摘? 要：為全面分析人工智能教育的研究現(xiàn)狀和演化趨勢，文章采用COOC和VOSviewer軟件對中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫檢索到的人工智能教育研究領(lǐng)域內(nèi)的1 612篇文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析。通過繪制研究機構(gòu)、研究作者、關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜分析人工智能教育領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和研究熱點，繪制關(guān)鍵詞時區(qū)圖譜分析人工智能教育領(lǐng)域的演化趨勢，以期為人工智能教育領(lǐng)域的深入研究提供一定參考，以及豐富相關(guān)的理論研究。

關(guān)鍵詞：人工智能教育；COOC；VOSviewer；知識圖譜；可視化分析

中圖分類號：TP391? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：2096-4706（2023）12-0141-06

Knowledge Graph Analysis on AI Education Research in China Based on COOC and VOSviewer

QUAN junping

（Capital Normal University， Beijing? 100048， China）

Abstract： In order to comprehensively analyze the research status and evolution trend of artificial intelligence education， COOC and VOSviewer software are used to visually analyze 1 612 literatures in the field of artificial intelligence education research retrieved from CNKI database. This paper analyzes the research status and research hotspots in the field of artificial intelligence education by drawing research institutions， research authors and keyword co-occurrence graphs， draws the keyword time zone graph to analyze the evolution trend in the field of artificial intelligence education. It is hoped that this paper can provide a reference for further research in the field of artificial intelligence education and enrich the relevant theoretical research.

Keywords： artificial intelligence education; COOC; VOSviewer; knowledge graph; visual analysis

0? 引? 言

1956年，“人工智能”概念初次出現(xiàn)在的達(dá)特茅斯會議上，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，人工智能正逐漸成為全球國際競爭和產(chǎn)業(yè)變革的新焦點[1]。人工智能逐步與各行各業(yè)結(jié)合，潛移默化地融入我們的社會生活。隨著教育信息化2.0時代的來臨，教育已成為人工智能應(yīng)用的重要場景。人工智能教育領(lǐng)域內(nèi)容龐雜而且與其他領(lǐng)域有廣泛的交叉性，有必要對研究內(nèi)容進(jìn)行梳理[2]。為此，本文借助COOC和VOSviewer軟件工具，利用中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫檢索相關(guān)文獻(xiàn)，采用文獻(xiàn)計量和科學(xué)知識圖譜方法對我國人工智能教育領(lǐng)域文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，探測人工智能的發(fā)展?fàn)顩r。通過對人工智能教育研究機構(gòu)分布、作者合作、關(guān)鍵詞聚類等知識圖譜的分析，以期為人工智能教育領(lǐng)域的深入研究提供參考。

1? 數(shù)據(jù)來源

為了更加整體、全面地分析人工智能教育的研究現(xiàn)狀與演化趨勢，文章以中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)來源，選擇類型為“高級檢索”+“精確檢索”，并將檢索條件設(shè)置為期刊檢索，以“人工智能教育”“人工智能教學(xué)”為檢索主題，檢索時間不限。為了保證數(shù)據(jù)來源的有效性和權(quán)威性，文章選擇了SCI來源期刊、EI來源期刊、CSSCI、核心期刊和CSCD等期刊文獻(xiàn)，截止到2022年7月6日，共檢索出1 999篇文獻(xiàn)。通過COOC軟件對文獻(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，主要有無意義詞刪除、關(guān)鍵詞合并、提取、去重等，剔除會議通知、重復(fù)文獻(xiàn)、關(guān)鍵詞缺失、作者缺失等非學(xué)術(shù)文獻(xiàn)，最終共篩選出1 612篇文獻(xiàn)作為本文的樣本數(shù)據(jù)。

2? 研究工具與方法

首先，本文借助COOC和VOSviewer軟件對數(shù)據(jù)庫文獻(xiàn)的變化規(guī)律、高產(chǎn)機構(gòu)發(fā)文量、機構(gòu)合作情況和作者合作情況進(jìn)行描述性統(tǒng)計，以期分析人工智能教育的研究現(xiàn)狀；其次，對關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類分析，以期探索人工智能教育領(lǐng)域的研究熱點；最后，繪制人工智能教育研究的關(guān)鍵詞時區(qū)圖，探析人工智能教育領(lǐng)域的演化趨勢[3]。

