基于WOS數據庫的近十年教育游戲文獻分析

郝建江　趙一鳴

摘 要：隨著教育游戲發展和應用的不斷深入，眾多學者對教育游戲的理論與實踐進行了研究與探討，激蕩出大量的學術成果，而對這些學術成果的研究可以為我國教育游戲的發展提供有益指導。基于此目的，文章采用引文分析研究方法，通過HistCite軟件對2006 -2015年間WOS數據庫中的347篇教育游戲相關文獻進行分析，分別從文獻時空分布、研究主體分布、高被引文獻分析與引文關系時序圖分析四個方面進行了闡述，梳理了近十年間教育游戲中的重要文獻與學術觀點，得出教育游戲研究的三方面結論：對學習效果的驗證不斷持續，與具體學科的整合應用不斷深入，開始關注教育游戲中個體間的社會交互。

關鍵詞：教育游戲；引文分析；文獻綜述；發展趨勢

中圖分類號：G40-057 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2016）22-0005-04

教育游戲是一種具備教育功能與游戲特性的電子游戲，通過引發學習者的好奇心和興趣，激勵其對知識進行探究與學習，從而達到“寓教于樂”的教學效果[1]。隨著網絡技術、虛擬現實技術等的發展，教育游戲的開發成本逐漸降低，而其功能內容卻日益豐富，眾多的專家學者對其理論與實踐進行研究探討，激蕩出大量的學術文獻。作為教育中的技術風向標——《地平線報告》也多次將教育游戲列為影響教育發展的重要技術之一，而我國目前教育中對教育游戲在具體學科的應用探究相對較少，因此有必要對目前國際上教育游戲的研究成果進行分析，來為我國教育游戲的發展指明方向。

一、數據收集與研究方法

WOS（Web of Science）數據庫是美國Thomson Scientific開發的一個大型綜合性的核心期刊引文索引數據庫，收錄了12000多種世界權威的、高影響力的學術期刊。因此本研究以WOS核心數據庫作為文獻來源數據庫，檢索與教育游戲相關的文獻。檢索主題詞為“Educational Game”或“Educational Games”或“Learning in Game”或“Learning in Games”或“Game based Learning”或“Gamesbased Learning”或“Gaming for Education”或“Integrating the Game and Education”，檢索年份區間選擇為2006至2015年，共檢索到相關文獻347篇，作為本研究的樣本文獻，檢索時間為2016年3月19日。

對樣本文獻的研究采用引文分析法，引文分析法是利用圖論、模糊數學、數理統計及其數學、邏輯思維的方法，對科技文獻的引證或被引證現象和規律進行分析，以便揭示出它們所蘊含著的研究對象所具有的特征或者對象之間的關系[2]。由于人工分析具有一定的主觀局限性，因此本研究采用HistCite引文分析軟件對樣本文獻進行分析。HistCite是由加菲爾德于2001年推出的一套引文編年可視化軟件[3]，通過該軟件可以快速鎖定某領域的重要作者與機構，重要文獻以及領域的發展脈絡，從而洞察該領域的最新進展[4]。為方便下列行文，首先對文中涉及的HistCite參數進行說明：LCS（Local Citation Score）是文獻在當前數據集中被引用的次數，GCS（Global Citation Score）是文獻在WOS數據庫中的引用頻次，LCR（Local Cited References）是文獻的參考文獻在當前數據集中的數量，CR（Cited References）是參考文獻數[5]。

