中國虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)研究熱點(diǎn)及趨勢(shì)
——基于CiteSpace的可視化分析

胡超鳳

（江蘇經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南京 211168）

引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí)的爆炸式發(fā)展，信息技術(shù)和生產(chǎn)生活交匯融合，其與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的深度融合破解了學(xué)校實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)中的“老大難”問題。第十一屆“中國大學(xué)教學(xué)論壇”提出，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”之后的“智能+教育”，可能會(huì)開啟教育的未來，成為新的教育形態(tài)[1]，其是一種新的教育生產(chǎn)力，發(fā)揮了虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、交互技術(shù)等新一代信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以此解決了學(xué)校實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)中現(xiàn)實(shí)條件不具備或?qū)嶋H運(yùn)行困難的問題，解決了原先“做不到”“做不好”“做不了”“做不上”等問題。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)施了個(gè)性化、多樣性的探究學(xué)習(xí)過程，拓展了智慧教學(xué)新路徑，提升了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)能力，發(fā)展了學(xué)生創(chuàng)新思維等綜合能力，可謂是教育領(lǐng)域的“思維發(fā)電機(jī)”。熊宏齊[2][3]提出，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目具有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容精彩、實(shí)驗(yàn)構(gòu)思巧妙、實(shí)驗(yàn)技術(shù)先進(jìn)、實(shí)驗(yàn)做法靈活、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)客觀、形象展現(xiàn)抽象、拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的廣度和深度、加速推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)平衡發(fā)展等8個(gè)新時(shí)代的教學(xué)特征，且提出其注重“提升‘高階性’”“突出‘創(chuàng)新性’”“增加‘挑戰(zhàn)度’”。截至2022 年8月，國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程共享平臺(tái)提供了3291 門虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程資源，9966 期次智能實(shí)驗(yàn)室，有3291 個(gè)實(shí)驗(yàn)中心，1200 多萬人次的應(yīng)用評(píng)價(jià)[4]。

然而，我國虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)方面的建設(shè)、管理及開放共享等還處在起步與摸索的階段，面臨著資源建設(shè)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、相關(guān)的優(yōu)質(zhì)資源難以滿足現(xiàn)有需求、在教學(xué)應(yīng)用中不夠全面深入、與其他教學(xué)手段結(jié)合不夠緊密、教師缺少相關(guān)的教學(xué)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、相關(guān)資源的共享機(jī)制和渠道不夠健全與成熟，及缺乏相關(guān)評(píng)估體系和教學(xué)效果的績(jī)效評(píng)價(jià)體系等一系列問題[5]。為更好地推動(dòng)我國虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的發(fā)展，本文采用知識(shí)圖譜研究方法對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞等指標(biāo)進(jìn)行整理分析，為我國虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的相關(guān)研究作出參考。

一、研究數(shù)據(jù)及方法

本文借助CiteSpace 軟件對(duì)相關(guān)研究文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞等指標(biāo)整理、挖掘、圖形呈現(xiàn)，揭示其研究的熱點(diǎn)、演變過程及趨勢(shì)。本文選取中國知網(wǎng)CNKI 中的SCI 來源期刊、EI 來源期刊、北大核心、CSSCI、CSCD 數(shù)據(jù)庫作為目標(biāo)數(shù)據(jù)庫，以“虛擬仿真*（實(shí)訓(xùn)教學(xué)+實(shí)驗(yàn)教學(xué)）”進(jìn)行主題搜索，截至2022年8月8日，共搜索目標(biāo)文獻(xiàn)1159篇，剔除無關(guān)無效文獻(xiàn)，共整理獲得有效目標(biāo)文獻(xiàn)1105 篇。本文采用CiteSpace 軟件，時(shí)間跨度為2002—2022 年，時(shí)間切片為1 年，數(shù)據(jù)閾值為TopN%=50%，使用尋徑（Pathfinder）功能，針對(duì)有效目標(biāo)文獻(xiàn)1105篇進(jìn)行整理分析。