3? 人工智能教育領(lǐng)域研究現(xiàn)狀分析

3.1? 人工智能教育研究的時間分布圖譜

在一定程度上，研究領(lǐng)域的發(fā)展水平和學(xué)者對該領(lǐng)域的研究進(jìn)度可以通過年度發(fā)文數(shù)量趨勢圖反映[4]。圖1顯示了我國關(guān)于人工智能教育研究文獻(xiàn)1992年至2022年在中國知網(wǎng)（CNKI）發(fā)文量的年度變化情況。從圖中可知，我國人工智能教育的年發(fā)文量整體呈增長趨勢，具體變化趨勢呈現(xiàn)先平穩(wěn)波動再到爆發(fā)式增長。1992—2016年間，發(fā)文量在1～33篇波動；2017年以后，發(fā)文量呈指數(shù)型增長，在2021年達(dá)到了頂峰（335篇），占總發(fā)文量的20.78%。其中，2018年的發(fā)文量是2017年的3.5倍，2019年的發(fā)文量是2018年的1.6倍。2017年發(fā)文量呈噴井式爆發(fā)，這得益于2017年國務(wù)院發(fā)行《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，其中提出實施全民智能教育項目。綜合來看，1992—2022年國內(nèi)人工智能教育研究領(lǐng)域的發(fā)文量整體呈上升趨勢。因此，可以預(yù)見的是，聚焦于人工智能的研究在未來一段時間內(nèi)將繼續(xù)呈現(xiàn)大熱趨勢[5]。

3.2? 研究機構(gòu)及合作網(wǎng)絡(luò)分析

對某領(lǐng)域作者發(fā)文機構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)計分析，有利于找出該領(lǐng)域的核心學(xué)術(shù)團(tuán)體以及機構(gòu)分布情況[6]。圖2顯示了人工智能教育領(lǐng)域發(fā)文量前23名的機構(gòu)。從中可以看出，研究人工智能教育機構(gòu)多屬高等師范院校，因此，以后一定要充分發(fā)揮高校的研究力量[7]。圖2顯示，北京師范大學(xué)教育學(xué)部、華東師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)系、西南大學(xué)教育學(xué)部、華東師范大學(xué)教育學(xué)部和天津大學(xué)教育學(xué)部占據(jù)發(fā)文量前5名，說明這5所高校對人工智能教育研究較為深入，其中北京師范大學(xué)教育學(xué)部發(fā)文量最多（36篇），該機構(gòu)從事人工智能教育領(lǐng)域研究開始的時間較早，屬于該研究領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊。隨后排名前18的機構(gòu)發(fā)文量勢均力敵，平均篇數(shù)為11篇，這說明我國人工智能教育已引起多機構(gòu)、多部門的廣泛關(guān)注。

為考察不同機構(gòu)間的合作情況，研究生成了人工智能教育研究的機構(gòu)合作圖譜，結(jié)果如圖3所示。借助VOSviewer軟件將研究機構(gòu)出現(xiàn)最小頻次設(shè)置為2，即表示該機構(gòu)出現(xiàn)次數(shù)大于或等于2次會顯示在圖中。節(jié)點為機構(gòu)名稱，節(jié)點越大表示該節(jié)點出現(xiàn)的頻率越高，邊描述機構(gòu)合作情況。圖3的結(jié)果表明，主要機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)中連線共有231條，節(jié)點共有288個，而網(wǎng)絡(luò)整體密度為0.005 58，這說明關(guān)于人工智能教育研究機構(gòu)之間的合作較少，較為零散。

