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近二十年电机类教学研究可视化计量分析

 
来源:电机与控制应用 栏目:期刊导读 时间:2021-03-22
 
电机的发明和广泛使用是第二次科技革命的主要科技成果和重要标志,作为电能生产、变换和使用的核心设备,电机在现代社会的人类生产和生活中具有举足轻重的地位。与此相适应,电机学、电机与拖动、电机与电气控制、电机与变压器、电机拖动与控制等电机类课程成为我国普通高校和职业技术院校电气类、自动化和机器人等专业的必修主干课程,在整个专业教学中具有承上启下和不可替代的作用[1-3]。电机类课程理论性强,内容繁多,与实际应用联系密切,一直是公认的难教难学的课程。很多教师从多方面多角度对该类课程教学进行了深入的研究,取得了大量的学术成果,这些经验总结对电机类课程教学改革和教学质量的提高具有重要的促进作用[4-5]。 基于特定数据集,按问题导向进行数据关联分析,通过可视化技术和手段创建科学知识图谱,用图形和图像显示知识单元之间的网络、结构、互动、衍化等复杂关系,显示学科领域的研究现状、前沿热点和发展趋势,是当前科学计量学的新发展领域[6],这种分析方法可以为学者阅读、处理和研究海量科研信息提供便利,为科学研究提供切实的、有价值的借鉴和指导。本文在对电机类教学期刊论文基本指标进行科学计量的基础上,运用知识图谱分析工具进行了数据挖掘和信息处理,以可视化形式展现并分析该领域研究的基本情况。这不仅可以为教师审视电机类教学研究的整体状况提供科学依据,为该类课程改革和创新提供有益参考,还有助于为其他研究者提供借鉴。 1 数据收集与处理 所研究文献来源于中国知网的“学术期刊”子库,该库包含中文学术期刊8780余种,最早回溯至1915年,共计5730余万篇全文文献,涵盖基础科学、工程科技、信息科技等各个领域。检索策略为:选定“学术期刊”专业检索界面,检索式设定为TI=(电机+发电机+电动机) AND TI=教学,来源类别选定为全部,时间设定为2001年至今,共检索到论文1083篇,检索日期为2020年5月2日。导出论文题录信息至文献管理软件NoteExpress,经人工检查筛选,在剔除不相关或相关性较小的论文后,符合要求的有效论文数为998篇,以这998篇论文题录信息为样本展开分析。 综合使用科学计量、词频分析、共词分析、社会网络分析和聚类分析等方法,在使用NoteExpress与Excel软件对年度分布、期刊、机构、作者等基本指标进行统计分析的基础上,借助社会网络分析软件UCINET与知识图谱分析软件VOSviewer,以可视化知识图谱方式呈现核心作者合作网络、高频关键词聚类及密度和新兴关键词-年度关联聚合情况。以期从宏观上展示电机类教学研究的发展脉络,从微观上发现各个知识单元之间的内在关联,进而探究分析该项研究的结构特征、热点主题和发展前沿等。 2 文献基本概况 论文年度分布情况如图1所示,因检索时知网收录的论文日期只截止到2020年4月25日,不能反映全年情况,故2020年的论文量只能作参考。由图1可见,在近二十年的观察期内,电机类教学论文的发文量总体呈波动上升趋势,年平均发文量为49.9篇。大致可以分为两个时期,2001-2007年为低速发展期,2008年至今为波动上升期,其中,2008年和2013年论文量出现了较快增长,2019年论文量有84篇,达到了峰值。这表明电机类教学研究的热度和重要性获得了较大提升,在高校教学工作中具有非常重要和稳固的地位,教师对电机类教学研究保持着持续关注。随着我国经济的平稳发展和转型升级,工业生产自动化程度将持续提高,电机重要地位还将日益凸显,预计电机类教学研究在今后几年将会继续保持研究热度。 