电子书包研究的回顾与展望——基于CiteSpace的可视化分析

惠芬傅钢善

电子书包研究的回顾与展望
——基于CiteSpace的可视化分析

惠芬1傅钢善2

（1.陕西师范大学 图书馆，陕西 西安 710062； 2.陕西师范大学 教育学院，陕西 西安 710062）

本文试图借助文献计量法和科学知识图谱方法，对检索到的电子书包文献从论文发表数量、作者分布、合作机构网络图谱、关键词共现聚类图谱等方面进行分析，探测电子书包的研究热点、研究内容与研究前沿，以期为电子书包的后续研究提供参考。

CiteSpace；电子书包；可视化分析

一、 引言

电子书包作为教育信息化的重要终端产品，自1999年被首次提出，已有17年的历史，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》的发布更是引起了学术界和教育界对电子书包的广泛关注，但与此同时，关于电子书包的看法也是褒贬不一。在过去近20年中，电子书包领域的研究热点是什么？主要研究内容是什么？目前的研究前沿又是什么？本文试图借助文献计量法和科学知识图谱方法，对检索到的电子书包文献从论文发表数量、作者分布、合作机构网络图谱、关键词共现聚类图谱等方面进行分析，探测电子书包的研究热点、研究内容与研究前沿，为今后的深入研究提供参考。

二、 研究设计

（一）数据获取

本文选取中国知识资源总库CNKI系列数据库中的中国博士学位论文全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库以及中国学术期刊网络出版总库作为数据来源，选取“电子书包”为主题词，时间设定为“1999—2016”，删除访谈、会议纪实、征稿通知、广告等非学术类文献后获得期刊文章470篇，优秀硕士学位论文99篇，博士学位论文6篇，共计575篇，将其确定为有效数据。

（二）研究工具与方法

本文采用科学知识图谱方法和文献计量法，对检索到的文献进行不同层次的分析和可视化研究，应用的软件是CiteSpace5.0 R2和Office Excel2010，CiteSpace是美国德雷塞尔大学陈超美教授使用Java语言开发的一款信息可视化工具，主要可对某一研究领域的研究热点、研究前沿和研究趋势进行探索。[1]本文利用CiteSpace5.0 R2软件分析电子书包研究的具体步骤如下：将CNKI中导出的数据导入CiteSpace；将时间分段（Time Slicing）的跨度设置为1999—2016年，间隔为1年；依据标准（Selection Criteria）选择TopN，设置为50，即提取每个时间切片中排名前50的核心关键词；剪切方式（Pruning）选择路径发现（Pathfinder），可视化方式（Visualization）选择静态聚类视图（Cluster View-static）和显示合并网络（Show Merged Network）。

三、论文发表数量分析

从统计资料来看，1999—2016年，电子书包研究发展迅速，平均年增长率为149.35%，年增长率最高的是2011年，达到600%，该年可以被认为是电子书包研究具有转折性质的一年，论文发表绝对数量的高峰和低谷较为明显，其中2006年和2007年没有关于电子书包的研究（见表1）。这18年间年均发文约32篇，1999—2011年的发文数量低于年均水平，而2012—2016年的发文数量高于该水平。从2011年开始，关于电子书包相关研究的文献数量迅速增长，这代表电子书包研究开始成为重要的研究热点。

普赖斯（Price）依据科学文献增长规律，提出了学科诞生期、学科大发展期、学科理论成熟期和学科理论完备期4个阶段的理论。[2]由电子书包的发文量可以看出该研究正处于学科大发展期。

表1 1999—2016年电子书包研究发文增长情况

如表1所示，电子书包研究论文累积量基本呈指数型方式增长，2014—2016年这3年完成的论文数量明显高于1999—2013年这15年完成的论文数量。由此可以看出，随着时间推移，电子书包研究将继续持续快速发展。

