.研究工具与分析方法

本研究主要采用由陈超美教授应用Java语言开发的CiteSpace 可视化分析工具和Excel等软件，运用知识图谱分析和关键词共词分析进行数据统计。

三、文献计量分析

1.发文数量统计

采用Excel，按照年份统计以上184篇文献，由于2019年的文献数据只能部分收集，因此排除2019年的发文数量，最终发文数量的发展趋势如图1所示。

自2008年“智慧地球”概念诞生以来，经过研究者对智慧校园概念和思路的探讨以及相关高校的建设筹备，2011年智慧校园开始萌生高质量的学术研究。纵观整个发文趋势，智慧校园高质量学术研究总体上呈上升趋势，根据不同时期的发文内容，大致可以分为以下几个阶段：

（1）起步阶段（2011-2012年）：此阶段共发文16篇，约占比9%，研究者主要探索了“云计算”和“物联网”在智慧校园的应用。[7][8]研究集中在基础的技术模型和架构设计。

（2）缓慢增长阶段（2013-2015年）：此阶段较之前涨幅较大，共发文41篇，约占比22%，这一时期的研究围绕关键技术进一步拓展和延伸，涉及校园的安防管理[9]、文化创建[10]、教学管理方面[11]。研究者逐步开展了智慧校园的应用与实践探索。

（3）快速增长阶段（2016-2018）：此阶段共发文112篇，约占比61%，随着“互联网+”时代的到来，智慧校园的研究拥有了全新的视角和理念，高质量、高水平的研究也得到了一定程度的增长。

2.来源期刊分布统计

期刊来源分布上，统计了排名前6位的中文核心和CSSCI期刊，目前权威性、层次性较高的研究较多分布在《现代教育技术》和《中国电化教育》期刊上，分别是25篇和20篇。在所有核心和CSSCI期刊中占比为25%，是智慧校园前沿研究的主阵地。来源期刊分布统计如图2所示。

3.论文作者和研究机构

使用CiteSpace可分析作者和研究机构对某个研究领域的贡献及合作情况，将时间切片选为2年，节点类型选择作者和研究机构，生成图谱，如图3所示。[12]在此基础上结合Excel统计出发文量排名前12位的第一作者及研究机构，如表1所示。

（1）目前我国智慧校园研究的主基地包括师范类和理工科类两类高等院校，其中师范类院校包括北京师范大学、江苏师范大学、洛阳师范学院、首都师范大学和辽宁师范大学等;理工科类高等院校包括清华大学、电子科技大学和北京航空航天大学。从文献统计的角度来看，发文量排名前2位的研究机构，为江苏师范大学6篇和清华大学信息化技术中心5篇，这两所学校在智慧校园研究中已处于领先地位。

（2）各高校分别成立了相应的研究中心和实验室，进行合作共建共研。从知识图谱上可以看出，本科高校之间已初步进行了合作共研，并持续产出了高质量高水平的理论和实践类的研究。然而高职类院校则存在着单打独斗的情况，研究较为分散且多为应用类的研究，缺乏持续性的研究。因此，智慧校园的研究有必要进一步加强合作，加强不同区域、不同类型院校之间的合作，构建智慧校园的“产学研体系”，使学校、政府和企业之间形成良性互动，进一步推进智慧校园的研究和建设。

（3）“文献节点大小与该节点出现的频次正相关”，据此可分析作者和院校的整体贡献。例如，陈琳和江苏师范大学智慧教育研究中心在图谱中的标签均较大，两者统计的出现频次都很高，说明在智慧校园领域，陈琳和江苏师范大学的研究具有一定的学术影响力;发文量排名第二的蒋东兴，其作者标签要小于机构标签，说明清华大学信息化技术中心的整体研究能力较强;马武、华璐璐和李佩佩等人的第一作者发文量虽然较少，但是其标签较大，则说明他们的合作研究较多;电子科技大学信息中心、北京航空航天大学信息中心、华东师范大学以及华中师范大学的作者和机构标签都较小，且第一作者发文数量较少，说明这些机构在智慧校园领域整体的研究一般，需要一些学术带头人的引领和推进。

四、研究主题领域

基于关键词进行热点研究的主题分析，使用CiteSpace 对上述184篇文献进行分析，设置时间分析区域为2010-2019年，时间切片设定为1年，选择关键词作为节点类型。最终可根据关键词的频率和中心度，以及聚类后的标签确定研究热点和主题。如图4所示，其中Modularity Q=0.4263，Mean Silhouette=0.7866，分别表示网络的模块度为0.4263，平均轮廓值为0.7866。当网络模块度Q>0.3，说明聚类效果显著，当平均轮廓值>0.7，表示信服。聚类后共形成5个标签，分别是#0校园一卡通、#1教育信息化、#2大数据、#3智慧学习环境、#4智慧图书馆。根据关键词的词频和中心度的高低顺序以及关键词图谱的聚类结果进行主题的分类。

