国内外教学设计的研究的可视化比较分析（可编辑）

1、国内外教学设计的研究的可视化比较分析 . . 摘 要信息技术的发展给教育带来了前所未有的发展契机,数字化学习、移动学习、泛在学习等多样化学习形式,将会构建出一个无缝学习空间,在这个空间中,学习变得更加泛在化。而当教育信息化渗透到社会的各个领域时,教学设计的发展在一定程度上也要满足教育信息化的现实需求,这使得正处于转型时期的教学设计研究面临着革命性的挑战。如今,国内教学设计的应用实践得到了不少一线教师的质疑,据统计,近几年国内教学设计研究正处于反思阶段,研究成果尤其在论文数量方面有所下降。教学设计是否真的能优化教育教学效果成为许多研究者思考的问题。如今在经济全球化的影响之下,教育发展也呈现一体化

2、格局,国内教学设计的发展不可能离开国际大舞台而独自前行。在了解国内教学设计研究现状的基础上,把握国外教学设计的发展状况能够为国内教学设计发展提供新的研究思路,拓展教学设计研究领域的研究视角和研究范畴,同时有助于改善国内教学设计目前处于研究低谷的现状。本论文运用文献调研法、引文分析法、统计分析法、比较分析法,以近十年国内外对和、.教学设计发展为例,借助权威可视化工具?年所收录的以“教学设计”为主题的文献作为数据来源,绘制出近十年国内外教学设计研究相关发文量走势图、高被引文献图谱、关键点文献图谱、热点图谱以及研究前沿图谱。对以上五方面进行可视化比较分析发现:教学设计目前正是国外研究热点,而国内正处

3、于研究低谷:国内高被引文献及关键点文献的内容集中于教学设计本体研究且论文中心度较低,国外集中于认知科学的研究:国内研究热点倾向于课堂教学设计研究,国外则注重认负荷理论在教学设计中的应用研究:国内前沿研究较分散,涉及面较广,国外则集中于认知负荷理论。论文理性指出国内教学设计存在以下问题:教学设计研究内容单一化:理论本土化过程问题重重;教学设计理论与实践脱节:缺乏专业研究机构支持:研究者存在一定跟风现象。针对这些问题,国内应从以下方面应对:注重基础理论研究,为教学设计发展提供内在动力;加强研究者与实践者间的交流,与教育需要相结合:关注创新性研究应用,为发展注入新的生机与能量;形成执着的研究团队,致

4、力于教学设计事业:吸收国外优秀研究成果,弥补困内研究之不足。关键词:引文分析,信息可视化,知识图谱,教学设计,比较分析.,. ?. . , .,. ,.; ., ., , . . ,? , ., 。, ,. ,: , , ,. ,: ,.:, ,.目 录摘寻墓.甚 录?.第一章绪论?.研究背景及研究意义?.研究背景?.研究意义?.国内外相关研究现状?.国内?.。国外?.:?.研究内容.数据来源与研究方法?.,.数据来源?.研究方法?.?.论文结构第二章研究基础?.信息可视化概述.信息可视化概念.信息可视化主流技术?.信息可视化理论基础.知识图谱相关介绍?.知识图谱概念.知识图谱绘制方法?.软件

5、?.常用数据库?.第三章中外教学设计研究的可视化比较?.发文量比较分析.高被引文献可视化比较分析?.国内高被引文献情况.国外高被引文献情况.中外对比分析.关键点文献可视化比较分析?.国内关键点文献情况.国外关键点文献情况.中外对比分析?.研究热点可视化比较分析.国内研究热点情况.国外研究热点情况.中外对比分析?“?.研究前沿及趋势可视化比较分析.国内研究前沿及趋势情况.国外研究前沿及趋势情况.中外对比分析?:?;.?.第四章国外教学设计发展给予的启示.国内发展存在问题?.国内发展应对策略第五章结论与展望?.研究总结.仓新点?.?.研究不足.研究展望.参考文献?致 谢?.攻读硕士学位期间的研究成

6、果?。独创性声明?关于论文使用授权的说明?,第一章绪论第一章绪论.研究背景及研究意义第二次世界大战时期,由于战争和经济的发展需要,美国政府组织心理学专家和视听媒体专家对普通大众进行培训,使这些普通大众在短时间内成为能够投入战事和工业生产的专业人员,这些专家将,理学和当时先进的媒体技术用于设计和开发培训教材、培训方案和评价体系,这就是教学设计专业化的雏形。经过在国外的发展初期,教学设计逐渐传播至其它国家,受到了国内外研究者的广泛关注。.研究背景在教育技术学研究的五个范畴中,教学设计被认为是“教育技术对整个教育科学领域具有最大理论贡献的”一个范畴,在教育技术学科体系中占据着核心地位】。作为教育技术