四、作者与机构分析

（一）作者分析

1.作者分布情况。根据统计发现，本文中所涉及的575篇论文共由693位作者完成，其中，发表18篇论文的作者有1人，发表13篇论文的作者有1人，发表10篇论文的作者有1人，发表7篇论文的作者有3人，发表6篇论文的作者有2人，发表5篇论文的作者有9人，发表4篇论文的作者有11人，发表3篇论文的作者有19人，发表2篇论文的作者有47人，发表1篇论文的作者有599人。可以看出，发文1篇的作者数量占作者总数量的86.43%。由此可以说明电子书包研究领域作者分散现象较为严重。

2.领军人物和中坚力量分析。为进一步分析电子书包领域的领军人物与中坚力量，本文引用了武汉大学邱均平教授提出的“领域年龄”和“作者活跃值”定义，“领域年龄”=“当下年份”-“作者在该领域发表第一篇论文的年份”，“作者活跃值”=“作者在该领域的总发文量”/“领域年龄”[3][4]。由此计算出电子书包研究领域各作者的领域年龄和活跃值，领域年龄越长，活跃值越高，说明该作者是该领域的领军人物，如吴永和、祝智庭、张文兰、马晓玲、傅钢善、乜勇等，这些作者的领域年龄为4—6年。领域年龄小且活跃值高的作者群则是构成该领域发展的中坚力量，如刘军、祝雪珂、焦建利、石静等，这些作者领域年龄为1—2年，活跃值则高达5。

（二）合作机构分析

将数据导入CiteSpace中，绘制合作作者与合作机构网络图谱。设置相关参数，节点类型（Node Types）选择作者（Author）和机构（Institution），运行程序，得到合作作者与合作机构的网络图谱。节点为作者或机构名称，节点越大表明发文量越大，标签字号越大表明中心性越高，节点之间的连线则指机构之间的合作或作者之间的合作，连线越粗代表机构之间的合作联系越频繁和密切，如图1所示。根据图1，可以发现机构合作主要表现为这样几个特征：

图1 电子书包合作机构网络图谱

1.大学之间的合作。比如陕西师范大学教育学院与北京师范大学教育技术学院、贵州师范大学教育科学学院有合作；北京师范大学教育技术学院与天津大学教育学院有合作；华东师范大学与连云港职业技术学院信息工程学院有合作。

2.大学院系与研究所/研究院之间的合作。比如陕西师范大学教育学院与校属立人中小学数字化教育研究所有合作；首都师范大学与深圳市优学天下教育发展股份有限公司成都分公司教育研究院有合作；华东师范大学与江苏师范大学教育研究院及中国电子技术标准化研究院有合作；华南师范大学未来教育研究中心与信阳师范学院课程与教学改革研究所有合作。

3.大学与中小学之间的合作。比如陕西师范大学教育学院与其附属小学有合作；首都师范大学与成都市玉林小学有合作。

4.大学与事业单位之间的合作。比如陕西师范大学与陕西省电化教育馆之间有合作。

除了机构合作形式，本文还对各研究机构的发文量进行了统计，如表2所示。可以看出，关于电子书包的研究均来自大学，发文量大于等于40的研究机构有华东师范大学和陕西师范大学，其中华东师范大学主要包括上海数字化教育装备工程技术研究中心、教育信息技术学系、信息学系，是由吴永和和祝智庭带领的团队；陕西师范大学主要包括教育学院、立人中小学数字化教育研究所、新闻与传播学院、现代教学技术教育部重点实验室，是由傅钢善、张文兰和乜勇带领的团队。在近两年，新进团队有华南师范大学教育信息技术学院的谢幼如带领的团队和未来教育研究中心的焦建利带领的团队，以及首都师范大学刘军带领的团队。

表2 电子书包研究的机构分布

五、核心主题分析

（一）电子书包 关键词共现聚类图谱分析

频次和中心度高的关键词代表着某一时间段内该领域的研究热点，一个节点代表一个关键词，节点越大，关键词出现频次越高，同理，节点的色环越厚，关键词在该颜色对应年份出现的频次越高。将数据导入CiteSpace中，设置相关参数：选择标题（Term）、关键词（Keyword）和类别（Category），运行程序后对关键词进行聚类，得到电子书包关键词共现聚类图谱，如图2所示。其中电子书包的出现频次最高，其次是信息技术、教育信息化、教学模式、电子课本等。

