中小學信息技術課程的研究現(xiàn)狀
——基于詞頻分析法和共詞分析法

黃 斌，楊馨宇，周一諾

（西華師范大學 教育學院，四川 南充 637009）

一、引言

國家信息中心信息社會研究課題組發(fā)布的《2017全球、中國信息社會發(fā)展報告》顯示：2017 年全國信息社會指數(shù)達到0.4749，同比增長4.61%，處于從工業(yè)社會向信息社會的加速轉(zhuǎn)型期，預計2020 年全國信息社會指數(shù)將達到0.6，整體上進入信息社會初級階段[1]。信息社會的特征之一是知識經(jīng)濟，知識經(jīng)濟將從根本上改變?nèi)祟惖纳婧蜕罘绞剑墙⒃谥R和信息的生產(chǎn)、分配以及使用基礎上的經(jīng)濟，智力資源是知識經(jīng)濟的主要資源。因此，高素質(zhì)的腦力勞動者是知識經(jīng)濟的主體。

知識經(jīng)濟的出現(xiàn)，引導著人才培養(yǎng)的方向，要求學校課程從以傳授知識為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐耘囵B(yǎng)學習能力與應用能力為主，同時要求把信息素養(yǎng)作為信息社會的文化基礎。信息技術課程既是培養(yǎng)學生信息素養(yǎng)的重要途徑，也是改變教師教學方式和學生學習方式最直接的著力點。

我國基礎教育階段的信息技術課程由20 世紀80年代的計算機課程發(fā)展而來，如今在中小學課程體系中占有越來越重要的地位，學界對其研究也日益增多。為了深入了解信息技術課程在我國教育領域的研究現(xiàn)狀，本文通過對中國知網(wǎng)（CNKI）收錄的相關文獻進行梳理，以圖（表）文結(jié)合的方式展現(xiàn)可視化分析的結(jié)果，明確研究熱點和主題，挖掘研究的演進態(tài)勢并預測其發(fā)展趨勢，為我國中小學信息技術課程的理論與實踐提供參考。

二、數(shù)據(jù)來源與研究過程

1.數(shù)據(jù)來源

在CNKI 中以“信息技術”為題名，截止到2019 年3 月25 日共檢索到4361 篇碩博論文，剔除無關文獻，保留與中小學信息技術課程相關的碩博論文共1532 篇。以NoteFirst 格式導出并保存為TXT 文檔，再將其導入Bicomb 軟件，提取關鍵詞后，經(jīng)過修改、合并處理，最終得到1553 個關鍵詞。

2.研究過程

具體研究過程為：①采用“詞頻、詞量、累積詞頻占比法[2]”確定中高頻關鍵詞；②利用Bicomb 軟件建立中高頻關鍵詞共現(xiàn)矩陣，并導入SPSS 軟件做出相關矩陣；③利用SPSS 軟件，先對相關矩陣進行因子分析，再對共現(xiàn)矩陣進行聚類分析；④在Excel 軟件中導入共現(xiàn)矩陣，結(jié)合聚類分析的結(jié)果繪制戰(zhàn)略坐標圖。

三、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與結(jié)果分析

1.中高頻關鍵詞的詞頻分析

圖1 詞頻和累積詞頻占比隨詞量變化情況

圖2 詞頻和詞量隨累積詞頻占比變化情況

表1 中高頻關鍵詞頻次排序

為了較全面地反映信息技術課程的研究熱點和主題，本文選取中高頻關鍵詞作為分析對象，這樣既能避免因詞量太少而導致的結(jié)果模糊，又能保證核心關鍵詞的完整，不會產(chǎn)生詞量過多的負擔。

圖1 是詞頻和累積詞頻占比隨詞量變化情況，y1、y2軸分別代表詞頻和累積詞頻占比，x 軸代表詞量，可以看出隨詞量的增加，詞頻不斷降低，累積詞頻占比不斷升高，虛線右側(cè)為低頻區(qū)，f1（x，y1）隨x 增加緩慢下降，f2（x，y2）隨x 增加緩慢上升；圖2 是詞頻和詞量隨累積詞頻占比變化情況，r1、r2軸分別代表詞頻和詞量，n 軸代表累積詞頻占比，可以看出隨累積詞頻占比的增加，詞頻不斷降低，詞量不斷升高，虛線右側(cè)為低頻區(qū)，F(xiàn)1（n，r1）隨n 增加緩慢下降，F(xiàn)2（n，r2）隨n 增加快速上升。結(jié)合圖1 和圖2 進行綜合判斷，選取頻次≥14 的關鍵詞作為中高頻關鍵詞，其總頻次占全部關鍵詞總頻次的50.52%。