7、学的一个重要研究领域,教学设计是连接教学理论与教学实践的桥梁。自从年格拉泽提出教学设计的概念至今,教学设计已经历半个世纪的发展。教学设计亦被称为教学系统设计,它把课程设置计划、课程大纲、单元教学计划、课堂教学过程、媒体教学材料等看成是不同层次的教学系统,并把教学系统作为它的研究对象【。世纪年代,由于国内实施改革开放政策以及教育事业的繁荣发展,教学设计由乌美娜引入国内,此后国内教育技术学领域对其给予了极高关注。随着教学设计理论及方法体系的不断完善和发展,如今教学设计已逐渐发展成为一门独立的学科,被广泛应用到学校教学、企业培训等领域。教学设计自引入国内以来,受到了研究者的广泛关注,当时不少学者对教

8、学设计寄予厚望,希望其能为教育教学做出贡献,不少人将教学改革与教学设计联系起来。教学设计更是得到了很多一线教师的青睐,不少教师将教学设计引入课堂教学中,以期能实现教学效果的最优化。但是近几年来,国内不少一线教师开始怀疑教学设计的有用性,认为教学设计不仪增加了教师的工作负担,而且并没有对教育教学起到太大的帮助作用,教学设计相关研究者在核心及以上学术期刊上的发文量也逐渐减少。教学设计在国内经历了二十多年的发展之后,目前其实用性特点受到了不少争议,国内的教学设计研究陷入了低迷阶段。教学设计起源于美国,到目前为止,国外尤其是美围的教学设计研国内外教学设计研究的可视化对比分析究在世界范围内仍处于领先地位

9、。相较于国内的研究,目前国外教学设计的研究则呈现出生机勃勃的景象,无论在教学设计的现实应用,还是在教学设计自身理论体系的建设方面都取得了重要成就。因此,研究国外教学设计的发展,对国内的教学设计的未来发展有着不可估量的借鉴意义。作为文献计量学领域的一种研究方法,早在世纪年代引文分析法就已经出现。创造了“科学引文索引”直到世纪年代初,尤金.力口菲尔德,简称,引文分析法才真正得到广泛应用。此后人们在引文分析应用和实践方面都取得了丰硕的研究成果,引文分析也逐渐形成了比较完整的研究体系。目前,引文分析己发展成为文献计量学和科学计量学领域中成熟的定量研究方法,被国际国内众多学者所认可,并被应用到许多学科领

10、域,在学术研究中发挥着至关重要的作用。.研究意义在当前教育格局一体化形势下,国内教学设计的发展不可能离开国际大舞台而独自前行。他山之石,可以攻玉,在了解国内教学设计研究现状的基础上,把握国外教学设计的发展状况能够为国内教学设计发展提供新的研究思路,拓展教学设计领域的研究视角和研究范畴,同时有助于改善国内教学设计研究目前处于低谷的现状。构建国内外教学设计研究知识图谱,寻找国内外教学设计发展过程中的发文量情况、研究热点、高被引文献、关键点文献及前沿演变,可视化国内外教学设计研究状况,一方面,可为非专家学者提供教学设计领域的研究入口,帮助其从宏观层面上快速概览到国内外教学设计领域相关知识,另一方面,

11、为专家学者分析教学设计研究领域的前沿热点、预测教学设计研究领域的学术动态、探讨并选择前沿性的科研课题提供帮助,对推动教学设计领域的发展具有重要的学术价值。本研究能为教学设计领域的研究引入新的研究方法和研究范畴,即定量分析与定性描述相结合的的引文分析法及可视化知识图谱。在一定意义上这也拓展了科学计量学的研究对象和研究内容。能为国内教学设计相关研究者制定教学设计研究计划和学科发展规划提供决策和政策依据,从而更加合理的开设教学设计相关课程。第一章绪论.国内外相关研究现状.国内教学设计自引入国内至今,国内相关研究大多停留在借鉴国外优秀研究成果之上。整体来看,国内教学设计研究的综述性成果较多,例如,高文

12、连载在中国电化教育杂志上的三篇综述性文章,教学设计研究的昨天、今天与明天。到目前为止,国内有一部分对国外教学设计的发展进行专门研究的文章,例如,李志厚年发表在外国教育研究上的文章国外教学设计研究现状与发展趋势以及高瑞利年发表在比较教育研究上的文章美国教学设计理论从到的发展,但这些文献集中在早期且数量也相对较少。目前国内大多数研究者只是在文章中提及国外最新研究成果,或者是翻译国外具体研究成果,因而对国外教学设计的研究并不够全面,缺乏整体性和系统性。关于中外教学设计的对比研究,也只限于文章中的粗略性描述,并没有学者对此进行详细研究二引文分析法自世纪年代初被引入围内,国内教育学及心理学领域的学者对其

13、进行了初步的尝试和探索。目前国内的引文分析研究还处于初级阶段。以引文分析为基础的学科知识图谱研究滞后于国外多年,理论上的研究基本是对国外研究成果的引入,限于总结和介绍:在方法技术方面大多是借鉴国外已有研究成果,在相关软件的运用上整体上处于初级阶段,运用简单,不顾细节:在研究对象和研究内容方面过多的局限在自然科学和管理学领域,没有被广泛拓展到其它学科。但这些年来,国内的相关研究也取得了一些进展,获得了不少成果,目前,国内许多学者开始运用可视化的引文分析方法绘制图谱来揭示某一学科或研究领域结构、学术群体和学术动态。当前,基于引文分析的可识化技术已被应用到教育技术学领域,例如张豪锋年发表在电化教育研

