基于CiteSpace的中小學創客教育研究現狀、熱點、趨勢可視化分析

張歡 袁軍

摘? 要? 本研究基于CNKI數據庫，從文獻來源與分布、熱點、趨勢等方面著手，用CiteSpace5.8.R3、SATI和Excel工具，采用文獻計量學和可視化技術相結合的方法，對國內中小學創客教育的研究現狀、領域、熱點及趨勢進行系統分析力爭為我國中小學創客教育的研究進展和為我國中小學創客教育研究領域的未來發展提高參考和借鑒。研究發現，該領域主要聚焦于“創客教育”“創客空間”和“創客”。目前存在師資匱乏尚未建立統一課程標準等問題?；诖?，建議政府借助社會各界力量進行頂層設計；學校開發校本特色，開展跨學科創客教育，共建共享資源；教師利用自身優勢選取合適資源，探索相適應的教學方法。

關鍵詞? 中小學創客教育；研究現狀；可視化分析

中圖分類號：G632.4? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）10-0015-06

Visualized Analysis of Research Status， Hot

Spot and Trend of Maker Education in Primary and Secondary Schools Based on CiteSpace//ZHANG Huan， YUAN Jun

Abstract? Based on CNKI database， this study starts?from the aspects of literature sources， distri-bution， hot spots and trends， and uses Cite-Space5.8.R3， SATI and Excel tools to combine biblio-metrics and visualization techniques. This paper systematically analyzes the research status， fields，?hot spots and trends of maker education in Chinese primary and secondary schools and aims to provide references for the research progress of Chinese pri-mary and secondary school maker education and the future development of the research field of Chinese?primary and secondary school maker education. The?study found that the field mainly focuses on “maker education”， “maker Spaces” and “makers”. At pre-sent， the shortage of teachers has not established unified curriculum standards and other problems. Based on this， it is suggested that the government carry out top-level design with the help of all sectors of society. The school develops school-based characteristics， carries out interdisciplinary maker?education， and co-builds and shares resources. Tea-chers use their own advantages to select appropriate resources and explore appropriate teaching methods.

Key words? primary and secondary school maker edu-cation; research status; visual analysis

Authors address? School of Computer and Informa-tion， Qiannan Normal University for Nationalities， Duyun， Guizhou， China， 558000

0? 引言

創客教育就是利用創客文化和教育相融合的教學模式，培養學生勇于探索科學、運用智能技術創新的素質教育[1]。2015年，在致國際教育信息化大會的賀信中，習近平指出：應用信息技術的發展，推動教育變革和創新，構建網絡化、數字化、個性化、終身化的教育體系，建設“人人皆學、處處能學、時時可學”的學習型社會，培養大批創新人才，是人類共同面臨的重大課題[2]。隨著創客技術的迅猛發展，培養創新型人才成為時代必然要求，國內外都著手規劃在中小學開展創客教育。我國中小學創客教育尚處于探索期，還需要從實踐研究中探索未來中小學創客教育的發展方向。本研究使用SATI、CiteSpace5.8.R3和Excel工具對中小學創客教育研究的文獻進行統計與梳理，采用文獻分析法和定量研究法分析我國中小學創客教育的現狀、熱點及發展趨勢等，為我國中小學創客教育的未來發展和研究提供一些參考。

1? 文獻來源及分析

1.1? 文獻來源

本文以基于中國知網（CNKI）的文獻數據庫為檢索來源，在2022年6月1日以“中小學創客教育”為主題詞進行檢索，共檢索出1 182篇相關文獻，最后篩選導出441篇學術期刊作為研究樣本，這些期刊最早發布時間為2014年10月15日，最晚發布時間為2022年5月18日；包含中文社會科學引文索引（CSSCI）107篇、核心期刊98篇；主要主題為創客教育的有271篇，次要主題為創客教育的有146篇。

1.2? 文獻分布

本研究用Excel軟件對文獻的發文量隨年份變化情況進行研究分析，結果如圖1所示，體現出我國高等教育發力探索創客教育的發展途徑。自2015年起，研究文獻數量較大幅度增加，峰值在2019年，數量為96篇，這與我國政策貫徹落實息息相關，如國內各省市地區中小學創建創客教室，意味著我國中小學創客教育正式展開。

