張茂聰 魯婷

摘? ?要：文章選取中國知網(wǎng)（CNKI）和Web of Science核心合集上近10年以“智慧教育”為主題的文獻(xiàn)為研究對象，基于文獻(xiàn)計量分析法，利用Citespace軟件的可視化呈現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了關(guān)鍵詞的共現(xiàn)和突現(xiàn)詞的提取，比較分析了國內(nèi)外在研究主題和研究前沿上的分布和發(fā)展態(tài)勢。分析結(jié)果表明：國外研究主要集中在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)、智能技術(shù)支持下的智慧教學(xué)和機器學(xué)習(xí)技術(shù)支持下的個性化學(xué)習(xí)三個方面;國內(nèi)研究起步雖遲但進(jìn)步飛速，研究主題全面囊括了不同時代和政策背景下給教育領(lǐng)域帶來的變革。其中，基于新興信息技術(shù)和教育深度融合的個性化學(xué)習(xí)成為國內(nèi)外共同的研究前沿。最后，文章在進(jìn)一步總結(jié)的基礎(chǔ)上，分析了智慧教育的發(fā)展趨勢，以期為未來開展更深入的智慧教育理論和實踐研究提供參考。

關(guān)鍵詞：智慧教育;文獻(xiàn)計量分析;研究進(jìn)展;研究前沿;發(fā)展趨勢

中圖分類號：G40-057 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2020）01-0015-08

一、引言

近年來，許多國家都將智慧教育作為教育發(fā)展的重大戰(zhàn)略。美國自1996年開始穩(wěn)步制定和推進(jìn)國家教育信息化發(fā)展戰(zhàn)略，在2010年的“NETP”計劃中側(cè)重利用信息技術(shù)構(gòu)建技術(shù)支持下的21世紀(jì)學(xué)習(xí)模型，全面提升技術(shù)與教育（學(xué)習(xí)、評價、教學(xué)、設(shè)施和績效五大要素）的深度融合;馬來西亞自1996年開始實施“智慧學(xué)校（Smart School）計劃”，積極促成課程、教學(xué)法、評量和教材等方面的變革，此計劃預(yù)計在2020年全面落實完成;新加坡2006年宣布“iN2015”計劃，力圖在2015年之前在全國各行各業(yè)構(gòu)建一個信息技術(shù)通信生態(tài)系統(tǒng)，智慧教育成為該計劃的重要組成部分，2014年在該計劃完成之際又穩(wěn)步推進(jìn)了“智慧國家2025計劃”，興建“未來學(xué)?！焙汀敖逃龑嶒炇摇?韓國于2011年在其高度發(fā)達(dá)的信息通信技術(shù)基礎(chǔ)上頒布了智能教育推進(jìn)戰(zhàn)略，計劃到2015年所有中小學(xué)以數(shù)字教科書取代紙質(zhì)教科書，并于2012年興建四所智能學(xué)校，智能教育在韓國正式起航。

我國對智慧教育的關(guān)注并非始于2008年IBM公司提出的“智慧地球”的觀念，而是早在20世紀(jì)90年代科學(xué)巨匠錢學(xué)森提出“大成智慧學(xué)”時，就曾引起過學(xué)界的反響。IBM公司的“智慧教育”是構(gòu)建新一代信息技術(shù)支持下教育發(fā)展的行動框架，而“大成智慧學(xué)”則強調(diào)利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)培養(yǎng)人的高級智慧。所以，當(dāng)時的國內(nèi)學(xué)者們多是從宏觀層面去探討“教育智慧”，直至2010年教育部印發(fā)的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中明確提出“要高度重視信息技術(shù)對教育發(fā)展的革命性影響”[1]，我國政府和學(xué)界才真正重視從信息技術(shù)角度去發(fā)展教育。我國教育系統(tǒng)對“智慧教育”的理解多是放在“教育信息化”的大框架內(nèi)進(jìn)行的，普遍認(rèn)同智慧教育是教育信息化發(fā)展的高級階段。教育部2012年印發(fā)的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》中提出“充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)優(yōu)勢，注重信息技術(shù)與教育的全面深度融合”。[2]隨后，2018年印發(fā)的《教育信息化2.0行動計劃》中又明確提出“以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)為基礎(chǔ)，依托各類智能設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)，積極開展智慧教育創(chuàng)新研究和示范，推動新技術(shù)支持下教育的模式變革和生態(tài)重構(gòu)?！盵3]在地方，國內(nèi)很多一、二線城市都制定了智慧教育建設(shè)的具體行動計劃，展開智慧教育學(xué)校試點，很多IT企業(yè)也紛紛提出智慧教育解決方案，智慧教育的開展如火如荼。