14、究杂志上的文章,用基于核心期刊关键词的共词网络分析与聚类分析对国内教育技术学研究前沿了探讨;蔡建东以教育技术学期刊年间的篇文献作为来源数据,运用信息可视化软件对国内教育技术学主干理论演进的关键路径和各阶段发展特点进行了研究。【但是,从引文分析角度对国内外教学设计进行具体的对比分析,到目前为止,并没有学者涉足此研究。国内外教学设计研究的可视化对比分析.国外到目前为止,并没有国外学者对教学设计进行中外对比分析。这一方面在于国内教学设计研究起步晚,相对来说成果也较少,另一方面在于语言、教育现状等因素的影响,我国教学设计研究并没有与国际研究接轨。国外对引文分析的研究起步较早,目前其发展已进入成熟阶段。

15、基于引文分析方法对学科知识图谱进行可视化的构建研究早已在发达国家得到实际应用并取得了良好的效果。期刊文献的引文分析研究也已经形成了一套比较系统的理论和方法。以引文分析为基础的知识图谱理论与方法早就应运产生了,目前已被广泛应用于自然科学、技术科学、管理学、情报学和心理学等各个领域,不少学者以期刊论文为研究对象,来探究学科结构、学术群体和动态热点演变,取得了显著的效果。】国外一般基于和数据库来获得引文数据,进而来绘制学科可视化知识图谱。年发表了引文索引用于科学的论文,提出了用引文索引检索科技文献的方法。【】创立的美国费城科学情报研究所在年编辑并正式出版了,这不仅开创了引文分析研究的新时代,也为学科

16、知识图谱的绘制提供了良好的数据库平台。世纪年代早期时,就开始了基于引文数据的研究,开发了软件,.将获得的引文数据直接导入软件可生成引言编年图和引文矩阵。后来,普赖斯在他一系列的经典著作科学文献的网络、巴比伦以来的科学、小科学,大科学中,提出了引文网络分析的设想并进行了知识图谱绘制的开创性工作。【】从此知识图谱的理论与方法应运而生了。开创了共引分析研究科学文献的先河,年,他在美美国情报学家国情报学会杂志上发表了科学文献中的共引:一种分析两种文献关系的新方法,在此文章中他首次提出了“共引的概念。另外,他将两篇文献同时被其他文献共同引用的次数定义为文献的共引强度。他认为当两篇文献同时被其它文献引用时

17、,它们之间存在着一定的内在联系,如果共引强度越大,这两篇文献之间的关系也越密切。他以年的数据库作为数据来源,利用共引分析方法探索性的绘制了粒子物理学领域高被引文献的引文网络关系。共被引分析法是绘制科学知识图谱的最重要方法之一。【】随着和引文数据库的逐渐发展与完善,使得引文结构的大样本统计分析更加可靠与方便,知识图谱渐渐成为实证研究学科结构与动态发展的主流方式。年率先应用知识图谱尝试探讨了信息科学的研究结构,以及信息科学与社会科学的第一章绪论关系。】和 年合作发表的作者共引:科学结构的文献测量方法一文开创了作者共引分析的先例,该论文通过对年位情报学家的共引情况进行分析,描绘了情报学的学科结构和这

18、些情报学家在学科中的位置。【】年,社会学家 和 将社会网络分析方法引入到引文分析领域。他们借助社会网络分析法的路径概念,把引文网络视为一个个由一系列事件和论文按时间序列发展而形成的定向非循环网络,利用搜索算法来探寻在形成引文网络中能够代表主流方向的事件以及在论文中起关键作用的连接路径,提出了引文网络中的关键路径算法,从而确定了在研究基础上的理论演进关键路径。此后,社会网络分析和复杂网络分析被应用到引文网络分析中,科学知识图谱研究的理论与实践被提高到一个新的发展水平。【美国德雷塞尔大学陈超美教授是学科知识图谱领域的早期研究者之一。作为信息可视化研究领域的最早开拓者,他自世纪年代开始研究可以实现知

19、识领域信息可视化的算法原理和应用软件。他开发的系列应用软件所绘制知识图谱,适用于复杂引文网络的分析,形成了新一代的信息可视化技术,它具有多元性、分时性、动态性的特点。同时他利用软件基于数据库进行了一系列的尝试,并对软件的可信度进行了一系列的验证。信息可视化技术在引文网络分析中的应用使科学知识图谱的发展进入了新的阶段。近年来国外利用引文分析方法,以文献为研究对象构建学科知识图谱的研究得到了快速发展,期刊文献的引文分析研究已经形成一套比较系统的理论和方法。在这半个世纪的发展时间中,基于引文分析的科学知识图谱的研究领域也在不断拓展,早已应用到自然科学、技术科学、图书情报学、管理学、传播学和心理学等领

