基于知识图谱的智慧教育研究热点及发展趋势探析

马燕　陈敏　廖家利

摘 要：智慧教育作为教育信息化2.0阶段所需实现的高级形态，是现如今教育领域信息化的新方向。本研究选取587篇与智慧教育相关的文献作为研究对象，利用SATI 3.2、SPSS 25.0和Ucinet 6.0等可视化软件进行词频分析、共词聚类分析、多维尺度分析及社会网络分析，探究国内智慧教育研究方向、热点以及未来发展趋势。研究发现，当前的智慧教育研究主要集中在关键技术支撑下的智慧教育教学环境搭建、“互联网＋”课程资源建设、智慧教育视域下的课堂教学改革、发展战略研究四个方面。根据数据分析结果，立足于时代背景，提出拓宽智慧教育研究理论体系，推进智慧教学全面实施，构建并完善智慧教育评价体系，建立智慧教育研究集群等建议，探讨未来智慧教育发展的研究趋势，为深化我国智慧教育的发展、拓宽研究广度提供思考与借鉴。

关键词：智慧教育；研究热点；趋势分析；知识图谱

中图分类号：G4文献标志码：A文章编号：2096-0069（2023）03-0008-07

《教育信息化2.0行动计划》中提出，要充分利用信息技术，全面提升教育信息化的发展水平，教育信息化2.0阶段的战略目标，就是要加快实施“互联网+信息技术”与教育深度融合的创新发展。人工智能、学习分析、云计算等新兴技术正在飞速发展，使得技术在教育教学中的各方面都得到了广泛应用。技术的发展必然会推动传统教育走向智能化，教育方式将发生全方位的变革。《中国教育现代化2035》明确指出，加快信息化时代的教育改革，实现大规模教育与个性化培养的有机结合。在教育信息化的大环境下，智慧教育已经成为当今教育界新的热点之一，也是发展教育领域信息化的重要趋势。

在促进人类发展进步的漫长过程中，教育不断寻求和调整自身的功能和定位，以适应时代的发展和需要。本研究采用可视化分析工具，对中国知网（CNKI）期刊全文数据库中与“智慧教育”相关的研究文献进行定量分析，解析我国智慧教育研究现状，揭示了当前国内智慧教育的研究主题与研究热点问题，并对其后续发展趋势进行了展望，以期为智慧教育的发展及创新研究提供思考与借鉴。

一、研究设计

（一）数据来源

研究基于CNKI期刊全文数据库为数据来源，设置检索主题词为“智慧教育”，文献来源限定为北大核心、CSSCI、CSCD核心期刊，检索时间为2002年1月至2022年11月，共检索到741篇文献。之后，对文献经过甄别、去除会议通知、学校简介和征稿通知等无关文献，最终得到587篇有效文献作为本研究的分析数据。

年度论文数量的变动，从某种意义上反映了这一领域的研究热点。根据研究所选取的587篇样本文献的具体年度分析结果显示，20年来，智慧教育研究范畴的年度出版物数量呈增长趋势，自2014年以来，智慧教育领域的研究文献数量大幅增加。近年来发文量虽有小幅度波动，但关于智慧教育的相关发文量仍呈现出稳步上升的趋势。这表明在未来很长一段时间内，智慧教育仍然会是教育研究领域的热点，具有很高的研究价值。

（二）研究方法与数据处理工具

本研究主要采用共词聚类分析、多维尺度分析、社会网络分析等方法，借助SATI 3.2、SPSS 25.0和Ucinet 6.0软件对我国智慧教育领域的研究现状进行定量分析。根据分析结果总结归纳其研究热点，并对智慧教育领域的未来发展做出预测分析。

研究首先将587篇论文以Endnote格式保存，采用文献题录信息分析工具SATI 3.2软件提取关键词并构建频次矩阵。其次，运用SPSS 25.0软件进行高频关键词聚类分析，通过样本聚类得到关键词聚类树。结合聚类分析，绘制多维比例尺图，得到关键词可视化图。根据可视化图谱的分析，归纳我国智慧教育的研究热点。最终，利用Ucinet 6.0软件构建高频关键词共现网络图谱，通过社会网络图谱的节点大小、节点间连线的粗细和整体结构等，分析我国智慧教育领域研究的着重点和未来研究趋势。