图1 论文年度分布 论文所在期刊的种类多达313种,载文密度为3.14篇/种。其中,载文量在10篇以上的期刊有16种(见图2,字体越大,载文量越高),其中《中国电力教育》刊文最多高达105篇,《电气电子教学学报》有90篇。这16种期刊共计刊发论文447篇,种数仅占5.11%,载文量却占44.79%,载文密度高达27.94篇/种,是该领域研究的核心期刊。 图2 高载文量期刊云图 论文作者来自600余家机构,以普通高校为主,其次是职业技术院校。其中发文量较多的机构主要有南京航空航天大学、南京工程学院、江苏大学、中国矿业大学、中原工学院、黑龙江科技大学、南通大学、新疆大学和长沙理工大学等。 独著论文数为501篇,合作论文数为497篇,合著率为49.80%。忽略重名情况,全部作者共计1602人,合作度为1.61,每篇论文的作者不足2人。由合著率和合作度可以看出,该项研究整体合作程度居中。其中,出现1次的作者有1350人,占84.27%,出现2次的作者有181人,占11.30%,这说明绝大多数作者只是分散、独立和偶尔地开展研究,没有进行持续的研究,处于初步研究阶段。出现3次及以上的作者有71人,仅占4.43%,他们成为该项研究的核心作者和主力军,他们之间形成的2次及以上的合作网络见图3,每个节点代表一个作者,节点的大小与发文量成正比,作者间合作用连线表示,连线间的数字代表合作次数。可以看出,核心作者间合作网络比较松散,连通性不高,以双核型两两合作子网络为主,最大的子网络由李勇、徐永向、刘承军、胡建辉四人组成,为哈尔滨工业大学电气工程系的校内合作。 图3 核心作者合作网络图谱 3 高频关键词分析 关键词是研究者对自己研究成果进行高度概括的词语,可以快速显示论文主要信息。关键词具有继承性和延展性[7],相同或相近主题的研究者多会使用得到共识的关键词标识自己的研究成果,从而出现关键词共现现象;关键词还具有不均衡性,学者有一定的共同关注点,同时也在提出和发展新的研究内容和方向,故在某一研究领域内,有的关键词频次很高,有的频次很低。通过对关键词共现和频次的分析,可以窥测研究领域的内容、特点和态势等[8]。 对998篇论文的关键词进行统计分析,共获得关键词1461个,频次总计3638次。其中,出现1-2次的关键词有1245个,数量占85.22%,频次仅占39.25%。在分析后发现,受作者用语习惯的影响,关键词中存在较多表述方式不一的同义词,为提高关键词分析的信度,对明显同义关键词进行合并,如“电机学”课程/《电机学》/“电机学”等统一为:电机学;电机及拖动/电机拖动/电机与拖动基础/电机及拖动基础/电机拖动基础等统一为:电机与拖动;高职院校/高等职业院校/高职教育/高等职业教育/高等职业技术教育等统一为:高职。在合并后,出现10次及以上的高频关键词有50个(见表1),频次总计1730次,占47.55%,高于高频关键词累积频次占总频次40%左右的分析标准[9]。这些关键词是近二十年电机类教学研究领域的代表性术语,全面反映了该研究的基本内容和主要关注点等信息。 表1 高频关键词基本情况关键词频次/次关键词频次/次关键词频次/次关键词频次/次关键词频次/次电机学221实践教学38教学设计24一体化教学16信息化教学12电机与拖动195改革35教学质量22PLC15异步电机12教学改革171仿真34课堂教学22电机控制15应用12Matlab91电机与电气控制33电机与变压器21步进电机13电力拖动11教学方法87教学模式32三相异步电动机20混合式教学13控制线路11教学57电动机29变压器19教学效果13理论教学11电机45项目教学27教学手段18课程13教学实践10实验教学42创新26课程改革18课程教学13能力培养10高职39实践25任务驱动17电机拖动与控制12微课10多媒体38教学内容24翻转课堂16理实一体化12正反转控制10 利用VOSviewer构建高频关键词知识图谱,主要参数设置如下:采取完整计数(Full counting)的方式,采用关联强度(Association strength)聚类方法,节点与字体的大小由关键词频次(Occurrence)决定,频次越高,节点与字体就越大,其他采用默认设置。