顯然，當(dāng)前國內(nèi)外對智慧教育的研究無論是從淵源上還是概念界定上都尚無統(tǒng)一的認(rèn)識，實踐應(yīng)用層面的研究也頗為不同，且國際學(xué)界鮮少使用“智慧教育（Smart Education）”，而是采用“智慧學(xué)習(xí)（Smart learnng）”這個說法。所以，本研究致力于國內(nèi)外有關(guān)“智慧教育”在不同時期研究主題、研究前沿問題的厘清，采用文獻(xiàn)計量分析法對國內(nèi)外近10年以“智慧教育”為主題的文獻(xiàn)進(jìn)行了分析。本研究總結(jié)了國內(nèi)外有關(guān)智慧教育研究主題和前沿的演化趨勢，以期更好地預(yù)測智慧教育的未來發(fā)展。

二、研究設(shè)計

1.研究方法和工具

本文主要采用文獻(xiàn)計量分析法，并結(jié)合陳超美博士開發(fā)的CiteSpace可視化分析軟件對中國知網(wǎng)（CNKI）和Web of Science核心合集上近10年主題為“智慧教育”的文獻(xiàn)進(jìn)行了計量分析。文獻(xiàn)計量分析法是借助文獻(xiàn)各種數(shù)量特征，采用數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)方法來描述、評價和預(yù)測某學(xué)科領(lǐng)域現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的文獻(xiàn)研究方法。[4]為更好地比較和分析國內(nèi)外研究主題的分布情況，本研究將在文獻(xiàn)數(shù)量統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，利用Citespace軟件的可視化呈現(xiàn)技術(shù)對搜集到的國內(nèi)外文獻(xiàn)關(guān)鍵詞分別進(jìn)行共現(xiàn)分析，同時利用軟件自帶的突現(xiàn)詞探測功能，窺探國內(nèi)外智慧教育研究前沿態(tài)勢的變化。

2.數(shù)據(jù)來源與處理

國外文獻(xiàn)計量分析的相關(guān)數(shù)據(jù)來源于Web of Science核心合集，包括SCI和CSSCI引文索引數(shù)據(jù)庫。通過高級檢索TS（主題）=“Smart Learning” OR “Smart Education” OR “Smart School” OR “Smart Classroom”;時間跨度為2010-2019年;文獻(xiàn)類型=“Article”;國家地區(qū)排除中國。在核心類別和研究方向上做精煉，共得到1238條文獻(xiàn)，并以純文本（TXT）格式將全部1238條文獻(xiàn)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)導(dǎo)出。

國內(nèi)文獻(xiàn)計量分析的相關(guān)數(shù)據(jù)來源于中國知網(wǎng)（CNKI）。在中國知網(wǎng)上通過高級檢索，選擇期刊類，為保證數(shù)據(jù)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，期刊限定核心期刊和CSSCI期刊。以“智慧教育”或“智慧學(xué)習(xí)”或“智慧校園”或“智慧課堂”為主題詞進(jìn)行檢索，搜索時間段為2010-2019年，共檢索到相關(guān)文獻(xiàn)824篇，通過人工方法剔除會議征稿、通知及重復(fù)論文等，共得到650篇有效文獻(xiàn)。將CNKI獲得的有效數(shù)據(jù)以RefWorks格式導(dǎo)出，并通過CiteSpace軟件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化功能轉(zhuǎn)化為其可以識別處理的數(shù)據(jù)格式。

根據(jù)有效文獻(xiàn)統(tǒng)計，國內(nèi)外每年的發(fā)文數(shù)量如圖1所示（撰此文時2019年僅過去一半，所以2019年的數(shù)據(jù)不完全）。由圖1可知，2010-2018年國內(nèi)外文獻(xiàn)數(shù)量均呈現(xiàn)穩(wěn)步增長的趨勢，表明“智慧教育”研究被越來越多的國內(nèi)外學(xué)者所關(guān)注。其中2018年國外研究突增，而我國持續(xù)平緩遞增。

三、文獻(xiàn)計量分析

1.研究主題的分布及演化

研究主題的分布及演化最能直觀地體現(xiàn)不同時間段研究領(lǐng)域內(nèi)的研究風(fēng)向，而論文主題中的名詞性術(shù)語和關(guān)鍵詞是對論文最為精煉的表達(dá)。在科學(xué)計量研究中，通過詞頻分析方法得出的高頻關(guān)鍵詞在一定程度上代表相關(guān)研究領(lǐng)域的發(fā)展動向和研究熱點。[5]因此本研究將通過提取論文主題中的名詞性術(shù)語和關(guān)鍵詞，通過它們之間的共現(xiàn)分析展現(xiàn)智慧教育領(lǐng)域內(nèi)研究主題的分布。具體操作如下：進(jìn)入CiteSpace運行主界面，設(shè)置時間跨度為2010-2019年，時區(qū)分割（Time Slicing）為1年，節(jié)點類型（Node Types）選擇主題（Term）和關(guān)鍵詞（Keyword），閾值選擇Top50，運用尋徑網(wǎng)絡(luò)裁剪法（Pathfinder）對合并后的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行裁剪（即Pruning the merged network），分別生成了國內(nèi)外關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)（國外見圖2，國內(nèi)見圖3），并提取了國內(nèi)外關(guān)鍵詞分布表（國外見表1，國內(nèi)見表2）。網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵詞以正方形節(jié)點展現(xiàn)，節(jié)點大小與關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次正相關(guān)，節(jié)點越大，表明該關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次越多;節(jié)點顏色深淺與關(guān)鍵詞的中心性正相關(guān)，節(jié)點顏色越深，表明該關(guān)鍵詞的中心性越高，而節(jié)點之間的連線表示不同關(guān)鍵詞之間相互影響、相互作用的關(guān)系。

