基于CiteSpace的国内地理深度学习研究热点与趋势分析

2024-01-12黄心垚刘玉婷

地理教育 2024年2期

黄心垚刘玉婷

摘要：地理深度学习是深度学习学科化的产物，新课程标准的实施使其进入新的发展阶段。本文借助CiteSpace软件，以三大地理教育类期刊为研究样本，以深度学习为主题，分析2005—2023年发表的相关文章，绘制发文量、关键词频次共现等知识图谱。结果显示：有关地理深度学习的发文量显著增长；当下研究热点集中于核心素养与深度学习在教学中的运用；作者间研究仍以个人为主，但合作有所加强；研究机构存在地区偏向。未来研究可尝试加强跨学科合作、创新机构合作模式、建立可视量化标准。

关键词：研究趋势；深度学习；CiteSpace；知识图谱

中图分类号：G633.55 文献标识码：A 文章编号：1005-5207（2024）02-0017-05

深度学习（Deep Learning）是指在教师引领下，学生围绕具有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程［1］。张浩基于布鲁姆对认知领域学习目标的分类，证明深度学习有利于学生高阶能力的培养［2］。深度学习是当前教育研究的热点问题［3］，并出现转向具体学科的趋势［4］。《普通高中地理课程标准（2017版）》将“人地协调观、综合思维、区域认知、地理实践力”确认为地理核心素养，正式提出中学地理教育必须以地理核心素养的培育为课程目标。与以往的三维目标即知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观不同，核心素养强调学生高阶思维能力，这与深度学习的培养目标有共通之处，且机械、碎片化的浅层学习模式已不再适应教学与学生培养需求。因此，面向地理的深度学习是迎合时代发展的需要。当前，地理深度学习研究领域的文献已形成一定规模，但缺少对于地理深度学习的发展趋势梳理与热点总结。

基于此，本文选取中学地理教育领域具有代表性的三大期刊——《地理教育》《地理教学》和《中学地理教学参考》为文献来源，其刊登的文献往往能够反应当前地理教学研究的热点与趋势。运用文献计量学的方法对中学地理深度学习的研究脉络进行可视化分析，探究国内中学地理深度学习的状况、特点、存在的问题等，为我国学者研究中学地理深度学习提供参考，丰富我国中学地理深度学习的研究视角。

一、研究方法

1.数据来源

本文数据来源于中国知网（CNKI）数据库，利用高级检索功能，以“深度学习”为主题词和关键词，《中学地理教学参考》《地理教育》《地理教学》（以下简称三大刊）为文献来源，以2005年1月至2023年5月为时间节点，共检索获取165篇相关文献。分别采集文献的关键词、作者、单位、年份等信息，以refwork格式将信息导出。

2.研究方法

本研究基于CiteSpace文献计量软件，采用文献计量和共词分析的研究方法，进行三大刊中深度学习有关文献的年度出版量统计，并绘制出2005年1月至2023年5月以来地理三大刊中进行深度学习研究的发文数量图、关键词频次共现图谱、关键词聚类图谱、作者信息共现图谱、研究机构共现图谱，可视化呈现近年来三大刊深度学习研究的热点走向。

二、研究结果及分析

1.年发文量分析

深度学习在地理教学领域的发展趋势演进，可通过刊载文献数量的变化情况来体现。本文通过对三大刊中关于深度学习的文献发文年份统计，绘制出地理教学领域深度学习文献年度分布图（图1）。由图可见，地理深度学习的发展可大致分为两个阶段：2015—2016年为研究的起步阶段，这一时期的研究论文在三大刊中零星发布，不仅涉及篇幅较小，且对于地理深度学习的理解也存在对“深度学习”大领域模仿套用的问题；2017年至今是地理深度学习的高速发展阶段，这可能与教育部2017年颁布的《普通高中地理学课程标准（2017版）》中明确提出地理核心素养相关。据文献研究表明，核心素养的培育在很大程度上需要通过深度学习来实现，即需要学生通过思考、探究、推理、反思等深度学习过程的直接和间接学习体验与感悟，形成个体的知识结构、专业智慧和解决问题的实际能力以及稳定的学习品格［5］。因此，以培育核心素养为教育目的、深度学习为教学方法的教学研究与实践成果不断涌现，这一趋势也反映在刊登的文献数量上。从发文量看，除2023年数据不全外，地理深度学习论文发文量总体呈持续增长趋势，说明当前地理教育领域中，对地理深度学习的关注持续走高，预估未来此领域论文数量仍会持续增加。

2.文献关键词共现分析

为深入掌握本领域研究的主要内容与热点，本文对研究数据中出现的关键词进行了频次统计，并据此进行关键词共现与聚类分析。保留频次为4次及以上的关键词，进行共现运算，得到关键词共现图谱（图2）。图中每一个节点代表一个关键词，节点及关键词越大代表关键词出现的频率越高［6］。若节点之间存在着共现关系，则图中节点之间会存在节点间连线，且线条的粗细与关键词间的共现强度相关，强度越大，连线越粗。图2中深度学习作为最大节点，其连线几乎覆盖所有节点，其余节点与连线的数量较多，共现关系复杂。因此，为进一步提取地理深度学习中的高频词汇，厘清当前研究中的热门研究方向，本文将分析关键词所获得的数据制作成频次表格（表1），以具体呈现部分关键词的频次以及排序。

