Web,2.0教育应用领域知识图谱研究|人工智能主要研究和应用领域

　　[摘要]通过运用Citespace对以Web 2.0教育应用为主题的748条来源文献(wos.2004-2011)进行可视化分析，绘制了国际上Web 2.0教育应用的知识图谱。依据提取的关键文献，分析了Web 2.0教育应用的思想根源与理论演进的路线，探查了Web 2.0教育应用的热点问题与前沿领域，列举出在该领域进行研究的主要国家与研究机构。
　　[关键词]Web 2.0教育应用；知识图谱；理论演进；前沿热点
　　[中图分类号]G434　[文献标识码]A　【文章编号】1672-0008(2012)02-0057-06
　　作为一种新的互联网技术，Web 2.0以其用户中心，个性化、强交互性等特点催生了网络上人与人之间的信息交互和协同合作的新时代。Web 2.0技术及其理念与当代教育教学理念的耦合，引起了教育领域对Web 2.0技术的高度关注，Eduction 2.0、School 2.0在教育领域也成为时髦的话题。2011年11月在美国佛罗里达杰克威尔逊召开的AECT 2011年会的核心议题之一就是深入探究Web 2.0技术对教育变革的潜力。以及分享相关研究成果与实践经验。可以说。Web2.0教育应用已经成为教育技术研究与实践的重要分支领域。它正促使教育领域重新思考教育的未来。
　　从Web 2.0概念提出伊始，国内外各种Web 2.0技术教育应用的研究与实践尝试就如雨后春笋般地涌现出来，并取得了显著的成效。目前，国际上Web 2.0教育应用理论根源有哪些?其理论研究上存在一条什么样的演进路线?Web 2.0教育应用研究热点问题与前沿领域都有哪些?主要的研究国家(地区)和机构有哪些?对于上述问题的厘清，有助于整体上把握国际上Web 2.0教育应用的研究状况，更好地指导Web 2.0教育应用研究与实践。从传统的视角对上述问题进行回答并不难，但这只是经验总结式的研究。此类研究有深度。但略显主观性，并有挂一漏万的嫌疑。以至于同样问题，不同研究者研究结论往往相左。近些年国际上新兴的科学知识图谱研究是科学计量学和信息计量学的新发展，对于回答上述问题提供了新的思路。
　　一、研究方法与数据来源
　　科学知识图谱是以科学知识为对象，显示科学知识的发展进程与结构关系的一种图形，它具有“图”和“谱”的双重性质与特征：既是可视化的知识图形。又是序列化的知识谱系，显示了知识元或知识群之间网络、结构、互动、交叉、演化或衍生等诸多复杂的关系。借助科学知识图谱的方法与技术，我们可以透视Web 2.0教育应用庞大的知识体系，理顺其复杂的知识网络，把握其理论及其演进的关键路径。
　　在国际科学知识图谱研究领域，将信息可视化技术与科学计量学有机结合是该领域发展的新阶段。美国德雷克塞尔大学的陈超美博士开发的信息可视化分析软件Citespace是这一阶段的代表性成果。本研究采用Citespace 3.0 R2软件绘制Web 2.0教育应用的知识图谱。
　　本研究以Web of Science(wos)数据库(包括：SCI-EX，PANDED，SSCI，A&HCI，CPCI-S，CPCI-SSH)为数据源，以“Web 2，0”or“Blog”or“Wiki”or“Facebook”or“SNS”or“RSS”为主题进行检索，学科范围限定在“EDUCATION&EDUCATION，AL RESEARCH”。Web 2.0概念始于2004年，所以检索时间限定为“2004-2011”，共命中以Web 2.0教育应用为主题的748条来源文献，16005条有效引文数据。来源文献包括：作者、标题、来源出版物、摘要、参考文献字段。
　　二、Web 2.0教育应用的思想根源与理论演进路线
　　将上述数据导入Citespace 3.0 R2，并进行相关参数设置。尽管来源文献始于2004年，但为了更清楚地显示之前的思想根源发展历程，并充分利用数据中最有价值的引文数据，我们设置“Time Slicing”为“2000-2011”，时间分区为“1”年一个分区。在语词来源“Term Source”中选择“Tide”、“Ab-stract”、“Descriptors”和“Identifiers”。在节点类型“Node rrvpes”中选择“Cited Reference”，阈值引文数量(C)、共被引频次(CC)、共被引系数(CCV)分别设定为(2.2.2)、(4.3.20)、(4.3.20)。