（1）國外研究主題分布及演化

修剪后的國外關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)（見圖2）包含關(guān)鍵詞節(jié)點268個、連線1416條。結(jié)合圖2和國外關(guān)鍵詞分布表（表1）可知：從文獻(xiàn)檢索的2010年開始出現(xiàn)的中心性較強的四大關(guān)鍵詞分別是“智慧環(huán)境（smart environment）”“預(yù)測（prediction）”“框架（framework）”“遺傳算法（genetic algorithm）”;頻次較高的四大關(guān)鍵詞分別是“機器學(xué)習(xí)（machine learning）”“系統(tǒng)（system）”“算法（algorithm）”“模型（model）”。整體看來，無論是頻次較高還是中心性較強的關(guān)鍵詞都與“機器學(xué)習(xí)”緊密相關(guān)，其他如“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（neural network）”“行為識別（activity recognition）”“異常檢測（anomaly detection）”“支持向量機（support vector machine）”等都是“機器學(xué)習(xí)”領(lǐng)域的專業(yè)術(shù)語。機器學(xué)習(xí)是“人工智能（artificial intelligence）”的核心技術(shù)所在，與“數(shù)據(jù)挖掘（data mining）”和“數(shù)據(jù)分析”等關(guān)鍵詞也密切相關(guān)。正如引言所述，國際學(xué)界還鮮少使用“智慧教育”這個說法，從可視化分析結(jié)果看來也是如此。國外關(guān)于智慧教育理論的系統(tǒng)探討較少，多是從實踐層面去構(gòu)建一個信息技術(shù)支撐下的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，再利用人工智能和機器學(xué)習(xí)技術(shù)去服務(wù)教育的產(chǎn)業(yè)升級。結(jié)合國外關(guān)鍵詞分布表（見表1）發(fā)現(xiàn)，國外的關(guān)鍵詞中心性并不高，但是不同關(guān)鍵詞之間關(guān)聯(lián)度較高，表明國外的研究主題相對集中。關(guān)于主題的時間演進(jìn)沒有找到明顯的線索，但結(jié)合關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和閱讀相關(guān)原文獻(xiàn)，分析得出國外研究主題大致分為以下三個部分：

①智慧學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)的研究。從關(guān)鍵詞“智慧環(huán)境（Smart Environment）”“智慧城市（Smart City）”“智慧家庭（Smart Home）”“物聯(lián)網(wǎng)（Internet of thing）”“在線學(xué)習(xí)（Online Learming）”等可以看出國外十分重視智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是從智慧地球、智慧城市、智慧家庭的概念中派生而來的，同時智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)也離不開上述智慧環(huán)境的支持。由節(jié)點“智慧環(huán)境（Smart Environment）”引出的關(guān)鍵詞還有“智慧教室（Smart Classroom）”。如美國蘇明達(dá)大學(xué)設(shè)計的“積極學(xué)習(xí)教室（Active Learning Classroom，ALCs）”就是一個典型的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計案例。該教室周圍墻體是360？觷玻璃顯示墻，配備有可供九名學(xué)生同時參與合作和討論的圓形課桌，每個桌上放置三臺連接LED屏幕的計算機。[6]當(dāng)前國外對智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的研究主要集中在高等教育階段，在自然科學(xué)學(xué)科和計算機學(xué)科上應(yīng)用較多，其中智慧學(xué)習(xí)環(huán)境里教學(xué)策略和案例設(shè)計是國外研究者最為關(guān)注的，這就引出了國外智慧教育的第二個研究主題。

②智能技術(shù)支持下的智慧教學(xué)研究。從“虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）”“無線傳感網(wǎng)絡(luò)（wireless sensor network）”“智能終端（Smart Device）”“智能手機（Smart Phone）”“云端（cloud）”等關(guān)鍵詞中可以看出，智能技術(shù)對智慧教學(xué)的開展作出了巨大的貢獻(xiàn)。當(dāng)無線技術(shù)代替了有線技術(shù)后，教師可以便捷地從云端獲取海量教育資源去豐富教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生通過“自帶設(shè)備（BYOD）”，充分利用智能終端（筆記本和手機）隨時記錄筆記并與教師展開互動，實現(xiàn)“一對一”學(xué)習(xí)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)和3D打印技術(shù)走進(jìn)課堂后，教師、學(xué)生、智能終端和云端資源展開了多維互動，給學(xué)習(xí)者帶來了交互式和沉浸式的學(xué)習(xí)體驗，這些都是傳統(tǒng)課堂教學(xué)中所不能感受到的。輔助打破傳統(tǒng)課堂的還有MOOC、SPOC、翻轉(zhuǎn)課堂、微課等新型教學(xué)模式。此外，國外在智能教育系統(tǒng)開發(fā)方面的研究成果也十分豐富，如美國南加州大學(xué)的RIDES智能教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)工具、斯坦福大學(xué)的MMAP協(xié)作型教學(xué)模式的教學(xué)系統(tǒng)等。新型教學(xué)模式下的學(xué)生學(xué)習(xí)方式也從傳統(tǒng)學(xué)習(xí)向混合學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)、在線學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí)等新型學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變。正如IBM構(gòu)建的智慧教育框架的核心就是為學(xué)習(xí)者提供個性化的學(xué)習(xí)體驗，這也就引出了國外研究主題的重中之重——機器學(xué)習(xí)技術(shù)支持下的個性化學(xué)習(xí)研究。