二、研究結(jié)果分析

（一）年發(fā)文量、作者、機(jī)構(gòu)分析

文章刊載量的增減可在一定程度上反映學(xué)者對(duì)該研究領(lǐng)域的關(guān)注度及重視度[6]。導(dǎo)入數(shù)據(jù)運(yùn)行CiteSpace 軟件，得到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)年發(fā)文量圖譜（見圖1），趨勢(shì)線R2=0.915，說明趨勢(shì)具有較強(qiáng)的準(zhǔn)確性。分析可得，2002—2010 年為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)相關(guān)研究的起步期，年發(fā)文量均在2篇以下；2011—2022年期間，發(fā)文量一直處于快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，僅有2018 年稍有回落，但也有114篇。隨著信息技術(shù)的快速迭代，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的快速更新，預(yù)測(cè)未來將會(huì)爆發(fā)更多的研究熱點(diǎn)。

圖1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)年發(fā)文量

對(duì)文獻(xiàn)發(fā)文機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作網(wǎng)絡(luò)圖譜分析，可了解機(jī)構(gòu)間的合作、互引關(guān)系[7]197。導(dǎo)入數(shù)據(jù)運(yùn)行CiteSpace 軟件，得到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜（見圖2），節(jié)點(diǎn)有305 個(gè)，連線為104 個(gè)，Density 值為0.00721?？梢?，我國虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的研究機(jī)構(gòu)比較分散，僅有機(jī)構(gòu)內(nèi)部會(huì)有微弱的聯(lián)系與合作。主要研究機(jī)構(gòu)有30 多個(gè)，學(xué)科背景多為理工科，文獻(xiàn)產(chǎn)量高于20 篇的一級(jí)機(jī)構(gòu)有5 個(gè)，分別是哈爾濱工程大學(xué)（25 篇）、中國石油大學(xué)（華東，24 篇）、吉林大學(xué)（23 篇）、同濟(jì)大學(xué)（23 篇）、華中師范大學(xué)（21 篇）。哈爾濱工程大學(xué)的研究主要集中在虛擬仿真技術(shù)在工科學(xué)科的應(yīng)用，如船舶、電子等專業(yè)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源建設(shè)及應(yīng)用等方面，中國石油大學(xué)（華東）的研究主要集中在石油開發(fā)類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)具體案例的教學(xué)總結(jié)與實(shí)證研究等方面，吉林大學(xué)關(guān)于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的研究形式多樣，內(nèi)容多元化、豐富化，同濟(jì)大學(xué)、華中師范大學(xué)主要也集中在具體案例的教學(xué)總結(jié)與實(shí)證研究等方面。除此之外，華中科技大學(xué)、東南大學(xué)、西南大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、山東大學(xué)等也有一定的研究成果，發(fā)文量均為15 篇以上，其研究與發(fā)展值得持續(xù)關(guān)注。

圖2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜

對(duì)CiteSpace作者合作網(wǎng)絡(luò)圖譜分析，可了解研究領(lǐng)域的學(xué)者分布及其之間的合作、互引關(guān)系[7]196。導(dǎo)入數(shù)據(jù)運(yùn)行CiteSpace 軟件，得到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)作者合作網(wǎng)絡(luò)圖譜（見圖3），節(jié)點(diǎn)425個(gè)，連接線388個(gè)，密度值為0.0043，當(dāng)前作者合作形成了一定的范圍，主要有以李兵、張彪、劉亞豐為首的團(tuán)隊(duì)，相關(guān)主題發(fā)文量達(dá)5篇以上的學(xué)者有李兵（10 篇）、魏萬紅（8 篇）、杜坤（8 篇）、張彪（7 篇）、劉亞豐（7 篇）、程知群（6 篇）、馬學(xué)條（6 篇）、馬軍（5 篇）、龔成斌（5 篇）、熊宏齊（5篇）等。華中師范大學(xué)李兵教授主要研究高校生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)及信息化資源在大型儀器共享平臺(tái)管理中的應(yīng)用，揚(yáng)州大學(xué)杜坤教授主要研究高校生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)在資源配置、優(yōu)化教學(xué)、規(guī)范管理、科研創(chuàng)新與開放合作等方面的應(yīng)用，揚(yáng)州大學(xué)魏萬紅教授主要研究高校生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)及實(shí)訓(xùn)室管理等，東南大學(xué)熊宏齊教授研究基于虛擬仿真的線上線下融合構(gòu)建專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，揚(yáng)州大學(xué)張彪教授主要是對(duì)生物類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)及實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心可持續(xù)發(fā)展模式進(jìn)行研究，華中科技大學(xué)劉亞豐博士主要研究教育信息化背景下虛擬仿真教學(xué)資源建設(shè)等方面。當(dāng)前，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的研究主要聚焦在各高校的資源建設(shè)與管理及實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)具體應(yīng)用等方面。