通過SATI在線分析，得出載文量排名前二十位的期刊及載文情況如表1所示，其中，《中國教育技術裝備》載文量最多。由表1可知，中小學創客教育領域和教育現代化領域、教育技術領域期刊在中小學創客教育的發展中發揮著重要作用，其中，有一線教師教育實踐教學案例，還有相關學者的研究，這有利于理論結合實踐的研究更加貼合。

發文量前五的機構如表2所示，陜西師范大學教育學院、曲阜師范大學傳媒學院、華南師范大學教育信息技術學院、東北師范大學計算機與信息技術學院、北京師范大學教育技術學院對中小學創客教育的重視度較高，反映出發達地區的先發優勢，因此成為相關教育改革的重要研究基地。

1.3? 高被引文獻統計分析

高被引文獻反映文獻之間關聯程度以及研究領域的熱點前沿，界定高被引文獻的標準為普賴斯理論，其公式為：

其中N代表高被引文獻的最少被引頻次，nmax代表被引頻次最高的論文的被引頻次數，計算得N≈25，即高被引文獻的界定標準是被引頻次25次及以上的文獻[3]。文獻發表的年份會在一定程度上影響文獻被引頻次，所以考慮用歷時法確定高被引文獻，對高被引文獻排名前十位的文獻進行統計，結果如表3所示。由表3可知，中小學創客教育相關的高被引文獻中，創客教育的實踐、價值、發展路徑、教學模式是研究熱點，對其學科歸納集中在教育理論與教育實踐、模式研究、創新教育等幾個方面。文獻主要來源于《中國電化教育》《現代遠程教育》及《電化教育研究》等期刊。

2? 研究方法

2.1? 數據來源

相關學術期刊最早發表于2014年，所以就把檢索時間跨度選擇為2014—2022年。文獻分類目錄選為“社會科學Ⅱ輯”，高級檢索主題詞設置為“主題=中小學創客教育OR題名=中小學創客教育OR title=中英文擴展（中小學創客教育）OR subject=中英文擴展（中小學創客教育）”，選擇類別為“全部期刊”。檢索時間為2022年，共檢索出441篇相關文獻，將文章導入SATI在線分析去重后，最后得到樣本文獻440篇。

2.2? 研究工具

本文采用陳超美教授開發的CiteSpace5.8.R3、SATI在線分析和Excel軟件。

2.3? 數據分析方法

首先，從中國知網把文獻格式轉換成Refworks，然后再導入CiteSpace軟件中分析得到相關數據，導入成功后，將Time Slicing（年度區間）設置為2014—2022，Years Per Slice（時間切片）設置為1；Top N（引用頻次最高值）中的N設置為8；Node Types選擇Keyword；其他參數保持默認設置；以上述參數運用CiteSpace繪制圖譜，本研究還運用知網中以EndNote形式導出后再用SATI在線分析。

3? 研究熱點前沿

3.1? 研究熱點

主題和關鍵詞是文章的精簡概括，通常會把高頻關鍵詞作為某領域的研究熱點。本文分析項目選擇方法為“Top N%=10.0%，Top N=50”，閾值設置為5，最后得出如圖2所示的關鍵詞共現網絡圖譜，熱點詞匯包括“創客教育”“創客空間”“創客”“中小學”“信息技術”等。為分析高頻關鍵詞的意義，把頻次排名前十六的關鍵詞列于表4中。

結合圖2和表4，可以得出“創客教育”的中心性為1.56，“中小學”的中心心性為0.17，這與頻次排名靠前且與中介中心性大于0.1的關鍵詞保持一致，關節點中心性大于0.1說明該節點在網絡中的位置更重要，因此，這兩個關鍵詞是該領域的重要內容。其中，創客空間、創客、中小學等是創客教育重點關注的課程內容。結合圖2和表4可以把高頻關鍵詞的內容歸納為中小學創客教學和創客技術等內容。創客課程開展的主要形式有創客課程與其他相關課程相融合等形式，將創客與其他學科進行跨學科課程設計，比如，與小學科學、信息科技等課程相結合；上升到初中，還可與初中的物理、化學、生物等學科內容結合。創客關鍵技術包括物聯網技術、3D打印、開源設計、人工智能、可視化編程等。