20、域。目前国外知识图谱的构建技术也在迅速发展和日臻完善,从共引分析到共词分析再到社会网络分析、程序算法分析,从工具到工具,再到、工具,国外研究者早已开始借助可视化工具把研究结果直观、形象的展示出来。所以可以看出国外以引文分析为基础的学科知识图谱构建研究已经进入了日渐全面和成熟阶段。.研究内容一般运用引文分析法在对某一学科或领域进行研究时,五年或十年为一个研究阶国内外教学设计研究的可视化对比分析段,本文以近十年中外教学设计发展为例,来分析中外教学设计发展的异同,进而通过国外所给的启示来探讨国内存在的问题及应对策略。本研究采用引文分析法,对.年 和数据库所收录的教学设计相关研究文献索引资料进行可视化

21、对比分析,分别构建国内和国外教学设计发展的知识图谱,对中外教学设计的发展进行较全面的比较分析,以方便广大学者更加清晰地了解国内外教学设计的近十年的研究动态及各自的焦点,找出国内在教学设计研究中存在的不足,并思考其应对策略,为后继研究提供参考。其研究内容包括:第一,统计. 年的发文量情况,并用表格绘制发文量走势图,通过比较分析发文量情况,来从整体上了解近十年中外教学设计发展历程和研究热度。软件对关键词进行统计,得到高频关键词,来寻找教学设第二,利用计研究领域的研究热点,通过对热点的比较分析,来找出近十年中外教学设计研究热点的异同之处。软件来寻找共被引频度高的文献,对中外教学史上产生重第三,运用要

22、影响的文献进行比较分析。第四,通过寻找共引文献聚类分析过程中出现的关键节点,来对比对近十年中外教学设计史上产生研究领域变革的关键点文献。第五,通过突变词检测算法找出突变率较高韵关键词,寻找教学设计研究领域的前沿性研究关键词,来对近十年中外教学设计研究过程中的前沿进行对比。第六,在前文分析的基础上,通过国外教学设计发展对国内的启示,理性指出国内教学设计目前存在的问题,指出国内发展的应对策略,在文章的最后对未来教学设计的发展方向做出了预测。.数据来源与研究方法.数据来源本论文以.十年间的数据作为研究对象,来比较中外教学设计的发展情况。为使国外教学设计的研究数据更加全面,文中的国外研究数据选择了.和

23、两数据库中以“主题”个来源数据库,在中的 ”主题” 主题 ”,文献类型,数据库.,”为检索式进行检索,时间范围为.年,第一章绪论经筛选后,共得到条记录,采集时间为年月日;国内研究数据来源于数据库,输入主题词“教学设计”或“教学系统设计进行检索,去除重复及无关文献得到条记录,时间分布在.年,采集时间为年月日。利用知识图谱展示国内外教学设计的关键点文献、研究热点和研究前沿,采用共引分析法、词频分析法,突变词检测算法,主要借助美国德雷塞尔大学陈超美教授开发的权威】绘制文献共引图和主题词图,对国内外教学设计研究进信息可视化软件行比较分析。.研究方法本论文采用定量分析和定性讨论相结合的研究方法来分别对中

24、外教学设计的发展特点进行探讨,主要采用的研究方法有:文献调研法、引文分析法、统计分析法、比较研究法。文献调研法。是学术研究中普遍使用的调查方法,本文通过系统全面收集与分析国内外关于引文分析和信息可视化软件的发展及在具体学科中的应用研究文献,归纳出引文分析方法的发展概况以及信息可视化的含义、理论基础,并对信息可视化软件的可信度、应用方法及应用范围做了详细说明。这为可视化研究国内外教学设计的发展情况提供理论和技术方法参考。引文分析法。基于.和数据库,运用引文分析方法中的文献共引分析、关键词共引分析、研究机构共引分析,来分别绘制中外教学设计高被引文献、关键点文献、研究热点和研究前沿图谱。国内数据引文

25、分析期间借助中文内码转换工具.对从数据库中获得的数据进行编码转换。统计分析法。在建构知识图谱的过程中,本研究运用工具绘制出中外发文量走势图,拟采用聚类分析、因子分析以及多维尺度分析等统计学研究方法,形象地绘制出中外教学设计发展知识图谱。比较研究法。通过对比国内教学设计和国外教学设计的发文量走势图、高被引文献知识图谱、关国内外教学设计研究的可视化对比分析键点文献知识图谱、研究热点知识图谱和研究前沿知识图谱,寻找出两者之间的联系,分析出两者的异同,结合文献调研,指出国内教学设计目前存在的问题,并给出相应对策,为国内教学设计的发展提供参考性意见或建议。.论文结构本文共分为五章:第章介绍了问题提出的背