圖3 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)作者合作網(wǎng)絡(luò)圖譜

（二）文獻(xiàn)被引量分析

文獻(xiàn)被引量可在一定程度上反映文獻(xiàn)引起同行反響的程度及文章質(zhì)量的高低，被引頻次多的文獻(xiàn)主題往往也是研究的重點(diǎn)與熱點(diǎn)[6]。本文列舉了被引量前十的相關(guān)文獻(xiàn)，這些文獻(xiàn)的主題主要集中在虛擬仿真技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用，包括資源建設(shè)、管理及人才培養(yǎng)模式等方面。具體而言，被引用量第一的是教育部高等教育司司長(zhǎng)吳巖在發(fā)表建設(shè)“金課”觀點(diǎn)時(shí)，強(qiáng)調(diào)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的重要性及未來的發(fā)展，強(qiáng)調(diào)了其是未來的“智能+教育”[1]。而被引用量第二、三、六、九的則都是討論如何建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中心，可見，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室的重要性[8][9][10][11]。被引用量第四的是王衛(wèi)國、胡今鴻等[12]對(duì)現(xiàn)今國內(nèi)外虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的現(xiàn)狀與發(fā)展做出的思考，介紹相關(guān)的應(yīng)用信息技術(shù)、主要類別與基本形式，并提出建設(shè)具有完備數(shù)字化學(xué)習(xí)條件和虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境的未來教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，促使學(xué)生從以往的課程內(nèi)容單一消費(fèi)者向創(chuàng)造者和設(shè)計(jì)者轉(zhuǎn)變，加快新興信息技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。被引用量第五的是針對(duì)相關(guān)資源的開放共享機(jī)制的探索與研究，提出了頂層、政策、應(yīng)用三層平臺(tái)組織架構(gòu)的管理體制和以保障、評(píng)價(jià)、激勵(lì)、交流協(xié)作機(jī)制為主體的運(yùn)行機(jī)制[13]。被引用量第七、十的是虛擬仿真技術(shù)的具體應(yīng)用，以及如何充分利用虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)[14][15]。被引用量第八的則是從建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的角度探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式[16]。

（三）關(guān)鍵詞分析

關(guān)鍵詞是文章核心思想的高度概括與提煉，它出現(xiàn)的頻次及關(guān)聯(lián)程度在一定程度上反映該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)及熱點(diǎn)[7]220。在CiteSpace 中通過關(guān)鍵詞詞頻、中心性及內(nèi)在關(guān)聯(lián)程度分析，可在一定程度上判斷出該領(lǐng)域研究的主題及熱點(diǎn)，并通過關(guān)鍵詞詞匯突現(xiàn)性和時(shí)序變化，分析其研究的熱點(diǎn)及其演變的過程[7]227。最后結(jié)合研究的現(xiàn)狀，根據(jù)熱點(diǎn)歷時(shí)性走向，預(yù)測(cè)其未來研究趨勢(shì)。