运行Citespace 3.0 R2，得到Web 2.0教育应用研究的关键节点文献时区视图(Time-Zone View)。如图1所示。取中心性(量化某点在网络中重要性的图论概念)大于0.1的文献为关键节点文献12篇。这12篇关键节点文献所蕴含的知识可以看作是对Web 2.0教育应用研究起到转折点作用的知识。在某种意义上也可以看作是Web 2.0教育应用领域的经典文献。根据各节点文献的中心性与时间分布，结合各节点文献的内容分析，可以揭示Web 2.0教育应用的理论根源与理论演进路线。这里我们把Web 2.0教育应用的理论演进分为四个阶段：理论酝酿期，思想准备期，初步应用期和反思提升期。
　　
　　(一)理论酝酿期
　　从图1可以看出，在2000年之前提取出了3篇关键节点文献。这些节点文献在正式提出Web 2.0之前出现，可以看作是Web 2.0教育应用的理论基础或思想根源。这一时期可以看作是Web 2.0教育应用的理论酝酿期。
　　1978年出版的The Mind in Society：The Development ofHigher Ps~hologicd Processes是最早的一篇节点文献。这本英译本的问世使得去世44年之久的维果斯基“在美国乃至整个世界产生了极大的影响”。维果斯基强调个体心理发展的社会文化取向，其社会建构主义学习理论强调人与人在交互过程中建构自己的知识。维果斯基社会建构主义思想显然与Web 2.0的理念不谋而合。当前Blog、Wiki等Web 2.0技术的教育应用都是基于社会建构主义学习理论。另外，维果斯基在该书中提出的最近发展区理论是支架式教学的理论根源。从某种意义上说，维果斯基关于个体发展的社会历史文化理论、社会建构主义理论以及最近发展区是当前Web 2.0教育应用的重要理论根源。
　　斯坦福大学伯克利分校Jean Lave教授和哈佛大学Eti，enne Wenger教授1991年合作的Situated Learning，legitimateperipheral participation一书是另一出现较早的关键节点文献。在这本书中，Lave和Wenger从社会学的视角，提出了情境学习理论。强调人类学习过程中“社会实践与社会生活”、“合法的边缘性参与”等要素，认为知识是个体和社会情境互动的产物，学习研究的重点应考察实践共同体中的社会性参 不断涌现的Web 2.0教育应用成功案例更是把人们的期望与热情推到了顶峰。
　　(四)反思与理论提升期
　　2008年之后，人们对于Web 2.0教育应用的热情不如之前高涨。相反出现了较为冷静的反思。这一时期共提取4篇关键文献。均是对Web 2.0教育应用进行反思的文章。
　　新西兰惠灵顿维多利亚大学[rina Elgort等人在2008年发表了么wiki an effective platform for goup course work?一文。该文对基于Wiki平台的硕士小组项目研究活动进行了研究，结果显示：Wiki作为学习平台，学生在安排信息与共享知识；教师在小组管理、推进小组活动等方面具有优势。然而Wiki的使用并不能消除一些学生独自学习的偏爱，而且使用Wiki本身并不能改善学生对于小组作业的态度。
　　美国佛吉尼亚理工州立大学Hyung Nam Kim教授2008年在Computer&Education上发表了The phenomenon of blogsand theoretical model of blog use in educational contexts一文。这篇文章与之前强调Web 2.0技术在教育中应用优点的那些研究不同，作者认识到了此类研究存在的众多不足。指出Blog教育应用热衷于增强教育中的交流，但问题是Blog并不是为教育而定制的。而且研究还发现了一些相悖的结论：有些研究说Blog能提高学习者动机，而有些研究则相反，尤其是在持续的Blog学习中，学习者往往没有足够的耐性来维持兴趣。在充分认识正反两方面特点之后，作者提出了一个Blog应用的模型。同年，英国Plymouth大学Steve Wheeler等人在British，Journal of Educational Technology上发表的Thegood,the bad and the wiki：Evaluating student-generated con-tent for collaborative learning一文则从实践角度出发，详细分析了Wiki在教育中应用的优势与不足，并综合结合分析结果提出了Wiki在教育应用的建议。