据表1所列数据，頻次最高的4个关键词为“深度学习”“地理核心素养”“核心素养”与“教学策略”。由于此次的关键词是由三大刊中以“深度学习”主题产生的搜索结果，“深度学习”几乎与所有高频词相关联，影响度最大频次也最高，将其作为高频词分析对热点解读意义不大； “地理核心素养”与“核心素养”本质描述的都是地理学科核心素养，体现核心素养的培育已成为研究热点；“教学策略“反映了有相当部分的研究期望通过教学策略的改进，使深度学习在教与学中更可行、高效。

3.关键词聚类分析

关键词共现体现了地理深度学习的研究间存在着复杂的共现共引网络，通过高频关键词的提取，可视化展现该领域的研究热点。而关键词的聚类分析则是在此基础上，通过对数似然算法LLR（likelihood ratio）将关键词间相似且连接紧密的进行聚类，赋予每个关键词运算数值，并将相同聚类中赋值最大的关键词选为该聚类代表，显示标签。图3的聚类图谱显示了地理深度学习最为显著的9个聚类，按#0到#8排序，数字越小代表聚类影响力越大，聚类图谱分析的Q值为0.581 4>0.3，S值为0.945 7>0.5，表明聚类结构合理显著［7］。

从图3所体现的聚类趋势来看，各聚类以“深度学习”为中心，所涉及的聚类可大致分为核心素养、研究分布、教学策略等主题。结合聚类的结果以及文献的梳理可发现，当前研究主要分布在中等教育阶段，研究者以核心素养的培育为目的，采取多种教学策略以期提高学习效果。而研究的主要方式为选取某一课时内容，利用新教学方案和概念进行教学设计与实践，探索促进深度学习的可行性路径。

4.作者及研究机构共现分析

CiteSpace可用于绘制深度学习研究文献的主要作者以及作者之间合作关系的可视化网络图谱。如图4所示，图中共有159个节点，42条连线，根据连线的年份来看，连线呈现出随年份增多的趋势。这反映地理深度学习研究以个人研究为主，但交流和合作也逐步成为研究大势。从发文量来看，除16位作者发文量为2篇，大部分作者的发文量都是1篇，表明地理深度学习领域研究数量虽多，但进行长期、深入的研究较少，结合发文量趋势来看，未来此领域还有广阔的研究空间。

利用机构间合作图谱可分析我国进行地理深度学习研究的主要机构，并探讨其合作强度。图谱中可显示的节点频次设置为2，则图中显示名称的机构都为发文两篇及以上的，字体越大代表发文量越大，得到图5。

发文量最大的机构为华东师范大学地理科学学院，其次为北京通州区教师研修中心，一定程度上说明，发达的一、二线城市对于地理深度学习更为重视，研究层次也更深入。根据图5中浙江、福建等地发文机构较多，且机构以中学为主力的现象，可反映出我国地理深度学习领域中，可能存在着地区差异。同时，根据机构间的合作网络图谱可发现，在2017年以前，几乎不存在研究机构间的文献互引，说明在此时间段前，相关机构更倾向于独立研究。而在2017年以后，节点间的连线数量逐渐增加，是研究机构之间合作有所增强的体现。

5.研究内容分析

关键词所体现的研究热点随地理深度学习的发展脉络而变化，地理深度学习作为深度学习学科细化的探索结果，其研究发展经历了一个缓慢的变迁。自1976年瑞典哥特堡大学的马顿（Marton）和塞尔乔（Saljo）首次提出深度学习的概念后，深度学习的概念开始被各个领域的专家注意并进行研究。国内深度学习的概念最早由黎加厚教授在2005年的论文《促进学生深度学习》中提出，他构建了深度学习的概念并提出了深度学习的三大特点即理解与批判、联系与构建、迁移与运用［8］，此后国内对于深度学习应用于教学的讨论增多，也出现了将深度学习应用于具体学科的呼声，地理学科的深度学习研究应运而生。地理深度学习承袭了深度学习的基础理念与预期目标，相关研究围绕地理教学中如何实现深度学习进行研究，重视地理能力素质与深度学习的融合。

将地理深度学习的热点以时间排序，早期的地理深度学习发文数量与所涉关键词都较少，此阶段研究热点内容体现在3个方面：将深度学习与浅层学习在地理课堂上的表现进行对照［9］，探讨具备地理深度学习的课堂特质的“特征梳理”方向；将地理深度学习的课堂分成不同的环节，从学习目标到成果评价进行意义阐述与实践反馈［10］的“概念界定”方向；以及将地理深度学习作为达成良好课堂效果的关键措施［11］的“教学实践”方向，这样的研究也使“教学策略“成为关键高频词。

