基于词频分析和共词聚类的教学设计热点问题的研究
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[摘要]文章以从2002年1月1日到2012年7月10日的CNKI中文期刊全文数据库为数据来源，以题名是“教学设计”为搜索对象，搜索得到5185篇文章。对搜索结果利用SATI进行关键字词频分析，利用社会网络分析工具UCINET保存成专门文件，再使用NetDraw导入生成知识图谱。利用SPSS19进行共词聚类分析和多维尺度分析，得到大量实验数据。论文根据实验得到的结果，对教学设计当前的研究热点和发展趋势进行详细的探讨。
[关键字]教学设计；词频分析；共词聚类；热点问题
[中图分类号]G40-057 [文献标识码]A [论文编号]1009-8097（2013）03-0031-05 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2013.03.006
引言
教学设计（Instructional Design）也可以称为教学系统设计，是关于如何有效果、有效率地设计教学的理论，它是由教育技术领域自身产生的，是根据教学对象和教学目标，确定合适的教学起点与终点，将教学诸要素有序、优化地安排，形成教学方案的过程。它是一门运用系统方法科学解决教学问题的学科，它以教学效果最优化为目的，以解决教学问题为宗旨。长期以来，教学设计一直在教育技术领域扮演着重要的角色，是教育技术的核心组成部分，是教育技术研究的重中之重。它是以教育传播过程为对象，应用系统科学的方法分析研究教学问题和需求，确立解决问题的方法和步骤，并对教学结果做出评价的一种计划过程的操作程序。本文基于词频分析和共词聚类探讨教学设计的研究热点，并提出教学设计的发展前景。
一.研究方法和路线
1.研究方法
词频分析法是利用能够揭示或者表达文献核心内容的关键字或者主题词在某一研究领域文献中出现的频次高低来确定该领域研究热点和发展动向的文献计量学方法。因为一篇文章的关键字是其研究内容的高度浓缩，因此，某一关键字在其所在领域反复出现，则可以反映这一领域的研究热点。
共词分析法是利用文献集中词汇或名词短语共同出现的情况，来确定该文献集中代表学科中各主题之间的关系，一般认为词汇对在同一篇文献中出现的次数越多，则代表这两个主题的关系越紧密。聚类就是将关系紧密的主题聚集在一起形成类团，表达某一领域分支的组成。因此，共词聚类分析法是将距离较近的主题词聚集起来，形成概念相对独立的类团，使累团内属性相似性最大，类团间属性相似性最小。
2.研究技术路线
本文利用词频分析法和共词聚类法，针对教学设计近十年的文献进行统计分析，最后得出教学设计的研究热点、现状和发展趋势。论文的技术路线如图1所示。
二.词频分析
1.样本选择
以从2002年1月1日到2012年7月10日的CNKI中文期刊全文数据库为数据来源，以题名是“教学设计”为搜索对象，搜索得到5185篇文章，通过保存成EndNote形式的文本文件，可以选择每页显示50条，这样搜索的样本页数是104页，所以需要保存成104个文本文件。
2.词频分析
使用刘启元和叶鹰开发的文献题录信息统计分析工具SATI（Statistical Analysis Toolkit FOR Information），提取关键词，计算词频，取出前64位高频词汇，如表1所示。
再次利用样本，选择“来源”，计算词频，取出前34位高频来源，如表2所示。
将提取的5185篇文章的摘要利用SATI导出，合并成一个文本文件，分析文件长度为530111字，利用Rost WordPaser统计摘要出现频次较高的词汇，人为剔除无用的词汇和与研究无关的词汇，得到前64位高频词汇，如表3所示。
3.知识图谱
利用SATI生成共现矩阵（100*100），然后导入社会网络分析工具UCINET，保存成专门的文件，再使用NetDraw导入就可以生成共现矩阵知识图谱，如图2所示。
三.共词聚类分析
1.共词聚类分析
通过共词聚类分析可以得到教学设计研究领域的相关性，也就是可以对教学设计领域加以归类分析，明确研究趋势。作者利用SPSS19对提取出的高频共词矩阵进行聚类分析，限于篇幅，只选择了前30位的高频关键字进行分析。采用的是“组间连接”的聚类方法，区间采用“平方Euclidean距离”，无标准化转化，分析得到以下层次聚类分析树状图，如图3所示。
2.多维尺度分析
SPSS也可以进行多维尺度分析，多维尺度法是一种将多维空间的研究对象简化到低维空间进行定位、分析和归类，同时又保留对象间原始关系的数据分析方法。利用SPSS度量模型采用“Euclidean”，对局部样本（前30位）进行分析后得出的多维尺度图谱如图4所示。
