基于知识图谱的高校实验教学研究可视化分析

沙海银 李满

摘  要：探索和总结高校实验教学研究现状及其演变动态，对实现高校高质量发展具有十分重要的意义。以中国知网（CNKI）2001—2021年收录的693篇高校实验教学相关的北大核心、CSSCI期刊论文为样本，基于CiteSpace知识图谱可视化分析法，绘制发文趋势图、关键词共现知識图谱及关键词凸显率图谱，进而表征该课题最近二十年的研究概况、热点及趋势，以期为高校实验教学研究选题提供借鉴。

关键词：知识图谱;高校实验教学;可视化分析;研究综述

中图分类号：TP391      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）06-0028-04

Visual Analysis of University Experimental Teaching Research Based on

Knowledge Graph

——Take the Data from 2001 to 2021 as an Example

SHA Haiyin，LI Man

（Institute of Technology，Guangzhou College of Technology and Business，Guangzhou  510850，China）

Abstract：It is of great significance for realizing high quality development of university，to explore and summarize the research status and evolution trend of university experimental teaching. This paper takes 693 core journals of Peking University papers related to university experimental teaching and CSSCI journal papers collected by China National Knowledge Infrastructure（CNKI） from 2001 to 2021 as samples，based on the CiteSpace knowledge graph visual analysis method，draws the published papers trend map，the keyword co-occurrence knowledge graph and the keyword salience rate graph，and then represents the research survey，hot spots and trends of this topic in recent 20 years，in order to provide reference for the research topics on the university experimental teaching.

Keywords：knowledge graph;university experimental teaching;visual analysis;research summary

0  引   言

高校实验教学是高校教育教学工作的重要组成部分。在高校实验教学备受关注的背景下，探索高校实验教学研究的基本现状、演变动态及趋势，对开展高校实验教学研究，实现高校高质量发展具有重要的意义。现今，实验教学研究发展迅速，但规模和质量有待提高;实验教学研究聚焦于能力培养、实验室建设、教学方法，但存在研究设计等问题[1]。据此，本研究通过文献计量分析法，查找该课题最近二十年的研究概况、热点及趋势，为高校实验教学研究选题拓实基础。

1   研究方法

陈超美教授的团队开发的Cite Space软件是信息分析领域中影响力较大的信息可视化软件之一。该软件开发于2004年，国外学者主要运用该软件在信息科学、生命科学和生物医学等领域进行演进、前沿、热点、知识结构等研究，并对这些领域的未来研究趋势进行预测[2]。本研究拟通过文献研究法，选取中国知网（CNKI）2001年至今的北大核心、CSSCI期刊论文为样本，通过可视化分析进而找出高校实验教学研究的基本规律及热点。

首先，将时间跨度设为2001年1月1日至今，主题或者关键词为“高校实验教学”，来源为：核心、CSSCI，通过跨库检索、去重后剩余有效样本693篇。其次，利用Excel、CiteSpace工具进行数据转换、设置参数、运行分析，绘制高校实验教学的发文趋势图、关键词共现网络知识图谱、机构共现网络知识图谱以及关键词凸显图谱，进而表征、分析我国高校实验教学研究的基本概况、热点与演变趋势。

2   高校实验教学研究成果时空特征分析

2.1  发文时序分布特征分析

统计各年份的发文数量变化情况能够有效表征该课题的基本研究趋势。在抽取693份样本题录中的年份、发文数后发现，最近二十年我国高校实验教学研究呈“上坡-下坡”式特征，各年份发文数量分布情况如图1所示。

从图1可以看出：2001年以来，高校实验教学研究呈“上坡-下坡”式发展特征。以2010年为分割点，前十年该课题发展呈直线上升趋势，后十年基本上呈直线下降趋势。上述发文趋势特征大致传递了两个重要信息：第一，2001—2010年为高校实验教学的发展期，在此阶段中该课题的学术关注点、学术传播度不断提升，国内研究人员对其的研究热情比较饱满;第二，2011年至今为高校实验教学的成熟期，该阶段的研究或已进入精益求精的状态。由于样本来源于北大核心及CSSCI期刊，近几年国家对刊物管理采取严管严控措施，北大核心、CSSCI刊物数量大幅度减少，这也是导致最近十年样本呈下降趋势的原因之一。

2.2  发文机构空间分布特征

发文机构以工科院校及高校实验教学主管单位为主，且未形成合作网络关系。利用CiteSpace工具对筛选的样本文献进行可视化发现，“高校实验教学”在发文机构方面呈现以下三个明显特征：第一，工科院校及实验教学主管单位对该课题的关注度较高。位居前20名的高频发文机构中，工科院校占了12所，综合性院校5所。同时，在上述的20个高频机构中，有8个机构署名为实验教学或资产管理中心。第二，机构知识图谱显示，机构合作网络密度（Density）仅为0.001 3，表明发文机构之间存在合作，但是合作强度极其微弱，未形成代表性合作网络关系。此外，在773所发文机构中，广州大学的发文数量最高，表明广州大学对于高校实验教学给予了较高的关注度。

2.3  文献来源刊物分布特征

《实验室研究与探索》及《实验技术与管理》对高校实验教学高度关注。分析样本文献来源，能够掌握各学科领域对于高校实验教学的关注度。通过抽取题录中的来源、频次字段，利用Excel软件编辑、排序后，得到高频文献来源列表（前20）如表1所示。

表1数据直观表明，《实验室研究与探索》《实验技术与管理》的发文频次分别为248、199，远高于其他刊物。仅仅这两个刊物的发文量就占了总样本的64.5%，间接体现出这两个刊物对高校实验教学给予了高度重视。其次，在位居前20的发文刊物中，会计类的刊物有4个，可见会计学科对于高校实验教学也颇为重视。剩余刊物普遍为教育综合类刊物，从综合类刊物发文总数来看，综合类刊物对于高校实验教学的关注度还有待加强。