③機器學(xué)習(xí)技術(shù)支持下的個性化學(xué)習(xí)研究。從關(guān)鍵詞“機器學(xué)習(xí)（Machine learning）”“深度學(xué)習(xí)（Deep Learning）”“人工智能（artificial intelligence）”“大數(shù)據(jù)（Big Data）”“數(shù)據(jù)挖掘（Data Mining）”可以看出建立在機器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)上的個性化學(xué)習(xí)研究是國外智慧教育研究的熱點。國外學(xué)者Alpaydin認(rèn)為，機器學(xué)習(xí)是指利用數(shù)據(jù)或以往的經(jīng)驗，優(yōu)化計算機程序的性能標(biāo)準(zhǔn)。[7]機器學(xué)習(xí)技術(shù)是人工智能技術(shù)的核心，是基于數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí);而深度學(xué)習(xí)是機器學(xué)習(xí)的一個大的分支，其概念源于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是實現(xiàn)機器學(xué)習(xí)的高效技術(shù)。近年來，國外學(xué)者十分關(guān)注機器學(xué)習(xí)在教育領(lǐng)域的運用。于學(xué)習(xí)者而言，機器學(xué)習(xí)通過深入挖掘海量的教育大數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的規(guī)律，然后分析建模，去預(yù)測學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為，并為其提供個性化學(xué)習(xí)的支持和測評。同時機器學(xué)習(xí)還為教育者掌握學(xué)生整體和個體的學(xué)習(xí)情況、教育管理者制定決策、企業(yè)開發(fā)者更精準(zhǔn)地評估和維護(hù)教育系統(tǒng)提供有力支持。當(dāng)前，國外建立了許多自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺為學(xué)習(xí)者提供個性化服務(wù)，其中最成熟的就是Knewton學(xué)習(xí)平臺。Knewton以其系統(tǒng)里強大的學(xué)習(xí)資源，通過統(tǒng)計分析學(xué)生者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，為其推送個性化的學(xué)習(xí)內(nèi)容。無疑，機器學(xué)習(xí)的出現(xiàn)加大了校企合作的力度，幫助教育的發(fā)展從經(jīng)驗主義邁向科學(xué)主義。

（2）國內(nèi)研究主題的分布及演化

修剪后的國內(nèi)關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)（見圖3）包含關(guān)鍵詞節(jié)點128個、連線381條。結(jié)合國內(nèi)關(guān)鍵詞分布表（見表2）分析可知：自文獻(xiàn)檢索的2010年開始形成的頻次較高的四大關(guān)鍵詞（除去我們檢索的關(guān)鍵詞）分別是“教育信息化、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境、大數(shù)據(jù)、人工智能”;中心度較高的四大關(guān)鍵詞分別是“智慧學(xué)習(xí)、微課、‘互聯(lián)網(wǎng)+、課堂教學(xué)”。國內(nèi)每年都會出現(xiàn)較多關(guān)鍵詞，關(guān)鍵詞中心性整體比國外高。中心度較高幾個關(guān)鍵詞的出現(xiàn)時間不像國外那樣集中，表明國內(nèi)研究的基礎(chǔ)理論豐富且分支較多，雖然研究分支相對分散，但是形成了一定的研究趨勢，并隨著時代和政策背景的變化而不斷推演。通過分析國內(nèi)關(guān)鍵詞出現(xiàn)的年份及閱讀原文獻(xiàn)可知，國內(nèi)當(dāng)前理論成果較為豐富，領(lǐng)域全面涉及基礎(chǔ)教育、高等教育、職業(yè)技術(shù)教育等等。通過梳理發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)演化的時間線較為明顯，研究主題隨時代和政策背景不斷變化，由此制作出了國內(nèi)智慧教育研究主題演進(jìn)表（見表3）。

根據(jù)表3可以看出，國內(nèi)智慧教育研究主題的演進(jìn)大概分為四個階段：

第一階段為“2010-2011年”。從本階段的關(guān)鍵詞“智慧教育”“智慧校園”“智慧課堂”中可以看出，這個階段國內(nèi)有關(guān)智慧教育的研究多數(shù)是圍繞理論展開的，包括智慧教育及其派生出的智慧校園、智慧課堂的內(nèi)涵解析和特征梳理。此階段仍處于工業(yè)3.0時代，重視計算機及信息技術(shù)對于輔佐教育教學(xué)產(chǎn)生的革命性影響。依托教育部印發(fā)的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中重視信息技術(shù)對教育發(fā)展的革命性影響的要求，信息化發(fā)展較好的一、二線城市相繼出臺了智慧教育發(fā)展規(guī)劃，我國正式邁入了智慧教育理論和實踐的研究元年。