图2 电子书包关键词共现聚类图谱

根据统计分析，电子书包文献中关键词出现频次较高的有电子书包、信息技术、教育信息化、教学模式、电子课本、课堂教学、学习过程、教学效果等。节点的中心性说明该节点在网络中的重要程度，根据中心度大于0.1原理，析出12个节点较高的关键词：电子书包（0.85）、信息技术（0.20）、纸质教材（0.22）、教学效果（0.10）、电子课本（0.14）、课堂教学（0.10）、学习过程（0.16）、云计算（0.10）、学习方式（0.10）、教育信息化（0.12）、教学模式（0.15）、自主学习（0.10），即这些关键词是电子书包的研究热点。

（二）电子书包主题聚类结果分析

在电子书包关键词共现聚类图谱右侧标鉴（Labels）的可视化（Visualizations）选项中选择时间轴（Timeline），得到电子书包关键词共现聚类时序图，如图3所示,一个节点代表一个关键词，节点的大小代表关键词出现的频次，色环代表关键词在该颜色对应年份出现的频次，位置则代表关键词首次出现的年份。国内关于电子书包的研究共有16个主题聚类，分别是应用现状、探究式、标准研制、标准应用、教辅材料、数字化学习环境、教学设计、云计算、开发模式、中国出版业、基础教育领域、信息化学习、个人学习环境、硬件规格、数字校园以及融合创新，其中关键词共现频次出现5次以上的聚类有8个，本文主要对该8个主题聚类的内容进行分析，分析内容为聚类中高被引论文。

图3 电子书包关键词共现聚类时序图

1.“应用现状”聚类，该聚类规模最大，在2011年开始受到关注，持续到2016年，主要包含的关键词是电子书包、调查研究、小学语文、小学数学。比如祝智庭等人在《电子书包系统及其功能建模》一文中，提出电子书包的内涵应从以往关注“实”的硬件设备转换到关注“虚”的应用服务层面，并提出“媒体—功能”二维建构和“核心、可选、扩展”三级配置的电子书包系统的功能建模，然后探讨了电子书包学生端与教师端的耦合建立。[5]江丰光等在《电子书包满意度与需求调查——基于一线教师的视角》一文中通过调查研究得出：电子书包应简单易用，充分体现人性化设计理念；用户之间实现高度共享，减少重复操作；数字化资源是电子书包的精神食粮；认知工具是电子书包的灵魂，电子书包应能结合学科特性进行个性化定制，其功能可以持续更新，硬件设计应符合儿童心理和教学需要。[6]王光芸在《电子书包与小学语文传统教学模式的融合思考》一文中认为应正确处理电子书包与传统教学模式之间的关系，选择合适的电子书包避免功能娱乐化，在传统教学方法中利用电子书包增强互动性。[7]张文兰等人在《电子书包在小学数学教学中的应用模式及成效研究》一文中提出了基于电子书包的数学教学模式，并对其教学应用进行成效分析，发现电子书包所构建的教学模式在一定程度上有利于激发学生的学习兴趣和学习积极性，并有助于学生学习成绩的提升。[8]

2.“探究式”聚类，该聚类在2012年开始受到关注，持续到2015年，主要包含的关键词是平板电脑、课堂教学、学习方式、教学模式、应用研究、电子教材、移动终端。比如贾积有在《高性价比的便携式智能电子学伴及其在传统教室的应用探讨》中设计了一套由电子书包构成的传统教室数字化方案，并给出了基于这套方案的初中英语教学的教学设计方案。[9]徐显龙等人在《面向电子书包应用的课堂教学行为模式分析》一文中对课堂教学行为链进行了研究，构建了课堂教学行为模式，并证实该模式能有效促进“教”与“学”。[10]孙洋在《电子书包试点学校学生学习方式现状调查研究》一文中提出：学生使用电子书包后，在倾听、言说、操练等学习行为上变得更为积极主动；在认知策略上愿意利用网络和学习工具支持自己的学习；自信心、独立判断能力、成就动机、竞争意识、求知欲等学习状态均有所提高；利用电子书包进行自主学习则是学生最喜欢的学习方式。[11]乜勇等人在《基于电子书包的个性化学习空间的探索》一文中基于电子书包构建了个性化学习过程模型和学习空间。[12]方海光等人在《面向电子书的移动学习系统环境应用及趋势研究》一文中提出应用于移动学习的电子书包应当包括学习支持、学习装备与学习服务三个层次，并以此为基础构建了基于电子书包的学习支持服务系统架构。[13]

