智慧课堂研究热点展望：基于中国知网数据库的CiteSpace 可视化分析*

洪 雨 杨 成

江苏师范大学智慧教育学院 江苏徐州 221116

2 0 0 1 年，马克斯·范梅南（M a x v a n Manen）教授提出了“教育智慧”这一概念，促进了以教学系统为核心的智慧课堂的发展，为智慧化教学的改革提供了初步指导。2008 年，国际商用机器公司（IBM）提出了“智慧地球”的概念，旨在实现地球上所有事物的感知、互联和智能化。这一思想在不同领域产生了智慧城市、医疗和交通等概念，智慧课堂和智慧教育也应运而生［1］。在我国，信息化视角下的“智慧课堂”最早于2011 年前后在上海市虹口区推广应用电子书包项目中出现。随着时间的推移，越来越多的研究者陆续提出了智慧教室、智慧课堂和智慧学习的概念［2］，随之而来的是相关研究和应用的大规模展开。近年来，随着信息技术的迅速发展和广泛应用，国家越来越重视将其应用于教育领域，为此相继发布了一系列相关政策文件，如《关于加强网络学习空间建设与应用的指导意见》《关于促进在线教育健康发展的指导意见》《关于加强“三个课堂”应用的指导意见》等，这些文件的发布表明智慧教育相关领域已经成为国家教育发展中举足轻重的组成部分。

运用CiteSpace 软件，通过选取中国知网（CNKI）中以智慧课堂相关词汇为主题的期刊文献，以可视化的方式展现我国智慧课堂自2011 年至2022 年研究的热点与基本态势。

一、数据来源和研究方法

（一）数据来源

研究样本主要从中国知网的学术期刊数据库中获得。在知网学术期刊页面的高级检索中，以智慧课堂为精确检索词，主题为检索项，由于我国信息化视角下的智慧课堂最早出现在2011 年前后上海市虹口区推广应用中［3］，所以设定检索时间为2011 年1 月至2022 年12月，共检索出文献3 290 篇，之后通过人工筛选，剔除会议、报告等无关文献，有效文献3 225 篇。

（二）研究方法

CiteSpace 是一款由美国德雷赛尔大学（Drexel University）的陈超美教授研发的文献可视化分析软件，它可以帮助人们更直观地了解某一领域的研究热点和趋势变化［4］。使用这款软件，我们可以通过绘制出来的知识图谱，一目了然地看到不同研究领域之间的联系和相互影响。与其他分析工具相比，CiteSpace 有着高效、美观和准确的特点，深受学术界和研究人员的喜爱，被广泛使用［5］。本研究将3 225 篇有效文献进行格式转换后导入CiteSpace6.1.R2软件，并绘制相关知识图谱。我们通过综合运用统计分析、文献分析等方法，进行了深入的研究和分析，还利用了CNKI 分析工具对智慧课堂的相关文献展开计量可视化分析。

二、总体概况分析

（一）整体态势

通过对时间序列上的发文量分析可以看出相关研究的整体态势，2011—2022 年国内智慧课堂相关文献发表数量和走势如图1 所示。

图1 2011—2022 年国内智慧课堂相关文献发表数量和走势图

根据发文量的变化，智慧课堂的研究可以划分为三个阶段：

第一阶段是初始阶段，时间跨度为2011 年到2015 年。在这一阶段，智慧课堂的发文量开始增长，这主要得益于国家政策文件的推动。2010 年，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020 年）》提出了推进教育信息化进程的内容。随后，教育部为落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020 年）》关于教育信息化的总体部署，在2012 年组织编制了《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》，其中明确了教育要整合信息资源，推动信息技术与教育教学深度融合。这些文件对智慧课堂的研究和发展起到了重要的指导作用。

第二阶段是快速发展阶段，时间跨度为2016 年到2020 年。这个阶段由于5G、人工智能、大数据、云计算等新技术的发展，为智慧课堂提供了更多的技术支持和创新可能。此外，由于新冠疫情的影响，线下教学受到限制，而在线教学成为教育的主要形式，智慧课堂作为在线教学的重要工具和平台，受到了广泛的关注和应用，因而2020 年智慧课堂相关论文发表量到达顶峰。