第二階段為“2012-2014年”。這三年間出現(xiàn)的關(guān)鍵詞大致劃分為兩大類，一類如“智慧學(xué)習(xí)”“智慧學(xué)習(xí)環(huán)境”“智慧教室”等關(guān)于智慧學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)的研究;另一類如“課堂教學(xué)”“教學(xué)模式”“電子書包”“虛擬現(xiàn)實”“微課”等關(guān)于信息技術(shù)輔助教學(xué)的實踐研究。2012年教育部印發(fā)的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》開啟了我國教育信息化1.0時代，信息技術(shù)支撐下的學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)和教學(xué)模式設(shè)計成為這一階段的研究主題。值得注意的是，該《規(guī)劃》中明確提出要“注重信息技術(shù)與教育的全面深度融合”，表明此階段技術(shù)對教育的支持開始由輔助教學(xué)向融合變革轉(zhuǎn)變。

第三階段為“2015-2016年”。該階段出現(xiàn)的關(guān)鍵詞除了“互聯(lián)網(wǎng)+”也大致劃分為兩類，一類是“創(chuàng)客”“翻轉(zhuǎn)課堂”“MOOC”“曬課”等關(guān)于新型教學(xué)模式的設(shè)計;另一類是“學(xué)習(xí)分析”“個性化學(xué)習(xí)”等關(guān)于教育與技術(shù)深度融合之下學(xué)習(xí)需求的分析。2015年，國務(wù)院印發(fā)的《國務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》給各行各業(yè)都冠上了“互聯(lián)網(wǎng)思維”。教育領(lǐng)域也在此影響下從封閉走向開放，不同以往局限于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，取而代之的是一系列新型教學(xué)方式。同時，開始注重學(xué)習(xí)者個性化和差異化的學(xué)習(xí)需求，個性化學(xué)習(xí)幫助學(xué)習(xí)者打破時間和空間上的限制，通過互聯(lián)網(wǎng)和移動終端，使學(xué)習(xí)活動可以隨時隨地的發(fā)生。

第四階段為“2017年至今”。此階段出現(xiàn)的關(guān)鍵詞“人工智能”“機器學(xué)習(xí)”“教育大數(shù)據(jù)”“智能教育”等都與人工智能息息相關(guān)。2017年被華爾街時報、福布斯稱為人工智能元年，各行各業(yè)在人工智能的輻射下成果頗豐。同年，我國國務(wù)院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》。依托人工智能的發(fā)展，教育領(lǐng)域持續(xù)摸索創(chuàng)新。2018年，北京師范大學(xué)發(fā)布了《人工智能+教育》藍(lán)皮書，為人工智能解決教育問題提供了各種方案。同時，這一階段高等教育領(lǐng)域開始注重“智能教育”，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，推動智能技術(shù)和教育的深度融合。

2.研究前沿辨析

研究前沿的變化可以為研究者預(yù)測研究領(lǐng)域的未來發(fā)展趨勢提供有力依據(jù)。CiteSpace以其突現(xiàn)詞探測功能（Burst detection）在眾多可視化分析軟件里脫穎而出，其探測到的突現(xiàn)信息往往能夠代表研究領(lǐng)域的新型趨勢和突然變化。本研究在對國內(nèi)外關(guān)鍵詞進(jìn)行提取的同時，利用軟件自帶的突現(xiàn)檢測功能，探測到國內(nèi)外智慧教育的突現(xiàn)詞信息如圖4、圖5所示。

通過圖4可知，國外智慧教育研究每年都會出現(xiàn)突現(xiàn)詞，突現(xiàn)詞數(shù)量較多。但是不同的突現(xiàn)詞之間也有著緊密的聯(lián)系，如“系統(tǒng)（System）”“整合（integration）”“框架（Framework）”“行為識別（Activity Recognition）”等突現(xiàn)詞還是與人工智能和機器學(xué)習(xí)緊密相關(guān)，表明人工智能和機器學(xué)習(xí)作為國外智慧教育研究前沿的主線，貫穿了整整十年。除此之外，國外智慧教育的研究前沿大致劃分為三個階段：第一階段（2010-2014年）的突現(xiàn)詞有“智慧環(huán)境（Smart Environment）”“環(huán)境智能（Ambient Intelligence）”“智能（Intelligence）”，表明國外在此階段的研究前沿是智能技術(shù)支持下的智慧教育環(huán)境建設(shè);第二階段（2014-2016年）的突現(xiàn)詞有“學(xué)習(xí)（Learning）”“手機（Smart Phone）”，表明此階段重視移動終端對智慧學(xué)習(xí)的支持研究;第三階段（2017年至今）的突現(xiàn)詞有“物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Thing）”，物聯(lián)網(wǎng)雖不是新詞，但是在近兩年國外智慧教育的發(fā)展中仍占據(jù)十分重要的地位。