二、高頻关键词

（一）高频关键词词频统计

关键词的频次代表关键词出现的次数。文献的关键词代表文章的核心研究内容，可以帮助研究者和读者了解研究的重点，基于关键词的统计分析可以帮助研究者明确该领域的研究热点和趋势，从而了解该领域的主要研究方向。

将Endnote文件导入SATI 3.2软件中，进行关键词提取、关键词词频统计以及矩阵构建。根据关键词统计结果，参照普赖斯公式M=0.749*进行计算（Nmax的值是关键词词频统计中的最高词频数）[1]。本研究的Nmax值为326，计算可得高频词阈值近似为13.5，根据取整原则，选择词频大于或等于14的词作为高频关键词，共有11个。鉴于总关键词过多，如所选取的高频关键词过少难以形成较大规模的社会关系网络，综合考虑，研究选取频次8以上的关键词作为高频关键词，高频关键词词频统计如表1所示。

排名靠前的关键词代表智慧教育领域的主要研究方向。由表1可知，除去检索关键词“智慧教育（326）”外，关键词“教育信息化（74）”出现频次最高，说明围绕教育信息化的研究居多。作为教育信息化的新形态，智慧教育旨在运用现代信息技术变革传统教育教学过程，以培养智慧型创新人才为己任。关键词“人工智能”出现频次为38，说明人工智能作为智慧教育发展过程中的关键支撑技术，正促进教育形态和结构的转变，努力打造多元融合的智慧教育环境。“智慧校园（29）”“智慧课堂（26）”“大数据（24）”出现的频次较高，表明智慧学习环境方面的研究较丰富，智慧教育的发展离不开智慧环境的搭建，需要以此为依托保障运行。“智慧学习（19）”“智慧教室（15）”出现频次相对较高，说明教育领域的相关学者正在探索智慧教育的新思路和新方法。

（二）高频关键词矩阵构建

研究利用SATI 3.2软件对高频关键词进行提取统计之后，生成高频关键词共现矩阵和相异矩阵。共现矩阵是无向对称关系矩阵，其对角线值为该关键词出现的频率，其他单元格值表示相应行关键词和相应列关键词在文档中同时出现的次数[2]。相异矩阵表示关键词之间的相异程度，交集处的数值表示行与列的关联度[3]，值越大，它们之间的关联度越小，关键词间距离越远。

三、关键词聚类分析

（一）关键词聚类分析

将高频关键词相异矩阵导入SPSS 25.0软件进行聚类分析，可将密切相关的高频关键词链接在一起。根据聚类树图，可以直观地看出智慧教育的研究方向和研究热点。聚类树状图将相似的高频关键词聚合，如图1所示，可归为以下4大聚类。

聚类1聚焦于发展战略制定研究。关键词包括：智能教育、教育信息化2.0、教育现代化、智慧时代。

聚类2聚焦于课程资源建设研究。关键词包括：智慧教育、教育信息化、大数据、互联网、智慧校园、智慧课程。

聚类3聚焦于课堂教学改革，在智慧教育的背景下，新课程教学模式在一定程度上促进了教育者对教学的优化和改革，出现了各种新的教学范式。关键词主要包括：翻转课堂、核心素养、智慧课堂、智慧、教育智慧、智慧学习、智慧教学、教育变革、信息技术、智慧型课程。

聚类4聚焦于智慧教育核心技术支撑及环境搭建，技术的支持和相关环境的建设为智慧教育的发展提供了有效的支撑，拓展了智慧教育发展空间。技术是智慧教育的重要支柱，构建相应的环境是实施智慧教育的关键支撑。关键词主要包括：个性化学习、智慧教室、智慧学习环境、人工智能、学习分析、教育大数据。

（二）关键词多维尺度分析

将高频关键词相异矩阵导入SPSS 25.0，进行多维尺度分析，选择欧氏距离作为度量模型，得到多维尺度图（见图2），其结果能够说明该领域的主体研究框架，且能修正聚类分析的结果[4]。