1.關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中，詞頻的高低在一定程度上反映出該領(lǐng)域內(nèi)研究的重點(diǎn)與熱點(diǎn)。導(dǎo)入數(shù)據(jù)運(yùn)行CiteSpace 軟件，得到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜（見圖4），有546個(gè)節(jié)點(diǎn)，701條連接線，網(wǎng)絡(luò)密度值為0.0047，網(wǎng)絡(luò)密度數(shù)值偏低，說明各節(jié)點(diǎn)間分散且聯(lián)系較少。關(guān)鍵詞共現(xiàn)頻次在10 次以上的，除了與主題強(qiáng)相關(guān)的“虛擬仿真、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、虛實(shí)結(jié)合、虛擬現(xiàn)實(shí)、虛擬實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、信息化、仿真實(shí)驗(yàn)”外，還有“人才培養(yǎng)、新工科、教學(xué)改革、教學(xué)體系、教學(xué)模式、互聯(lián)網(wǎng)+”，這反映了虛擬仿真技術(shù)除了廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，對(duì)促進(jìn)教學(xué)模式的改變及應(yīng)用于新工科人才培養(yǎng)等方面也有強(qiáng)有力的影響。

圖4 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

在CiteSpace 軟件中，高頻關(guān)鍵詞并不一定都具有高的中心度，僅憑高頻關(guān)鍵詞并不能很精準(zhǔn)地確定研究重點(diǎn)與熱點(diǎn)，應(yīng)結(jié)合中心度高的關(guān)鍵詞進(jìn)行分析。一般中心度數(shù)值大于0.1為高，可相對(duì)精確定位出該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)與熱點(diǎn)。通過高頻關(guān)鍵詞和高中心性關(guān)鍵詞分析可知，除去“虛擬仿真、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)”等主題關(guān)鍵詞外，高頻次關(guān)鍵詞有“教學(xué)改革、虛擬仿真技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、人才培養(yǎng)”等，與關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜相吻合。結(jié)合關(guān)鍵詞的中心度來看，“教學(xué)改革、信息化、云平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)+”是網(wǎng)絡(luò)的支撐點(diǎn)，其“教育信息化、信息技術(shù)”的中心度均大于0.15，對(duì)網(wǎng)絡(luò)起到有效的支撐作用，“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、單片機(jī)、人才培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、交互式”對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性奠定了基礎(chǔ)。因此，“教學(xué)改革、仿真技術(shù)、人才培養(yǎng)”是主要的研究熱點(diǎn)，其次是“云平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)+、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”等。

2.關(guān)鍵詞聚類分析

關(guān)鍵詞聚類是研究領(lǐng)域內(nèi)具有相似研究主題的關(guān)鍵詞形成的互相聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)集群，集群的內(nèi)涵由其文章中的高頻關(guān)鍵詞來標(biāo)識(shí)[7]90。使用Pathfinder 算法，對(duì)關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)通過對(duì)數(shù)似然率算法（Log-Likelihood Rate，LLR）進(jìn)行聚類，并以該類中LLR 算子取值最高的特征詞的名稱作為聚類名稱[7]90。導(dǎo)入數(shù)據(jù)運(yùn)行CiteSpace 軟件，生成得到聚類結(jié)果，如圖5虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)關(guān)鍵詞聚類網(wǎng)絡(luò)圖譜所示，該網(wǎng)絡(luò)包含17 個(gè)聚類，節(jié)點(diǎn)數(shù)為546 個(gè)，節(jié)點(diǎn)間701 條連線。該網(wǎng)絡(luò)的模塊性評(píng)價(jià)值Q值為0.8749，表明虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)研究領(lǐng)域有明確定義的關(guān)鍵詞聚類。衡量網(wǎng)絡(luò)同質(zhì)性的Mean Silhouette 值為0.9652，表示聚類結(jié)果是合理的。本研究將這17 個(gè)聚類進(jìn)一步總結(jié)歸納為四大類。一是虛擬仿真的相關(guān)技術(shù)，如“#0 虛擬仿真、#2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、#5 虛擬實(shí)驗(yàn)、#7 虛實(shí)結(jié)合、#9 虛擬仿真技術(shù)、#11 仿真、#12 虛擬現(xiàn)實(shí)、#15 虛擬系統(tǒng)”。二是利用虛擬仿真技術(shù)做相關(guān)教學(xué)，如“#1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)、#3 實(shí)訓(xùn)教學(xué)、#4 仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)、#10 線上教學(xué)”。三是利用虛擬仿真技術(shù)做資源建設(shè)與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，如“#6 實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)、#8云平臺(tái)、#14實(shí)驗(yàn)室建設(shè)”。四是利用虛擬仿真技術(shù)做相關(guān)的人才培養(yǎng)，如“#13 人才培養(yǎng)、#16護(hù)理教育”。這些聚類與上文中關(guān)鍵詞共現(xiàn)、高頻關(guān)鍵詞、高中心性關(guān)鍵詞的分析結(jié)果相吻合，都是集中在虛擬仿真的教學(xué)應(yīng)用及其資源、中心建設(shè)與相關(guān)人才培養(yǎng)等方面。