3.2? 研究領域

本文使用Log-likelihood ratio算法進行聚類統計分析，最后得出如圖3所示的聚類知識圖譜。統計學方法分析關鍵詞聚類能簡化關鍵詞共現網絡關聯過程描述，這樣得出的關鍵詞聚類數量較少，有利于深入了解該研究領域的熱點范圍。聚類圖中的Q=0.856 1＞0.3，S=0.913＞0.7，Q和S值說明該聚類是顯著的，結論是可信的。所以可以把聚類的結果劃分為創客、STEM、中小學、教學模式等領域。

3.2.1? 創客

與創客相關的有六個聚類，分別是#0創客、#1創客空間、#2 3d打印、#3創客活動、#5創客文化、#9創新能力，主題詞包括“創客教育”“創客空間”“創客課程”等。其中，創客教育不僅是一種綜合性活動課程，也是信息科技和跨學科教育的優良選擇，如在中小學創客教育中選擇人工智能學習，人工智能是求解問題的必備新型技術，有學者研究如何在中小學創客課程中開展人工智能技術教學，將“創客初步”知識點與人工智能技術聯系進行，并設計合適的教學案例[4]。此外，這些主題詞大多是創客教育的學習內容，在中小學創客教育中，學習創客不僅能提高學生解決問題的能力，讓學生體會到學以致用的過程和方法，還能為學生下一階段深入學習奠定基礎。

3.2.2? STEM

與STEM領域相關的有一個聚類，是#7 stem。該聚類領域與關鍵詞突現一致，該研究領域主要體現在STEM教育中，可用2022年義務教育信息科技課程標準作為參考與各學科合理整合[5]。比如將STEM課程分為小學三個階段和初中一個階段，課程內容分為四個學段：第一學段（1～2年級），跨學科主題，數字設備體驗；第二學段（3～4年級），跨學科主題，數據編碼體驗；第三學段（5～6年級），跨學科主題，小型系統模型；第四學段（7～9年級），跨學科主題，互聯智能設計[6]。除此之外，該領域的研究還聚焦STEAM教育理念下的創客課程設計、基于STEAM教育的中小學創客教育模式以及創客課程建設?？梢?，我國編程教育、STEAM教育和創客教育這三者與創客教育有著緊密的聯系，它們也是我國目前開展創客教育的主要形式[7]。

3.2.3? 中小學

與中小學有關聯的有一個聚類，是#4中小學。相關主題詞有“中小學”“校園創客”等。在雙減背景下，中小學創客教育可優化傳統教學模式，促進中小學生綜合素質能力的培養。通過使用虛擬仿真、實時可視化等技術構建學習場景、實時交互，提升智慧教育的教學質量，同時，智慧教育的發展又能為中小學創客教育提供更有利的環境、資源和平臺等[8]。

3.2.4? 教學模式

與教學模式有關聯的有一個聚類，是#8教學模式。主題詞包括編程教學、創客課程等。目前，國家尚未明確中小學創客教育課程標準，總體來看，中小學創客課程非必修課程，屬于綜合活動課程，主要通過校本課程和信息科技課程的形式開展。如廣州市黃埔區第八十六中學設計和開發出的《智創86》校本教材[9]，就是典型的中小學創客校本課程。

3.3? 研究趨勢

本研究利用TimeView功能制作出關鍵詞時間線，時間間隔設置為一年，得出的時間線圖譜如圖4所示。從關鍵詞時間線圖譜看出我國中小學創客教育起步較晚、發展較慢，目前還處于實踐探索期?！皠摽汀薄皠摽臀幕钡汝P鍵詞保持一定的研究熱度，未來的研究可將理論更多地應用于實踐，培養更多優秀的創客教師，以更好地指導教育教學實踐。

