国际游戏化学习研究热点透视及对我国的启示与借鉴*——基于Computers&Education（2013-2017）载文分析

徐 杰 杨文正 李美林 马映梅

（云南师范大学 信息学院，云南昆明 650500）

一、引言

游戏化学习意在将游戏元素融入到学习过程中，充分发挥游戏在创设学习情境、激发学习兴趣、维持学习动机、增强学习交互和培养学习者高阶思维能力等方面的作用，旨在优化学习过程和提升学习效果。

自2012年起，美国新媒体联盟发布的《地平线报告》连续三年将“游戏化和基于游戏的学习”列为未来在教育领域得到广泛应用的新技术之一。已举办13届的美国GLS（Games+Learning+Society，游戏+学习+社会）会议，每年都持续关注游戏化学习研究的最新进展。美国AERA、AECT年会，也把游戏化学习研究作为研究热点之一。中国教育技术协会教育游戏专业委员会自成立以来，每年都将游戏化学习确立为研究/会议的主题，并对游戏化学习的理论与实践进行了深入讨论。

相关研究者从不同视角，对游戏化学习领域进行了文献梳理，并给出相应述评。如，鲍雪莹等通过知识图谱，对游戏化学习的发展脉络、主要研究内容、研究进展进行了文献梳理[1]；魏婷基于文献计量法，分析了美国游戏化学习研究（2011-2015年）的热点及动向[2]；陈博殷等对国内外游戏化学习在化学课堂教学中的应用现状进行了述评[3]。上述文章分别在不同时间呈现了游戏化学习研究的状况，主要关注游戏化学习研究的文献数量变化、核心作者分布、期刊关注度等方面。然而，目前对国际领域游戏化学习的研究热点和研究内容的系统性分析仍显不足。

由此，面对不断变化、发展迅速的游戏化学习研究领域，本文基于关键词共词分析、聚类分析和文本内容分析方法，以国际权威期刊Computers&Education（SSCI/SCI双检索）为文献数据来源，从多个维度透视国际游戏化学习研究的最新进展和热点，深度剖析其研究热点和发展趋势，并与国内游戏化学习研究进行横向比较与分析，提出未来我国游戏化学习研究的相关建议，以期为国内游戏化学习的研究与实践提供借鉴。

二、数据来源与分析

游戏化（Gamification）是将游戏理念、游戏元素和游戏机制应用到非游戏情境中的过程。游戏化学习就是将游戏融入学习活动过程中，达到“乐学”的结果。在游戏化学习领域，相继出现“严肃游戏（Serious Game）”、“教育游戏（Educational Game）”和“基于游戏的学习（Game-based Learning）”等相关术语。

其中，严肃游戏是指以教授知识技巧、提供专业训练和模拟为主要内容的电子游戏；严肃游戏在教育领域中的应用，产生了教育游戏，其同时具有游戏的特征和教育的功能；基于游戏的学习是将电子游戏应用于学习过程中，让学习者在轻松愉快的学习体验中获得知识、技能，以及培养正确的情感和高阶思维能力的过程。“严肃游戏—教育游戏—基于游戏的学习”，形成了游戏化学习的主要发展脉络，所以，我们将三者都列入关键词检索范围。

（一）数据来源

我们选取Web of Science核心合集 （包含SCI、SSCI、A&HCI三个子库），设定“TS=（gam*learn*OR education*game OR serious game）”检索式，语种为“English”，文献类型为“Article”，时间跨度为 2013-2017年，共得到5074条检索结果（截至2017年12月31日）。进一步对检索结果的“来源出版物”分析发现：有638个国际学术出版物刊载过游戏化学习相关的研究成果，其中Computers&Education在五年内共刊载了164篇文章，位列教育技术相关期刊的榜首，远远超过了Educational Technology Research and Development、Journal of Computer Assisted Learning、British Journal of Educational Technology 等同领域刊物载文的总和。

作为SSCI和SCI双检索期刊，Computers&Education的2016年影响因子为3.819，是SCI收录的教育类学术期刊中，影响因子最高的刊物。Computers&Education旨在深入探讨数字技术在教学、学习中的使用、交互、评价等全方位功能，通过发表高质量的研究成果并扩大其理论和实践的影响，来增强人们对“数字技术促进教育”的认知和理解[4]。游戏化学习的理念正好与其宗旨相吻合，因此，游戏化学习主题相关的研究成果持续受到关注。据统计，2013-2017年，Computers&Education关于 “游戏化学习”研究主题的载文数量和被引频次，如图1所示。由此，本研究以Computers&Education刊载的游戏化学习相关文献，来分析近五年国际游戏化学习研究的热点及动向，具有一定的权威性和代表性。