26、景、研究意义、国内外研究现状、研究内容、数据来源及研究方法,最后描述了论文的组织结构。第章对本研究所采用信息可视化技术进行了详细介绍;同时介绍了知识图谱的相软件以及常用数据库进关内容、绘制方法及构建软件:并对本文所采用的行了介绍。第章用绘制出近十年国内外教学设计相关发文量走势图,并进行了对比分软件绘制了中外近十年教学设计的高被引文献图谱、关键析。另外,利用点文献图谱、热点图谱以及研究前沿图谱,从这四个方面对中外教学设计研究进行了比较分析。第章通过前文分析,指出国内教学设计目前存在的问题,并结合国外教学设计对国内教学设计发展的启示,指出国内教学设计发展的应对策略。第章对本文进行了总结,分析了研究

27、中的不足之处,以及文章的特色,并对教学设计的未来发展方向进行了预测。国内外教学设计研究的可视化对比分析一一?一和数据可视化逐步发展起来的。其定义最先出现在年.,.与.发表的论文用于交互性用户界面的认知协处理器中。【”】年,每年一次的信息可视化专题研讨会议首次在美国举行。信息可视化是以计算机科学、认知科学、地图学、信息传播学与信息系统为基础,关于信息表达、传播的理论、方法与技术的学科,能够形象并直观地表现、解释和传递空间信息并揭示其内在规律。【】信息可视化的研究重点是如何通过计算机技术、多媒体技术和数字技术,将那些抽象及通常难以接近的环境与事物,以直观、形象、动态的形式表现出来,来揭示自然和社会

28、的一般发展规律,从而达到认识世界和改造世界的目的。信息可视化表现了数据之间的相互关系和发展趋势,它一方面用图像来表现多维的非空间信息,使用户加深对信息内涵的理解,另一方面它用形象直观的图像信息来指引检索的过程,使检索速度得到提高。信息可视化使用户能够目睹、探索甚至即刻理解大量信息。完整的信息可视化过程应包括以下四部分;信息调度引擎、静态可视化、过程可视化和探索性分析。完整过程如图.所示。探性分析过爱可视化尊夺可视化交互套分折可视饱致量俺置可覆亿 摩与簟护过程可覆亿多壤分析可视亿信组织,分析过程可覆化曩量特置可视化关曩特征可视化 导航与梭曩状杏苴控可规化县,曰曰曰曰第二章研究基础?信息可视化过型

29、】其中信息调度引擎主要用以解决海量信息的快速组织与调度问题;静态可视化模块主要解决运用符号系统来表征信息的质量特征、数量特征以及关系特征:过程可视化主要对信息的分析、处理、维护及使用过程提供可视化的监控、跟踪、引导手段:探索性分析一般通过交互式建模分析可视化技术和多维分析可视化技术为知识信息提供技术支持。.信息可视化主流技术如今,随着科学技术的不断发展,信息可视化也得到不断发展,总体来看,其主流技术主要有三类:一视图展示技术视图展示有多种技术,常见的有以下几种:.扩展轮廓技术,是通过可扩展树来查看多层次结点信息的技术【】:.技术,是一种将画面中某块局部小区域放大显示的透镜技术:放大区域的周围画

30、面作为背景也被显示出来:,也是技术的一种,它将层次结构双曲树, 技术中当前被关注的部分用更多的可视化空间来显示,同时将整个层次结构也显示出来鱼眼视图技术.】,一方面把人们感兴趣的焦点区域放大显示,另一方面使焦点周围的信息内容逐渐缩小,而且保持着整体视图的可见性【,也是一种技术:锥形图 技术】,对层次结构利用三维图形技术进行可视化显示的一种方法,每个椎体的顶点表示该层结构的顶点,层次结构的项部放置在可视化空间的顶端,其子节点均匀排列在该椎体的底部。二视图变换技术视图变换技术主要有视点控制技术和技术,前者通过放大可视化结构或者改变视点位置,从而使细节显示出来;后者同时将和两个窗口同时投入使用,窗口

31、用来放大或聚焦选定区域,窗口不仅显示视图的内容信息,而且可用来作为改变视图的控制部件。三人机交互技术国内外教学设计研究的可视化对比分析.?技术,在对整体信息情况的统览之下,交互式地选择用户需要的数据并显示其详细信息【】;技术,将位置探查融入其中,当光标经过一个位置时,将会在其它相关标记上产生可视化效果。信息可视化是重点研究人和计算机所表达的信息以及它者之间相互影响的技术,因此在信息可视化研究中人机交互技术显得尤为重要。.信息可视化理论基础信息可视化有两大主要理论基础:认知心理学和计算机图形设计学。认知心理学认知理论是信息可视化的重要的理论基础,认知心理学是关于人类如何感知和如何认识世界的理论,

32、它主要研究人类感知和思维信息获得及处理的过程。计算机图形设计学计算机图形学 ,简称,是一种应用数学算法将二维或三维图形信息转化成为能被计算机显示器所显示的栅格形式的科学,其主要研究内容就是二维或三维图形如何通过计算机表示出来、图形处理与显示的相关原理和算法以及如何利用计算机进行图形的计算。近些年来,计算机图形学在设计学方面的发展使信息更加科学性、艺术性的被表现出来,为计算机实际操作提供了向导。.知识图谱相关介绍.知识图谱概念,在图书情报界被称之为知识域可视化,知识图谱属于科学计量学的研究范畴。知识图谱来源于知识地图,随着情报学检索领域对知识地图的关注,知识地图的含义突破了原有的限于描述知识地理

