基于共詞分析的教育技術學學科結構可視化研究

G434：A1006—9860(2013)02—O006—06一、前言共詞分析法是信息計量學的一種重要方法，也是內容分析法的常用方法之一。其原理是：利用文獻集中詞匯對名詞或短語共同出現的情況，來確定該文獻集所代表學科中各主題之間的關系，并且出現的次數越多，表明這兩個主題的關系越緊密。由此，統計一組文獻的主題詞兩兩之間在同一篇文獻出現的頻率，便可形成一個由這些詞對關聯所組成的共詞網絡，網絡內節點之間的遠近便可以反映主題內容的親疏關系[1]。通過共詞分析，人們可以發現研究對象之間的親疏關系，挖掘隱含的或潛在的有用的知識，并揭示某一學科或學科群的研究熱點、結構與范式[2]。隨著科學計算可視化的發展，人們對共詞分析不僅僅停留在數據分析層面上，而且逐漸融入可視化方法，利用現代信息技術和統計軟件圖形顯示功能，將科學知識的發展進程與結構關系直觀形象地顯現出來。這為人們提供了一種發現不可見信息的方法，豐富了科學發現的過程，給予人類深刻與意想不到的洞察力。本文采用共詞可視化的分析方法，以聚類圖譜與戰略坐標圖兩種形象化的方式對教育技術學的研究熱點與學科結構進行分析。二、材料與方法(一)數據來源本研究選取國內公認的兩種教育技術學核心期刊《中國電化教育》與《電化教育研究》作為樣本刊集。在中國期刊網全文數據庫(CNKI)中檢索，分別套錄兩種期刊2001年1月至2012年6月間發表的文章(剔除有關會議綜述、會議通知、訪談、廣告、文件講話等非學術類文獻，最終得到有效文獻7113篇)，下載這些文章的標題、摘要和關鍵詞，保存為TXT格式以便統計分析。(二)分析方法與工具1.選取高頻詞、生成共現矩陣下載兩本核心期刊在特定時間段的文獻后，利用共詞矩陣挖掘工具——書目共現分析系統(BibliographicItemCo－OccurrenceMatrixBuilder,BICOMB)處理，抽取并統計全部關鍵詞的頻次，并生成高頻詞的詞篇矩陣與共現矩陣。2.系統聚類分析聚類分析的基本思想是認為我們所研究的高頻關鍵詞之間存在著程度不同的親疏關系。于是根據這些關鍵詞的多個觀測指標，具體找出一些彼此之間相似程度較大的關鍵詞聚合為一類，把另外一些彼此之間相似程度較大的關鍵詞又聚合為另一類，關系密切的聚合到一個小的分類單位，關系疏遠的聚合到一個大的分類單位，直到把所有關鍵詞都聚合完畢，把不同的類型一一劃分出來，形成一個由小到大的分類系統。最后把整個分類系統畫成一張譜系圖，用它把所有關鍵詞之間的親疏關系表示出來。其功能是可以定量反映出詞與詞之間的親疏關系，進而反映這些詞所代表的主題結構。利用統計軟件SPSS18.0，輸入高頻關鍵詞的詞篇矩陣，進行系統聚類分析得到聚類樹狀結構圖。3.戰略坐標戰略坐標是1988年Law等人最先提出的，其原理是在共現矩陣和聚類的基礎上，來描述某一研究領域內部聯系情況和領域間相互影響情況[3]。它是以中心度和密度為參數繪制成的二維坐標系，其中，密度用來衡量字詞聚合成一類的緊密程度，也就是該類的內部強度，表示該類維持自己和發展自己的能力。中心度用來衡量一個學科某一研究主題與其他研究主題相互影響的程度。一個研究主題與其他研究主題聯系的數目和強度越大，該研究主題在整個研究工作中就越趨于中心地位。密度與中心度的具體計算方法如下：(1)在高頻關鍵詞共現矩陣的基礎上，橫向保留某一類的數據行，縱向刪除該類數據列，為每一行求和并計算加權平均，得到該類的外部連接平均數；(2)在高頻關鍵詞共現矩陣的基礎上，橫向和縱向都保留該類數據，刪除其他類各項數據，為每一行求和并計算加權平均，得到該類的內部連接平均數；(3)分別將各類的內部連接平均數和外部連接平均數相加，并再次計算得到外部連接總平均數和內部連接總平均數；(4)將各類外部連接平均數和內部連接平均數分別減去總平均數，即可得到各類的中心度和密度。