通過表1 可以初步了解我國近20 年來關于信息技術課程的研究熱點和主題。由于“信息技術”和“信息技術課程”對于要研究的學科結(jié)構沒有實際意義，因此將二者去除，得到十個熱點和主題：教學設計、高中信息技術、教學模式、信息素養(yǎng)、微課、初中信息技術、信息技術教學、翻轉(zhuǎn)課堂、信息技術教師、教師專業(yè)發(fā)展。這一結(jié)果揭示了對中小學信息技術課程的研究大多圍繞教學設計、教學模式、信息素養(yǎng)、教師專業(yè)發(fā)展等領域展開。

2.共現(xiàn)矩陣與相關矩陣分析

為了理清關鍵詞之間的關系，利用Bicomb 書目共現(xiàn)分析系統(tǒng)對63 個中高頻關鍵詞進行共詞分析，生成63×63 的共現(xiàn)矩陣，如表2 所示。

共現(xiàn)矩陣中主對角線上的數(shù)據(jù)表示對應的某個關鍵詞在論文中出現(xiàn)的總頻次，其他單元格里的數(shù)據(jù)表示對應的兩個關鍵詞在論文中共同出現(xiàn)的總頻次，如“信息技術”和“信息技術課程”的共現(xiàn)頻次為15，表明這兩個關鍵詞在15 篇論文中共同出現(xiàn)。

將共現(xiàn)矩陣導入SPSS 軟件，采用Spearman 相關系數(shù)，得到63×63 的相關矩陣，如表3 所示。相關矩陣中的數(shù)值（絕對值）越大，表示對應關鍵詞的關聯(lián)程度就越高（主對角線上的數(shù)值＝1）。從表3 中可以看到，“信息技術”和“信息技術課程”（0.711）、“教學設計”和“教學模式”（0.706）、“信息技術教師”和“教師專業(yè)發(fā)展”（0.75）的相關性較高，這在一定程度上揭示了在與信息技術課程相關的碩博論文中，經(jīng)常將“教學設計”和“教學模式”或者將“信息技術教師”和“教師專業(yè)發(fā)展”結(jié)合在一起進行研究。

3.因子分析

直接分析中高頻關鍵詞較為復雜，然而毫無依據(jù)地減少關鍵詞個數(shù)又勢必會造成信息的缺失，得到與實際不符的結(jié)論。因此，將相關矩陣導入SPSS 軟件進行因子分析，采用主成分分析法，在綜合提取較少的主成分因子的前提下保證數(shù)據(jù)的完整性，用少數(shù)具有代表性的因子反映絕大多數(shù)的信息。如表4所示，按照“特征值大于1 的因子被保留，特征值小于1 的因子被舍棄”和“提取的因子累積百分比要達到80%以上”的原則，同時為了避免類團過于分散，不利于總結(jié)歸納，最終認為將中小學信息技術課程研究分為7 類比較合理。

4.聚類分析

聚類分析是通過對共詞關系網(wǎng)絡中詞與詞之間的距離進行數(shù)學運算分析，將距離較近的關鍵詞聚集起來，形成一個個概念相對獨立的類團，使得類團間屬性相似性最小，類團內(nèi)屬性相似性最大的過程[3]。雖然根據(jù)因子分析的結(jié)果，確定將中高頻關鍵詞分為7 個類團，但每個類團包括哪些關鍵詞卻并不清楚。為此，將共現(xiàn)矩陣導入SPSS 軟件進行聚類分析，得到“使用平均聯(lián)接（組間）的譜系圖”，整理后如表5 所示。

表2 中高頻關鍵詞共現(xiàn)矩陣（部分）

表3 中高頻關鍵詞相關矩陣（部分）

（1）類團1：關于信息技術教師的現(xiàn)狀與發(fā)展

包括教師專業(yè)發(fā)展、TPACK、教師培訓等8 個關鍵詞。教師是課程的開發(fā)者和建設者。信息技術課程的根本目的是提高學生的信息素養(yǎng)，因此，信息技術課程對于推動教育信息化的發(fā)展起著重要作用。然而在當前的學校教育中，信息技術教師往往身兼數(shù)職，除了教學還要負責學校網(wǎng)站和電教設備的管理與維護等工作，這使得信息技術教師不能安心致力于課堂教學。此外，由于應試教育的長期影響，信息技術課程不受重視，一些教師對于新理論和新技術的學習缺乏動力，教學方法、教學模式比較單一，甚至個別教師的學科素養(yǎng)不高導致教學效果低下。隨著教育信息化2.0 時代的到來，需要進一步推進信息技術與課堂教學的深度融合，這就要求教師必須加強自身的專業(yè)發(fā)展和TPACK 能力。對于TPACK 能力較弱的教師來說，學?？梢圆扇∠鄳拇胧热缤ㄟ^培訓來拓寬教師的視野，讓他們學習先進的技術并合理應用于教學，從而激發(fā)學生學習興趣，幫助學生理解教學內(nèi)容。