第三阶段是成熟阶段，时间跨度为2021年到2022 年。这个阶段智慧课堂相关研究已经达到了较高的水平和质量，在此之前得到了广泛的关注和研究，相关的理论研究也已经有了一定的积累和成果，但也面临着新的挑战和机遇。在这一时期内，智慧课堂的研究重点可能转向了更深入的领域和问题，因而发文量在此期间有所下降。总体来看，2011—2022 年国内智慧课堂文献发表数量呈上升趋势。

截至2023 年3 月，智慧课堂相关研究在2023 年的发文量为89 篇，说明智慧课堂的研究在2023 年仍在进行中，并且仍然受到关注和持续的研究。因此，未来的智慧课堂研究仍然具有广阔的发展前景。

（二）机构和作者分布

在某个领域内发表的文章数量可以反映该机构或作者在该领域的研究实力和学术影响力。排名靠前意味着其在该领域内的学术贡献较大。2011—2022 年国内智慧课堂文献发表机构分布如图2 所示。2011—2022 年国内智慧课堂文献发表作者分布如图3 所示。

图2 2011—2022 年国内智慧课堂文献发表机构分布

图3 2011—2022 年国内智慧课堂文献发表作者分布

对载文量靠前的机构进行排序后可知，师范类大学在智慧课堂领域的研究占据了较大的比例。其中，合肥师范学院的载文量最高，发文量为31 篇。随后是东北师范大学、华南师范大学、北京师范大学和湖北师范大学，这四个机构的载文量分别为30 篇、24 篇、18 篇、17 篇。对发文量排前五的作者进行分析可知，张耀天的发文量最高，发文14 篇，随后是刘邦奇、解月光、钟绍春、唐烨伟，分别发表12 篇、8 篇、5 篇、5 篇，这些作者同样都来自于师范类大学。这些机构和作者的研究成果和发现对智慧课堂相关领域的发展和进步起到了重要作用。

表1 被引频次排名前十的论文

（三）论文被引用情况分析

分析论文被引用情况可以了解智慧课堂研究中高被引标志性文献。根据检索结果，3 225 篇有效文献中，有2 000 篇被引用。表1列出了被引频次排名前十的论文，10 篇论文的总被引次数为4 932 次。这些高被引论文主要集中在2012—2016 年发表，涉及教育教学、信息技术、设施设备等多个方面的发展，对智慧课堂的构建影响持续时间较长，影响较深远，推进智慧课堂的健康发展。值得注意的是，排名前十的高被引论文主要发表在三家期刊——《中国电化教育》《开放教育研究》和《电化教育研究》，这些期刊在智慧课堂研究领域具有较高的学术声誉和影响力。因此，阅读这些期刊的研究成果，有助于了解智慧课堂研究的最新进展和前沿趋势。

三、我国智慧课堂研究的热点分析

为考察我国智慧课堂领域的研究热点，利用CiteSpace 软件分别进行关键词的词频分析、中心性分析，并对关键词进行聚类。

（一）关键词分析

通过关键词分析，可以揭示某个研究领域的研究主题。其中，高频关键词反映了该研究领域的热点［6］。通过运行CiteSpace 软件得到智慧课堂核心文献的关键词词频和中心性。由表2 可知，在除去与检索主题相关的关键词（“智慧课堂”“智慧教育”“智慧教学”等）后，排在前五位的关键词为：“教学模式”（309）、“信息技术”（136）、“教学改革”（125）、“教学设计”（102）、“大数据”（95）和“互联网+”（86）。从中心性数据来看，中介中心度越高表明其在知识图谱中起到的连接作用越强，它们在不同研究方向之间扮演的桥梁角色越重要，节点在该领域愈重要［7］。在除去与检索主题相关的关键词（“智慧课堂”“智慧教育”“智慧”等）后，排在前五位的关键词为：“信息技术”（0.14）、“教学模式”（0.12）、“教学设计”（0.09）、“微课”（0.09）、“教学改革”（0.08）、“大学英语”（0.08）和“雨课堂”（0.08）。

表2 词频和中心性前十的关键词

（二）关键词聚类

CiteSpace 软件的关键词聚类功能能够帮助人们理解某个研究领域的热点和趋势［8］。在本研究中，使用对数似然率算法（LLR）对关键词进行聚类，并以聚类中LLR 算子取值最高的特征词的名称作为聚类名称，如图4所示。聚类结果依次为“智慧课堂”“智慧教育”“信息技术”“智慧教学”“翻转课堂”“信息化”“核心素养”“大数据”“智慧教室”等9 类。S 值和Q 值是CiteSpace 聚类功能中的两个数值，用于表征聚类的好坏。聚类分析的最终结果表明，该研究中使用的聚类算法得到的Q 值为0.537 1，超过了0.3 的阈值，说明聚类结构具有显著性；同时，S 值为0.643 1，超过了0.5 的阈值，表明聚类结果是合理可信的。