　　英国Brunel大学Melissa Cole教授2009年在Computer&Education上发表的Using Wiki technology to support studentengagement：Lessons from the trenches一文，对一次利用Wiki整合大三学生课程的失败试验进行了报告。研究发现，与一般的个人使用相比，在教育情境下像Wiki这样的社会性软件人们往往会有不同的理解，而这一点阻碍了学生们利用这些技术用于学习。论文还提出了一系列见解，以帮助教师理解那些社会性软件技术整合到教育情境中存在的陷阱。
　　与之前仅仅讨论Web 2.0技术用于教育的积极性因素不同，这一时期人们也开始关注其中存在的消极因素。这表明领域研究者相对前一时期对Web 2.0教育应用的高涨热情有所降低。表现出了较为冷静和全面的反思。Web 2.0教育应用的这种反思转向与加特纳公司2008年公布的Gartner技术成熟度曲线报告一致(见图3)。Gartner 2008技术成熟度曲线显示：Web 2.0技术在2008年处于波谷，处于“幻想破灭期”。Web 2.0教育应用在这一时期的状况与当时Web 2.0技术整体波谷态势密切相关。但同时Gartner的分析也显示，Web 2.0在经过2年左右的时间就会走出波谷，进入“复苏期”。这一时期Web 2.0教育应用领域研究者自觉“深度反思Web 2.0技术与教学过程的关系，以进一步搞清楚如何以及通过何种机制用Web 2.0技术支持学习”，赋予Web 2.0技术在教育中的合理使命及应用价值，可以看作是这种“复苏”的表现。
　　
　　
　　Web 2.0教育应用研究在短短8年时间内经历了上述四个阶段。这四个阶段可以看作是一个相对完整的发展周期。这一方面反映出Web 2.0技术推动了教育的迅速发展，另一个方面领域内自觉的反思以及Gartner技术成熟曲线的“复苏”，也预示着当今Web 2.0教育应用领域开始进入相对成熟的阶段。
　　三、Web 2.0教育应用的研究热点与前沿
　　研究热点是在某一时期内，有内在联系的、数量相对较多的一组一组论文所探讨的科学问题或专题。在引文分析中，一般是通过对文献的关键词进行词频统计，以高频关键词来确定某领域研究的热点。借助Citespace 3.0 R2关键词共现功能，可以分析Web 2.0教育应用研究的热点问题。运行Citespace 3.0 R2进行关键词共现分析，可输出关键词共现图谱(图4)以及高频关键词表(表1)。其中图谱中圆形节点代表一个关键词，圆圈大小代表该关键词出现频次的高低。
　　
　　
　　从图4与表1可以看出，排除数据收集时使用的关键词web 2.0、blog、wiki外，e-learning频次最高，这说明Web 2.0作为新一代互联网技术对于教育领域影响最大的是e-learn，ing。领域研究者较多关注Web 2.0技术条件下e-learning的变革问题，并相应提出e-learning 2.0的概念。education、technology、internet、social software高频关键词说明了Web 2.0教育应用扎根于教育，并源于技术发展的事实。而在众多信息技术中，互联网技术、各种社会性软件则是Web 2.0教育应用领域较多关注的。Community、collaborative learning、collab，oration、communication等高频关键词的提取进一步说明Web2.0教育应用与前面提到的社会建构主义、情境学习、实践社团等理论的密切联系。相应地，人们在Web 2.0教育应用中也较为重视利用Web 2.0技术优势对上述理论的现实观照，强调利用Web 2.0技术促进人与人之间的交互与协作，强调促进协作学习，强调构建社团。