图谱中节点大小表示各个高频关键词所处的位置，节点越靠近图的中心，就越能反映研究的核心位置，节点之间的距离越长，它们之间的相关性越小[5]。由图2可知，若以上下分类，可分为智慧教育的课堂教学改革与智慧环境建设研究，或以左右分类，可分为智慧教育的支撑技术研究与理论研究。智慧教育的课堂教学改革包括智慧课堂、翻转课堂、智慧教学等关键词；智慧教育环境搭建包括智慧课程、智慧校园、智慧学习环境等方面的研究；智慧教育的技术支撑包括学习分析、教育大数据、人工智能等关键词；智慧教育相关理论探究主要包括核心素养、智慧现代化等研究方向。

四、高频关键词共词网络图

将共现矩阵导入到Ucinet 6.0，生成高频关键词共词网络图（如图3所示），并借助中介中心度进行中心性可视化分析，根据每个节点大小的差异，可以知道关键词在网络中的地位和作用，节点越大，其地位和作用就越重要；节点之间连接的粗细反映关键词之间关系的强度，关系越紧密，它们之间的关系就越强。

在高频关键词共词网络图中，去除检索主题词“智慧教育”后，网络图的中心词（括号为中介中心度）包括：教育信息化、大数据、人工智能、互联网+、智慧学习等，这些词是智慧教育领域研究方向的主要集中点，与高频关键词词频分析结果基本一致。教育信息化、人工智能、大数据、教育现代化、智慧校园、智慧教育、智慧学习等之间的连线较粗，共现频率较大，反映出智慧教育领域的研究趨势。此外，智能教育、教学模式、智慧型课程、学习分析等关键词处于网络图的边缘且与其他关键词连线稀疏，表明针对此类关键词的研究尚未深入，将来或许会成为智慧教育研究领域的新机遇，与前文多维尺度图分析结果大致相同。

五、智慧教育研究热点分析

基于高频关键词聚类树的结构，结合多维尺度分析结果，智慧教育领域20年来的研究热点可概括为以下研究方向。

（一）智慧教育的关键技术支撑及环境搭建研究

技术是推动教育改革的重要因素之一，技术的进步将推动智能教育的智能化发展，体现在聚类4中的人工智能、教育大数据、学习分析、智慧学习环境等词。智慧教育的实现需要在相关智能化环境中得以落地实施，此环境建设的内容专业性较强，智慧环境的搭建离不开智慧教育的相关技术，因此该领域研究者大多掌握部分相关技术知识。互联网、云计算、人工智能等核心技术成为教育领域智慧教育发展的基础技术支撑。杨现民等人[6]均是依托物联网、云计算、大数据等智能技术，构建了智慧教育平台、体系等。当前我国关于智慧环境搭建的相关技术较丰富，但就总体而言，智慧教育的环境搭建研究视角不够丰富，其相对应的研究从理论方面探究较多，其可行性还有待验证。目前，我国虽然对智慧教育的支撑技术和环境建设均有一定的理论研究，但对于技术的高效应用方面的研究还有待进一步加强。同时，如何将这些技术合理地应用于智慧教育中，这仍需要继续实践探索。

（二）“互联网＋”课程资源建设研究

“互联网+”时代的来临，助推着互联网、大数据、人工智能等核心技术的迅猛发展，为智慧教育注入了新的动力源。聚类2中的智慧课程、互联网、教育信息化等词体现了当前研究者对“互联网＋课堂”的建设研究。当前智慧型课堂的发展是一大热点话题，智慧课堂教学体现了智能技术与学科的深入融合。从技术视角而言，大数据、互联网等技术为智慧校园和智慧课程建设的基础，构建智慧课堂需借助智慧校园这一载体来实现，智慧校园搭建之后，实施的主要依托是智慧课堂，利用互联网、大数据等技术增强、丰富课程建设，促进智慧教育的快速发展。近几年，课程资源的建设受到极大重视，相关课程资源的研究也取得一定程度的进展，但“互联网+”环境下课程资源建设仍需完善。因此，要深入探索教育教学模式和课程建设资源改革，不断丰富“互联网＋”背景下的理论研究和信息资源，完善信息资源管理体系，在理论和实践指导下丰富课程资源建设和应用。

