智慧教学研究进展与趋势分析：文献计量视角

张俊

(安徽财经大学经济学院，安徽蚌埠233030)

智慧教学进入了科技创新与教育创新相融合的新时代，是当前决策层和学术界关注的热点。伴随“互联网+”时代的到来，移动互联网、云计算、区块链、大数据、量子计算、人工智能等新一代信息和智能技术逐渐融入教育教学，智慧教学已经成为教育信息化改革的重要内容。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》以及《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》要求强化信息技术与教学的深度融合，建设智能化教学环境。《教育信息化2.0行动计划》以及《中国教育现代化2035》指出，教育信息化是教育系统性变革的内生变量，开展智慧教育教学创新发展行动，推进信息技术和智能技术深度融入教育教学全过程。基于顶层设计的教育信息化和智慧化政策推动了智慧校园建设，为智慧教学的开展提供了物质基础和技术支撑。与此同时，为因应新时代经济社会的发展对创新人才的培养要求，课堂教学必须突破个性化教学受限的时空困境，引入智慧教学，才能给予学生个性化精准答疑和差异化指导，才能促进学生的智慧发展和能力提升。因此，探讨智慧教学的研究热点和发展趋势对新时代教育教学改革以及创新型人才培养具有重要的理论和政策实践价值。

智慧教学不仅是新一代信息技术带来的教学革命，而且意味着教学环境、教学生态、教师角色、学生地位以及师生关系的重构。目前对智慧教学的研究聚焦于实践探索层面：一种认为智慧教学是培养学生成为 智慧性 人才的 思维教 育［1］-［3］，而 另 一 种 认 为智慧教学是教学系统内部要素的智慧化［4］-［7］。 然而，这些研究在智慧教学理念、智慧教学环境、智慧教学能力以及教学模式创新等关键因素中并未形成共识，因此有必要梳理出一个系统的研究图谱，促进智慧教学研究的知识增长，为衡量智慧教学的未来创新点提供参照物。与定性研究相比，文献计量学方法能够科学绘制特定研究领域的演化路径和知识图谱，识别该领域的研究热点和发展趋势。据我们所知，目前采用文献计量方法对智慧教学相关文献的定量研究付之阙如。因此，本文采用文献计量学及其可视化方法，以CNKI数据库中2008—2019年发表的关于智慧教学的相关文献为样本，主要回答如下问题：当前从事智慧教学研究的主要机构和核心期刊是怎样分布的？知识基础是什么？研究热点和发展趋势如何变化？从而展现智慧教学的研究进展和未来趋势，以期为深化智慧教学研究提供理论参考。

一、基于文献计量的智慧教学研究范式

传统的文献归纳法依赖于研究者对特定领域的熟悉程度，文献选择难免挂一漏万，数量有限，导致研究结论具有一定的主观性。而文献计量法以引文网络分析为基础，运用数学和统计学理论解释特定研究领域的共被引网络及其演化，避免了研究者的主观判断，提高了研究结论的可信性与客观性。本文研究范式如下：首先，对样本文献进行聚类处理，反映智慧教学的知识图谱分析的合理性程度；其次，对智慧教学相关研究的发文量、来源期刊、主要作者、主要研究机构以及关键文献进行描述分析，研判智慧教学的研究质量和知识网络；再次，对智慧教学的关键词中心性、频次和聚类图谱进行分析，识别智慧教学研究的知识架构和研究热点；最后，对智慧教学研究的时区迁移图谱以及突现关键词的突现动态进行分析，从而研判智慧教学的未来研究趋势。近年来，借助CiteSpace软件进行文献计量分析被学术界所认同。因此，本文利用Chen开发的CiteSpace5.3软件绘制智慧教学研究的知识图谱，分析智慧教学的研究进展与趋势。