　　Learning environment一直是建构主义学习理论、建构主义教学设计的核心概念之一，Web 2.0教育应用领域关注learning environment说明尽管近些年建构主义研究中有一些对立的声音，但在Web 2.0教育应用研究领域仍很有市场。通过对相关文献的追踪检索，我们进一步发现，在Web 2.0教育应用领域开始出现了一股从关注一般学习环境到个人学习环境(personal learning environment.PLE)转向的迹象。这可能与Web 2.0条件下人的主动性、个性化、个人知识管理、非正式学习等理念不断凸显的大背景有关。Students作为高频关键词被提取出来可能与上述重视学习者的主动性等方面相关。 　　Higher education则说明Web 2.0技术在高等教育领域应用研究相对较多。由于我国教育技术领域有较为重视基础教育的倾向。带着疑问，我们在中国知网(CNKI)上进行了检索。发现我国Web 2.0教育应用研究也同样主要集中在高等教育领域，其内容主要集中在学习方式与学习资源两个方面。
　　“研究前沿是科学研究中最先进、最近、最有发展潜力的研究主题或研究领域。”“Citespace所定义的研究前沿强调的是新趋势和突变的特征，并用Kleinberg突现检测算法获取的突现词来表示研究前沿。”选择“burst terms”，运行Citespace3.0 R2提取突现词。如表2所示。
　　上述突现关键词与Web 2.0的结合点成为Web 2.0教育应用研究的前沿领域。从突现关键词可以看出，诸如学习环境、社会性软件、学习社区、合作学习等关键词已经在表1中有所体现，说明这些曾经的研究前沿已经转化成研究热点，我们在此不再做分析，而主要关注其余的五个关键词。
　　New-technologies在其余的五个关键词中突现率最高，说明Web 2.0教育应用领域对于各种新技术的关注。也体现了日新月异的新技术对教育的冲击，以及变革教育的潜力。继博客、维基等研究热点之后，哪些新技术可以脱颖而出，对未来教育变革具有重大意义?是移动技术，还是发展中的智能技术?另外，新技术需要与教育不断磨合，这样的磨合本身就是前沿性研究，并将孕育出未来的研究热点。
　　Social-network、Knowledge-building、Based—coHabora—tive和Help-students可以说是研究热点的进一步深化，也是Web 2.0教育应用的反思与进一步深化。在研究热点部分，Web 2.0的两个微观切入点，即“交流”与“合作”。那么如何交流与合作才是深入而高效的?这是未来需要解决的关键问题。这四个关键词就是对未来的探触。
　　在Web 2.0浪潮中，“社会性”始终是其中的核心特质。社会性网络(social-network)突出了学习过程中交流与合作得以发生的人际关系环境与技术特征：Knowledge-building突出了学习者个体在交流与合作过程中知识形成的过程与方式：Based-collaborative是个前置性词语，突出了Web 2.0环境下，学习过程中合作的基础性作用：Help-students则说明Web 2.0技术环境如何对学生学习起到支持作用，以及在这种新技术条件下。辅导者(教师或导学)如何更好地对学生学习提供帮助是有待深入研究的前沿领域。这一词汇得以突现并成为研究前沿领域看似老生常谈。但越是平常无奇的问题被突现出来越是说明变革的深刻性。它实际上从另一个侧面反映出Web 2.0技术对于当前教育结构深层次变革的潜力。
　　四、Web 2.0教育应用研究的主要国家(地区)与研究机构
　　在把握上述Web 2.0教育应用理论演进、前沿热点的基础上。进一步了解研究Web 2.0教育应用的主要国家(地区)和主要的研究机构可以更为直观地把握全球Web 2.0教育应用的全景图。
　　设置“Time Slicing”为“2004-2011”，时间分区为“1”年，“Term Source”中选择“Title”、“Abstract”、“Descriptors”和“I，dentifiers”。“Term type”选“none”。“Node Types”中选择“Country”。运行Citespace，得到各国(地区)关于Web 2.0教育应用发文频次，将频次大于20的视为对Web 2.0教育应用较为关注的国家和地区(见表3)。
　　
　　
　　从表3可以看出，美国是对Web 2.0教育应用最为关注的国家，其发表的相关研究成果数量远远高于其他国家和地区。我国大陆地区也较为关注Web 2.0教育应用研究，发文量居全球第二，我国台湾地区发文量居第五。其他对Web 2.0教育应用研究较为关注的国家分别是英国、澳大利亚、西班牙、德国和日本。
　　将“Node Types”设置为“Institution”，运行Citespace，得到各研究机构关于Web 2.0教育应用发文频次。选择发文频次在5以上的机构如表4。