通過圖5可知，除了2016年出現(xiàn)斷層，其余每年國內(nèi)智慧教育研究都會出現(xiàn)較多的突現(xiàn)詞。研究前沿明顯地劃分成了三個階段：第一階段（2010-2013年）出現(xiàn)的突現(xiàn)詞大多與校園有關(guān)，包括“學(xué)校、智慧校園、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字校園、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境”，表明從2010年開始，國內(nèi)智慧教育研究的前沿是關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)支持下的智慧校園和智慧學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)，特別是數(shù)字校園向智慧校園的轉(zhuǎn)變;第二階段（2013-2015年）突現(xiàn)詞數(shù)量持續(xù)增多，包括“課堂教學(xué)、微課、電子書包、曬課、MOOC”，表明智慧教育的研究分支不斷擴(kuò)充，且這一階段開始深入創(chuàng)新實踐，研究重點從智慧校園環(huán)境建設(shè)轉(zhuǎn)移到智慧課堂和智慧教學(xué)實踐;第三階段（2017-2019年）突現(xiàn)詞相對較少，主要包括“校園一卡通、教育信息化2.0、智能教育、人工智能”，這一階段我國從教育信息化1.0時代邁入了教育信息化2.0時代，人工智能技術(shù)與教育的深度融合成為國內(nèi)智慧教育最新的研究前沿。

四、研究結(jié)論與趨勢展望

1.研究結(jié)論

本文采用文獻(xiàn)計量分析法對國內(nèi)外近10年來“智慧教育”為主題的文獻(xiàn)進(jìn)行了關(guān)鍵詞共現(xiàn)和突現(xiàn)詞提取，并比較分析了國內(nèi)外在研究主題和研究前沿上的分布和發(fā)展態(tài)勢。根據(jù)發(fā)文量的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，越來越多的國內(nèi)外學(xué)者加入到“智慧教育”的研究中來，文獻(xiàn)數(shù)量呈逐年增長之勢?？傮w上看來，國內(nèi)外的研究主題還存在明顯的區(qū)別和聯(lián)系，但在研究前沿上基本趨于一致，具體表現(xiàn)為：①在研究淵源上，國外研究起源于IBM提出的“智慧地球”概念，國內(nèi)雖然受此概念影響較多，但錢學(xué)森先生的提出的“大成智慧學(xué)”是國內(nèi)研究開展背后更為深刻的推動力量。②在研究主題的演化上，國外雖沒有找出明顯的時間線但主題劃分明確，而國內(nèi)研究是隨著時代和政策背景的變化不斷推演的。③在研究主題的分布上，國內(nèi)外都十分重視信息技術(shù)支持下的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)和智慧教學(xué)模式設(shè)計研究，但是國外研究多基于微觀視角的實踐探索，國內(nèi)多基于宏觀視角的理論構(gòu)建。國外側(cè)重新興技術(shù)尤其是人工智能與教育的深度融合，國內(nèi)測重智慧教育理論體系建設(shè)和政府的頂層設(shè)計。④在研究的進(jìn)展上，于技術(shù)層面，國外起步較早穩(wěn)定發(fā)展，國內(nèi)起步雖遲但是發(fā)展迅速;于理論層面，國內(nèi)的智慧教育理論研究成果十分豐富，而國外則稍顯匱乏。⑤在學(xué)科融合上，都體現(xiàn)了學(xué)科交叉性強的特點，十分重視教育學(xué)、教育技術(shù)學(xué)，尤其是計算機科學(xué)在研究主題中的應(yīng)用。⑥在研究前沿上，近幾年來，國內(nèi)外都十分重視人工智能、機器學(xué)習(xí)技術(shù)和教育深度融合帶來的個性化學(xué)習(xí)研究。但仔細(xì)對比國內(nèi)外的研究數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，國外大部分研究前沿的開展相較于我國都起步較早。例如：國內(nèi)2017年出現(xiàn)的“機器學(xué)習(xí)”與國外2010年出現(xiàn)的“Machine Learning”研究相吻合;同期國內(nèi)研究較熱的“人工智能”，國外也早在2015年就成為研究熱點。

綜上，盡管當(dāng)前國內(nèi)外智慧教育在研究主題上還存在較大差異，但在研究前沿上卻達(dá)到了統(tǒng)一。近年來，隨著中美智慧教育大會的定期召開及新媒體聯(lián)盟《地平線報告》的發(fā)布，國內(nèi)外在智慧教育的發(fā)展上聯(lián)系愈發(fā)緊密，未來也勢必在發(fā)展趨勢上達(dá)成統(tǒng)一，共同豐富智慧教育的全球化發(fā)展。

2.未來發(fā)展趨勢

通過上述可視化分析和比較研究得知，國內(nèi)外智慧教育研究領(lǐng)域主要涵蓋了智慧教育理論和實踐的研究、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)、智慧教學(xué)模式設(shè)計、以及新興技術(shù)與教育深度融合四個層面。針對這四個層面，提出以下四個發(fā)展趨勢：

