基于知识图谱的国内教育数字化研究

唐 军 上海市黄浦区教育学院

随着5G技术、人工智能和大数据技术的发展，教育数字化成为教育教学中的重要组成部分，教育进入一个新的变革时期。2021 年，以教育数字化转型实验区为重要标志，全国教育数字化发展进入了一个新阶段，促进教育均衡和可持续发展成为提升教育内涵发展和教育高质量发展的重要推动力。

一、数据来源

教育数字化的可视化分析数据来源于中国知网中文数据库。检索方式的主题是“教育数字化”，检索时间为2022 年8 月2 日。通过筛选共检索出373 篇期刊文献，并对此进行分析。第一，将搜集到的国内研究文献按照题目、发表时间等进行描述分析，分别得到文献的时间、重要研究主题，对教育数字化的研究现状进行整体上的概括；第二，通过运用CiteSpace5.8科学计量可视化软件，对检索结果进行可视化分析。通过对教育数字化研究的现状、概念、内容和路径进行可视化分析，探讨教育数字化相关研究的基本脉络，为未来教育数字化研究提供借鉴和参考。

二、教育数字化研究的基本情况

（一）文献发表时间序列情况

从图1 可知，从2000 年开始，教育数字化就一直被提及，但是在2012 年之前，教育数字化这个主题被广大教育研究者提出的频次还是在比较小的范围，相关文章每年在10 篇左右，到了2013 年，教育数字化增加到了18 篇，然后每年有起有伏，年发表论文数不到40篇，发表最多的为2017 年41 篇，但在2022 年出现了较大的增幅，仅仅7 个月的时间，就已经发表了相关论文70 篇。可见，教育数字化研究主题引起了广大教育研究者的特别关注。这是由于2021 年9 月教育部批准上海市作为教育数字化转型实验区，上海市教委于当年11 月颁发了《教育数字化转型实验区实施方案》，从而引起全国教育研究者的关注；2022 年1 月，教育部年度工作计划中特别强调推进教育数字化转型工作，这些都是教育数字化引起全社会重视并进行深入研究的重要因素。

图1 教育数字化的年度发表篇数

（二）研究主题细分情况

根据图2 可知，教育数字化的研究主题主要包括数字化转型、数字化学习资源、数字化学习、教育数字化战略行动、数字化资源建设、数字化课程、数字化学习平台、远程教育、数字化校园建设、数字化学习模式等，其中数字化转型和社区教育相关研究论文发表的篇数最多，其次是数字化学习资源。从查找的文献检索情况来看，社区教育在教育数字化研究中属于早期被关注较多的主题，而数字化转型是属于近期，特别是2021 年较为关注的主题。可以预见，随着时间推移，这一主题将会持续被研究者关注，相关文献也会不断增长。同时我们也要看到，学习资源开发、数字化课程建设、数字化校园建设以及区域推进数字化战略等都是教育数字化发展过程中非常重要的研究主题，这些都在相关文章发表情况中得以印证。

图2

三、教育数字化领域研究热点和研究前沿分析

（一）基于关键词的研究热点分析

关键词是作者对于文章内容的概括和精炼，能够反映文献的核心内容，因此分析某个学术领域关键词的聚合，可以揭示其内容总体特征以及研究内容之间的内在联系等，并摸清该领域学术研究的发展脉络和发展方向。利用CiteSpace 对上文中确定的文献数据信息进行可视化分析，经过聚类计算后模块值（Q 值）为0.7791，平均轮廓值（S 值）大于0.9179，意味着划分出来的结构是显著的。表1给出了中心度排名前20的关键词情况，图3 中给出了关键词分布的图谱情况。分析可知，从教育类型方面来看，研究主要集中于社区教育、职业教育等课题；在教育作用层面，更多关注数字化和教育变革等；在教育技术支撑层面，集中在教育平台、云计算、信息技术、智慧教育等研究课题；从使用载体来看，则更多关注学习资源和教学资源。

表1 中心度排名前20关键词分布

图3 教育数字化关键词图谱情况

（二）基于关键词聚类的研究热点分析

利用CiteSpace 的关键词聚类分析功能，能够帮助我们探索相关领域的研究前沿和热点。在“教育数字化”领域中，利用谱聚类算法，共生成10 个主要的聚类根（如图4 所示），聚类#0 的标签为数字化，聚类#1 的标签为社区教育，聚类#2 的标签为应用，聚类#3 的标签为职业教育，聚类#4 的标签是数字技术，聚类#5 的标签是基础教育，聚类#6 的标签是高等教育，聚类#7 的标签是远程教育，聚类#8 的标签是教育部，聚类#9 的标签是上海市。

图4 聚类后的共现知识图谱

（三）基于突现关键词的研究热点和前沿分析

研究前沿是指一组突现的动态概念和潜在的研究问题。因此，关键词的突现测度指的是文献被引频次或关键词出现次数等的变化率。在某一时段内，以突现词（Burst Terms）为知识基础的一组文献所探讨的科学问题或专题，可以作为研究前沿的判断和预测标准之一。