在此条件下形成的高频关键词聚类标签视图和密度视图分别见图4、图5。 图4 高频关键词聚类标签视图 图5 高频关键词聚类密度视图 在图4中,颜色相同的节点为同一聚类,节点间的连线表示节点之间的共现关系,连线的粗细表明共现频次的高低,连线越粗,关联程度越强,可以看出高频关键词主要形成了5个聚类。聚类①主要包括Matlab、仿真、项目教学、教学设计等关键词,主要探讨Matlab软件在电机类教学中的应用。Matlab作为功能强大的科学与工程计算软件,已经融入了电机类课程的知识结构体系,被广泛应用于理论教学、实验教学、实践教学等环节,进行数据计算、曲线描绘和仿真等任务,成为全面深入学习与研究电机类课程最重要的软件平台,促进了电机类教学的发展和进步。聚类②主要包括电机学、教学、改革等关键词,主要探讨电机学课程改革问题。电机学是高校电气类专业的核心专业基础课,是电机方向最重点的专业课,由于课程地位的重要性,研究者从课程体系、教学体系、教学方法、教学手段、教学考核、教学资源等方面对电机学课程改革进行了探索和创新,以更好地实现教学目标。聚类③主要包括电机与拖动、教学改革、课程改革等关键词,主要探讨电机与拖动课程改革问题。电机与拖动是高校电气类专业的专业主干课,针对长期以来在教与学两方面存在的难题,研究者秉持培养创新人才的理念,探索了多种方式、方法和手段,提高学生的学习效果。聚类④主要包括教学方法、实验教学、教学内容、教学质量等关键词,主要探讨教学方法改革问题。电机类课程理论性、实践性强,研究者创新探索了多种教学方法,提倡针对不同教学内容和目标灵活运用不同的教学方法,以提高和改善教学质量。聚类⑤主要包括教学模式、翻转课堂、混合式教学等关键词,主要探讨教学模式改进问题。研究者针对以往教学模式存在的不足,不断开拓新思路,探索、运用并验证了翻转课堂、混合式教学、微课等新型教学模式的有效性,并提出了使用新型教学模式的诸多具体策略。此外,还形成了一些小的聚类,主要是探讨职业院校开设的电机与电气控制、电机与变压器、电机拖动与控制三门课程改革问题,由于研究这些课程教学的人数和论文量较少,所以其节点较小,在图谱中的位置不够显著。 在图5中,用颜色深浅体现研究热度与地位,节点自身的频次越高,周围的节点越多,该节点周围的密度就越大,颜色就越深,进而可以快速判定该领域的研究热点。可以看出,电机学、电机与拖动两个节点周围的颜色最深,说明这两门课程研究热度最高,与大多数节点都有关联,地位非常核心和重要,是主要的研究对象,大多数论文都围绕其展开;教学改革、教学方法两个节点周围的颜色较深,说明研究者为了更好地培养国家社会所需要的高素质人才,非常注重研究电机类课程教学改革方案,在教学改革过程中,又最为重视教学方法的改进及创新,提出了诸多基于内容和场合选用不同教学方法的策略,并不断借鉴和吸收新型的教学方法,探索其有效性和实用性;Matlab节点周围的颜色也较深,表明Matlab软件在教学中被广泛应用,很多论文通过实例探讨了应用Matlab软件进行教学的良好效果和质量。 4 研究趋势预测 为了更好地辨识和探测研究动态,发现最新的研究方向和未来可能的研究热点,构建了关键词-年度2模矩阵,以判断关键词的动态变化。在此基础发现,近五年有一批频次上升迅速或突然出现的新兴关键词,利用Ucinet软件对这些关键词-年度进行可视化(见图6),在图显示出连线越粗,出现的次数越多。