我國高校在線教學發展與未來趨勢研究
——基于CiteSpace的可視化分析

吳曉霞 陳梓依 熊 飛 丁海東

(揚州大學 生物科學與技術學院,江蘇 揚州 225009)

在線教學是為學習者提供網絡環境下學習或體驗的一種課程教學方式[1]。2020年年初暴發的新冠肺炎疫情,使在線教學從倉促應戰到從容應對,迅速經歷了一次世界范圍內的壓力測試。在教育數字化和信息化高度發展的后疫情時代,回顧我國在線教學發展歷程、主題特征和未來演化,深入分析在線教學存在的問題,對有效推進在線教育、優化使用機制、提升高校教學質量大有裨益。以CNKI為數據庫源,使用CiteSpace6.1 R2文獻分析軟件,對2001—2021年間我國高校在線教學研究相關文獻進行可視化分析,系統梳理近20年來我國高校在線教學的研究熱點、研究主題及發展趨勢,探討數字化轉型背景下我國在線教學的發展路徑。

一、 數據來源與研究方法

(一) 數據來源

以CNKI為數據源,以“在線教學”or“在線課程(或含網絡課程)”or“在線學習”為檢索主題、選取期刊類型為CSSCI來源期刊、時間區間為2001年1月到2021年12月,共檢索文獻2751篇,剔除學術資訊、圖書情報等非緊密性文獻,最終保留1560篇文獻數據。

(二)研究方法

利用CiteSpace6.1R2,最小時間切片設為1年,選擇閾值(Top N)設置為50,不進行網絡裁剪,對年度發文量、發文作者、研究機構及關鍵詞信息等進行描述統計和可視化呈現與分析。

二、研究現狀的文獻計量分析

(一)年度發文量統計分析

根據“在線教學”年度發文量變化趨勢,可以將我國在線教學研究分為較為明顯的三個發展階段:一是2001—2012年間為起步階段,跨度時間長,每年發文量較少但呈現緩慢增長態勢;二是從2012—2014年為快速發展階段,在這一階段中,世界范圍內MOOCs熱潮對加速我國在線教學研究產生了巨大推動作用,文獻數量呈現爆發式增長;三是從2015年至今為相對穩定的成熟發展階段,每年的文獻數量處于高位穩定狀態,但由于新冠肺炎疫情影響,2020年文獻數量出現了一個顯著的突現峰。

(二)作者及機構的共現關系分析

根據作者共現關系圖(圖略,如有需要,請與作者聯系),546位作者節點間共形成359條連線,網絡密度僅0.0024,結構松散,其中56.1%的作者僅出現一次;以發文最多的北京師范大學陳麗的發文數(37)為基數,根據文獻計量普賴斯定理,可知發文5篇以上為核心作者,共43位,占作者總數的7.9%,發文數占所有作者發文總數的25.5%,未超過50%,表明核心作者群尚未形成。部分核心作者間共現關系穩定,如北京師范大學陳麗與鄭勤華之間具有密切合作關系;其他核心作者如楊曉宏、趙呈領、韓錫斌、李海峰、李艷燕等也各自形成了相對獨立穩定的作者共現群。綜合來看,核心作者長期聚焦于在線課程不同研究方向,這也促進了在線課程的全面、系統、深入和持續發展。例如,陳麗及其合作者長期致力于遠程學習中的教學交互關系研究,其2004年發表于《中國遠程教育》上的《遠程學習的教學交互模型和教學交互層次塔》一文,累計被引達829次;華中師范大學的趙呈領及其合作者在翻轉課堂與混合式教學相關方向有較深入的研究;清華大學韓錫斌的研究較多聚焦于在線學習平臺建設與管理等相關主題。

發文機構共現圖譜(圖略,如有需要,請與作者聯系)顯示,發文機構呈現為松散的多中心共現網絡結構,師范類大學如北京師范大學、華中師范大學等的教育學院、教育技術學院等為主要研究機構。尤其值得關注的是北京師范大學,該校多個獨立的二級機構均呈現出較高的中心度,在1560篇分析文獻中,以北京師范大學為第一單位或有該校二級機構參與的發文量高達183篇,充分反映出該校在本領域的領導地位。