從圖3分析得出：圖中的機構(gòu)主要形成了五大合作網(wǎng)絡(luò)，分別是由以華東師范大學(xué)教育學(xué)部為中心的江南大學(xué)教育學(xué)院、曲阜師范大學(xué)傳媒學(xué)院、江南大學(xué)田家炳教育科學(xué)研究所形成的合作網(wǎng)絡(luò)；由以北京師范大學(xué)教育學(xué)部為中心的北京師范大學(xué)互聯(lián)網(wǎng)教育智能技術(shù)及應(yīng)用國家工程實驗室、中國教育協(xié)會、北京師范大學(xué)中國教育與社會發(fā)展研究院所形成的合作網(wǎng)絡(luò)；由河南省教育信息化發(fā)展研究中心為中心的河南大學(xué)科學(xué)教育學(xué)院、河南大學(xué)教育部所形成的合作網(wǎng)絡(luò)；由西南大學(xué)教育學(xué)部為中心的西南大學(xué)西南民族教育與心理研究所、西南大學(xué)基礎(chǔ)教育研究中心、中國基礎(chǔ)教育質(zhì)量檢測協(xié)同創(chuàng)新中心西南大學(xué)分中心所形成的合作網(wǎng)絡(luò)；由以華東師范大學(xué)開放教育學(xué)院為中心的華東師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)系、浙江師范大學(xué)教師教育學(xué)院、華東師范大學(xué)課程與教學(xué)研究所、華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院所形成的合作網(wǎng)絡(luò)。這些合作網(wǎng)絡(luò)分布在全國各地，但是基本都是同省或者同一個地區(qū)之間的合作，跨地區(qū)合作的情況比較少見。這說明科研機構(gòu)之間的合作強度亟待提高，研究機構(gòu)之間跨地區(qū)及跨領(lǐng)域的合作也需要加強。

3.3? 作者及合作網(wǎng)絡(luò)分析

為了解人工智能教育研究作者的分布情況，本文利用COOC軟件對發(fā)文作者進(jìn)行頻次統(tǒng)計，按照文獻(xiàn)計量學(xué)中關(guān)于高產(chǎn)作者的定律，選擇發(fā)文量4篇及以上的79位作者[8]。結(jié)果得出，發(fā)文量最多的是華東師范大學(xué)的顧小清（18篇），其次是趙磊磊12篇，黃榮懷11篇。剩余其他作者的發(fā)文總量相當(dāng)且不是很高，這說明雖然我國人工智能教育研究作者較多，但是各學(xué)者對人工智能教育的研究深度還有待加強。

為了解人工智能教育研究作者的合作狀況，本文運用VOSviewer軟件對發(fā)文作者進(jìn)行共現(xiàn)分析。將作者出現(xiàn)最小頻次設(shè)置為2，即表示該作者出現(xiàn)次數(shù)大于或等于2次會顯示在圖中。節(jié)點為作者名稱，節(jié)點越大表示該作者出現(xiàn)的頻率越高，邊展示作者曾經(jīng)合作發(fā)表過文章情況。圖4的結(jié)果表明，作者共現(xiàn)圖中共有391個節(jié)點，373條連線，網(wǎng)絡(luò)整體密度為0.004 8，低于機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)密度，這說明當(dāng)前人工智能教育領(lǐng)域作者間合作很少，比較松散，各學(xué)者間學(xué)術(shù)交流與合作有待提高。如圖4所示，主要的作者合作團(tuán)體有：黃榮懷、曾海軍、杜靜和劉德建為中心的團(tuán)隊合作；鄭永和、王一巖和嚴(yán)曉梅為中心的學(xué)術(shù)團(tuán)隊；劉邦奇、朱廣袤和張金霞為中心的團(tuán)隊合作。這三大合作網(wǎng)絡(luò)的合作關(guān)系較為緊密，合作強度較大，主要體現(xiàn)在發(fā)文量上。但是不難發(fā)現(xiàn)合作者大多為同一學(xué)?；蛘呤峭T關(guān)系，跨學(xué)校或者跨學(xué)科的合作很少見。剩下的部分作者以及一些較小的合作網(wǎng)絡(luò)獨立發(fā)文。

4? 人工智能教育領(lǐng)域研究熱點分析

關(guān)鍵詞是一篇文章的核心，在一定程度上可以反映文章的研究主題以及研究內(nèi)容。本文首先借助COOC軟件統(tǒng)計得出關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次；接著繪制高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，分析人工智能教育領(lǐng)域的研究熱點。

4.1 關(guān)鍵詞頻次分析

利用COOC軟件對樣本數(shù)據(jù)的1 612篇文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞提取，共得到3 726個關(guān)鍵詞。關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率高低代表其在該領(lǐng)域的重要程度。經(jīng)統(tǒng)計，關(guān)鍵詞頻次大于等于6的有127個，大于等于10的關(guān)鍵詞有63個。排名前15的關(guān)鍵詞分別是人工智能、人工智能教育、機器人、大數(shù)據(jù)、教育、智慧教育、人工智能時代、高等教育、職業(yè)教育、深度學(xué)習(xí)、人才培養(yǎng)、人機協(xié)同、人工智能技術(shù)、思想政治教育和教育技術(shù)。這15個關(guān)鍵詞頻次占63個高頻關(guān)鍵詞的66.12%，這說明學(xué)者致力于研究人工智能與各類教育的深度融合。