二、文獻分析結果

1.文獻時空分布

將樣本文獻導入HistCite中，按年發文量（Yearly output）顯示2006-2015年間逐年的發文量，通過點擊“Histogram”繪制相應的直方圖，如圖1所示；按國家/地區（Country）顯示，可以查看樣本文獻所有的來源國家/地區列表，截取發文量排名前十的國家/地區，如圖2。在時間分布上，由圖1可以看出，近十年發文量除部分年份略有波動外，整體呈穩定上升趨勢，特別是2013、2015兩年，出現較大的文獻增長，筆者認為可能與當時出現了重大的技術突破（如：數據挖掘、大數據分析、虛擬現實技術等）以及學習科學對游戲學習的深入研究有關；在空間分布上，樣本文獻來源國家/地區共有48個，并且分布廣泛，如亞洲的中國、日本，歐洲的英國、德國，北美洲的美國、加拿大，南美洲的巴西，非洲的埃及，大洋洲的澳大利亞等等，表明教育游戲已在世界范圍內形成一定的影響。其中發文量排名前十的國家/地區分別是美國（USA，97篇）、中國臺灣（Taiwan，37）、英國（UK，37）、西班牙（Spain，25篇）、加拿大（Canada，20篇）、巴西（Brazil，17篇）、荷蘭（Netherlands，15篇）、德國（Germany，13篇）、中國（Peoples R China，12篇）、塞爾維亞（Serbia，12篇）。

2.研究主體分布

研究主體分布從機構和作者兩方面進行分析。通過在HistCite中分別點擊“Institution”、“Institution with Subdivision”和“Authors”顯示相應列表，獲知樣本文獻共涉及機構438個，子機構632個，作者1008人，相比較樣本文獻347篇，表明文獻的機構、作者合作較多，這與教育游戲本身的多學科性有關。其中發文量排名前十的一級機構分別是：麥克馬斯特大學（McMaster Univ，10篇）、紐約州立大學布法羅分校（SUNY Buffalo，10篇）、北卡羅萊納州立大學（N Carolina State Univ，8篇）、國立臺灣科技大學（Natl Taiwan UnivSci&Technol，8篇）、馬德里康普頓斯大學（UnivComplutense Madrid，8篇）、哈佛大學（Harvard Univ，7篇）、臺灣中央大學（Natl Cent Univ，7篇）、臺灣成功大學（Natl Cheng Kung Univ，6篇）、根特大學（Univ Ghent，6篇）、貝爾格萊德大學（Univ Belgrade，5篇），即近十年教育游戲的研究主要以綜合類大學為主；其中發文作者中的高被引前十作者分別是Papastergiou M、Ebner M、HolzingerA、Akl EA、Alfarah Z、Bhoopathi PS、Erdley WS、Hwang GJ、Pretorius RW、Sackett K。

3.高被引文獻分析

文獻在某領域被引頻次越高表明該文獻受到越多研究者的關注，可被認為是該領域的核心文獻。在HistCite中通過LCS排序，獲得高被引前十文獻，如圖3。從所屬期刊來看，高被引排名前十的文獻中，有八篇發表在《計算機與教育》（Computer& Education），其余兩篇發表在《醫學教學》（MEDICAL TEACHER）上；從作者來看，排名第一、二、三的文獻作者屬于高被引作者；從發表年份來看，2007年1篇、2008年3篇、2009年3篇、2010年3篇。分析如下：

2007年發表的一篇是排名第二的文獻，該文獻是關于高等教育中土木工程專業的一個游戲學習實證研究。該文對122名碩士研究生使用網絡游戲學習“混凝土結構”知識進行對比實驗研究，通過前后測實驗對照、調查問卷以及在線評估進行學習效果的比較。其實驗結果表明，使用網絡游戲的教學方法相比較于傳統的教學方法，可以顯著提升學生的學習效果，即使游戲學習的最低學習結果也可以達到傳統方法的學習效果，并且引入游戲，可以提高學生的學習興趣與熱情[6]。

2008年發表的三篇分別是排名第五、第七和第九的文獻，其中第五的文獻是關于教育游戲應用到小學地理課中促進兒童學習動機、提高學習成績的一個實證研究，通過對為期八周課程實踐的定性分析表明，學習積極性、自我期望成就、個人與小組學習、游戲情境中鏈接與應用的使用等是教育游戲達到較好學習效果的重要因素[7]；第七的文獻是關于2000-2007年間教育游戲的一篇文獻研究綜述，文章通過對50篇關于教育游戲設計的文獻以及55個具體教育游戲案例的分析，發現教育游戲中應用的學習理論主要以建構主義為主，教學策略有以建構主義支持的社區交互、問題解決、角色模擬、實踐和反饋等等[8]；排名第九的文獻是關于醫療保健教師應用教育游戲的理念設計體驗式學習活動的研究，游戲化的教學實踐活動設計為其教學提供了一種新的有效方式，并且也避免了游戲軟件設計開發的時間、資金等成本的耗費[9]。