圖5 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)關(guān)鍵詞聚類網(wǎng)絡(luò)圖譜

3.關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析

關(guān)鍵詞的突現(xiàn)詞是指在較短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)頻次較高的詞，突現(xiàn)詞的詞頻變化可在一定程度上反映該研究領(lǐng)域的前沿與趨勢(shì)[7]132。導(dǎo)入數(shù)據(jù)運(yùn)行CiteSpace 軟件，得到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)關(guān)鍵詞突現(xiàn)年表（見圖6），共得到22 個(gè)突現(xiàn)詞，本文列出了排在前11位的突現(xiàn)關(guān)鍵詞。“仿真實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、資源共享、云平臺(tái)、教學(xué)資源”主要在2015—2018 年間突現(xiàn)，這在一定程度上說明，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)與國家教育政策及信息技術(shù)的快速發(fā)展關(guān)聯(lián)度較高；“虛擬實(shí)驗(yàn)、土木工程、開放教育”主要在2017一2019年間突現(xiàn)，表明虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)開始真正走入具體的課堂設(shè)計(jì)、課堂應(yīng)用中；“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”主要在2020一2022年間突現(xiàn)，表明虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)開始主導(dǎo)創(chuàng)新教學(xué)的改革及應(yīng)用。

圖6 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)關(guān)鍵詞突現(xiàn)年表

4.關(guān)鍵詞時(shí)序分析

關(guān)鍵詞時(shí)序圖譜可在一定程度上反映出該領(lǐng)域研究?jī)?nèi)容的更新速度和學(xué)科的活力[7]132。本研究在關(guān)鍵詞突現(xiàn)年表的基礎(chǔ)之上，導(dǎo)入數(shù)據(jù)運(yùn)行CiteSpace軟件，分析生成關(guān)鍵詞時(shí)序圖譜，如圖7虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)關(guān)鍵詞時(shí)序圖譜所示，得到評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)的模塊性Modularity Q 值為0.5433，衡量網(wǎng)絡(luò)同質(zhì)性Mean Silhouette 值為0.8526，說明圖譜網(wǎng)絡(luò)聚類較好，聚類結(jié)果合理。根據(jù)關(guān)鍵詞出現(xiàn)的時(shí)序，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的研究發(fā)展大致分為3 個(gè)階段：第1 階段為醞釀期（2002 年—2011 年），無任何關(guān)鍵詞；第2 階段為快速發(fā)展期（2012 年—2020 年），關(guān)鍵詞從2012 年開始逐漸快速增加，主要是“虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)、教學(xué)改革、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)”，主要圍繞虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)方面的應(yīng)用，這與信息技術(shù)開始發(fā)展及國家開始重視虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)上的應(yīng)用有一定關(guān)系；第3階段為成熟時(shí)期（2021年至今），開始出現(xiàn)“水處理生物學(xué)”等技術(shù)關(guān)鍵詞，表明虛擬仿真的技術(shù)有了更為成熟及先進(jìn)前沿的發(fā)展。