表4 因子分析與公因子總方差解釋表

表5 中高頻關鍵詞的聚類結(jié)果

（2）類團2：關于信息技術課程的評價

包括過程性評價、電子檔案袋、游戲化教學等8 個關鍵詞。評價的研究聚焦于教學評價和學業(yè)評價兩個方面。教學評價主要是綜合考慮學科課程標準、學科特點和信息素養(yǎng)等建立指標體系，利用問卷調(diào)查和其他量化方法，優(yōu)化并應用評價指標，發(fā)現(xiàn)教師在教學中的不足，提出改進建議；學業(yè)評價主要針對學生作品，常用的工具是電子檔案袋，也有學者將SOLO 分類理論（一種等級描述為特征的質(zhì)性評價方法）應用于信息技術作品的評價，通過顯性的評價量化隱性的學生思維結(jié)構。此外，可以將科學的評價標準與合理的教學手段結(jié)合，激發(fā)師生教與學的熱情。例如，一些學者對游戲化教學進行了研究，使評價融入教學，通過有計劃、有目的、有組織的游戲活動，完成預期目標。對信息技術課程的評價除了傳統(tǒng)的紙筆測試和上機測試外，還需進一步探索多樣化的評價方法。評價不僅要關注學生的學業(yè)成績，而且要發(fā)現(xiàn)和發(fā)展學生多方面的潛能，了解學生發(fā)展中的需求，幫助學生認識自我，建立自信[4]。

（3）類團3：關于信息技術課程的教學資源

包括微視頻、項目教學、Moodle 平臺等8 個關鍵詞。教育信息化的內(nèi)容之一是把信息技術手段有效應用于教學過程，注重教育信息資源的開發(fā)與利用。信息技術課程具有鮮明的時代特點，綜合性和實踐性非常強，這就要求教師在設計和使用教學資源時應遵循合理性、豐富性和交互性的原則。如果僅僅依賴課本提供的內(nèi)容進行教學，整個課堂可能會變得枯燥無味。從教學資源的角度來看，目前較多采用“項目教學法＋微視頻”的方式來優(yōu)化課堂教學。對于學習能力較強的學生，項目教學法可以更好地引導學生實現(xiàn)教學目標；對于基礎較差的學生，教師可以將項目中的重難點通過短小精悍的微視頻展示出來，方便學生根據(jù)自己的盲點有選擇地學習。還有研究指出，學生可以借助Moodle 平臺對課程進行分類和檢索，這種新穎的教學資源設計改變了原有信息技術課程的教學模式，滿足了不同學生不同層面的需求。信息技術課程的教學資源已從重視硬件資源建設逐步過渡到軟件資源的應用，發(fā)展日漸成熟。

（4）類團4：關于信息技術課程的教學設計

包括混合式學習、差異教學、教學策略、有效教學、多元智能等7 個關鍵詞。新一輪課程改革的浪潮，使教育理念發(fā)生了從“教”向“學”的轉(zhuǎn)變。教學設計是連接教育理念與教學實踐的橋梁，如何更好地促進學生的全面發(fā)展和滿足學生的個性化需求，是教學設計關注的重要內(nèi)容。相關研究表明，教師應以多元智能理論為依據(jù)指導教學設計，運用現(xiàn)代信息技術手段，結(jié)合具體教學內(nèi)容對教學系統(tǒng)進行總體規(guī)劃，在課程中實施差異教學，充分激發(fā)每個學生的智能強項，以達到最優(yōu)化的教學效果。當前，隨著教育技術的發(fā)展，傳統(tǒng)教學與網(wǎng)絡教學融合下的混合式學習異軍突起，基于“教師為主導，學生為主體”的教學結(jié)構，使得信息技術課程的教學設計愈加完善。一方面，教師采取適當?shù)慕虒W策略，合理選擇教學方法與媒體，設計出利于學生自主學習的教學過程；另一方面，還應充分挖掘信息技術課程的內(nèi)在，最大程度地發(fā)揮學科自身特性，實現(xiàn)真正意義上的有效教學，達到立德樹人的目的。