（1）扎根時代背景，深化智慧教育理論和實踐研究

智慧時代的教育應(yīng)當(dāng)充分體現(xiàn)出“智慧”的特征，培養(yǎng)出具有“智慧”的人。這個“智慧”不應(yīng)僅僅立足于機器智慧，畢竟機器并不會真正地去擁有智慧，機器但凡顯示出任何“智慧”的特征，也應(yīng)是人的智慧的結(jié)晶。當(dāng)前，國外以及相當(dāng)一部分國內(nèi)的智慧教育研究都是建立在IBM公司構(gòu)建的“智慧教育”行動框架上的。陳琳等人認(rèn)為由此研究的智慧教育偏重于“器”和“術(shù)”的層面，卻忽略了從“法”和“道”上去深刻理解智慧教育的本質(zhì)。真正的智慧教育是與人類走向智慧時代相匹配的教育，然而迄今還沒有國家從智慧時代的高度設(shè)計教育。[8]因此，我國作為一個坐擁五千年歷史的文明古國，理應(yīng)挺身而出，迎合時代要求，重構(gòu)智慧教育。尤其站在國外對于智慧教育理論研究的缺口上，更應(yīng)當(dāng)抓住機遇，立足錢學(xué)森先生“大成智慧學(xué)”的理論基礎(chǔ)，去豐富智慧教育的理論體系建設(shè)。雖然當(dāng)前國內(nèi)關(guān)于智慧教育的理論研究已小有成果，但是智慧教育作為一個與時代進(jìn)步和技術(shù)發(fā)展聯(lián)系緊密的新興教育研究領(lǐng)域，其理論的研究也應(yīng)緊跟時代步伐并不斷加以創(chuàng)新。當(dāng)然，理論的研究還必須與實踐充分融合。當(dāng)前，國內(nèi)智慧教育的理論研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越實踐應(yīng)用，盡管已有許多學(xué)校展開智慧教育試點，但都停留在“表面功夫”，甚至有的學(xué)校由于技術(shù)條件限制尚未表現(xiàn)出智慧特征。未來智慧教育的理論研究應(yīng)當(dāng)立足于教學(xué)實踐或者具體的教學(xué)案例之上，厘清技術(shù)和人之間的關(guān)系，合理利用技術(shù)促進(jìn)智慧教育的發(fā)展，培養(yǎng)出“智慧”型人才。

（2）對接智慧城市，線上線下全方位營造智慧學(xué)習(xí)環(huán)境

環(huán)境是一切的基礎(chǔ)，智慧教育的發(fā)展離不開智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)?？v觀國內(nèi)外智慧教育研究，在前期，無一例外都將重點放在了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)上，強調(diào)將技術(shù)融入城市、校園、課堂、家庭等現(xiàn)實學(xué)習(xí)環(huán)境，以及在線教育、遠(yuǎn)程教育等虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，線上和線下教育一體化，無縫對接，使得學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)可以突破時間和空間的限制。未來智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)仍然有賴于人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、泛在網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵信息技術(shù)的支撐。如何利用云計算對云端的教育資源進(jìn)行全方位地整合，實現(xiàn)最大程度的資源共享;如何通過挖掘海量教育大數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)為其提供智能化推送，滿足不同學(xué)習(xí)者個性化和差異化的學(xué)習(xí)需求;如何利用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和泛在網(wǎng)絡(luò)貫通學(xué)習(xí)者線上和線下的教育，使其學(xué)習(xí)活動可以隨時隨地發(fā)生等問題都是未來智慧學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)的重中之重。此外，未來智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)還離不開整個城市智慧環(huán)境的建設(shè)。楊現(xiàn)民等人2014年就曾提出，未來智慧教育的統(tǒng)一身份認(rèn)證將與智慧城市中的智慧醫(yī)療、智慧交通、智慧市民服務(wù)等接口綁定，社會各部門共享市民信息數(shù)據(jù)，最終實現(xiàn)人人擁有唯一的、個性化的、終身化的“智慧賬戶”。[9]近年來，其他智慧城市服務(wù)都在如火如荼地展開，教育方面僅在省市級圖書館或校園智慧一卡通上有所展現(xiàn)，尚未真正實現(xiàn)與智慧城市的對接。正如國際上普遍認(rèn)同的“智慧教育”概念派生于“智慧城市”，未來智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)也必將寓于智慧城市的發(fā)展之中。

（3）以學(xué)習(xí)者為中心，構(gòu)建可以落地實踐的智慧教與學(xué)