二、智慧教学的研究进展

本文文献数据来源于CNKI数据库，我们对智慧教学文献的初始时间段选择为2008年，是因为智慧教学进入学术视野源于2008年IBM公司的 “智慧地球”概念以及2009年的《智慧地球赢在中国》战略，截止时间为2019年9月28日。以“智慧教学”为主题词、关键词和篇名为条件分别检索，发现通过主题词检索的文献篇目最多，覆盖面最广。因此，我们采用主题词检索并剔除会议报刊类文章，总共获得547篇论文，构成本文研究的文献样本。此外，对样本文献进行自动聚类，得到聚类值Modularity Q为0.58，平均Sihouette值为0.53，由此表明聚类是合理的①自动聚类依据谱聚类算法，一般情况下，Q＞0.3具有聚类可信性，Sihouette值＞0.5具有聚类合理性。，可以进行知识图谱分析。

（一）发文量分布

智慧教学的发文量如图1所示。2008—2012年的智慧教学研究进程相对缓慢，2008年的发文量仅为6篇。2013年后智慧教学研究数量上升，2016年后上升趋势加快，2018年达到177篇②截至2019年9月28日，2019年智慧教学研究的发文量为155篇，其中在CSSCI中有6篇，但2019年尚未结束，不具有观察价值。，可能在于党的十八大以来国家对教育信息化改革政策的大力推进，同时，智慧校园和智慧课堂的建设为智慧教学的开展提供了技术和平台支持。此外，智慧教学的研究质量不断上升，在CSSCI中的发文数量从2008年的0篇上升到2018年的8篇。

（二）来源期刊分析

文献来源期刊在一定程度上代表着该领域研究的学术水平，从智慧教学研究排名前十的来源期刊来看，主要是教育技术、教育信息化类期刊（参见表1），刊文量都在8篇以上，《教育现代化》刊文量多达15篇，排名第十的《软件导刊（教育技术）》也有8篇。此外，十大来源期刊仅有 《中国电化教育》为CSSCI，表明智慧教学研究的整体质量不高。

表1 智慧教学研究排名前十的来源期刊

（三）作者和研究机构分布

表2列出了发文量排名前十的智慧教学研究作者，结果显示主要作者的发文量和被引频次差别不大。此外，合作网络图谱显示主要作者之间尚未形成合作关系。

表2 智慧教学研究发文量排名前十的作者

考察智慧教学的研究机构发现，广西师范大学外国语学院、华南师范大学教育信息技术学院和淮安信息职业技术学院国际教育学院的研究成果相对丰富，但学术影响力不大。图2显示了研究机构的合作图谱，可以看出，研究机构较为分散，尚未形成明显的合作团体，研究机构之间也未形成合作关系，不利于智慧教学的研究资源共享与知识扩散。

（四）关键文献分析

利用文献共被引分析发现，智慧教学的关键文献主要聚焦于智慧教学技术支持、教学环境构建、智慧课堂以及实践探索四个方面。表3从被引频次的角度列出了智慧教学排名前十的关键文献。其中，王帅国的《雨课堂：移动互联网与大数据背景下的智慧教学工具》被引频次最高，探讨了雨课堂在智慧教学中的运用。《智慧教育体系架构与关键支撑技术》提出了智慧教学需要物联网技术、大数据技术、云计算技术和泛在网络技术的支撑。此外，《“互联网+”时代课程教学环境与教学模式研究》《论我国数字化教育的转型升级》《智慧课堂：“互联网+”时代未来学校课堂发展新路向》等提出智慧教学是“互联网+”时代教学转型升级的发展方向。《基于网络学习空间的智慧教学设计与实践探索》《信息技术支持下的小学数学智慧教学模型研究》提出了智慧教学设计方案以及相应的实践应用。