（5）類團5：提高學生信息素養(yǎng)的途徑

包括基于項目的學習、協(xié)作學習、影響因素等11 個關鍵詞。目前，國家已提出將學生的信息素養(yǎng)水平納入綜合評價考核，可見培養(yǎng)數(shù)字勝任力對于實現(xiàn)學生的全面發(fā)展具有重要意義。然而現(xiàn)階段很多地區(qū)并沒有跟上國家的腳步，諸如學校教學資源匱乏、信息技術課程不受重視、教師信息素養(yǎng)水平較低以及國內(nèi)信息素養(yǎng)評價標準不完善等，都會影響學生信息素養(yǎng)的提升。此外，自主學習最根本的內(nèi)在驅(qū)動力是學習動機，這也是影響學生發(fā)展的關鍵因素，但社會往往忽視對學生心理活動和情感傾向的研究。對于信息技術課程來說，批判性思維是信息素養(yǎng)的核心內(nèi)容[5]，提升學生信息素養(yǎng)水平就是培養(yǎng)學生的批判性思維。未來應該建立健全學生信息素養(yǎng)培養(yǎng)的課程體系，結(jié)合時代發(fā)展對人才提出的要求，提倡自主、合作、探究的學習方式，引導學生開展基于項目的學習、基于真實情景的學習或者以STEAM 的方式進行協(xié)作學習，使學生掌握利用批判性思維解決問題的能力，從而促進學生信息素養(yǎng)的提升。

（6）類團6：關于信息技術課程的教學方法

包括分層教學、任務驅(qū)動、教材、建構主義等10 個關鍵詞。教學方法的研究主要聚焦于分層教學和任務驅(qū)動。分層教學的特點是教師根據(jù)學生現(xiàn)有的能力水平進行分組，為不同層次的學生提供適應其發(fā)展的教學環(huán)境，從而達到不同層次的教學目標。針對已經(jīng)確定層級的學生，可以融入任務驅(qū)動，以科學性為原則設置任務，使任務大小適當且具有可操作性，由學生自主或者小組協(xié)作來完成?？傊謱咏虒W是基礎，任務驅(qū)動是核心，將建構主義指導下的二者相互結(jié)合，有助于不同水平的學生能夠?qū)W有所得、學以致用。此外，教材是課程標準的具體化，教學方法的實施要立足于教材。然而，當前國內(nèi)沒有統(tǒng)一的信息技術教材，一些地方性教材無法兼顧所有學校，并且很多教材重復包含了小學、初中、高中的內(nèi)容。對于初中生和高中生來說，這種重復知識的學習，會使他們產(chǎn)生厭倦感，從而失去學習興趣。因此，應該明確各學段的教學目標，使教材的安排和設計更加合理，體現(xiàn)其真正的價值。

（7）類團7：關于信息技術課程的教學模式與發(fā)展

包括合作學習、WebQuest、探究式學習、翻轉(zhuǎn)課堂、校本課程等11 個關鍵詞。教學模式是基于大量的理論知識和實踐經(jīng)驗建立起來的較為穩(wěn)定的教學框架，對于信息技術課程，研究較多的主要有小組合作學習、基于網(wǎng)絡的探究學習、翻轉(zhuǎn)課堂等。此外，作為一門年輕的學科，信息技術校本課程資源的開發(fā)和校本課程的實施也引起了學者的關注。有學者認為，校本課程資源的開發(fā)是我國基礎教育課程改革面臨的重大問題，學校應依據(jù)辦學理念與目標，把握地域文化，注重人力資源，實現(xiàn)區(qū)域聯(lián)動（如校校合作）高效地開發(fā)資源，從而形成系統(tǒng)的具有穩(wěn)定性的校本課程，更好地服務學生[6]。還有學者認為，在校本課程的實施中，應該大膽嘗試不同的教學模式，以期展現(xiàn)出震撼的教學效果。總之，未來還需要從實際情況出發(fā)，結(jié)合時代特征與國際信息技術教育的發(fā)展趨勢，努力探索教學模式的有效實施路徑，在教學中著重強調(diào)學生信息素養(yǎng)的提升，關注學生理論知識與實踐應用并重的問題。

5.戰(zhàn)略坐標圖分析

戰(zhàn)略坐標圖主要用來描述某一研究領域內(nèi)部的聯(lián)系情況和領域之間的影響情況[7]。在戰(zhàn)略坐標圖中，縱軸代表密度，從下到上密度增大，說明類團內(nèi)成員的聯(lián)系越來越緊密；橫軸代表向心度，從左到右向心度增大，說明類團間的影響程度越來越強；兩軸相交的原點為所有類團的密度和向心度的平均值，這樣便劃分出四個象限，如圖3 所示。