（三）智慧课堂研究热点分析

通过对关键词的分析，可以确定智慧课堂的研究热点为教学模式改革、信息技术与大数据分别在教育中的应用。

1.教学模式改革

教学模式改革一直是教育领域的热点问题，而智慧课堂作为新型教学模式的代表，吸引了广泛的关注和研究。智慧课堂通过引入信息技术、大数据等手段，改变了传统教学模式的方式和形式，为学生提供更加个性化、灵活、多样化的学习体验。智慧课堂作为教学改革的一种方式，也得到了国家政策的鼓励和支持。2020 年，教育部制定了关于“三个课堂”应用的宏观政策和标准规范，并加强了工作指导。各省级教育部门也相应明确负责“三个课堂”应用的职能部门，开展多部门协同联动，出台相关配套政策，组织制定实施和考核办法，为“三个课堂”应用创造良好的发展条件［9］。因此，智慧课堂不仅是教学模式改革的一种体现，也是在国家层面得到政策支持的重要方向。同时，一些学者也对新型教学模式进行了探讨，例如，李逢庆等应用生态学原理和方法，提出智慧课堂生态系统是由教与学主体、环境和资源相互联系构成的［10］。这为智慧课堂教学改革和创新提供了理论指导和实践依据。另外，李环等以培育学生核心素养为目标，提出了深度学习视域下的智慧课堂教学模式，为智慧课堂教学的高效开展提供了参考［11］。

2.信息技术在教育中的应用

信息技术在智慧课堂中扮演了至关重要的角色。利用信息技术，教师可以更好地管理课堂，学生可以更加便捷地获取学习资源和交流互动。此外，智慧课堂还涉及人工智能、虚拟现实、增强现实等技术的应用，这些都是信息技术领域的前沿热点。在这一时期，信息技术成为智慧课堂研究的热点的主要原因是政策支持。2012 年，教育部发布了《教育信息化十年发展规划（2011—2020）》，这是首个专门针对教育信息化的国家规划，其中提出了“智慧教育”这一概念，推动教育信息化向智慧教育转型。同时，随着信息技术的发展和应用，智慧课堂等新型教育模式得到了广泛应用和推广。例如，庞敬文等提出了智慧课堂构建方法，实现了信息技术支持下的学习变革和创新［12］；刘邦奇等提出了新一代智慧课堂的概念，以促进学生核心素养的发展为宗旨，并利用人工智能等技术打造智能高效的课堂［13］。

3.大数据在教育中的应用

智慧课堂中的大数据应用主要体现在教学评估、学生行为分析、课程设计等方面。通过对学生数据的分析和挖掘，可以更好地了解学生的学习情况和个性化需求，进而优化教学模式和教学资源的分配。同时，大数据也可以帮助教师和学校更好地管理和规划教学资源和课程。教育部在2018 年发布了《教育信息化2.0 行动计划》［14］，提出了促进大数据等技术与教育相融合的政策，以推进“互联网+ 教育”的实施。随着人工智能、大数据、区块链等技术的发展，教育形态和人才需求将发生深刻变化。智能环境不但已经改变了教学方式，而且其影响已经深入到教育理念、文化和生态。智慧课堂教学模式受到广泛关注和应用。例如，晋欣泉等提出了基于大数据技术的智慧课堂教学模式，并验证了其可操作性与互动性，为大数据时代课堂教学的优化和变革提供了借鉴和指导［15］。孙曙辉等则利用大数据分析技术提出了基于动态学习数据分析的智慧课堂概念及内涵，并阐述了其主要应用价值［16］。

这些热点的出现和发展，既是得益于信息技术和大数据等技术的高速发展，又是当前教育领域改革的需要。教育领域一直在探索如何更好地满足学生多元化的学习需求和培养未来社会所需的综合素质，而智慧课堂作为一种新型教学模式，能够更好地适应这种需求。因此，研究智慧课堂及其相关技术的热度和关注度越来越高。