由这些关键词的表现可知,今后它们可能被继续关注,具有一定的上升潜力,很大程度上代表着电机类教学研究和改革的趋势和方向,这些关键词今后很有可能成为热点词汇。 图6 新兴关键词-年度关联聚合 在这些关键词中,翻转课堂、微课、混合式教学、雨课堂、混合教学、模块化教学和理实一体化表明研究者积极顺应教育发展的潮流,主动突破传统教育的束缚,摒弃传统教学理念和模式,克服传统教学模式的弊端与不足,运用新的教学理念,在不断创新和广泛借鉴的过程中,越来越多地尝试探究多样化的新型教学模式和方法,积极进行教学改革研究,重视设计教学过程和内容,引导学生发挥主观能动性,培养新型学习理念和学习策略,提升专业素养、技能与社会适应力,提高教学效果和教学质量。 信息化教学、信息化、互联网+表明研究者重视利用信息技术,借助信息技术具有的灵活方便、交互性及共享性等优势,推进信息化教学建设的步伐,利用仿真软件、动画、辅教课件、专题网站、录像等信息资源,把信息技术应用到课堂、技能操作、练习、实训、测试等多个场合,更好地满足学生课堂学习、网络学习、自学辅导等方面的需要,更好地达成教学目标。应用型人才培养、应用型本科表明研究者顺应当前我国经济社会发展迫切需要高校培养大量应用型人才的需求,以应用型人才培养为目标,从优化教学内容、实验课教学方法、课程考核侧重点等方面对当下的教学进行改革,以更好达成培养应用型人才的要求。 由上述可知,我国高校电机类教学积极与时俱进,及时将新理念、新技术应用于教学,加强与实践的联系,根据时代要求调整教学目标、模式、方法与手段等,与经济社会发展相协调,提高教学适应度和教学质量。 5 结论 通过梳理、分析表明,电机类教学研究论文在经历2001-2007年的低速发展期之后,2008年至今为波动上升期,研究的热度和重要性获得了较大提升,预计论文量在今后仍将继续增加;论文相对集中在16种刊物中,研究机构众多,核心研究机构以普通高校为主,绝大多数作者只是分散、独立和偶尔地开展研究,持续研究的核心作者人数有限,合作网络比较松散;电机学、电机与拖动、教学改革、教学方法和Matlab五个关键词频次最高,研究热度也最高;研究主要围绕Matlab软件应用、电机学课改、电机与拖动课改、教学方法改革和教学模式改进五个方面内容展开;今后电机类研究可能将继续关注新型教学模式和方法运用、信息化教学、应用型人才培养等方面。 [1]肖金凤,朱荣辉,盛义发.电气工程及其自动化专业电机学教学改革研究[J].电力系统及其自动化学报,2003,15(6):97-99. [2]齐文娟,徐青菁,孙佳,等.电机学实验教学探索[J].实验室研究与探索,2019,38(12):229-232,244. [3]荆建立,史成芳.电机类实验工程化教学研究[J].实验科学与技术,2016,14(3):132-134. [4]曹瑞武,王凯,郝振.基于“雨课堂”的“电机与拖动基础”教学实践[J].电气电子教学学报,2019,41(6):54-57. [5]闫俊荣,夏正.基于课程群理念的电机与拖动基础实验教学方法研究[J].高师理科学刊,2019,39(12):83-84,88. [6]李杰.科学知识图谱原理及应用 VOSviewer和CitNetExplorer[M].北京:高等教育出版社,2018:1-2. [7]刘自强,王效岳,白如江.基于时间序列模型的研究热点分析预测方法研究[J].情报理论与实践,2016,39(5):27-33. [8]奉国和,孔泳欣.基于时间加权关键词词频分析的学科热点研究[J].情报学报,2020,39(1):100-110. [9]郭文斌.知识图谱理论在教育与心理研究中的应用[M].杭州:浙江大学出版社,2015:111-112. 