機器人教育研究現(xiàn)狀及熱點剖析

　　[摘 要]機器人教育是當(dāng)前教育領(lǐng)域的研究熱點之一，為了解和分析我國機器人教育的研究現(xiàn)狀及熱點，文章運用計量分析法、詞頻分析法和共詞分析法對中國期刊網(wǎng)全文數(shù)據(jù)庫近16年相關(guān)文獻進行了研究。結(jié)果表明：機器人教育研究整體呈快速上升趨勢;師范類院校是研究的主要力量;當(dāng)前研究熱點主要是機器人教學(xué)工具及技術(shù)應(yīng)用、機器人教學(xué)模式及方法、人工智能與機器人課程教學(xué)資源及機器人教育與信息技術(shù)課程融合等幾個方面;當(dāng)前研究存在研究方法相對單一、研究內(nèi)容不夠深入、可推廣的應(yīng)用模式較少等不足。

　　[關(guān)鍵詞]機器人教育;共詞分析;內(nèi)容分析;創(chuàng)客教育

　　《湖北廣播電視大學(xué)學(xué)報》(月刊)創(chuàng)刊于1981年，由湖北廣播電視大學(xué)主辦。2010年獲湖北省期刊協(xié)會“湖北省優(yōu)秀期刊”獎。

　　引言

　　2017年，國務(wù)院頒布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確了人工智能相關(guān)課程的開設(shè)，積極推動編程教育的發(fā)展[1]。2018年，《教育信息化2.0行動計劃》指出，要發(fā)展智能教育，積極探索新模式、開發(fā)新產(chǎn)品、在新技術(shù)背景下推進教育教學(xué)創(chuàng)新[2]。一系列文件的出臺以及人工智能的浪潮助力機器人教育向前發(fā)展，機器人教育是當(dāng)前教育領(lǐng)域的熱點之一。那么國內(nèi)機器人教育的研究現(xiàn)狀如何?研究熱點有哪些?為系統(tǒng)把握我國機器人教育研究現(xiàn)狀及熱點，文章運用計量分析法、詞頻分析法和共詞分析法對CNKI數(shù)據(jù)庫2002～2018年國內(nèi)機器人教育相關(guān)文獻進行分析和研究，以期得出相關(guān)結(jié)論，為機器人教育研究提供參考。

　　一、國內(nèi)機器人教育研究的現(xiàn)狀

　　為了解我國機器人教育研究現(xiàn)狀，文章引用“中國期刊全文數(shù)據(jù)庫”數(shù)據(jù)，以關(guān)鍵詞為檢索條件，分別以檢索詞 “機器人教育”“機器人教學(xué)”和“機器人課程”對2002～2018年的全部文獻進行檢索，共檢索到640篇文獻。去除重復(fù)的以及與本研究相關(guān)度不高的文獻，得到樣本文獻468篇。借助Bicomb和SPSS20.0軟件， 對國內(nèi)機器人教育文獻的年份、核心作者、機構(gòu)分布和關(guān)鍵詞等進行統(tǒng)計描述，從而得出相關(guān)結(jié)論。

　　(一)國內(nèi)機器人教育研究整體呈快速上升趨勢

　　我國機器人教育整體呈快速上升趨勢。國內(nèi)機器人教育研究的發(fā)展大致分為三個階段：起步和緩慢發(fā)展期(2008年以前)，這個階段文獻數(shù)量相對較少，表明該階段機器人教育關(guān)注度較低;平穩(wěn)發(fā)展期(2009～2013年)，這一階段發(fā)文數(shù)量趨于平穩(wěn);快速發(fā)展期(2014～2018年)，這一階段發(fā)文數(shù)量快速增加。

　　此外，在2002～2018年間發(fā)文量出現(xiàn)了三個峰值，分別為2008年，2013年和2018年。究其原因，國家相關(guān)發(fā)展政策和系列發(fā)展文件對機器人教育的發(fā)展具有重要的推動作用。2012年，《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》高度重視學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這一舉措有力推動了相關(guān)領(lǐng)域的實踐和研究的發(fā)展。2018年1月，教育部發(fā)布《普通高中課程方案和語文等學(xué)科課程標(biāo)準(2017年版)》，將“機器人設(shè)計與制作”模塊列入其中，相關(guān)研究文獻的數(shù)量達到了峰值。從整個趨勢上看，國內(nèi)機器人教育研究處于不斷發(fā)展的狀態(tài)。