3.“标准研制”聚类，该聚类在2012年开始受到关注，持续到2014年，主要包含的关键词有电子课本、数字出版、数字化学习、标准研制。吴永和等人在《电子课本与电子书包技术标准体系框架的研究》一文中提出电子课本与电子书包体系框架可划分为电子课本、学习终端、学习服务和虚拟学具四个部分。[14]刘繁华等人在《电子书包及其教育应用研究》一文中提出电子书包的应用领域应包括学校教育、家庭教育、社会教育及“家—校—社”协同教育。[15]雷云鹤等人在《虚拟学具标准研制与设计开发》一文中研制了虚拟学具标准框架，应包括分类规范、描述规范、装配规范、聚合规范和测评规范等五个标准规范。[16]

4.“标准应用”聚类，该聚类在2011年开始受到关注，持续到2015年，主要包含的关键词有教育信息化、信息技术、学习过程、数字化教育、标准应用。比如向晋榜在《电子书包的现状与发展中面临的问题》一文中探讨了在处于高原期的教育信息化环境中，电子书包所面临的问题和挑战。[17]

5.“教辅材料”聚类，该聚类在2010年开始受到关注，持续到2015年，主要包含的关键词有纸质教材、电子书、数字化教育、内容资源。比如王斌等人在《电子书包发展中相关问题的探讨》一文中提出，电子书包中的知识系统应该包括科学知识、本土知识和个人知识三个部分，内容形式包含文档、图片、音频、视频、工具软件和电子书，最重要的是电子书。[18]

6.“数字化学习环境”聚类，该聚类在2012年开始受到关注，持续到2016年，主要包含的关键词有教学效果、自主学习、翻转课堂。比如郑娟等人在《电子书包环境下小学英语教学模式和行为分析》一文中，围绕课前、课中和课后构建了电子书包环境下小学英语自主学习模型，并且发现了电子书包对小学英语自主学习的重要作用。[19]沈书生等人在《一种基于电子书包的翻转课堂教学模式》一文中构建了基于电子书包的翻转课堂教学模式，并提出电子书包发挥的三个作用，分别是观看视频、寻找资源/工具以及与其他学生协作。[20]

7.“教学设计”聚类，该聚类在2013年开始受到关注，持续到2015年，主要包含的关键词有小学英语、教学设计、现代教育技术、互动教学。比如庞敬文等人在《电子书包环境下小学英语智慧课堂构建及案例研究》一文中，结合小学英语课堂教学的现状，分析了电书包环境对于智慧课堂的支撑作用，构建了基于电书包的小学英语智慧课堂，并以一堂课为案例进行教学设计。[21]

8.“云计算”聚类，该聚类在2010年开始受到关注，持续到2015年，主要包含的关键词有班班通、电子白板、云计算、学习分析。比如武法提等人在《电子书包中基于大数据的学生个性化分析模型构建与实现路径》一文中构建了基于电子书包大数据的学生个性化分析模型，主要从学习内容个性化、学习活动个性化、学习方式个性化和学习评价个性化等四个维度进行分析，并从个性化学习资源推送、个性化学习过程监控与指导以及个性化学习社区推荐等三个方向对其实现路径进行了分析。[22]郁晓华等人在《电子书包作为云端个人学习环境的设计研究》一文中，结合云计算和电子书包，设计了云端个人学习环境，并提出在个人学习环境中，可以通过正式学习活动和非正式学习活动两种途径展开。[23]