（三）智慧教育视域下的课堂教学模式研究

聚类1关键词智慧课堂、翻转课堂、智慧教学、教育变革等词体现了研究者对课堂教学改革方面的研究。教学模式为课堂教学改革中的重要因素之一，黄荣怀[7]提出了智慧教育系统，而教学模式是此教育系统的核心组成部分。智慧课堂的构建是智慧教育的主要实践路径之一，国内外对MOOC、SPOC、精品资源共享课等课程的研究，从不同方面对智慧课程教学的发展进行了从理论到实践的研究。然而，我国对于智慧课程教学改革的实践案例研究较少。主要原因是相应的技术、设备等与教育教学的融合还有待深入，学校基础设施还有待进一步完善，同时一线教师在一定程度上受到传统教学的影响，教育教学形式有待持续创新。高校应适应时代的发展，推进智能技术与教学的融合，加强智慧资源的建设，更新教育教学理念，促进课堂教学改革。

（四）智慧教育的发展战略制定研究

智慧教育是一种与现代智能技术紧密联系的新型教育形态，如何引领智能技术与教育教学相结合是目前的关注点。主要体现在聚类1的教育信息化2.0、教育现代化、智慧时代等关键词。为了推动智慧教育的实施，从2010年开始，我国制定出很多相应的政策，体现了对智慧教育的发展高度关注，开始通过各种方式推动智慧教育的发展。《中国教育现代化2035》将信息技术条件下的教育改革纳入教育现代化战略任务，将进一步推动智慧教育上升到战略高度。我国的一部分地区已经开展具体的实施，例如北京、苏州等地。需要国家及各地区制定相适应的发展策略，保障智慧教育的实施，更好地推进智慧教育的发展。

六、智慧教育领域发展趋势探讨

综上所述，近年来，我国智慧教育领域的研究主要涉及关键技术支持与环境建设研究、“互联网+”课程资源建设研究、课堂教学模式及智慧教育发展战略的制定研究。综合高频关键词共词网络图谱及聚类分析，研究提出以下4点智慧教育发展趋势。

（一）立足时代背景，拓宽智慧教育研究理论体系

通过对高频关键词进行分析，发现教育现代化、核心素养、智慧等词处于边缘，且与智慧教育之间的联系不够紧密，仍需深入研究。目前，对于智慧教育的概念内涵，学术界目前还没有形成统一的定义。对于智慧教育定义、内涵、特征等理论体系的研究虽然较多，但需要进一步总结梳理，厘清与其他相关概念的区别与联系，促进智慧教育理论体系的逐渐丰富。同时，大部分的理论研究较少展示具体的实际应用，这就需要进行实践应用案例探究的推进，以丰富智慧教育理论体系。

（二）开拓创新，推进智慧教学全面实施

关于教学模式的构建有待进一步完善，以深入各个学科领域进行研究，促进智慧课堂的建设。社会网络分析结果表明，翻转课堂、智慧型课堂、智能教育等词处于边缘位置，说明在未来智慧教学模式的相关研究中，需要树立以学习者为中心的理念，充分利用各类现代技术，设计满足学生的个性化需求、智能化发展的教学模式，它既能帮助学生灵活学习，又能帮助教师因材施教。郭晓珊等人[8]设计了独立自主学习、群体合作学习、入境学习、创客学习等4种智慧学习的模式，但并未实践证明其适用性。因此，教师必须转变思维方式、提高专业技能和素养，运用实际应用的研究结果，以新的教育模式展开教学，促进智慧课堂的发展。

（三）立足实际，构建并完善智慧教育评价体系

教育评价是一种推测教育活动满足社会和个体需求水平的活动，也是对教育活动的实现或潜在价值的判断，以提高教育价值的过程[9]。学习分析、教育大数据、个性化学习关键词位于社会网络图边缘位置，表明在智慧教育的发展中，关于智慧教育的研究在智慧管理、智慧评价等方面需要深入发展。传统课堂主要侧重于终端评价，而不是从评价的内容、形式、主体等方面进行。在教育教学过程中，需要多种评价相结合，因此，智慧教育评价的研究离不开技术的支持[10]。在智慧教育中，学习分析技术主要应用于智慧教育过程中的评价环节，在智慧评价、管理方面有待深入研究，以促进完整智慧教育评价体系的不断完善。