表3 智慧教学研究被引频次排名前十的关键文献

三、智慧教学研究前沿与演变趋势

（一）研究主题识别

通过关键词的出现频次和中心性高低可以了解国内智慧教学的研究主题，表4列出了频次排序前十的关键词，主要有智慧教学、雨课堂、智慧教育、智慧课堂、翻转课堂等，其中智慧教学的频次和中心性最高。同时可以通过表4发现，智慧教学、智慧课堂、翻转课堂、智慧教育、教学模式的出现频次和中心性排序都比较靠前，表明研究主题集中于智慧教学特征、智慧课堂、智慧教育以及教学模式改革等方面。

表4 智慧教学研究关键词频次和中心性统计

（二）研究热点辨识：关键词聚类分析

进一步，采用聚类分析法绘制出智慧教学研究的关键词聚类图谱（如图3所示）。以智慧教学为中心，向智慧校园、智慧教育、智慧课堂、翻转课堂、大数据、教学模式等方向扩散。结合研究主题、关键词聚类图谱，可以把智慧教学研究归纳为以下三个方面：

1.智慧教学内涵及其必要性

智慧教学是数字化、网络化和智能化技术高速发展的产物，其核心理念最早可以追溯到IBM的“智慧地球”战略。从理论层面来看，智慧教学来自人本主义心理学、建构主义和新建构主义，主张以学生学习和兴趣爱好为中心，根据不同学习前景和学习伙伴功能，使学生选择与自己兴趣需要密切相关的信息与知识，构建出完整的个性化知识体系。从教学观念层面来看，教师的角色应当是学生学习的“促进者”，在信息技术和智能技术的支持下，教师向数字公民、学习者、合作者和促进者转变的教学，是教学双方情感与智慧综合生成的教学。从教学方法层面来看，智慧教学是教师充分利用信息化技术和信息资源、教学双方互动更加深入以及教学活动更加智能化的教学［8］。从教学环境层面来看，智慧教学是利用先进的信息技术实现课堂教学的信息化、智能化，构建富有智慧的教学环境［9］-［11］，从而带来课堂环境的智慧升级、课堂教学的智慧重构、学习历程的智慧优化以及教学评价的智慧发展［12］。从创新人才培养层面来看，智慧教学是在网络学习空间的支持下，使学生成为智慧型人才的教学［13］，是在学生个性化学习的过程中逐步培养创新性思维能力的教学［14］。

实施智慧教学的必要性主要体现在以下三个方面：

（1）“互联网+”时代教育发展的需要。“互联网+”时代使学生成为数字公民，使数字校园向智慧校园迈进，使大数据技术和人工智能技术在教育中的应用逐渐成熟，为实施智慧教学提供了条件［15］。

（2）教学模式改革的需要。课堂教学是信息技术与课程整合的主阵地，也是教学变革的主战场，智慧教学是我国数字化教育的转型升级［16］，其核心在于用“互联网+”的思维方式和新一代信息技术来变革和改进课堂教学［17］，未来学校课堂被赋予智慧化的内涵，利用先进技术提高学生学习效率成为教育的常态。

（3）智慧型人才培养的需要。智慧型人才是指具有面向21世纪的生存能力、问题解决能力和创新能力的新型人才。王慧认为智慧教学通过线上与线下的融合，发现式、体验式、探究式以及项目导向式教学的融合，学、研、创的融合，实现知识本位向智慧发展的转变、学会本位向研创发展的转变、被动本位向自组织学习的转变［18］。祝智庭提出智慧教学是以发展学生创新能力为目标的新型课堂教学模式，促进学生自我启动学习、自我组织学习资源、自我订制学习，培养学生问题解决、沟通、创造和协作能力［19］。刘军认为智慧教学是“互联网+”时代未来学校课堂教学发展的新路向［20］。

2.智慧课堂建设

智慧教学依托于智慧课堂建设。王竹立和李小玉等［21］、祝智庭［22］发现智慧课堂与翻转课堂存在差异，翻转课堂存在“效果天花板”和“认知天花板”，未来常态化教学要走向智慧课堂及智慧学习。陈婷认为智慧课堂是对翻转课堂的重塑和升级，其实质在于动态学习数据分析和“云+端”的运用，通过数据化的决策分析、即时化的评价反馈、立体化的互动交流和智能化的资源推送，促进全体学生实现符合个性化成长规律的智慧发展［23］。智慧课堂建设主要来自三方面：