4.2? 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

本文將關(guān)鍵詞最小頻次設(shè)置為10，即表示在圖中顯示的關(guān)鍵詞頻次都大于等于10。結(jié)果如圖5所示，共有63個節(jié)點。節(jié)點越大，代表中心性越大，出現(xiàn)的頻率越高；連線表示節(jié)點之間共同出現(xiàn)過；節(jié)點顏色標(biāo)識不同類別的聚類。本文結(jié)合人工智能領(lǐng)域的相關(guān)研究，再結(jié)合關(guān)鍵詞的共現(xiàn)圖譜分析，總結(jié)出國內(nèi)人工智能教育研究主要集中在4個方面。

具體分析如下：

1）人工智能對各類教育的影響研究。這一方面包括人工智能、思想政治教育、深度學(xué)習(xí)、核心素養(yǎng)、高等教育、職業(yè)教育、教學(xué)改革、智能教學(xué)系統(tǒng)、教學(xué)模式等。人工智能是具有革命性的技術(shù)，對教育領(lǐng)域的影響非常深遠(yuǎn)。不僅是高等教育、職業(yè)教育，人工智能在幼兒教育、殘疾人教育等領(lǐng)域也產(chǎn)生了廣泛的影響。教育的總體目標(biāo)——培養(yǎng)什么樣的人，會隨著時代變化而變化，而技術(shù)又是時代更替的關(guān)鍵要素。所以，人工智能對各類教育培養(yǎng)什么樣的人以及如何培養(yǎng)人都產(chǎn)生了重要影響[9]。

2）人工智能與個性化學(xué)習(xí)研究。這一方面包括人工智能教育、個性化學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)分析、機器學(xué)習(xí)、自適應(yīng)學(xué)習(xí)等。個性化學(xué)習(xí)指的是結(jié)合學(xué)習(xí)者興趣、需求和能力的學(xué)習(xí)。人工智能技術(shù)可以為學(xué)習(xí)者提供新型的學(xué)習(xí)資源，機器學(xué)習(xí)技術(shù)可以對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的過程性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，再利用人工智能的推送技術(shù)為學(xué)習(xí)者提供匹配的學(xué)習(xí)內(nèi)容和資源、制定學(xué)習(xí)計劃、規(guī)劃學(xué)習(xí)路徑，使學(xué)生的學(xué)習(xí)符合自身的需求、興趣和能力。學(xué)習(xí)者也可以在自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中自主學(xué)習(xí)，并獲得評價和反饋[10]。

3）人工智能與教育信息化研究。這一方面包括教育信息化、教育改革、教育現(xiàn)代化、未來教育、教育信息化2.0等。以人工智能技術(shù)為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，加快了教育現(xiàn)代化的步伐。國務(wù)院在2017年發(fā)行的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中提出施行全民智能教育項目，運用智能技術(shù)加快推動人才培養(yǎng)模式、教育模式、教學(xué)方法變革[11]。教育部在2018年印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》倡導(dǎo)大力開展智能教育，在中小學(xué)階段引入人工智能普及教育。教育信息化2.0行動計劃的實施[12]，代表教育信息化發(fā)展的新時代即將來臨，其中智能教育尤為重要[13]。

4）人工智能與教育應(yīng)用的研究。這一方面包括教育技術(shù)、教學(xué)設(shè)計、創(chuàng)客教育、機器人、專家系統(tǒng)、計算思維、遠(yuǎn)程教育等。技術(shù)與教育的深度融合促進(jìn)了人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用。人工智能技術(shù)革新了教學(xué)模式，在新的教學(xué)理論下，逐漸從以教師為中心的教學(xué)模式向以學(xué)生為中心的教學(xué)模式過渡。