33、分布的概念界限,并逐渐演化为内容与涵义更加广泛的知识图谱【。知识图谱以科学知识为计量研究对象,把图形学应用数学、信息科学等学科的理论与方法与科学计量学引文分析等方法相结合,利用信息可视化技术并借助相关应用软件,来绘制展示知识发展进程与结构关系的系列不同图形。它复杂的文献知识通过数据挖掘技术、信息处理技术、知识计量技术以及计算机图形学,从而形象、直观地展示学科的核心结构、发展历史以及前沿热点。知识图谱的构建需要引文分析理论和复杂网络理论做支撑。学科知识图谱的构建需第二章研究基础要以引文分析为基础,引文分析是指运用数学与逻辑学等原理和方法对论文、期刊、专著等研究对象的引用与被引用现象以及二者间的规

34、律进行计量分析,从而揭示出它们所包含的研究对象所拥有的特征和对象之间的关系的一种研究方法。【】文献之间的引用和被引用关系是以引文分析为基础来绘制学科知识图谱,揭示知识结构、演变以及热点的根源,也是引文分析能够建立的原因。钱学森认为复杂网络是具有自组织、自相似、吸引子、小世界、无标度中部分或全部性质的网络【。复杂网络以网络中每个行动者与其它行动者之间的相互关系为研究对象,利用复杂网络分析建立这些关系的模型,从而描绘出群体之间的关系结构和这种结构中群体内部个体对群体的影响。.知识图谱绘制方法多元统计分析方法多元统计分析作为一种综合性分析方法,由经典统计学发展而来,能够研究客观事物中多个因素或多个变

35、量之间的相互依赖关系。根据多元统计分析原理,利用统计分析学中的聚类分析、因子分析和多维尺度分析功能可以绘制出某学科的知识图谱,从而确定该学科大致的学术群体、知识结构以及研究热点。社会网络分析方法社会网络是指一种相对稳定的关系集合,由社会个体成员之间的互动而形成。一个网络由无数个点和它们之间的连线所组成的集合,其中的点是指社会个体中的各个成员,连线是指各个成员之间各种有向或无向的社会关系。社会网络分析的就是通过对社会网络中个体之间的关系量化研究,从而建立这些个体之间社会关系的模型。.软件构建知识图谱的方法多种多样,可选择的工具也非常多,常用的有、。这里将重点介绍本文用到的工具。美国德雷塞尔大学信

36、息科学与技术学院的陈超美博士一直致力于信息可视化的研究,其后陈超美团队与大连理工大学实验室联合开发了一款科学文献分析工具,即。它基于、,平台,将引文分析、聚类分析、网络分析等分析方法在知识单元分析的基础上集成起来,同时将数据挖掘、计算机图形算法等方面的手段融入其中,形成了多元化、时段化、动态化的引文网络分析可视化技术。软件利用设计的跳跃检测算法 来辨别新兴研究前沿专业术国内外教学设计研究的可视化对比分析语概念,因此利用软件绘制出的知识图谱可以直观分析出某一学科或某一知识领域的研究进展、研究前沿以及对应的知识基础。开发至今,几经改版,其开启过程如图?所示:图软件开启流程图自软件年出现至今,它已经

37、得到了众多研究者的一致认可,具有较高的可信度,近年来在国际知识图谱分析领域具有重要影响力,不少学术研究领域已使用此软件来分析学科或领域的发展轨迹、特征或规律,。在国内,软件己被应用于知识共享、情报学以及教育技术学等研究领域。.常用数据库广义上来讲,学科可以分为自然科学和人文社会科学两类。引文分析过程中对数据源的选择一般是根据被分析对象所属的学科类型来确定的,国外常用的数据库有、,国内常用的数据库为。美国科学引文索引数据库 ,由美国科学情报研究所于在年提出的引文思想基础上创立年创建,是在现代情报学家的。作为一种国际性检索数据库,涵盖了自然科学、农业、医学、生物、技术、行为科学等众多领域,是全球知

38、名的科技文献检索工具。有着极其严格的选刊标准以及评估程序,同时运用同行评估与引文数据分析相结合的方法,能够科学的选择具有学术价值的期刊,因此己成为国际学术界密切关注的中心和公认的具有一定权威性的文献统计源。具有强大的引文分析功能,清晰展现每篇文章的引用情况,科研人员可快速找到国际范围内与自身的研究领域最相关、最具有前沿性的科技文献,从而拓宽科研人员的研究思路和研究的范畴。科学引文索引拓展版,.,主要收录在工程技术,自然科学领第二章研究基础域具有重要影响的期刊,共收录期刊多种,大约覆盖个学科领域。,是的姊妹篇,由美国科学信息研究所创建的综合性社会科学引文索引数据库。作为大型检索工具,可以用来统计