具備了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，接下來需要面臨的就是如何構(gòu)建智慧時代的教與學(xué)。國際學(xué)界對于智慧教育的研究多數(shù)以“Smart Learning（智慧學(xué)習(xí)）”展開，我國近年來也一直致力于變革傳統(tǒng)的教學(xué)模式，從“教師教”轉(zhuǎn)移到“學(xué)生學(xué)”上來，可見，未來智慧教育的發(fā)展必定要以學(xué)習(xí)者為中心。當(dāng)代學(xué)生是“數(shù)字一代”，他們從小接觸技術(shù)發(fā)展帶來的便利生活，信息化能力和素養(yǎng)很高，對于新型教學(xué)模式的需求也很高。不斷探索和開發(fā)以學(xué)習(xí)者為中心的新型智慧教學(xué)模式，設(shè)計線上和線下相結(jié)合的智慧課程，是未來智慧教育發(fā)展的突破口。當(dāng)前，國外在MOOC、SPOC、翻轉(zhuǎn)課堂、微課等智慧型課程建設(shè)方面具備了較多的實踐經(jīng)驗，我國也在部分一、二線城市展開了試點，且突破性地開展了“一師一優(yōu)課”活動。未來，隨著智慧教學(xué)和智慧課程在設(shè)計上的不斷創(chuàng)新，在開展范圍上的不斷擴(kuò)大，教師和學(xué)生的角色一定會發(fā)生根本性的轉(zhuǎn)變。當(dāng)然，智慧課程的建設(shè)和智慧教學(xué)模式的設(shè)計都是為學(xué)習(xí)者更好地開展智慧學(xué)習(xí)服務(wù)的。智慧學(xué)習(xí)是在數(shù)字化學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)、混合式學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí)等信息化學(xué)習(xí)方式上，融合智慧時代特征發(fā)展起來的新型學(xué)習(xí)方式。然而國內(nèi)外針對學(xué)習(xí)方式的研究多停留在紙面上的理論探討，缺乏模型的構(gòu)建和現(xiàn)實的推廣。未來，智慧學(xué)習(xí)的研究應(yīng)當(dāng)結(jié)合時代背景并融合技術(shù)發(fā)展對其進(jìn)行內(nèi)涵說明和模型構(gòu)建，并且在信息化條件較好的地區(qū)率先試點，為智慧學(xué)習(xí)方式的全面推廣奠定基礎(chǔ)。

（4）化被動為主動，全力推進(jìn)新興信息技術(shù)與教育的深度融合

將技術(shù)引入教育，在帶來便利的同時也引發(fā)了學(xué)者們的深思。冷冰冰的技術(shù)支撐下的智慧教育往往容易忽視學(xué)習(xí)者的情感需要以及個性化、差異化的學(xué)習(xí)需求，僅僅從傳統(tǒng)的“教師教”轉(zhuǎn)化成了“機器教”或“視頻教”，限制了學(xué)習(xí)者創(chuàng)造性和主觀能動性的發(fā)揮，那么智慧教育培養(yǎng)“智慧人”的初衷也就無從實現(xiàn)。因此，面向個體差異的個性化學(xué)習(xí)研究和應(yīng)用必將成為未來智慧教育發(fā)展的主流趨勢，從國內(nèi)外當(dāng)前的研究前沿分析中也得到了印證。個性化學(xué)習(xí)是技術(shù)與教育深度融合在高級階段的表現(xiàn)形式，以機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)為關(guān)鍵支撐的人工智能技術(shù)的回歸，對個性化學(xué)習(xí)進(jìn)行了重塑和再造。[10]目前，國外已有眾多機器學(xué)習(xí)技術(shù)支持下的自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺得到了應(yīng)用，如Knewton、Dream Box、ALEKS等，而國內(nèi)相關(guān)企業(yè)還處于萌芽狀態(tài)，缺少成熟的應(yīng)用案例，因此在推廣的過程中還存在些許障礙。此外，個性化學(xué)習(xí)的推廣還離不開智慧學(xué)習(xí)系統(tǒng)和移動學(xué)習(xí)終端的開發(fā)，我國當(dāng)前已有不少企業(yè)開始試水，遺憾的是都在落地實踐時屢屢碰壁，使用效率不高。如電子書包取代傳統(tǒng)教科書利弊并存，屢遭質(zhì)疑，這些都是由于技術(shù)還不夠成熟造成的。隨著時代的不斷進(jìn)步和技術(shù)的不斷升級，未來新興信息技術(shù)必將滲透到教育系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)。若想促進(jìn)技術(shù)與教育的深度融合，還應(yīng)當(dāng)厘清技術(shù)和教育之間的關(guān)系。技術(shù)的發(fā)展是為教育服務(wù)的，教育不應(yīng)停留在被倒逼變革的風(fēng)口浪尖上，而應(yīng)當(dāng)抓住機遇迎難而上，積極主動地適應(yīng)技術(shù)帶來的轉(zhuǎn)變，并盡可能地去幫助技術(shù)的升級。對于政府而言，應(yīng)當(dāng)加大在新興技術(shù)促進(jìn)教育產(chǎn)業(yè)升級方向的投入，由點到面，盡早普及新興技術(shù)在教育中的應(yīng)用;于高校而言，要加強人工智能和教育之間跨學(xué)科人才的培養(yǎng)，密切與相關(guān)企業(yè)進(jìn)行溝通合作，盡快實現(xiàn)教育的產(chǎn)業(yè)升級;于教師、學(xué)習(xí)者和管理者等一切技術(shù)受益者而言，在感受技術(shù)帶來便利的同時，也應(yīng)當(dāng)及時反饋新興技術(shù)存在的不足，幫助技術(shù)不斷升級。

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（編輯：王曉明）