四、我国智慧课堂研究的趋势分析

本研究利用突变词分析与时序图分析来考察智慧课堂领域的研究趋势。

（一）突变词分析

为了探索我国智慧课堂领域的研究发展趋势，本研究使用CiteSpace 软件进行了突变词分析。突变词指某一关键词在一段时间内频率的突然上升或下降。通过突变词的词频变化，可以判断研究领域的前沿和趋势［17］。智慧课堂研究突变词视图如图5 所示。

图5 智慧课堂研究突变词

由图5 可知，2011—2022 年我国智慧课堂研究排在前8 的突变词分别是“电子书包”“信息技术”“智慧校园”“智慧教育”“智慧”“智能手机”“智慧学习”“线上教学”。“电子书包”在智慧课堂研究领域的突现时间是2011 到2019 年。2011 年，上海市虹口区开始试点应用“电子书包”［18］，这一技术将传统的课堂教学环境搬到了信息化的场景下，从而促进了教学模式的改变。随着“电子书包”技术的不断完善和推广，其应用范围不断扩大，成为智慧课堂研究的热点之一。至2019 年，智慧课堂研究仍然在探索如何更好地利用信息化技术，创新教学模式，提高学生的学习效果和体验。在这个过程中，“电子书包”等技术的不断应用和完善，为智慧课堂的发展提供了有力的支撑。由于信息技术的飞速发展，“智慧校园”“智慧学习”等“智慧”相关理念逐渐被提出和推广。这些理念通常基于现代信息技术的支持和创新，旨在提高教育教学的质量、效率和普及度，更好地满足学生和社会的需求。线上教学突现时间从2020 年开始，这是由于其最初是为应对新冠疫情而生的应急措施，但是随着技术和经验的不断积累和改进，它已经成为智慧课堂领域的一种重要形式和趋势。未来，线上教学有望继续发挥其优势和作用，促进教育教学改革和创新。

（二）时序图分析

时序图是CiteSpace 中的一种分析视图，用于展示某个主题或领域在不同时间段内的研究热点和演化趋势。时序图可以帮助研究者快速了解某个领域的研究动态，包括研究热点的变化、研究方向的演化等。时序图的横轴表示时间，纵轴表示主题，每个节点代表一个主题，节点的大小和颜色反映该主题在研究中的重要性和影响力。本文使用CiteSpace 软件对高频关键词进行时间线性分析，并利用其Layout 功能选择Timeline View 视图类型，生成了关键词时间线图谱，其中的连线表示主题之间的关联和演化趋势［19］。时间线视图如图6 所示。

图6 时间线视图

由图6 可以看出关键词按照每一个类别排在时间轴线上，以及该类的历史研究成果与演进情况。#聚类0（智慧课堂）从2011 年开始至2022 年一直受到研究者的关注；#聚类1（智慧教育）、#聚类2（信息技术）、#聚类3（智慧教学）、#聚类4（翻转课堂）、#聚类8（智慧教室）都是在2013 年左右出现并直至2022 年仍是研究者的研究主题；#聚类5（信息化）与#聚类7（大数据）两个主题于2015 年左右出现，大数据自出现至2022 年一直是研究热点，但信息化主题在2021 年关注度有所降低。

（三）智慧课堂研究趋势展望

基于上述分析，可以总结出智慧课堂研究的未来发展趋势主要包括以下几个方面。

1.教学模式改革与个性化学习路径

在智慧课堂研究中，教学模式改革是一个重要的方向，它旨在提供更适合学生需求和特点的教学方式。其中，个性化学习路径是一种创新的教学模式，它能够根据每名学生的个性化需求和特点，为他们提供定制化的学习计划和资源。智慧课堂利用信息技术和数据分析，为每名学生量身打造适合他们个人需求的学习路径，提高了学生的学习动机和参与度。未来的研究可以着眼于如何更加精细化地设计智能教学系统，以实现个性化学习路径。例如，开发更先进的学习分析工具，识别学生的学习偏好和难点，提供有针对性的建议；探索如何在不同学科和领域中实现个性化，以满足学生多样化的学习需求。最终，通过深入研究智慧课堂的技术和教学方法，我们可以更好地推动教育领域朝着个性化、高效率的方向发展。