4? 研究建議

通過對我國中小學創客教育近八年的文獻梳理分析，得出相關研究呈向上的良性發展趨勢，但未形成統一的中小學創客教育研究模式和課程標準，相關頂層設計較少，課程內容定位不夠清晰，師資力量不足，總體研究水平仍處于初探階段。所以，需要從頂層設計規劃著手，借助各方力量共同完善教學模式，重點扶持師資培養，推動中小學創客教育未來發展方向。

4.1? 政府實施頂層規劃

從當前發展趨勢來看，各中小學創客教育多以校本課程的形式開展教學活動，雖然校本課程有自己的獨特優勢，但是未能清晰地引導中小學創客教育發展的底線和主線。鑒于此，政府及有關部門可以制定相應課程標準并聯合多方力量合作研究，加強中小學創客教學內容與信息科技課程的融合，從教學目標、教學內容等方面進行開發與設計，整合資源，形成系統化、規范化的中小學創客教育教學體系。借鑒國外中小學創客教育發展優勢案例，探索適合我國中小學的創客教育內容。

4.2? 共享資源，加強師資培養力度

師范類院?？梢酝ㄟ^開設中小學創客教育師范類專業，培養創客教育相關人才；開展教師培訓活動，如教師入職前培訓等，拓展教師發展視野，提升教師專業水平。提倡教師將優秀的中小學創客教育案例讓一線教師積極參與教研活動學習，提高教學專業水平。

4.3? 教師探索創新教學方法

選擇科學的教學方法是創客教育成功的開始，教師是教學過程中的主導者，只有教師教學緊跟時代發展，教育才會更加現代化。中小學創客教育的核心理念是讓學生把設想變為現實，培養學生學以致用的創新能力，所以，創新教學方法有助于提升中小學創客教學效果。目前，中小學創客課程存在教學模式不成熟、實踐案例資源不足等問題。因此，一線教師要不斷提升自身的教學專業水平。

4.4? 學校借助自身優勢創新教學模式

基于CNKI檢索的文獻梳理發現，創客教育可以與跨學科教育、編程教育、信息科技課程等相融合，這些內容都體現了中小學創客教育的特點，比如，項目式學習下的DIY制作教學可以培養學生的創新能力和計算思維，結合現有課程，將創客教學內容融入其他課程中，能更好地探索實施發展路徑。此外，還可以融合跨學科整合創客課程，實現教育功能最大化，比如，在通用技術等學科融合相應的創客創新技術內容等。

5? 結束語

本文運用CiteSpace、SATI及Excel工具分析CNKI中檢索的文獻，簡要地分析中小學創客教育發展現狀、熱點及發展趨勢等。綜合來看，中小學創客教育發展處于初探階段，最后針對以上分析提出建議。完善的體系需要政府、學校、教師等多方協作緊跟創客教育發展的前鋒。課程開設需要考慮綜合因素，比如教學內容設計等都要遵循教育原則。利用資源共享優勢，打造豐富的實踐案例數據庫，貫徹落實以學生為主體、教師為主導的素質教育理念。此外，還要聯合家長、企業等對學生進行多元評價，為創客教育的全面發展提供有力的保障。

6? 參考文獻

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[2] 習近平致國際教育信息化大會的賀信[EB/OL].（2015-05-23）[2015-08-31].https：//www.xinhuanet.com/politics/2015-05/23/c_1115383959.htm.

[3] 陳悅，陳超美，劉則淵，等.CiteSpace知識圖譜的方法論功能[J].科學學研究，2015，33（2）：242-253.

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[7] 李天宇.基于STEAM教育的中小學人工智能教育研究：以“機器會思考嗎”一課為例[J].現代教育技術，2021，31（1）：90-97.

[8] 祝智庭，彭紅超.創新發展技術賦能的智慧教育：訪我國智慧教育開拓者祝智庭教授[J].教師教育學報，2021，8（4）：21-29.

[9] 林振玲.基于開源硬件的高中創客教育校本教材開發與應用研究[D].廣州：廣東技術師范大學，2022.