以中心度為X軸，密度為Y軸，取各個類中心度和密度的平均值為原點，利用Excel繪制戰略坐標圖，從而將所有類分為四個象限，落入每個象限的類都具有不同的含義[4]：第一象限中的詞團(類)密度和向心度都較高，密度高，詞團內部聯系緊密，向心度高，說明該詞團與其余各詞團有廣泛的聯系，即該詞團處于所有研究主題的核心。第二象限中的詞團處于邊緣位置，但已經受到關注，且被很好地研究過。第三象限的詞團密度和向心度都低，處于整個研究領域的邊緣，研究尚不成熟。第四象限的詞團中心度高，但密度低，說明該詞團構成的主題領域也是核心，但不成熟。三、實驗結果(一)關鍵詞提取結果及關鍵詞共現矩陣1.高頻關鍵詞為避免泛義關鍵詞與命名不規范的關鍵詞影響分析結果，在利用BICOMB抽取并統計關鍵詞之前，剔除了與研究主題和領域表征關系不大的詞，合并了教育技術學研究范圍內基本同義的關鍵詞。7113篇文章共包含了8089個不同的關鍵詞。本文在選擇高頻關鍵詞時，綜合考慮了關鍵詞的詞頻、詞頻累積比重和實際研究情況。最終將出現頻率在40次以上的關鍵詞限定為高頻關鍵詞，共獲得37個，如表1所示。這37個高頻關鍵詞，其總的出現頻次為3436次，占關鍵詞總頻次的25.14％，基本能夠代表國內教育技術學十年間的研究熱點。2.高頻關鍵詞的共現矩陣利用BICOMB得到高頻關鍵詞的詞篇矩陣(如表2所示)和37*37的共現矩陣(如表3所示)。(二)共現聚類分析的結果判讀利用統計軟件SPSS18.0，輸入高頻詞的詞篇矩陣，利用組間連接聚類法和Ochiai系數對這些高頻關鍵詞進行系統聚類分析得到共現聚類分析樹圖，如圖1所示。關于樹狀圖的結果判讀，主要是通過對每一個類別關鍵詞組合的語義關系加以分析，確定中心關鍵詞并對每個類別命名。同時采用下面的輔助方法：(1)到CNKI中檢索含有共現詞對的文章，通過文章的相應內容分析，尋找文章中共現詞對的關系；(2)請教對本專業研究狀況比較熟悉的專業人員，請教他們對專業詞匯組合的含義。最后得出教育技術學研究主題的類別結構，如表4所示。圖1高頻關鍵詞聚類樹狀圖(三)戰略坐標結果根據共詞聚類分析結果和高頻關鍵詞的共現矩陣，計算了每個類別的中心度和密度，如表5所示，并根據中心度和密度繪制出研究熱點的基本框架，可以得到戰略坐標圖，如下頁圖2所示。圖2戰略坐標圖四、結論與分析(一)教育技術學研究主題的類別結構分析根據以上統計分析得出的教育技術學研究主題類別圖，結合近年來學科發展的現狀，下面對教育技術學的研究結構和特點進行簡要解讀與分析。1.信息技術與課程整合。由“信息技術、課程整合、教學模式”三個關鍵詞構成，主要探討信息技術與課程整合的模式、途徑與方法。2000年教育部發出“關于在中小學普及信息技術教育的通知”，明確提出了信息技術與各科課程整合的概念，時至今日，“信息技術與課程整合”一直是教育技術學研究的永恒主題。有學者將該主題的具體研究內容歸納為以下幾個方面：理論闡述主要是對整合的必要性、作用、內涵、整合的層次、模式、目標、實施過程中要注意的問題等方面的研究；實踐探索包括案例介紹和新型模式的建構，以及整合教學設計方案；教師方面有教師培訓和教師的角色定位兩部分；資源包括資源建設和教材設計方面；反思主要是整合中出現的問題分析、困難分析以及思考[5]。值得注意的是，有學者還將討論視野轉向了國際化，如何克抗一直關注國內外信息技術與課程整合途徑與方法的比較分析。2.建構主義教學設計。由“教學設計、建構主義、研究性學習”三個關鍵詞構成。起源于美國的有關教學設計的構想從一開始就跟教育技術學有著十分密切的聯系[6]，歷來是教育技術學研究的最基本組成部分。我國的教學設計研究，是從學習與借鑒一些國外教學設計理論和方法開始的。1994年，何克抗和李克東教授主持“九五”國家級課題“語文四結合教改試驗研究”，其研究成果“主導—主體”教學設計理論框架成為我國教學設計研究的理論性突破，而此框架正是建立在建構主義學習理論的基礎之上的。從此，建構主義教學設計一直成為教育技術學研究的主題之一。研究內容主要集中于：對建構主義基本假設的深度解讀；分析建構主義教學設計的基本特點；建構主義教學設計模式構建；建構主義教學設計案例介紹與反思。3.