CiteSpace 可以在识别突现关键词的基础上，对相关突现关键词的出现时间段给予表明，有助于了解该领域发展的脉络以及对未来发展前沿的预测。本文利用CiteSpace 软件对“教育数字化”领域的突现关键词进行了探索和分析，共分析出7 个突现关键词。突现关键词表如图5 所示。“智能时代”和“高等教育”作为领域中一个早期的主要研究主题，从2002 起即出现该关键词，并且相关研究持续到2012 年左右。2003 年起，“远程教育”成为一个新的研究前沿。以上三个关键词开始将“教育数字化”领域的视角转向学前教育。2017 年出现的“社区教育”和“数字化”两个突现关键词，进一步推进了教育数字化应用技术和范围。2020年出现的“智慧教育”关键词，又一次将视角重新定位在教育领域，并强调其智能化特性。从关键词的突现强度来看，“社区教育”是突现率最高的关键词，其次是“智能时代”。

图5 七个主要突现关键词

通过图6 可以看出，不同年份的关键词分布均有所不同，2000 年刚开始的时候，“高等教育”“远程教育”先后作为关键词出现，但是到了2010 时候，“数字化”“社区教育”“职业教育”“学习资源”等关键词先后出现，到了2020 年的时候，“教育变革”“智慧教育”“云产品”等陆续出现。

图6 关键词的年份分布脉络

四、展望

从教育数字化发展的历程来看，最初教育数字化用于高等教育、远程教育，这些教育形式需要借助技术推动教育发展，用于存储教育数字资源，满足个性化成人教育需要。随着时代的进步、技术的发展，教育数字化得到了新的应用，特别是在基础教育层面把教育数字化推向新的发展高峰。通过20 年来教育数字化发展的图谱分析，结合教育数字化的发展趋势，我们有以下四点思考。

（一）技术支撑力：教育数字化发展的基础条件

数字技术是推进教育数字化的重要载体，也是基础。教育数字化要成功转型，数字基建、数字基座、数字资源、数据治理等的发展，都需要数字技术来支撑。因此，教育数字化深度开展，要依托技术的支撑。首先，需要借助技术支撑，提供便捷的网络连通和访问；其次，需要通过网络平台软件，建立必要的数字基座和数据中台，保证数据内部链接通畅，从而为数据分析提供必备条件。对于教育数字化来说，数据驱动是内核，能够完善教育数据。通过数据有效采集，数据清洗、归集，建立数据分析模型，针对数据开展科学分析，能够使教育数字化逐步走向深化。

在当前的教育数字化发展进程中，教育者都已深刻意识到数字技术的重要性，也对其应用进行了全面的阐释和规范，然而，技术应用便捷性、数字流通顺畅性、技术公司标准统一性还远远没有达到理想状态，一线的教育应用者（教师为主）还在不断适应和学习中，进行着碎片化的应用、断点式的操作，让数字技术真正为教育工作者带来教育红利的时机还远远没有到来。因此，数字技术的发展和成熟还有很长一段路要走，这也是将来教育数字化发展中必须要倚仗的重要基础。

（二）智慧表征力：教育数字化转型应用的重要特征

教育数字化，要让教育聪明起来，这是智慧教育重要的特征。在推进教育数字化过程中，如何让教育聪明起来，需要重视教育数字化过程中的智慧表征力。学校推进智慧教育，涉及层面多样丰富，单从学校办学层面来说，环境建设、教育管理、课堂教学、课程开发以及学生学习等方面都会需要智能技术的加持和赋能，从而为学校智慧教育提供强力支撑。另外，从信息化架构角度来看，学校智慧教育底层建设、学校应用软件开发（或购买）、应用场景打造以及学校数据治理分析，都是智慧教育需要考虑的主题。在教育数字化推进过程中，要充分发挥人工智能技术在其中的赋能作用，让教育更有智慧表征力，使学校能够根据自身需要，自主选择，个别化应用，从而真正发挥教育信息化的作用，从而推进学校智慧教育不断前进，深度发展。

（三）变革内需力：教育数字化演进中的内在动力源

做好教育数字化发展工作，重要的是充分利用其优势，变革育人方式，这是教育高质量发展的内需力，也是教育数字化演进中的内在动力源。首先，要变革教学模式。要探索基于教学改革，融合信息技术的新型教学模式，如双线混融教学、个性自适应学习、课后优质服务等。其次，要变革应用场景。应用场景是推进教育数字化转型的重要因素。特别是自2021 年开始，上海市颁发了《教育数字化转型实施方案》后，立足于课堂教学主阵地，探索应用场景的创新应用，是变革新时代育人方式的重要抓手。

（四）资源供给力：教育数字化满足需求的重要保障

教育数字化发展已经进入一个新的时期，需要探索教育数字化的转型，其中比较重要的是教学资源和学习资源的供给问题。如何借助教育数字化的资源，为教学和学习提供便捷，是教育工作者需要思考的问题。从教师角度而言，可以从制作资源、搜索资源、甄别资源等繁杂的工作中解脱出来，以更多的精力为学生学习服务；对学生而言，资源的丰富性、可用性可支撑其个性化学习。另外，还需要拓展资源供给的形式，不仅仅要提供可看的资源，还需要提供可以思考或解决问题的资源包，如学习支架、作业设计、教学工具等，丰富和拓展资源的类型，为师生的教学提供全力支持，这也符合教育信息化带动个别化、支持个性化的发展方向，从而有利于大规模因材施教的开展和落实，实现数字化赋能教学质量的提升。

教育数字化发展过程中，面临观念和理解的挑战、传统和习惯的挑战、技术创新和应用的挑战、条件和平台支撑的挑战，这些无论是从学校层面，还是决策层面来说，都对教师能力建设提出了新的要求，我们需要从更高的层面进行思考和规划，探索新时期如何借助教育数字化转型，实现教育高质量发展。