(三)關鍵詞聚類分析

關鍵詞是對論文主題的高度概括,關鍵詞的出現頻次和中心度值說明在一定時期內該主題的重要性。對“在線教學”關鍵詞共現分析,歸納出中心度值前20的高頻關鍵詞。結果顯示,除了檢索主題詞以外,近年來出現頻次與中心度值較高的關鍵詞還包括 “學習分析”“學習體驗”“影響因素”“混合學習”“深度學習”等熱點關鍵詞。進一步對共現關鍵詞進行LLR算法聚類,共獲得13個大的聚類標簽,且網絡模塊化評價指標聚類模塊值(Q)為0.6852(> 0.3,聚類較好),網絡同質性評價指標聚類平均輪廓值(S)為0.8755(>0.5,同質性高),這表明聚類網絡社團結構顯著,有效性高,能夠合理區分在線課程的研究主題領域。根據聚類中心相似度,結合關鍵詞頻次和中心度值,對聚類關鍵詞數目大于20的前11個聚類標簽進行去重和歸納,從在線課程建設、在線教學評價、在線課程質量管理等三個方面對20年間我國高校在線課程研究主題進行述評。

(四)2001—2021年我國在線教學研究內容分析

1．在線課程建設凸顯出以學習者為中心的綜合性和系統性特征

在線課程建設本質是基于在線技術條件下學習的環境生態建設,包括在線教學平臺建設、在線課程資源建設以及在線學習活動設計等。

(1)在線教學平臺建設表現出迭代性與融合性

在線教學平臺不僅是教學資源和學習數據的載體,還是教師和學生實現教學互動、學生進行學習交互、教師進行學習分析與評價的環境支持,因此在線教學平臺是決定在線教學效果的關鍵所在,而互聯網技術的嬗變成為在線教學平臺變革和發展的首要要素。20世紀末,互聯網在世界范圍內興起,在線教育隨之誕生。1999年,清華大學、浙江大學等成為我國首批遠程教育的試點高校,標志著我國在線教學的開端,教學主要以PPT形式通過廣播、計算機等電化教育形式傳播。進入2000年后,多媒體技術的發展促進了教學資源建設的豐富性,高校開始推廣運用信息化技術,在線教學開始進入網絡課程階段。2011年前后,MOOCs教學模式在世界范圍內呈井噴式涌現,標志著真正的在線教育開端。隨著互聯網技術的發展以及在社會資本推動下,中國大學MOOCs、愛課程、智慧樹、騰訊課程等多種教學平臺出現。在新冠肺炎疫情期間,社會化的多種直播教學平臺等大放異彩,多種社交媒體如微信群、QQ群、B站彈幕等為在線學習提供了新的交互平臺,增加了在線學習的社會臨場感。隨著人工智能技術等新數據技術系統的出現,數字化課程的建設使得多種不同的在線教學平臺在界面設計、實時互動、功能分區等多種終端系統中表現出顯著的迭代性與融合性,平臺能夠根據學習者的個人數據調整資源發送類型等,智能化的人機交互會增強學習者的體驗價值,滿足學習者的使用意愿,進而產生持續學習動力,不斷促進學生個性的全面發展[2]。

(2) 在線課程資源建設呈現出豐富性與系統性

課程資源是網絡環境下聯結學習者、學習平臺與教學者的直接媒介[3]。相較于以線下教學PPT為主體的教學資源,在線教學能夠利用互聯網技術提供更加多樣化的學習資源,如文本、動畫、視頻等。我國在線課程資源的建設具有明顯的以國家政策為導向、以項目建設為推進的特點[4]。截至2022年2月底,我國上線慕課數量超5萬門,積聚了豐富的在線教學資源,但同時也引發了在線資源的過度建設與重復建設、資源更新率低等諸多問題,并且由于在線教學的時空分離性、教師的引導性及資源創建者的理念差異等,造成了教學資源的質量差異性和利用效率的差異性,導致出現在線課程資源利用的淺層學習困境[5]。為解決在線課程資源利用困境,段茂君[5]從哲學視角詮釋了基于理解的在線課程資源建構和優化策略。在線課程資源的動態生成模式是基于生成性學習理論和建構學習理論所提出的、旨在提高課程資源利用率、增強學習者的參與性與交互性的資源設計策略,可用于解決課程資源更新滯后、靜態預設、學生參與不足等一系列問題[6]。此外,為解決資源過度建設與重復建設問題,中國高校計算機教育MOOC聯盟(cMOOC聯盟)提出的基于MOOC/SPOC的 “1+M+N”教學新模式,利用1位名師的優質在線課程資源, 多所(M)高校以混合教學形式面向聯盟學生(N)開展教學[7],在減少資源建設成本和時間成本的基礎上,擴大課程資源的教學受眾面,有效提高在線教學質量?？梢钥闯?我國現階段的課程資源建設正從建設的豐富性朝著利用的系統性與有效性方向發展。