2.大数据应用与学习行为分析预测

大数据是智慧课堂中不可或缺的一部分，它能够为教育者提供丰富而有价值的信息。其中，一个重要的应用领域是学习行为分析与预测。通过对大量的学习数据进行分析和挖掘，可以揭示学生在不同时间、环境和任务下的行为模式和特征，并据此预测他们未来的表现和可能遇到的问题。这样，教师和学生可以根据数据分析的结果，及时调整教学策略和学习方法，提高教育效果和学习效率。未来的研究可以深入探索如何将大数据分析同学习行为分析与预测相结合，以更好地理解学习者的需求和潜在问题。例如，开发更先进的数据分析算法，以更准确地预测学习行为和成果；探讨如何将这些分析结果转化为可操作的教学策略，以便教师能够根据预测结果进行有针对性的干预。因此，大数据在智慧课堂中的应用与学习行为分析预测的结合，将为教育领域带来更深远的变革，为学生提供更加个性化和有效的学习体验。

3.信息技术的应用与情感计算

信息技术是智慧课堂的基础，它的应用会不断地推动智慧课堂的发展。而情感计算则致力于更好地理解学生的情感状态。这为未来智慧课堂的研究指明了一个重要方向，即如何更好地整合信息技术和情感计算，以进一步优化教学体验与效果。信息技术不仅可以追踪学生在学习过程中的情感变化，还可以通过分析语音、文字和面部表情等情感数据，洞察学生的情感状态。未来的研究可以着重探索如何有效地利用情感计算技术，将从学生情感数据中获得的数据融入智慧课堂的教学设计中。例如，未来的研究可以聚焦在发展更为精确和实时的情感感知技术上，旨在准确捕捉学生情感的变化，从而为教育者提供即时的情感反馈；基于情感数据调整教学策略，以更好地满足每名学生的情感需求，提升他们的学习动机和投入度，这也是一个值得深入研究的课题；此外，收集和分析学生情感数据涉及隐私和伦理问题，这需要在未来的研究中探讨如何在个性化教学与学生隐私保护之间取得平衡。综上所述，未来的智慧课堂研究可以深入挖掘信息技术在情感计算方面的应用，以实现更为个性化、更具情感智能的教学体验。

4.协作学习与跨学科融合

协作学习是指学生通过互动、交流、讨论等方式，共同构建知识和解决问题的过程。在智慧课堂中，协作学习可以利用信息技术和网络平台，实现更广泛、更深入、更有效的学习合作。跨学科融合指将不同学科领域的知识、方法和理念相互结合，创造出新的知识和价值的过程。在智慧课堂中，跨学科融合可以促进学生的综合素养和创新能力发展，拓展学习视野和思维方式。这两个问题可以在智慧课堂研究中相互交织，形成新的研究方向和内容。例如，如何利用社交网络分析来促进跨学科协作，如何设计跨学科融合的智慧课堂教学模式，如何评估社交学习与协作和跨学科融合与创新的效果等。这不仅需要关注教学方法和技术工具的创新，还需要跨学科的合作，以实现教育的全面发展。

五、结语

本文利用CiteSpace 软件对我国智慧课堂领域的相关文献进行了分析，揭示了该领域的研究热点和趋势。通过关键词分析，确定了教学模式改革、信息技术与大数据在教育中的应用等三个研究热点。通过突变词分析和时序图分析，展望了智慧课堂研究的未来发展趋势，包括教学模式改革与个性化学习、大数据应用与学习行为分析预测、信息技术的应用与情感计算、协作学习与跨学科融合等方面。这些热点和趋势反映了智慧课堂领域的创新和进步，也表明了该领域面临的挑战和机遇。

作为教育领域的一个重要方向，智慧课堂需要不断地探索和实践，以适应社会和学生的需求，提高教育质量和效率，促进教育公平和可持续发展。智慧课堂研究不仅是教育领域的必然选择，也是时代发展的需要。随着信息技术的蓬勃发展，智慧课堂的应用和研究将为教育带来更多机会和挑战。个性化教学路径可以更好地满足不同学生的需求，大数据分析可以为教学提供更准确的指导，情感计算可以使教学更加人性化，而协作学习可以培养学生的合作和沟通能力。然而，智慧课堂研究也需要解决技术、伦理等多方面的问题。技术的创新需要不断推动，同时也要保障学生隐私和数据安全。此外，教育改革也需要与智慧课堂的发展相协调，确保教学理念和技术的有效融合。智慧课堂研究的蓬勃发展为智慧教育创造了前所未有的机遇，而这也要求研究人员不断深化对智慧课堂的研究，保持对新技术和教育创新的敏感度，这对于推动我国的智慧教育的发展具有重要意义。