　　
　　从研究机构的角度看，英国、我国台湾地区、澳大利亚和新加坡的部分高校在Web 2.0教育应用研究上有较为集中的研究成果。
　　英国开放大学(The Open University)是英国一所独立、自治的国家高等教育机构。开放大学的远距离教学离不开Web2.0技术的支持，其所属的教育技术研究所(Institute of Edu，cational Technolo~)在利用Web 2.0技术促进开放学习的研究和实践方面起到非常重要的作用。开放大学集中发表的12篇论文多数出自该机构。此外，英国伦敦大学和谢菲尔德哈勒姆大学(sheffield Hallam University)也在Web 2.0教育应用方面进行了相对集中的研究。
　　表4中出现的澳大利亚高校有两所。即墨尔本大学和悉尼大学。经过进一步在WOS数据库的检索发现，墨尔本大学关注Web 2.0教育应用研究的主要是生命医学多媒体部(BiomedicalMultimedia Unit)，该研究机构隶属药科牙科与健康科学学院(Facuity 0f Medicine。Dentistry and Health Sciences)，以协助学院教学中教育媒体设计、开发、应用、评估为主要工作。
　　我国台湾地区的国立中央大学的计算机科学与信息工程系和学习科技研究中心、台湾国立交通大学计算机科学系、台湾成功大学在Web 2.0教育应用各方面有较为集中的研究成果。Cites!oace提取出来了我国大陆地区华中师范大学信息技术系的5篇文章，经进一步检索显示这5篇文章是2008和2009年在武汉召开的两个国际会议的会议论文。
　　综合表3和表4可以看出。中国大陆是Web 2.0教育应用研究成果数量第二的地区。然而，从研究机构的角度看，中国大陆相关研究机构发文不太集中，研究力量相对分散。相比而言，我国台湾地区在Web 2.0教育应用研究方面已经形成力量相对集中的研究机构。进一步结合前面关键节点文献的研究来看，我国大陆地区尚没有重要的成果出现。美国相关研究总量第一，虽也存在研究力量相对分散问题，但其研究成果有不少是对Web 2.0教育应用起关键支撑作用的“节点”性成果。
　　五、研究结论
　　从前面的分析可以得出如下结论：
　　第一，截至目前，Web 2.0教育应用研究大致经历了：理论酝酿——思想准备——初步应用——反思提升四个阶段。研究析出了社会建构主义、情境学习、实践社团是Web 2.0教育应用的重要思想根源；“数字土著”、“数字移民”概念以及Robert Godwin Jones在2003年就预言第二代互联网(THESECOND-GENERATION WEB)之于教育变革的意义，为Web2.0教育应用做足了思想鼓动：短期内急剧膨胀的Web 2.0教育应用很快引起了领域的深度反思，并开始从正反两方面自觉思考Web 2.0在教育中合理使命与应用价值。虽然只有8年时间，但Web 2.0教育应用却走过了四个阶段，进入反思提升期预示着Web 2.0教育应用开始趋向成熟。
　　第二，弗吉尼亚州立联邦大学Robert Godwin Jones教授的研究应该引起Web 2.0教育应用领域足够的重视。其2003年发表的Emerging Technologies Blogs and Wikis：Environ—merits for On-line Collaboration一文被引频次一般，但中心性却很高。说明其研究在Web 2.0教育应用领域虽未引起足够重视，但实际在该领域知识网络中却居于重要地位，而且其发表时间也早于被视为Web 2.0之父Tim O’Reilly的Whatis Web 2.0?。
　　第三，在Web 2.0教育应用中，e-learning是其重要的研究热点领域：研究者虽然较多强调学习者的主体性，但在新技术条件下如何更有效地为学习者提供帮助却仍作为前沿问题被析出，说明Web 2.0技术对于变革当前教育结构具有巨大潜力；学习环境、社会性软件、学习社区、合作学习既是研究热点同时又是研究的前沿：另外。Web 2.0教育应用研究主要集中在高等教育领域。
　　第四，英国、澳大利亚、我国台湾地区在Web 2.0教育应用研究方面有相对集中的研究力量。美国虽力量分散，但无论是研究数量还是研究质量上都仍是最为重要的国家。中国大陆地区研究成果的数量居世界第二，但研究质量不容乐观。