(3) 在線學習活動設計凸顯出以學生為主體的交互體驗性

學習活動的設計既是在線課程設計與開發的關鍵,也是幫助學習者構建學習社區的重要方式[8]。在線教學區別于線下教學的核心在于改變了教學時空、重構了師生教學關系,在時空分離學習場景下如何促進學習者的主體參與、提升學習效果是在線教學需要解決的關鍵問題,而設計以學習者為中心的學習交互活動則成為解決問題的核心。教學交互活動要將學生的自主學習活動、教師與學生交互活動以及學習與學生的交互活動設計相結合[9],而學習者的學習風格、學習動機、主體意識等都是影響學習活動的重要限制因素。衷克定和楊莉莉[10]基于人格類型理論分析在線學習活動類型及其對學習主動參與的影響,建議在線學習活動設計可以通過建立人格類型互補的異質分組來彌補不同學習者對在線學習活動的不適應。張文蘭等人[11]、羅小波和劉飛云[12]的研究均表明,發現教師引領式的在線學習活動對學習者的學習態度、學習行為等具有正向影響。近年來,基于項目式在線學習、基于問題式在線學習、促進學生批判性思維和問題解決能力培養的在線學習活動成為在線學習活動設計的熱點課題?？梢钥闯?我國在線學習活動的設計研究以教學目標為導向,更為關注學習者思維特征和知識結構,強調學習者與學習資源的交互體驗性,充分體現了學習者主體性的特征。

2．在線教學效果的評價逐步走向數據化和定量化

在線學習中學習者的學習行為能夠以不同類型的數據形式存儲于在線平臺管理系統中,不僅可用于分析學生的學習行為特征、預測學習結果,還可以根據學生的過程性學習數據提供學習干預或給予個性化的學習資源推送。運用在線學習分析技術,不同研究者會根據其對在線教學認知與目的不同,選擇體現不同價值主體的數據資料構建學習質量評價標準。如鄭勤華等人以教學目標為價值判斷依據,結合在線學習的特征,構建學生綜合評價參考模型[13];王瑩等人構建的應用于“設計藝術學”的在線學習成績評價模型,除了選擇一般學習行為數據、在線協作交流數據以外,還選擇了能夠體現設計能力的在線多元評測數據作為模型構建指標[14]。楊雪等人則探究了減少在線學習拖延、提升學習效果有效性的不同的教學策略在提升學習參與度和學習效果方面的有效性[15]。此外,研究者還分別從同伴互評投入度、學習者社會交互行為參與模式、開放課程教學特性與價值主體需要、在線學習成果認證分析等不同視角展開質量評價研究[16][17]。在線認知水平的過程性評價是在線教學評價的難點,馮曉英等人通過相關性分析篩選了13個與在線認知水平顯著相關的學習行為指標,并構建在線認知水平的評價模型,為教師開展在線學習的過程性評價提供理論依據[18]。

隨著人工智能等教育大數據的出現,在線課程的教學反饋及其效果評價逐步走向定量化和數據化,如賀寶勛等人基于人工智能技術,嘗試應用游戲化評價以減緩學生學習倦怠與提高在線學習效率[19]。借助多模態數據融合算法等智能處理形式,便于研究者定量化搜集、揭示師生在線學習過程中的表現,從而作出有針對性的建議和修正,定量化、數據化和綜合化地評估學生的在線學習表現,從而系統化修正并完善在線課程質量評價標準。