电机的发明和广泛使用是第二次科技革命的主要科技成果和重要标志,作为电能生产、变换和使用的核心设备,电机在现代社会的人类生产和生活中具有举足轻重的地位。与此相适应,电机学、电机与拖动、电机与电气控制、电机与变压器、电机拖动与控制等电机类课程成为我国普通高校和职业技术院校电气类、自动化和机器人等专业的必修主干课程,在整个专业教学中具有承上启下和不可替代的作用[1-3]。电机类课程理论性强,内容繁多,与实际应用联系密切,一直是公认的难教难学的课程。很多教师从多方面多角度对该类课程教学进行了深入的研究,取得了大量的学术成果,这些经验总结对电机类课程教学改革和教学质量的提高具有重要的促进作用[4-5]。基于特定数据集,按问题导向进行数据关联分析,通过可视化技术和手段创建科学知识图谱,用图形和图像显示知识单元之间的网络、结构、互动、衍化等复杂关系,显示学科领域的研究现状、前沿热点和发展趋势,是当前科学计量学的新发展领域[6],这种分析方法可以为学者阅读、处理和研究海量科研信息提供便利,为科学研究提供切实的、有价值的借鉴和指导。本文在对电机类教学期刊论文基本指标进行科学计量的基础上,运用知识图谱分析工具进行了数据挖掘和信息处理,以可视化形式展现并分析该领域研究的基本情况。这不仅可以为教师审视电机类教学研究的整体状况提供科学依据,为该类课程改革和创新提供有益参考,还有助于为其他研究者提供借鉴。1 数据收集与处理所研究文献来源于中国知网的“学术期刊”子库,该库包含中文学术期刊8780余种,最早回溯至1915年,共计5730余万篇全文文献,涵盖基础科学、工程科技、信息科技等各个领域。检索策略为:选定“学术期刊”专业检索界面,检索式设定为TI=(电机+发电机+电动机) AND TI=教学,来源类别选定为全部,时间设定为2001年至今,共检索到论文1083篇,检索日期为2020年5月2日。导出论文题录信息至文献管理软件NoteExpress,经人工检查筛选,在剔除不相关或相关性较小的论文后,符合要求的有效论文数为998篇,以这998篇论文题录信息为样本展开分析。综合使用科学计量、词频分析、共词分析、社会网络分析和聚类分析等方法,在使用NoteExpress与Excel软件对年度分布、期刊、机构、作者等基本指标进行统计分析的基础上,借助社会网络分析软件UCINET与知识图谱分析软件VOSviewer,以可视化知识图谱方式呈现核心作者合作网络、高频关键词聚类及密度和新兴关键词-年度关联聚合情况。以期从宏观上展示电机类教学研究的发展脉络,从微观上发现各个知识单元之间的内在关联,进而探究分析该项研究的结构特征、热点主题和发展前沿等。2 文献基本概况论文年度分布情况如图1所示,因检索时知网收录的论文日期只截止到2020年4月25日,不能反映全年情况,故2020年的论文量只能作参考。由图1可见,在近二十年的观察期内,电机类教学论文的发文量总体呈波动上升趋势,年平均发文量为49.9篇。大致可以分为两个时期,2001-2007年为低速发展期,2008年至今为波动上升期,其中,2008年和2013年论文量出现了较快增长,2019年论文量有84篇,达到了峰值。这表明电机类教学研究的热度和重要性获得了较大提升,在高校教学工作中具有非常重要和稳固的地位,教师对电机类教学研究保持着持续关注。随着我国经济的平稳发展和转型升级,工业生产自动化程度将持续提高,电机重要地位还将日益凸显,预计电机类教学研究在今后几年将会继续保持研究热度。图1 论文年度分布论文所在期刊的种类多达313种,载文密度为3.14篇/种。其中,载文量在10篇以上的期刊有16种(见图2,字体越大,载文量越高),其中《中国电力教育》刊文最多高达105篇,《电气电子教学学报》有90篇。