1.前10名关键词频率和中心度统计

分别根据关键词的出现频率和中心度等指标进行了统计分析，如表2所示，其中的关键词可代表当前智慧校园高层次研究的热点和主题。

2.2010-2019年智慧校园高层次研究所关注的主题

根据聚类分析、共词分析和文献阅读分析，目前智慧校园高层次研究主要关注如下主题，如表3所示。

（1）智慧校园基本理论认识：自浙江大学基于智慧地球的概念模型下首次提出智慧校园的概念以来，研究者普遍关注对智慧校园的内涵、特征和架构体系的认识，重点辨析了智慧校园、数字校园和教育信息化三者的区别和联系。[2]厘清了智慧校园的概念内涵，研究者普遍认为智慧校园是教育信息化的高级阶段，是对数字校园的拓展与提升。随着时代和技术的进步，智慧校园的认识也在不断发生着变迁。由最初技术驱动的认识，到中期的应用驱动的认识，直至近期的融合创新的认识。[13]也一定程度上反映了我国智慧校园的研究和建设进入一个相对成熟的阶段。此外，部分研究集中在不同技术背景下的智慧校园建设模式方面，总结了智慧校园建设的现状与存在的问题，为智慧校园的建设和实践活动提供了建设思路和设计指导。

（2）智慧学习环境：这一研究主题与聚类标签“#3智慧学习环境”相符合，早期的研究者强调物联网在智慧校园中的应用，认为智慧校园是以物联网为基础、以信息的相关性为核心，通过多平台的信息传递手段提供及时的双向交流平台的智能校园。[14]概括来说智慧校园就是以物联网为基础的智能校园，可通过多种信息平台实现校内各类信息的快速和精准的共享与交换。在此基础上黄荣怀提出了智慧学习环境理论，从这一视角黄荣怀认为，智慧校园是一种智慧学习环境，具有虚实校园融合性、开放性和个性化等特征。[15]从研究对象上来看基础教育的智慧学习环境研究集中在采用信息化手段改变传统的课堂教学等方面，[16]高等院校则主要运用物联网、大数据等创新技术构建智慧教学环境，[17]探索了校园公共空间体系的设计。[18]

（3）创新技术的应用：与创新技术的应用有关的聚类标签包括“#0校园一卡通”和“#2大数据”。智慧校园是将新一代信息技术作为工具和手段，整合信息资源，以此提升高校的教学、管理和服务。[19]对智慧校园产生深远影响的技术分别为物联网、大数据和互联网等创新型技术。最早研究者通过引入物联网，提出了基于物联网和云计算的智慧校园架构。[20]此后，以射频识别技术为核心的应用建设快速增长，较多研究集中在校园一卡通的建设方面。孙恒则进一步将NFC技术与校园一卡通融合创新，使智能手机代替传统实体IC卡进行日常应用成为现实。[21]随着2013年成为中国大数据的元年以来，大数据被应用于各行各业中。在智慧校园的研究中，大数据普遍被应用于高校中的精准扶贫[22]、学生行为分析模型[23]的构建等方面以促进高校的教学管理变革。而互联网技术则以其创新性的理念使智慧校园的研究注重用户体验，例如王磊等人采用移动互联网技术构建了一体化的微服务平台，满足了微信、QQ、支付宝和APP等一体化多入口的需求。[24]近来也有研究者将增强现实技术和区块链技术引入智慧校园的建设中，从技术的可行性与应用性方面进行了具体的分析，拓展了智慧校园的技术应用领域。[25][26]

（4）智慧管理和公共服务：智慧管理是智慧校园的重要组成部分之一，目前研究内容主要涵盖安防、后勤、财务以及系统运维等方面的管理，同时大部分研究者认为在智慧管理中要解决数据多源头、多标准的问题，认为智慧管理需要加强顶层设计、建立信息标准、关注数据的融通与共享。在公共服务方面，较多聚焦于如何提高图书馆、实验室的智能化管理方面。例如，初景利等人的研究分析了智慧图书馆的特性，并从宏观战略和微观策略两个角度分析了传统图书馆在智慧时代的转型与发展。[27]王曦等人则在“互联网+智慧校园”的技术架构下，结合具体的功能需求，提出了智慧实验室的体系架构设计。[28]