2009年發表的三篇分別是排名第一、第四、第六的文獻，其中排名第一的文獻是對高中計算機科學教育中的游戲教學效果的驗證研究，其結果表明采用游戲應用程序的學習方法能促進學生的學習興趣，并且游戲的激勵與促進作用并沒有性別上的顯著差異[10]；排名第四的文獻是關于小學地理課中電腦游戲對學生學習動機和學習成績的影響研究，其研究結論是電腦游戲可以有效提高學生的學習動機與成績，能夠有效支持學生的地理學習[11]；排名第六的文獻是關于元認知策略在教育游戲中的應用研究，在游戲中將元認知的自我記錄（self-recording）、建模（modeling）、出聲思考（thinking aloud）三個策略中分別設置為自變量，社會問題解決能力設置為中介變量，學習成績和分數作為因變量，通過實驗表明社會問題解決能力對學習成績和游戲效果的影響較大，商用的基于游戲學習理論的現成游戲與元認知策略相結合可以有效提高學生成績，自我記錄與建模都比單一的寫作活動能更加有效地提高學生的學習成績[12]。

2010年發表的三篇分別是排名第三、第八、第十的文獻，其中排名第三的文獻是關于教育游戲對醫學學生學習效果的影響，但其研究結果表明教育游戲沒有顯著的積極或消極影響，有待進一步的設計研究[13]；排名第八的文獻是對基于游戲的學習中的激勵處理（注意、信心）和結果處理（滿意度）之間的關系探究，其研究表明激勵與結果具有潛在的相互關系，因此在教育游戲的設計中應當充分考慮激勵機制的設置[14]；排名第十的文獻是關于在線教育游戲中多人學習的研究，教育網絡游戲中可以實現主體與其他主體、客體和游戲工具的交互，而在這些交互中，學習者的社會心理因素（如學習成績、自尊、自我效能感等）與其學習效果是具有相關性的，因此教育游戲應當考慮到學習者自身特征及其社會感等諸多問題[15]。

在以上的10篇文獻中，有四篇是關于基礎教育中的教育游戲的應用，兩篇關于高等教育中的教育游戲應用，兩篇是教育游戲在醫學中的應用，九篇是關于教育游戲效果驗證的實證研究。整體而言，教育游戲在實際教育教學中涉及了不同階段的教學，既包括低階知識的學習，也包括高階知識的學習，而關于教育游戲應用到教育教學中的效果驗證是一個普遍關注的話題。

4.引文關系時序分析

通過HistCite中的“Make Graph”按鈕對LCS排序前100的文獻繪制引文關系時序圖譜，通過該圖可以觀察到該研究主題的發展脈絡與繼承關系，如圖4所示，圖中每個節點代表一篇文獻，節點中的數字是軟件中對文獻的編號。由圖4可以看到形成了一個顯著的以文獻57、31、58、62等為中心的引文關系團，此外，右側也形成了幾組稀疏的關系連線，分別對其進行如下解讀：