这16种期刊共计刊发论文447篇,种数仅占5.11%,载文量却占44.79%,载文密度高达27.94篇/种,是该领域研究的核心期刊。图2 高载文量期刊云图论文作者来自600余家机构,以普通高校为主,其次是职业技术院校。其中发文量较多的机构主要有南京航空航天大学、南京工程学院、江苏大学、中国矿业大学、中原工学院、黑龙江科技大学、南通大学、新疆大学和长沙理工大学等。独著论文数为501篇,合作论文数为497篇,合著率为49.80%。忽略重名情况,全部作者共计1602人,合作度为1.61,每篇论文的作者不足2人。由合著率和合作度可以看出,该项研究整体合作程度居中。其中,出现1次的作者有1350人,占84.27%,出现2次的作者有181人,占11.30%,这说明绝大多数作者只是分散、独立和偶尔地开展研究,没有进行持续的研究,处于初步研究阶段。出现3次及以上的作者有71人,仅占4.43%,他们成为该项研究的核心作者和主力军,他们之间形成的2次及以上的合作网络见图3,每个节点代表一个作者,节点的大小与发文量成正比,作者间合作用连线表示,连线间的数字代表合作次数。可以看出,核心作者间合作网络比较松散,连通性不高,以双核型两两合作子网络为主,最大的子网络由李勇、徐永向、刘承军、胡建辉四人组成,为哈尔滨工业大学电气工程系的校内合作。图3 核心作者合作网络图谱3 高频关键词分析关键词是研究者对自己研究成果进行高度概括的词语,可以快速显示论文主要信息。关键词具有继承性和延展性[7],相同或相近主题的研究者多会使用得到共识的关键词标识自己的研究成果,从而出现关键词共现现象;关键词还具有不均衡性,学者有一定的共同关注点,同时也在提出和发展新的研究内容和方向,故在某一研究领域内,有的关键词频次很高,有的频次很低。通过对关键词共现和频次的分析,可以窥测研究领域的内容、特点和态势等[8]。对998篇论文的关键词进行统计分析,共获得关键词1461个,频次总计3638次。其中,出现1-2次的关键词有1245个,数量占85.22%,频次仅占39.25%。在分析后发现,受作者用语习惯的影响,关键词中存在较多表述方式不一的同义词,为提高关键词分析的信度,对明显同义关键词进行合并,如“电机学”课程/《电机学》/“电机学”等统一为:电机学;电机及拖动/电机拖动/电机与拖动基础/电机及拖动基础/电机拖动基础等统一为:电机与拖动;高职院校/高等职业院校/高职教育/高等职业教育/高等职业技术教育等统一为:高职。在合并后,出现10次及以上的高频关键词有50个(见表1),频次总计1730次,占47.55%,高于高频关键词累积频次占总频次40%左右的分析标准[9]。这些关键词是近二十年电机类教学研究领域的代表性术语,全面反映了该研究的基本内容和主要关注点等信息。表1 高频关键词基本情况关键词频次/次关键词频次/次关键词频次/次关键词频次/次关键词频次/次电机学221实践教学38教学设计24一体化教学16信息化教学12电机与拖动195改革35教学质量22PLC15异步电机12教学改革171仿真34课堂教学22电机控制15应用12Matlab91电机与电气控制33电机与变压器21步进电机13电力拖动11教学方法87教学模式32三相异步电动机20混合式教学13控制线路11教学57电动机29变压器19教学效果13理论教学11电机45项目教学27教学手段18课程13教学实践10实验教学42创新26课程改革18课程教学13能力培养10高职39实践25任务驱动17电机拖动与控制12微课10多媒体38教学内容24翻转课堂16理实一体化12正反转控制10利用VOSviewer构建高频关键词知识图谱,主要参数设置如下:采取完整计数(Full counting)的方式,采用关联强度(Association strength)聚类方法,节点与字体的大小由关键词频次(Occurrence)决定,频次越高,节点与字体就越大,其他采用默认设置。