《普通高中地理课程标准（2017年版）》正式实施后，地理深度学习的研究呈井喷式增长，“核心素养”“教学策略”成为研究的高频关键词，是研究的热点内容。以三大刊的文章为例，这一时期的研究既有探讨深度学习促进核心素养的逻辑链［12］，也有在实践中通过学习现状引出地理深度学习的必要性［13］，还有将深度学习与其他教学方法结合的探讨，如“大单元教学”［14］、研学［15］以及“问题式教学”［16］等，以期提高地理核心素养。除此之外，还有大量的研究以深度学习的视角，进行教学设计与实践。选择教材中的内容进行知识解构与深挖［17］，设计符合核心素养的不同层次教学目标，通过情境的创设与小组间合作等方式，提高教学质量。

三、结论与建议

1.结论

从CiteSpace对于地理深度学习的关键词分析来看，地理深度学习与核心素养仍会是未来一段时间内研究的热点问题。此外，将深度学习与其他教学手段结合的探索，如大单元教学、课程思政、问题式教学等，也是现在和未来可能的研究热点。

地理深度学习已成为地理教学研究领域的热点问题，然而研究地理深度学习的机构发文量较为零散，缺乏对地理深度学习领域的长期追踪，且发文机构存在地域不平衡、研究主力多为中学等问题，没有形成研究团队与学校间相互合作、相互借鉴的合作网络。

基于文献及发展脉络的梳理，大部分的研究停留在以深度学习为手段促进地理核心素养培养的可行性与路径分析上，是未来研究需要解决的问题之一。研究视角的同质化使得针对深度学习的调查和教育统计分析方法使用等研究减少，导致当前深度学习的学习成果较少，对于地理深度学习的评价环节也討论匮乏，不利于形成统一的评价体系。

2.进一步研究的建议

深度学习研究并不只是地理教育领域的研究热点问题，在新课标颁布后，各个学科都在大力探索培养促进学科核心素养的有效教学手段。在此背景下，地理深度学习研究可借鉴其他学科领域研究成果，及时跟进深度学习的最新理论，并将其中精华与地理学科特质结合，将其运用于课堂教学和研究实践中。此外，也应将深度学习与其他教学手段结合，通过教学实践与应用，拓宽深度学习的理论与实践。

加强地理深度学习研究机构和中学间的合作，形成“机构普及—学校应用反馈—推动研究再深入”的合作模式，让高校与研究所的理论创新支撑中学一线的教学改革，可以通过线上会议、线下交流等方式加强研究机构、中学以及地区之间的联系。

深度学习与浅层学习的区别之一在于深度学习不同于机械性记忆和对知识的简单理解，而是对学习本质的探寻。深度学习能力的内涵，主要包括知识的迁移能力、创造能力以及在新情境中解决问题的能力［18］。因此，若要探明深度学习是否在课堂中真实发生，不能仅以学生对于知识点的掌握为定论，而应建立学习成果导向评价，观察学生是否通过深度学习拥有高阶思维和创造能力等。将深度学习的素质提升目标分解成具体目标，以一个学习阶段为单位，运用教育统计分析研究的方法将学生的动态变化可视化，增强地理深度学习成果可信度。研究者在选取研究方向时可着眼于教学评价等方向，增强研究中的实证部分，使研究更具实效性。

参考文献：

［1］郭华.深度学习及其意义［J］.课程·教材·教法，2016，36（11）：25-32.

［2］張浩，吴秀娟.深度学习的内涵及认知理论基础探析［J］.中国电化教育，2012（10）：7-11，21.

［3］胡怡涵，孙畅.我国深度学习研究热点及其发展趋势——基于CiteSpace可视化知识图谱分析［J］.教师教育论坛，2019，32（4）：45-48.

［4］沈霞娟，张宝辉，曾宁.国外近十年深度学习实证研究综述——主题、情境、方法及结果［J］.电化教育研究，2019，40（5）：111-119.

［5］康淑敏.基于学科素养培育的深度学习研究［J］.教育研究，2016，37（7）：111-118.

［6］陈展图，李诗涵，肖伟丽等.基于CiteSpace的“大概念教学”研究知识图谱分析［J］.地理教育，2022（7）：51-56.

［7］陈悦，陈超美，刘则渊等.CiteSpace知识图谱的方法论功能［J］.科学学研究，2015，33（2）：242-253.

［8］何玲，黎加厚.促进学生深度学习［J］.现代教学，2005（5）：29-30.

［9］强晨.初中地理教学中教师对学生深度学习的引导［J］.地理教学，2016（1）：38-40.

［10］陆宝文.促进“深度学习”的高中地理教学思路探析［J］.地理教学，2016（20）：25-27.

［11］叶先进.深度学习：生本畅态地理教学的价值追求［J］.地理教育，2015（10）：7-9.