總結與建議,旨在為后續計算思維研究提供參考與借鑒。
關(guān)鍵詞:計算思維;研究熱點(diǎn);研究趨勢;社會(huì )網(wǎng)絡(luò )分析;可視化
中圖分類(lèi)號:G434 文獻標志碼:A 文章編號:1673-8454(2020)02-0001-06
一、引言
自2006年周以真教授[1]在美國計算機權威雜志提出計算思維的概念后,該詞就得到了國內外研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。在我國,計算思維(Computational Thinking,CT)一詞的研究可以追溯到《從計算思維到計算文化》一文。在該文章中,王飛躍[2]不僅認可了周以真教授對計算思維一詞的解析,還說(shuō)明了我國傳統文化中一直存在著(zhù)計算思維,提出從計算思維到計算文化轉變的觀(guān)點(diǎn)。此后,有關(guān)計算思維的研究日益增加,其研究體系也日漸豐富。為了更加全面地了解國內計算思維的研究進(jìn)展和研究趨勢,更加直觀(guān)地把握國內計算思維研究的發(fā)展趨勢,文章借助SATI、SPSS、Excel等工具對國內近10年來(lái)中國知網(wǎng)(CNKI)收錄的計算思維相關(guān)文獻進(jìn)行了梳理與分析。
二、數據來(lái)源及處理
文章選擇中國知網(wǎng)為主要檢索源,將檢索時(shí)間設置為2009年1月至2019年5月,以“計算思維”作為主題詞進(jìn)行搜索,剔除不相關(guān)的文獻,最終獲得2572篇文獻。在此基礎上,為了避免數據兼容的問(wèn)題,本文對所選樣本進(jìn)行了處理,即分格式、分批下載。從知網(wǎng)導出文獻題錄信息時(shí),選擇EndNote格式,保存為“xxx.txt”文本。 由于每次知網(wǎng)導出文獻的上限是500條,因而分了6次下載數據源。
文章所采用的主要研究工具是SATI3.2和SPSS軟件。其主要研究思路是:首先,數據格式轉換。將下載的數據源導入SATI軟件中,利用Transform功能實(shí)現數據的轉化,以克服數據兼容的問(wèn)題。其次,利用SATI中的字段抽取、頻次統計和矩陣生成功能,生成了國內計算思維研究的高影響力作者和關(guān)鍵詞的詞頻統計、共詞矩陣,并利用SPSS中的系統聚類(lèi)和多維尺度分析分別生成了國內計算思維研究的高頻關(guān)鍵詞聚類(lèi)圖和研究熱點(diǎn)圖。最后,根據可視化圖譜的分析結果,選擇具有代表性的文章進(jìn)行內容分析,得出了我國計算思維的研究熱點(diǎn)和研究趨勢。
三、結果與分析
1.年發(fā)文量分析
為了可視化地呈現計算思維的研究成果,筆者統計了計算思維研究的歷年發(fā)文量,如圖1所示。2012年是計算思維研究的重要時(shí)間節點(diǎn),是計算思維研究呈現爆發(fā)式發(fā)展的標志之年。同時(shí),以該年為軸,可以大致將計算思維的研究歷程劃分為兩個(gè)階段:
(1)探索期(2009-2011年)
這一時(shí)期,學(xué)者們聚焦于計算思維的概念辨析、教學(xué)模式和教學(xué)方法的探討,以編譯原理課程、程序設計課程、Visual Basic、大學(xué)計算機基礎為主要教學(xué)內容, 重點(diǎn)研究計算思維在計算機領(lǐng)域的應用。
(2)系統發(fā)展時(shí)期(2012年-至今)
2012年以來(lái),計算思維得到了高度重視,其研究?jì)热莶辉倬窒抻谝杂嬎銠C專(zhuān)業(yè)核心課程為主的教學(xué)內容,而是創(chuàng )造性地結合教育學(xué)、醫學(xué)等領(lǐng)域的教學(xué)內容,研究對象也經(jīng)歷了從計算機專(zhuān)業(yè)走向非計算機專(zhuān)業(yè)的轉變。由此可見(jiàn),計算思維打破了原有的學(xué)科界限,已逐漸成為新時(shí)期人人必備的一種新思維。
2.作者分布
科研人員的投入情況可以直接反映出參與研究的群體規模。為此,筆者統計了每年發(fā)表計算思維相關(guān)文獻的作者,生成了作者投入量圖(見(jiàn)圖2)??傮w上來(lái)看,我國計算思維研究者群體呈現增長(cháng)的趨勢,從2012年開(kāi)始作者數量成倍增長(cháng),直到2014年作者數量增長(cháng)達到了頂峰,較2011年作者數量增加了10倍之多。此后,作者數量雖有減少,但仍超過(guò)了2012年的作者數量??梢灶A見(jiàn),計算思維的研究熱度不減,在未來(lái)3-5年仍有較大的研究?jì)r(jià)值。
高被引文獻可以直接反映該研究主題的高質(zhì)量文獻分布情況,也可間接反映出從事該研究主題的高影響力作者分布情況。在此基礎上,以核心期刊來(lái)源為次要參考標準,筆者統計了近10年來(lái)128篇計算思維研究的高被引文獻,結果如表1所示。篩選標準為:高被引文獻≥10,核心期刊載文量≥2,核心作者發(fā)文量≥3。而在所統計的2572篇文獻中,≥10的高被引核心文獻不足5%,這直觀(guān)地說(shuō)明了計算思維研究仍需要加大科研投入力度,提高其研究質(zhì)量。
此外,從期刊來(lái)源來(lái)看,研究作者大多數來(lái)自計算機領(lǐng)域和教育學(xué)領(lǐng)域,主要在大學(xué)階段展開(kāi)計算思維的研究。從研究作者來(lái)看,具有代表性的、高影響力的權威作者主要有李鋒、董榮勝、李藝 蔣宗禮、牟琴等。
3.高頻關(guān)鍵詞分析
關(guān)鍵詞是文獻的精髓與核心,高頻關(guān)鍵詞是探尋研究熱點(diǎn)、研究前沿分布的參考點(diǎn)[3]。文章首先通過(guò)對數據進(jìn)行關(guān)鍵詞的字段抽取和詞頻統計,共有109個(gè)高頻關(guān)鍵詞。其次,剔除高相關(guān)性的相似詞,剩余20個(gè)高頻關(guān)鍵詞,其詞頻分布情況如表2所示。結果顯示,從高到低依次為計算思維、教學(xué)改革、程序設計、教學(xué)模式、大學(xué)計算機基礎、信息技術(shù)(頻次大于100)。這些高頻關(guān)鍵詞涉及教學(xué)改革、計算機編程教學(xué)等方面,可以推斷出計算思維的提出引發(fā)了教學(xué)變革。