我国高校智慧校园研究现状与趋势分析

周 丽

(淮阴工学院 信息化建设与管理处，江苏 淮安 223003)

智慧校园已成全球先进国家和地区教育变革的重点，目前欧美及亚洲各国各地区均实施了大型智慧教室与智慧校园建设项目，并投入庞大预算。我国高校智慧校园建设正在稳步推进，全国各地都在积极开展智慧校园建设与应用的探索，但都面临经费、校园应用领域扩展、用户体验、与企业合作等问题[1]，研究和探讨我国智慧校园未来发展趋势具有现实意义。在智慧校园出现之前，人们最常提起的是数字校园概念，最早起源于20世纪70年代美国麻省理工学院提出的E-campus计划。2008 年美国IBM总裁兼首席执行官彭明盛在演讲中首次提出“智慧地球”的理念之后，国内不少学者提出了“智慧校园”的概念和建设思路[2]。我国在2010年开启智慧校园建设，注重智慧和创新的探索阶段，关注未来学校建设，2016年6月教育部公布《教育信息化“十三五”规划》提出：“支持各级各类学校建设智慧校园，综合利用互联网、大数据、人工智能和虚拟现实技术探索未来教育教学新模式[3]。”整体而言，我国的教育信息化发展尽管起步较晚，但普及快，逐步开始重视校园应用和用户体验。现有智慧校园研究多利用文献研究法和内容分析法[4-6]以质性和量化分析结合的方式对智慧校园研究现状进行多维度的分析。本研究在现有基础上，以2009-2020年中国知网CNKI资料库文献及华艺学术文献数据库收录的有关我国智慧校园研究的文献作为材料来源，通过知识图谱分析，进一步了解智慧校园在我国的研究现状、进展、特征以及未来发展的趋势。

1 研究对象

中国知网和台湾华艺学术文献数据库的权威性得到学术界的广泛认同，其所收录的文章在原创性和影响力方面具有绝对的优势，反映了当前各学科领域的发展动态和最新成果，以此为数据源，较能说明我国智慧校园的研究的现状和趋势。

在中国知网资料库，检索年限设定为2009-2020年，检索范围设定为“主题”，检索词为“智慧校园”，词频并含“高校”，采用精确检索和模糊检索相结合进行检索词同义词扩展检索，剔除非学术研究的新闻、卷首语、会议通知、期刊导读等，共得到1608篇相关度较大的学术文献；在华艺学术文献数据库，以CEPS Journals、HyRead全文Journals为资料库，年限选择2009-2020，出版地区选择台湾，以“题名、关键字、摘要”为检索字段，“智慧校园”为检索词共检索到58笔资料，去掉与研究相关不大的研究15笔，共得到43篇相关度较大的学术文献。本研究以上述1651篇文献作为我国高校智慧校园建设现状和趋势的资料来源和研究对象。

2 研究方法与过程

采用知识图谱进行文献分析，选取信息可视化分析软件CiteSpace 5.7.R2作为研究工具，对研究对象进行可视化分析，运行得到高校智慧校园研究的文献共被引网络图谱，按照分析类目得出研究结果。利用内容分析法，一是对智慧校园论文的数量、分布以及来源进行定量分析，了解研究的整体态势；二是建立分析类目表和观测点(见表1)，对我国高校智慧校园文献研究的现状以及趋势等进行深入分析。

表1 内容分析类目和观测点

运行CiteSpace软件，设定好数据库，将时间设置为2009-2020年，时间切片设置为1，在节点类型(Node Types)中勾选Keyword，裁剪(Pruning)区域勾选寻径剪枝(Pathfinder)，其他设置为默认值，经过CiteSpace统计分析，获得关键词共现知识图谱。然后，采用“LLR对数似然算法”，生成关键词的聚类视图。CiteSpace依据网络结构和聚类的清晰度，提供了模块性Q值(Modularity)和平均轮廓值S值(Mean Silhouette)两个指标，其可以作为评判图谱绘制效果的依据。一般而言，Q值一般在[0，1)区间内，Q>0.3就意味着划分出来的社团结构是显著的，当S>0.5，聚类一般认为合理的，从而生成关键词聚类视图，进行研究热点分析。