四.分析结果
通过词频分析，可以看出，现在国内对教学设计研究的关键字主要集中在教学设计、设计、教学改革、教学、教学模式和实验教学等几个方面，将成为研究的热点。出现的高频期刊主要集中在语文教学通讯、生物学教学、教学与管理、中学地理教学参考等几个期刊中，说明这些期刊比较关注教学设计的研究进展。从聚类分析和多维尺度得到的结果来看，我国教学设计主要集中在一下几个研究方向：
1.网络教学方法和教学目标的研究
包括对网络的课程建设，高职的课程建设，网络课程创新，网络教学的模式和方法的研究等。这一研究属于基础理论和应用想结合的研究领域，理论研究大致还可以分为两种，一种是基于教学策略要素或教学模式的教学设计，主要将教学方法、教学媒体、教学组织形式等要素看成并列的关系。另一种是基于学习活动的教学设计，其研究取向认为学习活动是达到学习目标的最核心的方法性要素。
2.研究某一特定专业教学设计
这一类研究主要是根据某一教学设计模式，针对一门具体课程组织教学设计。这类研究属于应用研究。同时以多媒体为依托的教学设计研究，主要包括多媒体课件的开发，基于信息技术的教学设计的研究，也可以作为这一研究范畴。
3.设计类研究
主要从事某一程序设计语言的课程设计，毕业设计，设计性实验的教学设计，和艺术设计等。
4.基础理论的研究
主要集中在教学设计效果的评测，基于建构主义的教学改革研究，实验教学的模式质量，双语言教学中教学设计的研究等。
五.展望
1.教学设计的规范化和系统化
教学设计是一个系统化的工作，应汇总多种教学设计理论，创新教学设计模式，形成统一通用的教学设计平台，提出标准的教学设计文档，这样，可以使教学设计成为一个规范化过程，使教学设计更简单高效，促进教学设计自动化。
2.教学设计语言的研究
现在国外教学设计领域比较流行的三种设计语言为E2ML（教育环境模型语言，Educational Environment Modeling Language）、PoEML（面向全景的教育模型语言，Perspective-Oriented Education Modeling Language）和coUML（合作UML，Cooperative UML），教学设计的研究者可以在分析这三种语言的基础上，试图提出一种通用的教学设计语言，促进教学设计的通用化。这一研究领域为实现教学设计机械化、自动化创造条件，只有实现教学设计机械化和自动化，才能更快速地进行教学设计。
3.特殊教学形式的教学设计研究
（1）网络学习教学设计（突出异地性）
随着计算机网络技术的不断发展，随着Internet的广泛使用，远程教育越来越受到人们重视，因此面向网络的教学设计也越来越受到人们的关注。研究重点可以需要根据远程教育学生年龄、学历、职业的不同，根据非正式学校教育的特点，研究适合远程教育的教学设计理论、教学设计模式和得到具体的教学设计方法。
（2）移动学习教学设计（突出移动性，即随时随地）
随着通信产品的不断升级换代，随着智能手机的广泛使用，移动学习也呈现出蓬勃发展的趋势。移动学习不同于传统的课堂教学和固定的远程教育，是学习者利用手中的移动工具，例如手机，PDA等，随时随地参与学习的一种非正式学习形式。根据移动学习的开放性、时间零散性、兴趣突出性等学习特点，主要研究适合移动学习的教学设计模式。
（3）虚拟现实教学设计（突出真实模拟）
虚拟现实（Virtual Reality）是近年来出现的高新技术，是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。可以用于教学。研究领域如下几个方面：
某一专业课程在虚拟现实环境下的教学设计模式，根据教学目标、教学情景、教学内容，设计教学过程。建立适合虚拟现实环境的通用教学设计模式，给出教学设计框架，规范教学设计文档。
基于虚拟现实的教学设计评价。体现虚拟现实教学、网络教学、移动学习等在教学评价中的区别和联系，考虑虚拟现实教学在评价中的特点，建立评价量表，提出评价标准。
针对某一专业研究该专业虚拟现实实施的标准和规划。这一研究内容可以扩展到某一行业，在没有实施虚拟现实的专业或者行业中开展虚拟现实的可行性研究、实施标准、具体规划。
4.信息化教学设计的研究
信息化教学的特点可以集中在目标制定的多元化、学习的自主性、评价的及时性和有信息技术的支撑性等，信息化教学设计模式可以采用WebQuest模式和英特尔未来教育理念，可以从提高教师学生教育技术素养、建立信息化教学设计评价体系等几方面考察，特别是最近几年“云计算”走进了教育，“云计算机辅助教学”将作为一个新兴的学科研究领域，是信息化教育的发展方向，那么“云计算”如何服务教学设计，也将成为教学设计研究的热点问题。