（四）依托师资培养，建立智慧教育研究集群

如何培养教师的智慧化与创新思维，是推动智慧教育发展的关键。在智慧教育的相关研究中应该重视研究主体间的合作，即跨学科、跨机构合作发展，建立智慧教育领域研究集群。加强培养创新型教师，以多种激励机制打造掌握智慧教育系统应用相关技能的智慧教育师资队伍。因此，智慧教育的跨学科研究主要体现在人工智能、计算机、教育等学科的交叉融合，有效地融合多方面技术、理论知识，可促使智慧教育领域从多维视角深入研究，解决教育教学中存在的问题。在今后的研究中多促进跨学科、跨校和跨机构的合作，凝聚共识，并建立智慧教育研究共享集群，不断推动我国智慧教育的持续发展。

参考文献

[1]虞秋雨，徐跃权.共词分析中高频词阈值确定方法的实证研究：以新冠肺炎文献高频词选取为例[J].情报科学，2020，38（9）：90-95.

[2]何文珍，蔡跃.我国智慧教育领域研究热点探析：基于网络知识图谱和共词分析[J].教育导刊，2018（12）：20-29.

[3]于舒曼，马秀峰.基于词频分析和共词聚类的图书馆创客空间研究热点分析[J].大学图书情报学刊，2019，37（2）：97-101.

[4]储节旺，闫士涛.知识管理学科体系研究（下）：聚类分析和多维尺度分析[J].情报理论与实践，2012，35（3）：5-9.

[5]吴华君，陈其铁，何聚厚.国内虚拟实验研究的知识图景及态势展望：基于近二十年文献计量的视角[J].数字教育，2022，8（2）：10-19.

[6]杨现民，余胜泉.智慧教育体系架构与关键支撑技术[J].中国电化教育，2015（1）：77-84，130.

[7]黄荣怀.智慧教育的三重境界：从环境、模式到体制[J].现代远程教育研究，2014（6）：3-11.

[8]郭晓珊，郑旭东，杨现民.智慧学习的概念框架与模式设计[J].现代教育技术，2014，24（8）：5-12.

[9]司林波.新时代教育评价改革的现实背景、内在逻辑与实践路向[J].陕西师范大学学报（哲学社会科学版），2022，51（1）：96-110.

[10]崔向平，张涵淇，杜玉霞，等.深度学习视角下的高校智慧课堂教学模式构建研究[J].数字教育，2022，8（3）：34-41.

（责任編辑 孙兴丽）

Research Hotspot and Trend Analysis of Wisdom Education Based on Knowledge Map

Ma Yana， Chen Mina，b， Liao Jialia，b

（a. Wisdom Education Research Institute; b. School of Computer and Information Science， Chongqing Normal University， Chongqing， China 401331）

Abstract： Smart education， as the advanced form to be realized in the stage of education informatization 2.0， is the new direction of informatization in education nowadays. The study selected 587 literatures related to smart education as the research object， and used SATI 3.2， SPSS 25.0， Ucinet 6.0 and other visualization softwares to conduct word frequency analysis， co-word cluster analysis， multi-dimensional scale analysis （MSD） and social network analysis to explore the direction， hot spots and future development trend of domestic smart education research. The study found that the current research on smart education mainly focuses on four aspects： the construction of smart education teaching environment supported by key technologies， the construction of “Internet +”curriculum resources， the reform of classroom teaching in the context of smart education， and the research on development strategies. Based on the results of data analysis， we propose to broaden the theoretical system of wisdom education research， promote the comprehensive implementation of wisdom teaching， build and improve the evaluation system of wisdom education， and establish research clusters of wisdom education based on the background of the times， so as to explore the future research trends of wisdom education development and provide thoughts and references for deepening the development of wisdom education and broadening the breadth of research in China.

Key words： Wisdom education; Research hotspots; Trend analysis; Knowledge map