以文獻57、31、58、62等為中心的關系團：其文獻主要是關于教育游戲的方法、策略設計及其學習效果，對其中歷年的文獻進行分析：2007年的文獻31是關于高等教育中土木工程專業的一個游戲學習實證研究，同上文中排名第二的高被引文獻，不再贅述；2008年的文獻43同高被引排名第五的文獻，即一個關于教育游戲應用到小學地理課中促進兒童學習動機、提高學習成績的一個實證研究，文獻49同高被引排名第七的文獻，即關于教育游戲應用到的學習理論和教學策略的探討綜述文獻；2009年的文獻57同高被引排名第一的文獻，即對高中計算機科學教育中的游戲教學效果的驗證研究，文獻58同高被引排名第四的文獻，即關于小學地理課中電腦游戲對學生學習動機和學習成績的影響研究，文獻62同高被引排名第六的文獻，即關于元認知策略在教育游戲中的應用研究；2010年的文獻78同高被引排名第十的文獻，即關于在線教育游戲中多人學習的研究，文獻91是教育游戲在英語聽力和口語課程中的應用，可以提高學習成果和積極性，文獻92同高被引排名第八的文獻，是對基于游戲的學習中的激勵處理和結果處理之間的關系探究；2011年的文獻113是關于促進k-12教育中教師的游戲式教學專業能力發展的研究、文獻111研究表明構建教育游戲對學生的學習動機與深層學習策略運用要比只玩游戲的效果好、文獻109是關于教育游戲在大專軟件工程教育中的應用；2012年的文獻158通過游戲式學習提高五年級的科學內容知識和自我效能、文獻160是應用一個教育棋盤游戲對基于網絡的問題解決能力的培養、文獻156關于教育游戲對批判性和創造性思維等其他認知領域高階能力培養的研究、文獻157是講故事的電腦制作游戲在促進兒童表達能力的培養，其結果是能夠有效促進，并且在性別上女孩的得分高于男孩，獲得更高的講故事的技巧；2013年的文獻180是科學課程中合作的游戲式學習方法可以通過學生的學習表現、文獻175是基于游戲的學習環境可以支持課堂教學、文獻200的研究表明教育游戲中的適當指令和反饋可以提高學習動機與效果；2014年的文獻226是對教育游戲的腳手架的研究；2015年的文獻283是關于社會研究課程如何設計有意義的教學策略來支持探究式學習、文獻329是對基于游戲的評估來支持學生學習的研究。

以文獻74、39、80等為中心的關系團：其文獻內容主要是關于教育游戲在醫學中的應用，按年份前后分別來看：2008年的文獻39是對基于游戲的學習中的激勵處理和結果處理之間的關系探究，同上文中排名第九的高被引文獻，不再贅述；2010年的文獻74和80，前者是關于教育游戲對醫學學生學習效果的影響，同上文中排名第三的高被引文獻，同樣不再贅述，后者是關于教育者對科學教育采用游戲方法教學的看法的調查，調查表明影響課堂中使用游戲的三個因素是反思性實踐、游戲對學生的影響和網絡因素的影響；2013年的文獻172是關于新生兒學中使用教育游戲的一個隨機對照試驗，其調查結果顯示是否使用教育游戲沒有顯著的學習效果差異，因此該文章作者認為關于教育游戲在本科學習中的使用應當做進一步的研究；2015年的文獻232是教育游戲解決解剖學中學生缺乏自信與過度壓力問題的一個對比實驗研究。

圖4中右側稀疏引文連線的文獻研究內容包括教育游戲在工程、數學教育中的應用研究、教育游戲中的多人協調工作研究，游戲化學習環境設計對學習者的影響，教育游戲在特殊教育（如：智障人士的教育）中的應用等等。

三、研究結論

通過以上對教育游戲相關的347篇文獻四個方面的分析可以得出以下結論：（1）對學習效果的驗證不斷持續：教育游戲在不同學科、不同階段的教育都有涉及，而對其教學應用中的實際效果驗證研究是一個持續關注的話題；（2）與具體學科的整合應用不斷深入：從開始的一般教學法的研究，到具體學科中的教育游戲的教學策略、過程設計、知識整合的研究逐漸深化；（3）開始關注教育游戲中個體間的社會交互：目前關于教育游戲的研究除了關注個體學習效果的研究，也關注教育游戲中的人機、人人所構成的社會環境下的交互過程，側重于對教育游戲所構架的虛擬社會中的學習者社會感的探究。

以上對教育游戲十年文獻的分析研究，希望能夠為其他學者的研究提供借鑒和幫助。教育游戲作為一種集趣味性與教育性雙重特性的工具與方式，為未來教育的發展提供了一種新的思路。隨著技術的不斷成熟以及更多的相應教學產品的出現，將會為學習者的學習開辟一個新的空間。

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（編輯：郭桂真）