3．在線課程質量保障體系建設已漸趨完善

(1)在線教學質量評價標準趨向規范化

在線教學有效性的核心在于所建設的在線課程的質量,但在現有研究中并沒有形成被一致性公認的在線課程質量評價標準,我國在線課程質量評價標準緣起于2002年教育部頒布的“網絡課程評價CELTS-22.1”,其包括教學設計、界面設計、課程內容和技術等四個維度;2015年國家公布“國家精品在線開放課程評價指標體系”(以下簡稱“國標”),在原有基礎上進行拓展,提出課程團隊、教學設計、課程內容、教學活動與教師指導、應用效果與影響、課程平臺支持服務等六個維度評價標準。對甘、陜、豫等三省31所高校在線開放課程的教學質量認定現狀調查發現,國標對高校在線開放課程質量認定具有重要的指導作用,各高校應在此基礎上制定符合本校實際的在線開放課程質量認定標準[20]。與美國QM(Quality Matters)質量標準比較,國標評價內容缺乏對學習者學習需求和學習體驗的評價[21]。這一問題也引起了我國在線課程研究者的廣泛關注,多個研究團隊分別選擇不同的在線開放教學平臺,收集學習者質量評價數據,依據一定的教育理論指導,抽取評價指標信息并通過權重分析、實證遴選等方法,建立基于學習者的質量評價指標體系[20][22]-[24]。

(2)在線教學質量保障體系趨向完善化

提供優質的在線教育服務并建立科學、合理、有效的在線教學質量,是保持在線教學生機活力的基礎。在此次新冠肺炎疫情之前,在線教學主要作為各高校線下課程教學的輔助與補充,質量保障體系主要以高校為主體。王桂林[25]基于全面質量管理(Total Quality Management, TQM)理念構建高校在線課程質量保障體系,堅持“全過程”“全要素”“全員”三全原則:全過程即構建在線開放過程從輸入—實施—輸出的全過程質量保障框架;全要素是指對在線課程的組成要素包括課程目標、內容、資源、實施、評價等要素進行質量監控;全員是指在線教學質量需要從技術開發人員、教師、學生以及教學管理者角度多方考慮。

進入后疫情時代,在線課程建設已走向高校、社會共建的多元化狀態,在線課程建設是一個系統性的過程,更需要政府管理部門、教育機構、技術機構等形成協同發展和管理機制,研制自上而下的在線課程質量標準與管理形式,制定在線課程及在線平臺管理制度,重視資源管理和合理利用,協同推進高校內部以及不同高校間的資源融合與等級分類,以增加教育資源共享和使用率,構建多元化的配套考核評價機制,注重數據驅動下的學習分析,提高學生的在線學習效率。

三、研究前沿分析

特定時間段內急劇增加的關鍵詞為突現詞(Burstness)。利用突現詞與突現時間的關聯分析,可以厘清不同發展時期的研究熱點,關鍵詞出現時間越靠后,屬于前沿研究的可能性就越大,突現強度值越大,表明該詞在此時間段內出現頻次越高。在在線課程研究中具有高突現強度的19個關鍵詞中, “學習分析”是近10年內突現強度最高的關鍵詞,而出現較晚且延續至今的突現詞為“深度學習”和“人工智能”。

(一)聚焦于素養導向的深度學習成為在線教學的未來目標追求

深度學習是一種高層次的學習,是學生在學習過程中以理解和建立聯系為特征的一種學習狀態,通過深度學習,可促進學生元認知的發展[26]。在線深度學習應體現具身性、復雜問題導向性以及協作探究與協同知識建構性等特征?，F階段在線教學主要采用的是“直播+線上互動”教學形式,學習者的學習以視/聽為主,主體參與較少,認知活動常常處于知道、理解等淺層學習狀態[27],在強調素養與能力培養的時代要求下,分析深度學習的影響因素及相互關系、重構有利于在線深度學習發生的在線學習設計、提升在線學習效果已成為目前乃至未來很長一段時間內的研究熱點。