　　(二)國內(nèi)機器人教育研究的主要力量集中在師范類院校

　　據(jù)統(tǒng)計，468篇文獻中，個人論文發(fā)表量最多為13篇。其中，鐘柏昌、秦健、張劍平、張國民、王益、王小根、楊建磊、王同聚8 位作者是我國機器人教育研究領(lǐng)域的高產(chǎn)作者，也是師范類高校相關(guān)教輔人員或研究人員，對機器人教育的研究有較為成熟的見解。例如，鐘柏昌團隊建構(gòu)了適用于中小學(xué)階段機器人教育的教學(xué)模式，如趣味交互型教學(xué)模式、實驗?zāi)M型教學(xué)模式和科學(xué)探究型教學(xué)模式等，為探索機器人教育的教學(xué)模式提供思路。

　　從研究機構(gòu)發(fā)文數(shù)量看，排名前16的研究機構(gòu)主要是師范類性質(zhì)的院校以及一些教育類的研究機構(gòu)。其中，陜西師范大學(xué)發(fā)文量為26篇 ，位列第一。其次為南京師范大學(xué)和重慶師范大學(xué)，發(fā)文量分別是20篇和15篇。據(jù)了解，南京師范大學(xué)近年來申報了機器人教育的相關(guān)課題，有如基于“多平臺、跨學(xué)科、聚類化、重創(chuàng)造”等為主題的機器人教育項目研究。除此之外，重慶師范大學(xué)早已在機器人領(lǐng)域提前布局，成立了機器人創(chuàng)新實驗室，定位于教育機器人研發(fā)及教學(xué)，以“項目驅(qū)動、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”為人才培養(yǎng)思路，為學(xué)生提供發(fā)展的平臺。

　　(三)國內(nèi)機器人教育研究的主要領(lǐng)域

　　高頻關(guān)鍵詞在一定程度上反映了機器人教育研究領(lǐng)域的熱點以及研究者關(guān)注的焦點。參考陳瑜林提到的高頻關(guān)鍵詞標(biāo)準[3]，筆者選擇出現(xiàn)頻次大于8次(含8次)的關(guān)鍵詞作為本研究的高頻關(guān)鍵詞進行分析。

　　統(tǒng)計可知，出現(xiàn)頻次為8次以上(包含8次)的關(guān)鍵詞有22個，除去主要檢索詞本身，排名靠前的是機器人、中小學(xué)、創(chuàng)客教育、教育機器人、人工智能這5個高頻關(guān)鍵詞，反映關(guān)于機器人教育的研究主要圍繞機器人教學(xué)、中小學(xué)、創(chuàng)客教育、人工智能等方面的主題進行。

　　關(guān)鍵詞聚類分析是根據(jù)關(guān)鍵詞兩兩在同一篇文章中出現(xiàn)的次數(shù)，應(yīng)用聚類的統(tǒng)計學(xué)方法，把關(guān)聯(lián)緊密的關(guān)鍵詞聚集在一起形成類團[4]。由于研究需要，去除“機器人教育”這個核心關(guān)鍵詞，在Bicomb軟件中，設(shè)定頻次閾值(≥8，≤92)生成共現(xiàn)矩陣，將共現(xiàn)矩陣導(dǎo)入 SPSS20.0進行聚類，得出聚類樹狀圖(如圖1所示)。根據(jù)聚類圖劃分方法，將關(guān)鍵詞聚合為四類主題。

　　主題一涉及機器人競賽及技術(shù)應(yīng)用，包括機器人競賽、機器人技術(shù)等關(guān)鍵詞;主題二涉及機器人教學(xué)及實踐研究，包括教學(xué)模式、機器人教學(xué)等關(guān)鍵詞;主題三涉及機器人智能應(yīng)用，包括人工智能、機器人課程等關(guān)鍵詞;主題四涉及創(chuàng)客教育，包括創(chuàng)客教育、創(chuàng)客兩個關(guān)鍵詞。

　　多維尺度分析可以對之前的聚類分析結(jié)果起到矯正的作用[5]。為了挖掘高頻關(guān)鍵詞之間的內(nèi)在聯(lián)系，本文借助SPSS20.0的多維尺度分析功能，生成Eudidean距離模型散點圖(如圖2所示)。結(jié)合圖1聚類樹狀圖，將機器人教育研究主要領(lǐng)域概括為四個方面：機器人教學(xué)工具及技術(shù)應(yīng)用，機器人教育與中小學(xué)信息技術(shù)課程的有效融合，機器人教育的教學(xué)模式及實踐，人工智能與機器人課程教學(xué)資源開發(fā)。