（5）教学方法和模式：智慧校园的核心目标是学习者的创新发展，其核心工作是进行创造性人才的培养。[19]因此，运用信息技术创设新的教学模式，变革和促进教学受到广泛关注。基于以上认识，高等院校形成了以创客教育、MOOC和翻转课堂为代表的教学方法及教学模式的研究。[29][30]此后，随着大数据技术的发展，海量教育数据得以采集、汇总、分析和挖掘，使个性化教学成为可能。[23]而互联网技术，尤其是移动互联技术的發展，打破了时空因素的禁锢，使教育策略变得更加灵活，有研究者将“O2O”概念引入高校教学，变革了传统的教学方式，使教育资源实现效益最大化。[31]然而，对这些新的教学方法和教学模式的教学效果的研究，目前仍然较为缺乏。

五、研究演进趋势

1.基于突现关键词的研究前沿分析

CiteSpace软件可通过其内嵌的“Find Burst Phrase”的算法功能，提取“突现术语”来侦测研究前沿。本研究通过CiteSpace软件提取了7个突现关键词，其突现值越大，说明该领域成为未来研究前沿的可能性越大。

根据突现开始年份依次排列突现关键词，2011年为物联网，突现值为6.09;2012年为数字校园，突现值为1.70;2013年为云计算，突现值为2.08;2014年为大数据和智慧教育，突现值分别为3.07和2.60;2015年为互联网+，突现值为1.88;2016年为信息化，突现值为2.34。

2.研究趋势分析

利用TimeZone View时区视图，结合上文分析的三个阶段以及突现关键词，从时间维度上查看整个智慧校园研究的演进过程，如图5所示。

从图5中可看出，智慧校园前沿研究目前可大致分为早期萌芽阶段（2011-2012年）、稳定增长阶段（2013-2014年）和成果涌现阶段（2015-2018年）。

（1）早期萌芽阶段（2011-2012年）：这一时期的突变关键词为“物联网”和“数字校园”，此阶段智慧校园概念已酝酿出，对智慧校园特征的认识主要集中在情境感知和特征识别等智能感知层面，探索了基于物联网技术的智慧校园的体系、架构和框架。例如严大虎等人阐述了物联网的内涵与特征，以及物联网技术在智慧校园中的应用。[32]在此基础上开展了以高校门户系统为代表的信息化系统的建设。[33]从图谱连线上看，这一时期的研究被应用于后期研究，相比较而言，智慧校园与数字校园的相关度较大。智慧校园是数字校园的拓展和延伸，因此二者的概念较为接近。

（2）稳定增长阶段（2013-2014年）：这一时期的突变关键词为“云计算”、“大数据”和“智慧教育”。此阶段智慧校园的研究呈现稳定增长的局面，基础理论研究较多关注数字校园与智慧校园的概念辨析，以及由数字校园向智慧校园转型的发展路径分析。[34]建设指导理论上认为智慧校园具有技术和教育双重属性，智慧校园应将创新技术与智慧教育理念相结合，加强建设与应用的协同，为智慧教育提供支撑，从连线上可看出云计算和大数据通过智慧教育与智慧校园相联系。[4]技术应用上探讨了大数据技术在智慧校园建设中的应用思路。建设实践层面，从教学、管理、安防、服务和运维等方面探索构建了智慧学习环境以及便捷生活的管理服务平台，包括数字技术课堂、智慧图书馆以及一卡通系统。

（3）成果涌现阶段（2015-2018年）：这一时期的突变关键词为“互联网+”和“信息化”，随着大数据、云计算和移动校园等互联网技术的成熟，创新型技术得以应用于智慧校园的建设，此阶段的研究主要体现在互联网技术支撑下的校园信息化建设上。具体来看，基础理论探讨了互联网时代下智慧校园的内涵与特征、体系架构以及相应的发展路径，例如王曦分析了互联网+智慧校园的内涵与特征，提出“六横两纵”的“互联网+智慧校园”的立体架构，阐述了“互联网+智慧校园”架构下的典型应用。[28]建设实践方面则围绕互联网技术开展了校园一卡通和信息化管理方面的建设。从节点的连线上来看，互联网+、信息化、校园一卡通大部分为红色暖色调，表示都是近期研究成果，共线连线的数量较多，说明之间的关系密切，涌现了较大数量的研究。

六、展望

未来智慧校园的研究不仅要加大顶层设计方面的研究，还要加大应用类、成效类的研究，规避“重理论、轻应用、轻成效”的现象。在未来的研究中，首先要树立大数据思维和观念，从全局系统的角度整合数据，破除数据孤岛和技术孤岛。其次要吸取“互联网+”的优秀理念，以用户为中心，以需求为中心，以体验为中心，切实提高智慧校园的应用效果和价值。最后要重视智慧校园的运维和运营研究，随着智慧校园的不断研究和建设，其运维和运营模式需要不断更新;科学合理的运维和运营模式的研究，将对保证智慧校园的有序运行具有重要的研究意义。

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（编辑：王天鹏）