我國現階段的在線深度學習研究仍處于初期階段,研究內容主要聚焦于內涵理解、影響因素、達成路徑等三個方面。綜合分析,在線深度學習的有效實施應著力加強以下三個方面建設:首先,加強智慧化教學環境建設。研究表明:學習者的個體因素、交互協作、在線學習環境、在線學習資源的利用等是影響在線深度學習發生的主要因素,其中,在線學習環境對深度學習的影響最大,個體因素影響最小,環境因素可通過影響個體因素進而影響交互[28]-[30]。借助于人工智能與互聯網技術的持續發展,通過搭建虛擬課堂等的智慧化學習環境,增加和優化智慧化的教學資源庫,增強個體在線學習體驗,滿足學生多樣化與個性化的學習需求,提升學習的自我效能感。其次,創新在線學習活動設計,從教學內容的結構化呈現、教學情境的真實性創設、教學活動的項目化組織等角度提高學生學習投入,調動學生高級思維,提高學生學習參與度。最后,提供多維度的學習支持服務,如教師情感支持、教師認知支持、學習同伴支持等也是達成在線深度學習的重要舉措,教師在教學過程中的情感支持對于營造積極的在線學習環境、提升學習興趣、引導觀點生成、促進深度學習達成具有重要作用[31]。

(二) 在線教學將走向“人工智能+教育”的教育信息化高級階段

2018年,教育部發布“高等學校人工智能創新行動計劃”,提出要“不斷推動人工智能與教育深度融合,為教育變革提供新方式”。在智能化技術與大數據智能平臺支持下,在線課程教學將利用智能技術的發展,在課程資源推薦與有效學習參與、學習者理解反饋與差異化教學、課程內容提供以及有效在線評估、教育管理與供給等方面提供新的對策,綜合推進在線教育朝著個性化、精準化和泛在化方向發展[32][33],促進創新型人才培養?！叭斯ぶ悄?教育”還改變了傳統的“師-生”教學范式,創設以人機協同的“師-機-生”三元教學范式,基于知識圖譜技術與自然語言處理技術開發出智能教師助理系統,幫助教師從繁重的機械性教學工作中解脫出來,而將其主要精力應用于基于情感聯絡的育人工作中,凸顯教師的教學育人價值[34]。

目前,我國的“人工智能+教育”研究還處于起步階段,尚存在諸多亟待解決的困境問題,如不同人工智能教育產品之間的技術泛化問題、人工智能開發的技術人員與教育從業人員之間的割裂問題、基于人工智能技術支持的學習大數據收集所涉及的倫理問題[35]等。2021年9月,聯合國教科文組織啟動“人工智能與教育的未來”項目,向會員國提供關于人工智能賦能教育的建議、在線教育中人工智能應用的倫理原則、中小學人工智能能力指導框架等。未來,隨著人工智能技術與教育融合的加深,“人工智能+教育”勢必將在學生的深度學習與個性化發展、智慧化教育管理與決策等方面發揮越來越重要的作用。

四、研究總結與展望

總體分析,我國在線教學研究經歷了起步、快速發展、成熟穩定等三個階段,研究熱點主題可概括為在線課程建設、在線教學評價以及在線課程管理等方面。在線課程建設的相關研究文獻涉及在線平臺應用、在線資源的選擇、課程活動設計、在線課程應用模式研究等,文獻類型包括實證類研究與綜述類研究;在線教學評價主要基于學生主體性理念,運用學習分析技術,分析學生在在線學習過程中的過程性數據,提出提升策略,如優化學習支持服務、提升學習體驗、增加學習交互、提高學習投入和學習滿意度等,其文獻類型多為實證研究類。文獻述評也反映出現階段我國高校在線教育依然存在的諸多問題,如在線課程的評價標準問題、在線課程資源的過度建設與重復建設問題、線上教學與線下教學的實質等效問題、學生的自適應學習與深度學習問題、人工智能技術與在線教學的深度融合問題、在線教學的社會管理問題、在線教學中的區域性教育公平問題以及研究者在“運用腦電感應、眼動追蹤、頭部姿態、表情變化等來實時獲取學生課程參與度信息”時所引發的倫理學問題等。

2022年2月,《教育部2022年工作要點》發布,提出要實施教育數字化戰略行動,積極發展“互聯網+教育”,規范高校在線開放課程的教學管理,豐富數字教育資源和服務供給,強化數據挖掘和分析,構建基于數據的教育治理新模式。在這樣的新形勢下,我國高校在線教育亟須尋求變革與轉型,著手探索新的教育教學體系,積極探究多元化、可持續的高校在線教育發展新模式,探索社會參與管理高校在線課程建設管理新機制,加快構建高質量和包容性的數字化教育系統,以應對未來不確定的教育變革。