39、分析不同国家和地区的社会科学论文的数量。其收录的文献内容包含了社会学、经济、法律、历史、地理、心理和信息科学等各个领域。截止到年,收录了种社会科学期刊。,由南中文社会科学引文索引数据库,京大学中国社会科学研究评价中心所开发,是国内人文社会科学文献信息查询和评价的重要平台,可用来检索中文社会科学领域的文献引用和论文收录情况。.年,拟收录国内水平较高、影响较大的人文科学和社会科学期刊种,涵盖了教育学等个大类的学术期刊,可以为使用者提供优化检索、来源文献、被引文献等多种信息检索功能。第二章中外教学设计研究的可视化比较第三章中外教学设计研究的可视化比较.发文量比较分析根据文献计量学原理,通过对论文数量

40、随时间的变化进行统计分析,可以从时间概念上了解该研究专题的发展历程和研究热度【。采用得到普遍认可的软件绘制出. 年间中外教学设计文章数量变化趋势,如图.所示:?匡寺发量?匡态冀又量、。/一、,、 / 一 、,?么、/、.一一一,/ .、/,图发文量对比分析由图.可以看出,国内教学设计研究在年至年处于快速发展期,年国内相关发文量也达到了最高值,经过年的徘徊期之后,至 年国内相关发文量却持续下降。国外有关教学设计的文献数量基本呈上升态势,总体呈现波浪式,国外教学设计在探索中不断前进,年来持续增长,在 年达到近十年最高值,说明目前教学设计正是国外研究的热点。这几年,国内部分研究者尤其是一线教师群体开

41、始思考教学设计的有用性,认为教学设计不仪增加了教师和学牛的负担,而且其有效性也遭到质疑,国内教学设计研究陷入低谷。在.年间,围内发文量相对围外发文量变化曲线滞后一年,这不仪说明围内教学设计研究不断借鉴围外研究成果,也反映出围内教学设计研究并没有形成自己的研究丰题。国内外教学设计研究的可视化对比分析.高被引文献可视化比较分析.国内高被引文献情况将时区分割 设置为.,单个时间分区长度 设为年,阈值等保持默认状态。选择被引文献为节点类型,得到国内共被引文献混合网络视图和国外共被引文献视图,分别如图?、图所示。图中每个节点代表一篇文献,用代表引文历史的引文年代环显示,引文年轮的颜色代表相应的引文时间,

42、一个年轮的厚度与某一时间分区内的文献引文数量成正比关系,节点的大小代表该文献被引用次数的多少,节点越大,该文献被引频次越高。节点的连线代表着文献之间的相互引用关系,连线的粗细代表着文献间的相互引用次数,连线越粗,表明文献间相互引用次数越多。【】磷?。叫?蚴,虬眦批,.籼扶?小化教删溉?。.:.味一。薯.瑚洲?祷勰。黔。孙立仁?电化、,单.电化教育研宄?譬样翊,.中叫电化救骑一 化 、.。教瀛哆,抗南斟农,。滕讯忻.,图?国内共被引文献混合网络视图由于国内被引文献的特点,即引用率排名前五均为著作,为了能使分析更加全面,本文将著作和论文分开进行分析。国内引用频次较高的著作及论文分别如表.、表.所示

43、:表国内高被引著作频次序号 频次 作者 题目 时间何克抗 教学系统设计第三章中外教学攻计研究的可视化比较 乌美娜 教学设计盛群力 现代教学设计论何克抗 教学系统设计何克抗 教育技术学何克抗、郑永柏等编写的教学系统设计注重符合国内国情的教学设计研究,书中提出了在国内具有代表性意义的“主导一主体”教学设计模式,这是国内研究者自主提出的教学设计模式,也是国内教学设计研究的代表性研究成果,此书具有最高的频次,说明其在国内教学设计研究中具有重要地位。乌美娜年所编写的教学设计具有排名第二的被引频次,是国内早期教学设计发展史上具有重大影响的文献,这本教材给出了国内教学设计的代表性定义,以此后国内众多教学设计

44、研究者都在自己的文章中引用了这一定义。在现代教学设计论这本书中,盛群力等对当代著名教学设计专家加涅,迪克,梅里尔,巴纳斯等的观点与学说进行了介绍,其中大部分成果是在国内国内首次被系统介绍,对国内后续教学设计研究起到了重要作用。教育技术学尝试构建符合国内国情的教育技术学课程内容新体系,对教学系统设计、教学系统开发也做了较全面韵阐述,是国内教育技术史上一部经典之作。何克抗:林君芬等编写的教学系统设计与最新学科发展紧密结合,将新的教育思想和教学观念纳入其中,强调理论与实践并重。表?国内高被引论文频次频次 作者 题目 时间序号李秉德 “教学设计”与教学论,余胜泉等 基于建构主义的教学设计模式何克抗 也