（三）电子书包研究前沿

在较短时间内出现较多或使用频率较高的词被称为突现词。学界通常以此来判断某一研究领域的前沿与趋势。[24]本文通过CiteSpace对相关数据进行分析，得到了电子书包的突现主题。“纸质教材”主要体现在2010—2011年，“电子书”主要体现在2011—2012年，“小学数学”主要体现在2015—2017年。这在一定程度上说明，目前国内电子书包研究前沿主要体现在纸质教材、电子书以及小学数学上。

六、研究结论

本文通过文献计量法统计分析出电子书包的论文发表情况、论文研究的领军人物和中坚力量。利用CiteSpace可视化工具绘制合作机构共现网络，分析合作机构之间的合作形式，通过绘制关键词共现聚类图谱发现电子书包的研究热点与研究内容，通过突现词挖掘电子书包的研究前沿。分析表明，目前国内电子书研究包呈现出以下特点：

第一，从绝对论文数量和累计论文数量图表明，电子书包早在1999年就已提出，在2011年相关研究文献开始增多，在2012—2016年则进入快速发展阶段，受到了研究者的广泛关注，整体呈现出日益发展的上升趋势。

第二，从对作者的领域年龄和活跃值分析表明，电子书包研究已经出现了以吴永和、祝智庭等为代表的领军人物，以及以刘军、石静为代表的中坚力量。从机构合作共现网络图表明，机构之间的合作形式主要是大学之间、大学院系与研究所/研究院之间、大学与中小学之间、大学与事业单位之间等四种形式。从发文量可以看出电子书包的研究力量主要集中在大学，发文量大于等于40的研究机构是华东师范大学和陕西师范大学，大于等于10小于40的研究机构是首都师范大学、北京师范大学、华南师范大学和沈阳师范大学。

第三，从对电子书包关键词的共现频次和中心性分析表明，电子书包的研究热点集中在信息技术、纸质教材、教学效果、电子课本、课堂教学、教育信息化、自主学习、学习过程、学习方式、教学模式、云计算等方面。

第四，从对电子书包的主题聚类结果分析表明，关键词共现频次出现5次以上的聚类共有8个，分别是“应用现状”聚类、“探究式”聚类、“标准研制”聚类、“标准应用”聚类、“教辅材料”聚类、“数字化学习环境”聚类、“教学设计”聚类、“云计算”聚类，意为关于电子书包的文献研究多数集中在这几个聚类上。

第五，从对电子书包的关键词突现率分析表明，电子书包的突现词有3个，分别是纸质教材、电子书和小学数学，即为电子书包的研究前沿。

总体来看，电子书包研究现在处于大发展时期，已形成相关理论基础和多个主题聚类，但研究大多仍然集中在理论探讨、模型构建和结论验证等理论层面上，关于电子书包深入的探索与拓展依旧缺乏，研究机构也都集中在大学层面，与中小学合作较少。后续研究应该加强高校、教育公司与中小学一线教师之间的合作，逐渐形成产学研合作模式，将电子书包研究成果有效转化成教学应用，在研究内容上应增强电子书包研究的广度与深度，从而使电子书包逐渐形成系统的知识体系。

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（责任编辑 孙志莉）

Retrospect and Prospect of E-schoolbag Research—A Visualization Analysis Based on CiteSpace

HUI Fen1,FU Gangshan2
(1.Library,Shaanxi Normal University,Xi’an,Shaanxi,China 710062; 2.School of Education,Shaanxi Normal University,Xi’an,Shaanxi,China 710062)

This study attempts to use the methods of bibliometrics and mapping knowledge domains to analyze the retrieved research articles from the e-schoolbag in terms of the number of published papers,the distribution of authors,the network diagram of cooperative institutions,and the co-occurrence of key words,etc.Meanwhile,it tries to find out the research focuses,research contents,and research fronts of e-schoolbags.Hopefully,it may provide some references to subsequent studies on the e-schoolbag.

CiteSpace;e-schoolbag;visualization analysis

G4

A

2096-0069（2017）03-0018-07

2017-03-20

惠芬（1988— ），女，陕西延安人，图书馆馆员，研究方向为网络与远程教育；傅钢善（1955— ），男，陕西富平人，教授，博士生导师，研究方向为网络与远程教育、网络与媒体技术应用、智能技术应用。