（1）提高教师的信息化处理能力。在传统课堂向智慧课堂的转变过程中，对教师的信息化能力与数据处理能力必须给予足够关注［24］。陈琳和陈耀华等认为智慧提升与实现要以解放教师、提升教师专业能力，重构教学评价方式为基础［25］。

（2）智慧课堂的教学设计。刘邦奇提出智慧课堂仍然是由“课前、课中、课后”组成的三段式课堂教学闭环，但教学步骤扩展为“学情分析、预习测评、教学设计、情景创设、探究学习、实时检测、总结提升、课后作业、微课辅导、反思评价”等，“三段十步”构成了完整的智慧教学过程［26］。李祎和王伟等从认知策略、元认知策略、交互策略以及技术供给策略等四个维度分析了智慧课堂中的智慧生成策略［27］。陈琳和陈耀华等提出了以“知行创统一”为指导思想，把握课程目标的时代定位和教育模式创新两大方向，实施融创式智慧教学模式［28］。

（3）提供记录教学轨迹的技术支持。唐烨伟和庞敬文等提出采用云平台、大数据、学习分析学等融入到智慧课堂教学中，记录教与学的活动轨迹［29］。卞金金和徐福荫通过对智慧课堂技术特征的分析，提出了师生在课前、课中和课后三个环节可采取的科学行为，核心技术是物联网、云计算、大数据与泛在网络［30］。此外，利用情感分析技术、表情识别技术感知学生在学习过程中的情感状态，提供即时的学习分析和教学干预［31］。

3.智慧教学的效果评价

伴随智慧教学实践探索的深入，智慧教学评价逐渐成为学术界的研究热点。

（1）智慧教学的评价标准，如张琪基于长尾理论提出智慧教学评价包括视频学习、递进式练习、阶段性测验、实验实践练习、综合项目式训练、期末考试、创造分、特殊专长分、协作合作活动贡献分、快速进步分等10个维度［32］。郭旭明以《综合英语》为例，构建了教学互动、教学内容、实体教室、网络学习空间和实践基地的综合评价体系［33］。

（2）智慧教学的实施效果。李祎和钟绍春等在“2P-7E-2E”的智慧教学模型基础上采用了班级对照实验，结果表明智慧教学提升了学生的学习动机、学习参与度、思维能力以及学业成绩［34］。陈婷的调查发现，与传统教学模式相比，智慧教学使学生的知识能力、操作能力、学习兴趣、问题解决能力、自主学习能力和合作交流能力有明显提升［35］。

（三）研究前沿辨识

1.研究热点迁移分析

在关键词共现分析的基础上，进一步考察智慧教学关键词聚类时区图谱。图4呈现了智慧教学研究热点关键词的演进。可以看出，以“智慧教学”作为核心关键词所形成的知识网络向教学智慧化实践扩散。从时序来看，智慧教学作为课堂教学的新模式，成为热点关键词。此后，教育信息化、智慧校园、翻转课堂、智慧教育等成为新时期热点关键词。近年来，智慧课堂、智慧教学模式、智慧教学环境、雨课堂、互联网+、智慧教室等关键词受到学术界的关注。

2.研究前沿分析

根据Chen的研究［36］，分析不同时期的突现关键词更适合考察研究前沿趋势，突现强度的数值一般要求在3以上，强度越大，说明这一时期对特定关键词的研究越多。表5列出了智慧教学研究的突现关键词，可以看出，智慧教学的突现强度最大，持续时间最长。近年来，智慧教育、教学智慧、翻转课堂和智慧校园等关涉智慧教学的理论探讨，教学支持环境以及教学实践效果成为新兴的研究主题。