圖3 戰(zhàn)略坐標圖

第一象限中類團的密度和向心度較高，表示類團內(nèi)成員的聯(lián)系緊密，類團間的影響程度較強。類團3、類團6 和類團7 位于第一象限，說明它們是核心主題，研究較為成熟。其中，信息技術課程的教學方法是信息技術課程研究的重點與熱點，在整個學科研究中受到了廣泛的關注。類團4 和類團5 位于第二象限，密度較低、向心度較高，說明與其他類團之間的影響程度較強，具有潛在的發(fā)展空間，但是由于類團內(nèi)部成員聯(lián)系松散，不能很好地自成一體，因此容易被分解、演化成其他類團。類團1 位于第三象限，密度較高、向心度較低，說明類團內(nèi)部成員聯(lián)系緊密，研究已經(jīng)形成了一定的規(guī)模，但是由于與其他類團之間的影響程度較弱，在發(fā)展到一定程度后，會因得不到有效的提升動力而消失。第四象限中類團的密度和向心度較低，表示類團內(nèi)成員的聯(lián)系松散，類團間的影響程度較弱。類團2 位于第四象限，說明信息技術課程的評價是信息技術課程研究的邊緣主題，研究尚不成熟。

四、結(jié)論與展望

1.結(jié)論

21 世紀是我國信息技術教育全面發(fā)展，以信息化帶動教育現(xiàn)代化，實現(xiàn)基礎教育跨越式發(fā)展的新時期。2000 年10 月25 日，在北京召開的全國中小學信息技術教育工作會議上，決定將信息技術課程列入中小學必修課程[8]。在這之后，越來越多的碩士生和博士生開始投入對信息技術課程的研究。

本文選取2001 年至2018 年的1532 篇碩博論文為研究對象，通過中高頻關鍵詞的詞頻分析、共現(xiàn)矩陣與相關矩陣分析、因子分析、聚類分析、戰(zhàn)略坐標圖分析直觀地展示了我國中小學信息技術課程的研究現(xiàn)狀，初步得出以下結(jié)論：信息技術課程研究大體分為7 個主題，分別是信息技術教師的現(xiàn)狀與發(fā)展、信息技術課程的評價、信息技術課程的教學資源、信息技術課程的教學設計、提高學生信息素養(yǎng)的途徑、信息技術課程的教學方法、信息技術課程的教學模式與發(fā)展。其中，信息技術課程的教學資源、教學方法和教學模式是信息技術課程研究的重要內(nèi)容和研究熱點。對信息技術課程的研究最早聚焦于教材、評價方法、教學模式等方面。隨著教育改革的推進和課程自身的發(fā)展，開始關注信息技術課程對學生能力的培養(yǎng)，加之新理論、新技術的融入，為教學資源的開發(fā)、教學環(huán)境的設計提供了物質(zhì)條件，由此衍生出依托于技術條件的新型教學模式。但是大多仍以理論研究為主，實踐程度不夠，并且研究集中在中學階段。在未來的發(fā)展中，信息技術課程依然面臨著諸如課程價值取向、課程內(nèi)容構建、課程實施模式等許多問題，挑戰(zhàn)和機遇并存。

2.展望

本文基于詞頻分析法和共詞分析法，對CNKI 收錄的中小學信息技術課程領域的文獻資料進行了定性與定量研究，不過仍存在一些不足之處：首先，以碩博論文為樣本，具有一定的局限性。盡管碩博論文的學術價值較高，可以反映學科領域的最新研究進展，但1532 篇碩博論文并不能完全涵蓋信息技術課程研究的全部內(nèi)容。其次，同一個概念不同的作者可能根據(jù)自身經(jīng)驗和學科背景采用不同的關鍵詞，這給詞頻分析和共詞分析帶來了較大的難度。關鍵詞規(guī)范處理的標準不同，會造成研究結(jié)果的差異。最后，關于戰(zhàn)略坐標圖密度和向心度的計算，有學者進行了深入研究并提出了不同的改進方法，由于時間和能力的限制，筆者直接采用關鍵詞共現(xiàn)頻次的均值來代表密度和向心度。

綜上，建議后續(xù)研究者在使用詞頻分析法和共詞分析法時擴大數(shù)據(jù)來源，按照統(tǒng)一標準修改、合并關鍵詞，在量化的基礎上結(jié)合質(zhì)性分析，并參考其他計算方法得出更為合理的統(tǒng)計結(jié)果，使該領域的研究更為完善。