运行CiteSpace软件后，在节点类型(Node Types)中依次勾选Author和机构(Institution)，裁剪(Pruning)区域勾选寻径剪枝(Pathfinder)，其他设置为默认值，获得发文作者和发文机构可视化图，可对智慧校园主题文献进行发文作者和发文机构分析，利用中介中心性开展学术影响分析，中介中心性指网络图谱中特定节点担任其他任意两节点间最短的数据传输“桥梁”的次数。从科学计量角度来看，中介中心性直观反映了知识图谱中各节点的核心影响力，从而进行发文机构分析。

3 研究现状分析

3.1 “智慧校园”研究总体趋势

中国知网资料库中“智慧校园”研究总体趋势如图1所示，从2009年起，逐年增多，2012年之前为起步阶段每年平均发文7篇，随着高校信息化环境的变化，2015年，发文量出现阶段性高峰75篇，此后，年发文量一直保持100篇以上，该领域研究迎来稳定发展阶段，从2016年开始，发文量逐年成倍增长，更多学者进入该领域，研究进入快速发展阶段，逐渐引起学者的重视。

图1 高校智慧校园研究文献发表年度趋势

3.2 关键词共现分析

经过CiteSpace统计分析，获得包含215个节点，397条连线，密度(Density)为0.0173的关键词共现知识图谱(见图2)。从图2关键词共现知识图谱中可以看到所选年份有关高校智慧校园的文献中所出现的高频关键词，频次排名前10的高频关键词见表2。经过分析论文主题、主题频次和关键词分布，确定“高校智慧校园”研究主题及相关的高频关键词包含智慧校园、大数据、教育信息化、智慧教育、云计算、物联网、智慧校园建设、互联网+、校园卡、数据治理、信息化、信息技术等。关键词之间的联系较为明显，以“智慧校园”为主要节点，与其他节点相互影响，构成智慧校园研究的可视化知识图谱。进一步分析发现，高频关键词针对近年来有关智慧校园的热点话题基本实现了全覆盖，而且具有很强的外延性。

图2 关键词共现知识图谱

表2 我国高校智慧校园建设研究高频关键词Top 10

3.3 研究热点主题分布

研究热点是在某一个时间段内，有内在联系的、数量相对较多的一组论文所探讨的研究问题或专题，出现频次高的关键词和名词短语通常用来代表某一研究领域的热点主题。按前述研究方法生成关键词的聚类视图(见图3)。从本研究图谱的各项参数来看，模块性Q值为0.7944，S值为0.9215，均在合理范围内，说明本研究聚类效果显著。结合标识词和标识词来源施引文献关键词分析，权值最大的标识词代表了具体聚类的主要的研究热点主题，从本研究选取8项聚类中的权值最大的标识词，并结合施引文献的分析认为当前高校智慧校园研究的热点主题以信息化、智慧教育、社交网络、支付平台、现代信息技术、物联网、大数据应用七大类研究热点。

图3 高校智慧校园研究中的关键词聚类视图

如图3所示，结合标识词和施引文献分析智慧校园各聚类研究热点主题。第一项聚类为信息化，该聚类探讨智慧校园信息化建设内容，包括数据集成、协同建设、集成策略、业务管理系统、信息管理、地下管网、建筑信息模型、人工智能、创新策略等方面研究；第二项聚类是智慧教育研究，包括框架模型、成熟度模型、概念模型、教育信息化地平线报告、智慧校园技术参考模型等，聚焦于智慧校园概念模型创建方面的研究；第三项聚类是社交网络，该聚类研究智慧校园社交网络方面的内容，包括移动互联、知识管理、改革路径等方面主题；第四项聚类是支付平台，涉及智慧校园的校园卡、电子账户、支付平台等方面的研究；第五项聚类是现代信息技术，研究主题包括智慧档案馆、数字档案馆建设、档案现代化管理、档案工作者、档案库房、电子文件管理等的建设应用及发展探析；第六项聚类物联网，主要探讨智慧图书馆、智慧校园功能、云计算、物联网等研究；第七项聚类是大数据应用，该聚类探究教育大数据、智慧校园教育大数据生态体系、大数据应用氛围视图、大数据生态体系模型等[7]。

3.4 发文作者与发文机构分析

分析发文作者可视化图(见图4)显示，图中团状联系较少，研究者之间缺乏合作。对智慧校园主题文献做发文机构分析(见表3)，发文量排名靠前的分别是江苏师范大学智慧教育学院、中国科学院武汉文献情报中心、中南民族大学现代教育技术中心、清华大学信息化技术中心等，对发文机构的中介中心性定量分析结果发现，各大研究机构之间合作交叉程度有待进一步提高。