表5 智慧教学研究的突现关键词

四、主要结论与展望

推进智慧教学不仅是新时代教育信息化改革的政策旨归，而且是实现我国教育高质量发展的必然要求。本文基于CNKI数据库中2008—2019年智慧教学文献，采用文献计量法实证考察智慧教学的研究进展、知识基础和研究前沿。智慧教学的研究数量和质量总体呈现良好发展态势，2016年后研究数量上升趋势加快。来源期刊主要是教育技术、教育信息化类期刊，主要作者和研究机构来自高校，但分布相对分散，相互之间的合作关系较弱。关键文献主要聚焦于智慧教学技术支持、教学环境构建、智慧课堂以及教学实践探索四方面内容，构成了智慧教学研究的知识基础。关键词聚类分析发现，智慧教学研究热点在于智慧教学内涵及其必要性、智慧课堂建设以及智慧教学的效果评价。智慧教育、教学智慧、翻转课堂和智慧校园等关涉智慧教学的理论探讨，教学支持环境以及教学实践效果成为未来研究趋势。

根据文献计量分析结果，我们给出了智慧教学研究的一个整合理论框架。图5表明：

从新一代信息和智能技术、教育理念、互联网思维以及经济社会发展对人才的需求等方面分析智慧教学产生的原因和必要性，从教学环境、教学生态、教学要素、教学主体性的重构等方面创新智慧教学理论，一方面分析智慧型教师、智慧型学生以及智慧型学习共同体建构的理论逻辑和激励机制，另一方面创造有效的智慧教学支持环境，创新智慧教学平台和智慧学习空间，降低学习成本。在此基础上，建构和诠释个性化智慧教学、混合式智慧教学、情境化智慧教学等智慧教学新模式［37］，提升智慧教学效果，形成智慧教学理论、机制设计、技术创新与实践创新相统一的良性循环。因此，未来智慧教学研究应当从以下四个方面加以深化。其一，深化智慧教学的理论研究。智慧教学不仅仅是信息技术介入教学过程，更关键的是教育教学的智慧生成与共享。人本主义、建构主义和新建构主义的舶来品不足以构成智慧教学的理论全部，更需要结合新时代教育思想，构造扎根中国的智慧教学理论，为智慧教学研究提供理论支撑。其二，加大对智慧型教师和智慧型学习者的研究。智慧教学的本质在于从培养“知识人”转向培养“智慧者”，引领教师和学生爱智慧和追求智慧，但开展智慧教学给教学双方及其利益相关者带来了更大的挑战。教师不仅要树立智慧教育理念，乐于改变，而且需要不断提升信息技术素养和专业能力，才能成为智慧型教师。学习者必须具备一定程度的自觉自主学习能力、自我管理能力和信息技术能力，才能成为智慧型学习者。管理者必须提供及时有效的智慧服务才能成为智慧型管理者。因此，如何培育智慧型教师、智慧型学习者以及智慧型管理者显得尤为关键，这一方面研究需要更多的关注。其三，加大对智慧教学支持环境的研究。智慧教学的有效开展离不开技术支持、制度环境和学习环境，尽管现有研究侧重于智慧教学的技术支持环境，但大数据、云计算、学习分析和智能技术等应用并不成熟，教学关键技术未能产生重大突破。事实上，智慧教学支持更需要构建校内校外、课上课下的资源共享和相互协作的制度支持环境，以及物物对接、教学相融的智慧生态学习环境，未来研究要从智慧教学的技术应用和技术突破入手，探讨智慧教学的技术支持、制度环境和学习环境的集成创新。其四，加大对智慧教学实施效果的评价研究。智慧教学要从局部探索走向全面推进，必然是集智慧教学理念、智慧教学设计、智慧课程开发、智慧学习方式、智慧支持、智慧评价和智慧服务于一体的系统工程，如何构建智慧教学的评价体系，如何体现智慧教学与翻转课堂、混合教学的效果差异，应是未来的研究重点。此外，对智慧教学实施效果的实证研究也十分必要。