45、论教学设计与教学论一一与李秉德先牛商榷张文兰 对教学系统设计理论的思索与浅探从表.可看出,国内高被论文的被引频次普遍较低。李秉德在“教学设计”与教学论中论述了“教学设计”与教学论的定位问题。认为二者是性质上的低层次重复,研究对象相同【】。在基于建构主义的教学设计模式一文中,余胜泉等提出基于建构主义的教学设计模型,为建构主义理论下的教学设计提供基于处方性的解决方案,并且对建构主义教学设计的应用范围进行了探讨【。也论教学设计与教学论一一与李秉德先生商榷证明国外存在和国内相类似的“教学论”学科,在此基础上何克抗对教学设计与教学论这两门学科的具体内涵进行了分析比较和严格界定,认为二者的研究对象并不相同

46、。 对教学系统设计理论的思索与浅探对国内外教学设计研究的可视化对比分析教学设计的理论研究进行了回顾与反思,探讨了目前教学设计理论中所存在的问题,并针对教学设计理论所面临的诸多挑战,初步探索了新型教学设计的理论框架构建研究刚。.国外高被引文献情况将检索数据导入,得到国外共被引文献视图图.,国外被引频次较高的节点信息如表?所示。窖;二 一二.: ,:一: 一 ;:; ,: 一 : : : :?一,。二,罾一让碳“一獬:,:.?.“. .。槲曲酿时矧舳娟触鼯埘砸舔鼬熘憾蛀脚洒强越. 、一,“”。“”“?。“一?一一一一一 ,?缁巧蝌 ?.?一一晟鼻。勰玉。聊獬端魁砷?喇?瞰“一一 镰“啻盼 电幢嗽

47、。帆.。哪?,.“眦厂“衲矗瞄哺?哪护嗽”竹一峙纠瑚袖誓臼哺培呐哺哪铘飘叭.二曩,矗巩曲?岬“一 曹函嘲“?岫醋口幡.图国外共被引文献 视图表国外高被引文献题目序号 频次 作者 时间 等 : 等 :等从表.可看出,国外的高被引文献内容集中在认知负荷理论。自年澳大利亚认知心理学家等提 以来,得到了世界各地学者的诸多研究。第二章中外教学设计研究的可视化比较等年发表的文章 被引频次最高且具有最高的中心度,说明其在国外教学设计研究中具有重要地位,在此文中,作者提出了的认知体系结构及其教学效果,讨论的测量,并提出基于的教学设计原则。【副 : 文的被引频次届第二位,在这篇文章中,给出了的简短概述并总结了前

48、人的研究,认为是为认知过程与教学设计提供研究框: 一中,架的一个重要理论【。在讨论了问题解决中的认知负荷对学习的影响,用计算模型和实验数据证明了在传统问题解决中。在运用手段一目的分析方法并不利于图式的获取,并对相应的理论和实践问题进行了探讨这本书中,梅耶总结了近十年来人们为达到多媒体学习的目标所进行的研究,并基于上世纪年代以来的一系列实证研究,探讨了如何用多媒体学习方式来代替纯粹的语言方式进行学习。 仃一文中论述了专长逆转效应在,即教学方法的有效性会随着学习者经验的增加而发生逆转,有时候,对于低经验水平的学生所采用的卓有成效的教学方法,用于高经验水平者时则会失去效果,甚至产牛消极影响引。.中外

49、对比分析对比分析中外高被引文献的频次发现:高被引文献中,国外文献具有较高的被引频次,且中心度较高;而国内的文献被引频次及中心度都较低,尤其是论文。这反映国内教学设计论文的质量还有待提高。从文献内容对比这些高被引文献发现:国际高被引文献研究的内容主要为基于认知负荷理论的教学设计研究;国内高被引文献主要研究内容为教学设计定位、模式及理论研究,且对理论的研究基本停留在借鉴国外和综述层面,自身的研究成果较少。.关键点文献可视化比较分析科学计量学中引文半衰期存在着明显不同的现象,因此,科学文献可以分为持续高被引的经典文献以及在短暂时间内达到高被引峰值的过渡性文献也称关键点文献。一般来说,过渡性文献比经典

50、文献在科学研究中更为普遍,这些过渡性文献往往是产生研究领域变革的转折点。了解和研究这些过渡性文献,无论是对学科领域的发展还是对学科领域的研究者都具有十分重要的现实意义。通过 来进行基于时间片的共被引聚类分析,重点关注在演化过程中出现的关键节点,即中介中心性大于或等为节点类型,于.的节点,在图谱中用紫色外圈的节点表示。选择被引文献国内外教学设计研究的可视化对比分析得到国外及国内共被引文献视图,分别如图、图?所示,其对应的关键点文献如表.、表.所示。.国内关键点文献情况上世纪年代中期教学设计才从国外传入国内,之后国内研究者在翻译国外文献的基础上编写了一些专著或教材,对国内教学设计的发展产生了重要影响。乌美娜年所编写的教学设计是国内早期教学设计发展史上的一部经典教材,书中给出了国内教学设计的代表性定义,此书具有最高的中心度及较高的被引频次,说明其在国内教学设计研究中有着重要地位。年在现代教学设计论这本书中,盛群力等对当代国际著名教学设计理论家的观点与学说进行