基于網絡的自主學習。由“網絡環境、自主學習”兩個關鍵詞構成。自主學習的理念很早就受到教育學家的諸多關注和大力提倡，近些年隨著新課改的實施，自主學習這一學習方式在課堂中逐步得到了重視。而以多媒體網絡技術為代表的信息技術在課堂中的廣泛應用，對自主學習這一方式提供了有利的支持[7]。這方面的研究包括：網絡環境下自主學習的方法探討、模式建構、環境創設、實踐探索以及學習者自主學習能力的培養策略。4.網絡環境下的教學策略。由“網絡課程、教學策略、網絡教學”三個關鍵詞構成。隨著信息時代的到來，計算機和互聯網進入到教育教學領域成為必然的發展趨勢，而網絡教學活動的程序、方法和組織形式都有別于傳統教學。面對這種變化，要求我們的教育思想和教學方法都要有所變化[8]。因此，在現代教育思想與理論指導下，精心設計網絡環境下的教學策略，幫助學習者適應網絡教學的需要，是提高學習者學習質量的重要環節。5.基于網絡的協作學習。由“協作學習、CSCL、學習環境、網絡學習”四個關鍵詞構成。這方面的研究集中于基本理論與應用研究兩大主題。其中，基本理論主要包括：協作學習的理論基礎、功能與意義、交互機制、應用模式與方法等；應用研究主要包括：應用策略、案例分析和發展性研究、評價研究等。6.網絡時代的遠程教育。由“網絡教育、精品課程、遠程教育”三個關鍵詞構成。遠程教育作為教育技術學一個重要的研究方向，這是毋庸置疑的。甚至有學者主張將遠程教育學作為一個相對獨立的學科專業設置并發展[9]，這足以說明遠程教育的顯赫地位。隨著以互聯網為核心的信息通信技術在遠程教育中的廣泛運用與深入發展，將徹底改變傳統遠程教育的活動范式和管理體制，傳統的工業社會時代確立的教育觀念，正在逐漸演變成適應網絡化教育要求的全新觀念：開放與共享的觀念、協作與互動的觀念。正是在這些觀念的指導下，教育主體根據面向21世紀人才培養的基本要求、根據網絡環境下學生學習活動的特性、根據網絡的結構和功能，探索網絡時代的遠程教育理論。7.教學資源開發與應用。由“多媒體、教學資源、課件”三個關鍵詞構成。AECT'94定義明確規定過程和資源是教育技術學的兩大研究對象。因此，教學資源主要內容集中于教學資源的規范建設、應用策略與共享機制。8.農遠工程教師培訓。由“農遠工程、教師培訓”兩個關鍵詞構成。2003年國家啟動和實施了“農村中小學現代遠程教育工程”(簡稱“農遠工程”)，以信息技術為手段，將優質教育資源傳輸到農村，促進城鄉優質教育資源共享。農村和欠發達地區的教師對信息技術的掌握程度堪憂，因此教師培訓的狀況，成為農遠工程可持續發展和提高教育教學效益的瓶頸。這一領域的研究主要集中于“農遠”教師培訓的必要性、模式、內容、策略和管理等方面。9.教育技術學(電化教育)基礎理論與學科建設。由“教育技術、電化教育、信息化教育、教育技術學”四個關鍵詞構成。在我國，以“教育技術學”作為學科名稱已有20余年歷史了。從特定意義上說，教育技術是教育改革的排頭兵和“風向標”，信息時代更是把教育技術推上了“風口浪尖”。然而一個重大的缺憾是，即使是在全球范圍，“教育技術學”理論體系的梳理，一直廣受關注但遠未完成。在冠以“教育技術學”名稱的教材或“專著”中，有早期瓶瓶罐罐擺攤式的幻燈機、投影機及應用方法介紹，也有以國外學者為代表的邀約同行所做的篇章集合，最有價值的是近年國內部分學者圍繞信息化教育、教學系統設計、教育傳播及應用、教育技術學科建設等線索的積極梳理。整體來看，教育技術學基礎理論與學科建設依然薄弱，甚至某種程度上存在“學術合法性”危機。10.教育信息化與信息技術(素養)教育。由“信息素養、信息技術教育、教育信息化、基礎教育、信息化”五個關鍵詞構成。我國自20世紀90年代末開始，隨著網絡技術的迅速普及，整個社會的發展與信息技術的關系越來越密切，人們越來越關注信息技術對社會發展的影響，“社會信息化”的提法開始出現，聯系到教育改革和發展，“教育信息化”的提法也開始出現并成為教育技術學的研究主題之一。