在此条件下形成的高频关键词聚类标签视图和密度视图分别见图4、图5。图4 高频关键词聚类标签视图图5 高频关键词聚类密度视图在图4中,颜色相同的节点为同一聚类,节点间的连线表示节点之间的共现关系,连线的粗细表明共现频次的高低,连线越粗,关联程度越强,可以看出高频关键词主要形成了5个聚类。聚类①主要包括Matlab、仿真、项目教学、教学设计等关键词,主要探讨Matlab软件在电机类教学中的应用。Matlab作为功能强大的科学与工程计算软件,已经融入了电机类课程的知识结构体系,被广泛应用于理论教学、实验教学、实践教学等环节,进行数据计算、曲线描绘和仿真等任务,成为全面深入学习与研究电机类课程最重要的软件平台,促进了电机类教学的发展和进步。聚类②主要包括电机学、教学、改革等关键词,主要探讨电机学课程改革问题。电机学是高校电气类专业的核心专业基础课,是电机方向最重点的专业课,由于课程地位的重要性,研究者从课程体系、教学体系、教学方法、教学手段、教学考核、教学资源等方面对电机学课程改革进行了探索和创新,以更好地实现教学目标。聚类③主要包括电机与拖动、教学改革、课程改革等关键词,主要探讨电机与拖动课程改革问题。电机与拖动是高校电气类专业的专业主干课,针对长期以来在教与学两方面存在的难题,研究者秉持培养创新人才的理念,探索了多种方式、方法和手段,提高学生的学习效果。聚类④主要包括教学方法、实验教学、教学内容、教学质量等关键词,主要探讨教学方法改革问题。电机类课程理论性、实践性强,研究者创新探索了多种教学方法,提倡针对不同教学内容和目标灵活运用不同的教学方法,以提高和改善教学质量。聚类⑤主要包括教学模式、翻转课堂、混合式教学等关键词,主要探讨教学模式改进问题。研究者针对以往教学模式存在的不足,不断开拓新思路,探索、运用并验证了翻转课堂、混合式教学、微课等新型教学模式的有效性,并提出了使用新型教学模式的诸多具体策略。此外,还形成了一些小的聚类,主要是探讨职业院校开设的电机与电气控制、电机与变压器、电机拖动与控制三门课程改革问题,由于研究这些课程教学的人数和论文量较少,所以其节点较小,在图谱中的位置不够显著。在图5中,用颜色深浅体现研究热度与地位,节点自身的频次越高,周围的节点越多,该节点周围的密度就越大,颜色就越深,进而可以快速判定该领域的研究热点。可以看出,电机学、电机与拖动两个节点周围的颜色最深,说明这两门课程研究热度最高,与大多数节点都有关联,地位非常核心和重要,是主要的研究对象,大多数论文都围绕其展开;教学改革、教学方法两个节点周围的颜色较深,说明研究者为了更好地培养国家社会所需要的高素质人才,非常注重研究电机类课程教学改革方案,在教学改革过程中,又最为重视教学方法的改进及创新,提出了诸多基于内容和场合选用不同教学方法的策略,并不断借鉴和吸收新型的教学方法,探索其有效性和实用性;Matlab节点周围的颜色也较深,表明Matlab软件在教学中被广泛应用,很多论文通过实例探讨了应用Matlab软件进行教学的良好效果和质量。4 研究趋势预测为了更好地辨识和探测研究动态,发现最新的研究方向和未来可能的研究热点,构建了关键词-年度2模矩阵,以判断关键词的动态变化。在此基础发现,近五年有一批频次上升迅速或突然出现的新兴关键词,利用Ucinet软件对这些关键词-年度进行可视化(见图6),在图显示出连线越粗,出现的次数越多。由这些关键词的表现可知,今后它们可能被继续关注,具有一定的上升潜力,很大程度上代表着电机类教学研究和改革的趋势和方向,这些关键词今后很有可能成为热点词汇。