5? 人工智能教育研究領(lǐng)域的演化趨勢分析

為厘清人工智能教育領(lǐng)域的演化趨勢，本文利用COOC軟件繪制了每年排名前10的關(guān)鍵詞時區(qū)圖譜，結(jié)果如圖6所示。時區(qū)圖可以清晰地展現(xiàn)出人工智能教育研究領(lǐng)域的演化趨勢。圖6中，圓圈代表關(guān)鍵詞，圓圈的大小代表關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次高低，即關(guān)鍵詞頻次越高圓圈越大，該關(guān)鍵詞是在分析的數(shù)據(jù)文獻(xiàn)中首次出現(xiàn)的年份。一旦關(guān)鍵詞出現(xiàn)，它將被固定在第一次出現(xiàn)的年份，如果該關(guān)鍵詞在隨后的文獻(xiàn)中再次出現(xiàn)，則在第一次出現(xiàn)的位置頻次加1。通過該圖，能夠反映人工智能領(lǐng)域研究主題隨著時間發(fā)展的變化趨勢。

根據(jù)圖6，可以將我國人工智能教育的研究劃分為以下三個階段：

第一階段為萌芽階段（1992—2000年），這一階段以人工智能為主題的研究非常少，人工智能大多以其他名詞出現(xiàn)，計算機教學(xué)類的研究居多。

第二階段為探索階段（2001—2016年），這一階段研究主題不斷擴(kuò)大，研究熱點也不斷增多，研究內(nèi)容從意識層面深入到向機器人、智能教學(xué)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程教育等方面。

第三階段為繁榮發(fā)展階段（2017—2022年），我國人工智能技術(shù)取得較為顯著的成就后，人工智能教育領(lǐng)域的文獻(xiàn)大量增加。通過統(tǒng)計關(guān)鍵詞的頻次發(fā)現(xiàn)，高頻詞匯有人工智能教育、大數(shù)據(jù)、智慧教育等，這說明人工智能技術(shù)已逐漸與教育教學(xué)融合且得到廣泛學(xué)者的關(guān)注[14]。其次，一些新的關(guān)鍵詞，如人工智能素養(yǎng)、責(zé)任倫理等的出現(xiàn)表示學(xué)者的研究熱點逐步從技術(shù)工程領(lǐng)域向人文社會領(lǐng)域拓展[15]。

6? 結(jié)? 論

文章利用COOC和VOSviewer軟件，采用文獻(xiàn)計量學(xué)和知識圖譜的方法對中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫中1 612篇關(guān)于人工智能教育研究的文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，得出以下結(jié)論：

1）通過對人工智能教育領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)文量分析得出：我國人工智能教育研究的年發(fā)文量整體呈上升趨勢，特別是從2017年以后，發(fā)文量劇增。近年來，國家和政府都在出臺相關(guān)文件支持人工智能與教育融合，這也從側(cè)面反映出人工智能教育領(lǐng)域還有較大的研究空間。

2）從發(fā)表文獻(xiàn)的研究機構(gòu)來看，發(fā)文量及影響較大的多為師范院校，機構(gòu)合作得不是很緊密，跨區(qū)域、跨領(lǐng)域合作較少。因此，為加快人工智能教育領(lǐng)域的研究，需增強不同地區(qū)的機構(gòu)之間的合作。

3）通過對人工智能教育領(lǐng)域內(nèi)的研究作者進(jìn)行分析得出：除了排名前五的作者外，其他作者的發(fā)文量較少且差別不是很大，這說明對人工智能教育領(lǐng)域內(nèi)的研究還需要投入更多的精力。此外作者合作團(tuán)體大多是同門關(guān)系，所以應(yīng)該加強跨學(xué)校、跨學(xué)科的作者合作，建立緊密的作者合作網(wǎng)絡(luò)。

4）通過對關(guān)鍵詞的頻次統(tǒng)計和關(guān)鍵詞聚類分析得出：人工智能、人工智能教育、機器人、大數(shù)據(jù)、教育這五個關(guān)鍵詞在人工智能教育研究領(lǐng)域排名前五。研究熱點為人工智能對各類教育的影響研究、人工智能與個性化學(xué)習(xí)研究、人工智能與教育信息化研究和人工智能與教育應(yīng)用的研究四個方面。

5）通過對人工智能教育領(lǐng)域的關(guān)鍵詞時區(qū)圖分析得出：人工智能教育發(fā)展可分為三個階段，分別是萌芽階段、探索階段和繁榮發(fā)展階段。

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作者簡介：權(quán)俊平（1998.02—），女，漢族，四川蒼溪人，碩士研究生在讀，研究方向：信息技術(shù)教育。