图4 发文作者可视化图

表3 发文机构发文量和中介中心性排名对比

4 主题的研究趋势分析

从2009-2020年智慧校园关键词时序图谱(见图5)分析显示，2009年出现“智慧校园”的概念，云计算、物联网与智慧校园研究与之紧密联系。到2020年，智慧校园研究时序图具有从智慧校园向区域信息化、“双一流”建设、高校数字档案馆、中小学数字校园等相关研究发展的一种趋势。

图5 2009-2020年智慧校园文献关键词时序图谱

运用Citespace的关键词突现探测功能，可以分析出有关智慧校园领域的研究热点，根据词频变化预测智慧校园研究发展趋势。2009-2020年有关智慧校园研究文献中，突显度最高的15个词如图6所示。从时间上来看“云计算”“物联网”持续到2014年,影响周期最长，中国教育技术协会作为学术机构推动了智慧校园的研究，2012年开始智慧校园建设和智慧教育热度不减，2014年大数据、校园卡、互联网+等概念开始成为研究关注的焦点，2017年高校校园一卡通开始建设普及，相关研究迅速发展。云会计、人工智能、高校实验室等方面的研究增多，其发展将会是未来研究热点。

图6 2009-2020年高校智慧校园关键词突现可视化图

5 结论

本研究通过Citespace软件对期刊文献库中关于高校智慧校园的主题研究1651篇文献进行知识图谱可视化分析。从发文数量、关键词共现分析、发文作者和发文机构分析、关键词突现分析等方面，总结出以下结论：

一是从发文数量上看，从2009年起，逐年增多，随着高校信息化环境的变化，2015年发文量出现阶段性高峰，此后该领域研究迎来稳定发展阶段，从2016年开始，发文量逐年成倍增长，研究进入快速发展阶段。

二是从关键词共现分析中可以看出高校智慧校园建设重点在于校园信息化、一卡通、大数据、物联网、学习过程、应用系统等方面。高校智慧校园研究中的关键词聚类分析中看出，我国高校智慧校园研究重点在于信息化教学应用、云端服务、智慧教室、物联网等方面，分为信息化、智慧教育研究、社交网络、支付平台、现代信息技术、物联网、大数据应用7个聚类。大部分高校开展了数据中心建设、数据的积累和管理[7]，基本完成智慧校园的基础设施建设，逐步开始注重对校园常态化海量教学数据的分析、挖掘和充分利用[8]，探究教育大数据、智慧校园教育大数据生态体系模型等领域[9]。

三是从发文作者和发文机构分析中可以发现，作者之间合作程度一般，建议研究单位多组织一些论坛、学术交流等活动，增加研究者的交流机会，共创高质量成果，从发文机构中可以看出各高校智慧教育研究院、信息化技术中心等在智慧校园研究领域具有很强影响力。

四是从智慧校园关键词突现分析中可以发现从时间上来看“云计算”“物联网”持续到2014年，影响周期最长，中国教育技术协会作为学术机构推动了智慧校园的研究，2014年起大数据、校园卡、互联网+等概念开始成为研究关注的焦点，2017年高校校园一卡通开始建设普及，相关研究迅速发展。云会计、人工智能、高校实验室等方面的研究增多，将是未来的研究热点[10]。

总之，我国高校均重视云计算、大数据等在智慧校园建设中的作用。智慧学校是以物联网、云端计算、人工智慧、大数据分析等为基础的数字化教育应用服务愿景，促进学习者成功的学习，并提供校园中的沟通、学习、教学、研究、管理、安全、防护、交通运输及商业贸易等学校生活相关的应用服务。值得一提的是，本研究发现部分台湾高校运用大数据建设学习平台，记录学生学习历程规划与学习预警辅导，提出校园教务、学务、研发总务及国际事务等方面的资料，变被动为主动分析学生学习成效、教师教研成果、职员行政效率及校园设施环境等，借此全面检视学校现状以及面临的挑战，辅助校务工作，提高教学管理成效，值得大陆高校智慧校园建设学习借鉴，逐步推动大数据、区块链等技术在高校智慧校园建设中的应用，加快智慧校园信息化建设进程。