圖7 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)關(guān)鍵詞時(shí)序圖譜

三、結(jié)論及討論

人工智能、大數(shù)據(jù)、5G 等信息技術(shù)的飛速發(fā)展，給教育帶來了新的動(dòng)力，并提供了豐富的信息資源和工具平臺(tái)等支持。虛擬仿真技術(shù)在教育教學(xué)中的運(yùn)用所帶來的是教育理念的革新，以及教學(xué)手段、方法、技術(shù)、內(nèi)容乃至?xí)r空的革命，將成為時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。我國虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)經(jīng)過20 余年的建設(shè)與發(fā)展，學(xué)者們的關(guān)注度、發(fā)文量及研究層次與文章質(zhì)量都得到了較大提升；研究合作團(tuán)隊(duì)及核心作者群也已初步形成，盡管作者合作暫時(shí)局限于機(jī)構(gòu)內(nèi)部，相信隨著教育與技術(shù)的發(fā)展，很快會(huì)在全國形成大規(guī)模的合作群；高被引文獻(xiàn)主要集中在虛擬仿真技術(shù)的教學(xué)應(yīng)用及相關(guān)資源建設(shè)、管理、相關(guān)人才培養(yǎng)的探討等方面；研究的重點(diǎn)已從實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源建設(shè)、管理、具體案例的應(yīng)用等方面，逐步轉(zhuǎn)向人才培養(yǎng)、前沿虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用教學(xué)、示范中心建設(shè)及互聯(lián)網(wǎng)+等方面，這與信息技術(shù)的快速發(fā)展及未來教育發(fā)展的趨勢(shì)分不開。

當(dāng)前，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)研究還局限在相關(guān)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)管理、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的具體案例分析、前沿技術(shù)手段的應(yīng)用與推廣等方面，未來，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的重點(diǎn)是突出相關(guān)技術(shù)先進(jìn)性、深度融合性、國際引領(lǐng)性及相關(guān)研究的系統(tǒng)性、科學(xué)性及可推廣性等方面。故建議在未來的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)研究中，可從跨專業(yè)融合、緊跟技術(shù)前沿、推動(dòng)共享應(yīng)用等3個(gè)方面進(jìn)行思考與提升。

（一）跨專業(yè)融合

現(xiàn)代大學(xué)呈現(xiàn)了一些新的特征，學(xué)科分化與問題綜合的矛盾，對(duì)教育提出了更高的要求。自然科學(xué)與人文科學(xué)研究方法論日益趨同，更加依賴于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的支撐。要想為飛速發(fā)展的社會(huì)培養(yǎng)適應(yīng)的人才，就必須打破學(xué)科、專業(yè)、院系的壁壘，靈活地設(shè)置有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目，讓學(xué)生以完成項(xiàng)目為抓手，串起各院系的相關(guān)課程和知識(shí)點(diǎn)。虛擬仿真技術(shù)和設(shè)計(jì)可訓(xùn)練學(xué)生思維方式，在實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科項(xiàng)目方面具有重要優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)可讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)有更高關(guān)注度，從而獲得更好的學(xué)習(xí)成效，是未來教育發(fā)展的重要組成部分。

（二）緊跟技術(shù)前沿

積極促進(jìn)5G 技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，建立“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”“智能+教學(xué)”的教育新形態(tài)。虛擬仿真技術(shù)和相關(guān)裝備支持下的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，虛擬仿真教學(xué)環(huán)境的構(gòu)建、沉浸式教學(xué)方式等，是未來教育和培訓(xùn)的重要組成部分，發(fā)揮著重要作用。同時(shí)，遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推動(dòng)著教育的發(fā)展，虛擬仿真具有巨大的潛力。虛擬現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)、云計(jì)算、多媒體大數(shù)據(jù)、三維建模、人工智能、人機(jī)交互傳感器、超級(jí)計(jì)算等技術(shù)，將在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)項(xiàng)目中得到應(yīng)用，使信息技術(shù)與理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)應(yīng)用等充分交匯融合，新的信息技術(shù)將有效拓展實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（三）推動(dòng)共享應(yīng)用

制定虛擬仿真相關(guān)資源的建設(shè)指導(dǎo)框架，提升教師虛擬仿真相關(guān)教學(xué)指導(dǎo)能力，認(rèn)證相關(guān)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)體系，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)教融合。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)虛擬仿真相關(guān)資源整合共享，通過相關(guān)資源的使用權(quán)共享，使豐富的資源平臺(tái)能夠提供更便捷、更智能的服務(wù)，為學(xué)生及社會(huì)創(chuàng)造出更多的價(jià)值，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。