教育信息化就是“實施‘信息化教育’的結果”[10]，而信息化教育則指“在現代教育思想和理論的指導下，主要運用現代信息技術，開發教育資源，優化教育過程，以培養和提高學生信息素養為重要目標的一種新的教育方式”[11]。11.校園網建設與應用。由一個詞“校園網”構成，主要探討校園網建設方案、信息安全等技術性問題，以及基于校園網的教育教學研究與實踐。12.知識管理支持的教師專業發展。由“教師專業發展、知識管理”兩個關鍵詞構成。教育信息化對教師的專業能力提出了新的要求，同時教師專業發展在教育信息化背景下離不開信息技術的支持，信息技術能為教師專業發展提供豐富的工具、資源和服務。這部分的研究主要聚焦以Blog、虛擬學習社區、博客為代表的知識管理平臺促進教師專業發展的新走向。13.新技術支持的教與學。由“移動學習、教育游戲”兩個關鍵詞構成。隨著網絡技術和移動通訊技術等新興技術的發展，以智能手機、PDA、掌上電腦為代表的移動終端，為知識共享提供了跨越時空的平臺和協同作業的場所，學習者可以借助于此類終端和平臺來實現知識的積累、共享、交流、傳播和再創造。另外，隨著電腦游戲的普及，人們對教育游戲的認識和研究逐漸起步。教育游戲被人們認為是下一代的一種主要的教育媒體，對于教學和學習方式將會產生重大影響。(二)教育技術學研究主題內部聯系與主題間相互影響情況分析這部分的分析主要基于以上通過統計分析得出的教育技術學學科戰略坐標圖。從圖2可以看出，13個研究主題散布在四大象限中，具體分布如下：分布在第一象限的有A、B、F、I、J，即信息技術與課程整合、建構主義教學設計、網絡時代的遠程教育、教育技術學(電化教育)基礎理論與學科建設、教育信息化與信息技術(素養)教育五個研究主題。從圖2可以看出，它們的密度和向心度都是正值，而且大多都高于其他研究主題。這說明這些研究主題中的關鍵詞不僅與主題內部關鍵詞之間聯系緊密，與其他研究主題的關鍵詞也有密切聯系。諸如信息技術、教育技術、教學設計這樣的關鍵詞與眾多關鍵詞都能形成搭配在同一篇文獻中出現，說明這些關鍵詞在教育技術學領域中占有比較重要的地位，是學科研究的重要內容，也是學科研究的熱點，因此這類主題往往不容易消失，維持自己和發展自己的能力較強，能在相當長的時間段內保持較高的詞頻。“信息技術與課程整合”研究主題的密度和中心度均處于絕對高度，說明該主題研究成熟度最高，并處于教育技術學領域的核心研究地位。教育技術的目的是為了促進學習，而信息技術與課程整合的實質是實現這一目的的手段，因此該主題一直吸引大批專家學者的關注，同時也受到相關政府和管理部門的重視與支持。K在第二象限，即校園網建設與應用，其中心度為負而密度為正，說明該主題內部鏈接緊密，該領域的研究已經形成了一定的研究規模。當人類社會在迎來以互聯網為主要特征的知識經濟時代的過程中，教育以其敏銳的視覺和真摯的熱誠積極參與到這場偉大的變革中，特別是隨著教育部“校校通”工程的實施，全國各地的專家學者都對校園網進行了各種研究。另一方面，在教育技術學領域，雖然校園網研究近年來得到許多關注，但是始終是學科的支流之一，無法與支撐學科發展的基礎理論、教學系統設計、教育信息化和遠程教育的研究相比，因此，該類在教育技術學領域處于成熟但非核心的地位。但由于與外部聯系不緊密，該研究主題在發展到一定程度后，可能會得不到有效的提升動力而趨于消失。第三象限包含E、G、H、M、L五個研究主題，分別是：基于網絡的協作學習、教學資源開發與應用、農遠工程教師培訓、知識管理支持的教師專業發展、新技術支持的教與學。這五個研究主題的密度和中心度都為負值，即說明它們目前并不處于教育技術學研究的核心領域，且現階段的研究還不成熟。值得注意的是，基于網絡的協作學習、教學資源開發與應用、農遠工程教師培訓這三個研究主題雖然處于第三象限，但是從圖2上可以看出其中心度比較接近，分別為－41、－39、－38，且位置接近Y軸，這表示它們雖然目前發展尚不算成熟，還有很大的提升空間，但是它已經逐漸成為教育技術學非常重要的研究領域。C、D兩個研究主題在第四象限，分別是：基于網絡的自主學習、網絡環境下的