3   高校实验教学研究热点及趋势分析

3.1  高校实验教学研究热点分析

“实验室建设”“实验室管理”“实验教学改革”是最近二十年的研究热点。通过对高校实验教学样本文献关键词进行可视化分析，可以得出我国高校实验教学研究领域的主要研究内容。关键词是指那些出现在文献的标题（篇名、章节名）以及摘要、正文中，对表征文献主题内容具有实质意义的语词，亦指对揭示和描述文献主题来说重要的、带关键性的词语[3]。文献关键词表征论文正文所涵盖的主要内容，研究分析某一课题文献的关键词共现情况，能够发掘这一学科内的研究热点[4]。

因此，本研究试图通过CiteSpace软件进行设置参数、运行分析、图谱调谐，绘制出关键词共现知识图谱，以查找该课题的研究热点，如图2所示。在研究热点的可视化视图中，一个节点代表一个关键词，关键词出现频次的多少与节点的大小成正比，而节点之间的连线则表现关键词之间的共现关系[5]。观察图2发现，除去样本检索时所用的关键词“实验教学”以外，“实验室建设”“实验室管理”“地方高校”“高校实验室”“实验教学改革”“实验教学中心”“实验教学体系”等节点明显较大，同时以上关键词与其他节点的连线较多，表明与其他节点的联系较为紧密。综上分析，我们可以认为，高校尤其是地方高校的实验室建设与管理、实验教学改革、实验教学（示范）中心的建设等相关问题为该领域的研究热点话题。

3.2  高校实验教学研究趋势分析

根据对高校实验教学研究趋势的分析，“信息化”“虚拟仿真”将成为实验教学研究最近几年的研究重点。从时间轴来看，如果关键词在某一年的出现频次相对增幅较大，说明该关键词代表的研究主题在这一年成为热点内容，这样的关键词被称为突现词（Burst Term）[6]。关键词凸显率是反映出现频次增长快慢的指标。陈超美教授在其Cite Space软件中引入Kleinberg的突现词检测算法，并且认为基于摘要的突现词检测体现出了研究领域的动态性变化，有利于呈现一些潜在的研究前沿[7]。

为找出该课题的研究前沿，此处利用CiteSpace软件的突现词分析功能，生成关键词突现列表，具体的突现词及凸显率如图3所示。

从图3可以看出，在2005—2009年期间，凸显率较高的关键词是“改革”;2009—2010年凸显率较高的是“教学改革”;在2012—2018年期间，“实验教学示范中心”“实验教学中心”突现明显，表明在该段时期内，实验教学示范中心建设与管理等问题受到高度重视;而在最近几年，则是“信息化”“虚拟仿真”两个关键词凸显率较高。因此，在未来一段时期内，“信息化”“虚拟仿真”或成为新的研究热点。

4  结  论

基于Cite Space文献计量软件，对CNKI数据库中2001—2021年关于高校实验教学的文献从时间、空间等不同层次的分析和可视化研究表明，最近二十年我国高校实验教学研究总体呈上升趋势，研究主体以工科院校及高校实验教学主管单位为主，实验室建设与管理、实验教学改革、实验教学（示范）中心的建设是该领域的热点，“信息化”“虚拟仿真”或将成为新的研究趋势。

探讨高校实验教学研究热点、趋势的同时，发现现有研究存在一些问题值得深思：如何在新工科背景下有序推进高校实验教学，如何在高校实验教学中开展课程思政，不同办学定位的高校在实验教学方面存在哪些差异，应用型高校在高校教学过程中该注意哪些问题等，是当前高校实验教学亟待解决的课题。为更好实现高校实验教学改革，促进高校实验教学高质量发展，国家层面应加强对高校实验教学研究导向，积极发挥政策引领作用，引导广大高校教师和研究人员关注、投入实验教学研究，丰富选题角度，开拓研究视野。在研究层面上，涵盖宏观、中观、微观三大层面。建议研究者从自身学科背景、教学实践、研究经历出发，鼓励研究选题多元化、研究途径多样化。以新工科时代背景为导向，挖掘与时代要求相适宜的高校实验研究新选题。

参考文献：

[1] 厉旭云，梅汝焕，叶治国，等.高校实验教学研究的发展及趋势 [J].实验室研究与探索，2014，33（3）：131-135+197.

[2] 高丹阳.基于知识图谱的国内外组织创新研究比较分析 [D].武汉：华中农业大学，2017.

[3] 韩金波.面向在线评论的关键词抽取和知识关联研究 [D].大连：大连理工大学，2017.

[4] 廉同辉，余菜花，宗乾进，等.基于CSSCI的2000—2010年旅游学科研究知识图谱分析 [J].旅游学刊，2013，28（3）：114-119.

[5] 单宇，范武邱.国内法律翻譯研究图谱分析（1992～2016）——基于中国知网702篇研究文献的考量 [J].当代外语研究，2018（4）：85-93+109.

[6] 白宇飞，郭彦男.我国税收领域研究态势的文献计量分析——基于1998—2017年CSSCI期刊发文数据 [J].财政研究，2019（7）：105-116.

[7] 李杰，陈超美.CiteSpace科技文本挖掘及可视化 [M].北京：首都经济贸易大学出版社，2017.

作者简介：沙海银（1988—），女，汉族，广东河源人，讲师，硕士研究生，研究方向：教育信息化、智慧教学;李满（1966—），女，汉族，河南南阳人，副教授，高级工程师，硕士，研究方向：计算机应用。