图6 新兴关键词-年度关联聚合在这些关键词中,翻转课堂、微课、混合式教学、雨课堂、混合教学、模块化教学和理实一体化表明研究者积极顺应教育发展的潮流,主动突破传统教育的束缚,摒弃传统教学理念和模式,克服传统教学模式的弊端与不足,运用新的教学理念,在不断创新和广泛借鉴的过程中,越来越多地尝试探究多样化的新型教学模式和方法,积极进行教学改革研究,重视设计教学过程和内容,引导学生发挥主观能动性,培养新型学习理念和学习策略,提升专业素养、技能与社会适应力,提高教学效果和教学质量。信息化教学、信息化、互联网+表明研究者重视利用信息技术,借助信息技术具有的灵活方便、交互性及共享性等优势,推进信息化教学建设的步伐,利用仿真软件、动画、辅教课件、专题网站、录像等信息资源,把信息技术应用到课堂、技能操作、练习、实训、测试等多个场合,更好地满足学生课堂学习、网络学习、自学辅导等方面的需要,更好地达成教学目标。应用型人才培养、应用型本科表明研究者顺应当前我国经济社会发展迫切需要高校培养大量应用型人才的需求,以应用型人才培养为目标,从优化教学内容、实验课教学方法、课程考核侧重点等方面对当下的教学进行改革,以更好达成培养应用型人才的要求。由上述可知,我国高校电机类教学积极与时俱进,及时将新理念、新技术应用于教学,加强与实践的联系,根据时代要求调整教学目标、模式、方法与手段等,与经济社会发展相协调,提高教学适应度和教学质量。5 结论通过梳理、分析表明,电机类教学研究论文在经历2001-2007年的低速发展期之后,2008年至今为波动上升期,研究的热度和重要性获得了较大提升,预计论文量在今后仍将继续增加;论文相对集中在16种刊物中,研究机构众多,核心研究机构以普通高校为主,绝大多数作者只是分散、独立和偶尔地开展研究,持续研究的核心作者人数有限,合作网络比较松散;电机学、电机与拖动、教学改革、教学方法和Matlab五个关键词频次最高,研究热度也最高;研究主要围绕Matlab软件应用、电机学课改、电机与拖动课改、教学方法改革和教学模式改进五个方面内容展开;今后电机类研究可能将继续关注新型教学模式和方法运用、信息化教学、应用型人才培养等方面。参考文献:[1]肖金凤,朱荣辉,盛义发.电气工程及其自动化专业电机学教学改革研究[J].电力系统及其自动化学报,2003,15(6):97-99.[2]齐文娟,徐青菁,孙佳,等.电机学实验教学探索[J].实验室研究与探索,2019,38(12):229-232,244.[3]荆建立,史成芳.电机类实验工程化教学研究[J].实验科学与技术,2016,14(3):132-134.[4]曹瑞武,王凯,郝振.基于“雨课堂”的“电机与拖动基础”教学实践[J].电气电子教学学报,2019,41(6):54-57.[5]闫俊荣,夏正.基于课程群理念的电机与拖动基础实验教学方法研究[J].高师理科学刊,2019,39(12):83-84,88.[6]李杰.科学知识图谱原理及应用 VOSviewer和CitNetExplorer[M].北京:高等教育出版社,2018:1-2.[7]刘自强,王效岳,白如江.基于时间序列模型的研究热点分析预测方法研究[J].情报理论与实践,2016,39(5):27-33.[8]奉国和,孔泳欣.基于时间加权关键词词频分析的学科热点研究[J].情报学报,2020,39(1):100-110.[9]郭文斌.知识图谱理论在教育与心理研究中的应用[M].杭州:浙江大学出版社,2015:111-112.

文章来源:电机与控制应用 网址: http://djykzyy.400nongye.com/lunwen/itemid-6436.shtml


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