图1 2013-2017年Computers&Education刊载“游戏化学习”研究论文情况

（二）分析方法与过程

共词分析的基本原理是通过对某些词或名词短语，在同一篇文献中两两出现的频次进行统计，再对这些词进行聚类，反映出被研究词之间的亲疏关系，进而揭示由这些词所代表的学科或主题的结构变化[5]。共词分析法通过确定分析主题，概念术语的词源选择，高频词选定，术语的相关性计算并构建相关矩阵，多元统计分析，结合相关学科知识对统计聚类结果进行科学分析的过程，从而揭示某个主题领域的发展演化和研究热点[6]。

我们以“游戏化学习”为研究主题；选择Computers&Education杂志在2013年至2017年间所发表的164篇游戏化学习相关研究文章的关键词 （共378个）为分析词源；运用书目共现分析系统（Bibliographic Items Co-occurrence Matrix Builder，Bicomb 2.0）提取高频关键词，构造词篇矩阵；利用SPSS进行多元统计分析，得到Ochiai系数相似矩阵及高频关键词聚类树状图；最后，基于聚类结果进行文本内容的深度解读，揭示出国际游戏化学习研究的最新进展和热点。具体分析过程如图2所示。

图2 关键词共词分析过程

（三）关键词词频分析

关键词是文献核心内容的浓缩，能高度概括文献的主题信息、思想观点、论证方法等，多数共词分析研究将关键词作为主要分析单元。然而，关键词自动标引存在一定的随意性和惯用性，其规范化程度不高，在进行共词分析前，需要进行预处理（如，合并同义异语，删除或修正不规范的关键词等）。经预处理后，最终用于本研究共词分析的关键词共328个，累计出现频次为750次。词频分析就是统计这些关键词在文献中出现频次的高低，来确定该领域的研究热点。运用Bicomb 2.0提取累计出现频数大于或等于5的33个关键词作为高频词（累计频次百分比为54.93%，超过一般共词分析中高频词累计频次达到总频次40%的截取标准），可以反映近五年国际游戏化学习的研究动向，如表1所示。

表1 高频关键词分析列表（频次＞=5，部分）

（四）聚类分析

共词聚类分析是通过统计两两关键词在同一篇文献中出现的频率，形成一个由这些词对语义关联所组成的共词网络，网络内节点之间的距离，可以反映主题内容的亲疏关系[7]。本文选用与游戏化学习主题相关的高频关键词为聚类对象，把高频关键词按相互间距离的远近划分为相应的类团。类团作为某个研究点的缩影，其成员关键词有着良好的语义逻辑一致性，代表主题研究的一个子领域。具体聚类分析过程为：

第一，根据共词聚类分析法的要求，去除研究主题的核心关键词 （如,Game-based Learning，Serious Games，Educational Games，Computer Games 和 Gamification），并按频次顺序增补5个关键词，利用Bicomb 2.0生成对应的高频关键词词篇矩阵。

第二，将词篇矩阵导入SPSS进行分析，运用Ochiai系数生成33×33的共词相似矩阵 （如表2所示）。在Ochiai相似矩阵中，两个关键词之间距离的远近，用表中数值大小来表示，数值越接近于1，表明关键词间的距离越近，相似程度越大；反之，数值越接近于0，关键词间的相似程度越小。从表2统计的结果来看，游戏（化）在“交互学习环境”创建、“初等教育”应用、优化“教学/学习策略”等方面，受到了研究者的高度关注。相对而言，表2中未列出的一些关键词（如，动机、交互度、价值与认知、移动学习等）与游戏化学习距离较远，相似系数较小，说明与这些关键词相关的研究受关注程度较低，还有较大的探索和发展空间。

第三，通过层次聚类获得高频关键词的聚类树状图，以此初步将高频关键词归纳为5个类别，并利用皮尔逊相关系数矩阵，检验聚类结果的有效性。由于共词聚类分析方法存在以下不足：关键词使用不规范，关键词数量的有限性，新颖关键词易于被忽视，关键词的调整与处理容易造成矩阵数据失真，词语间的共现关系与其语义相关性不具有必然性等[8]。本研究辅以人工聚类分析来弥补，人工聚类的过程为：基于高频关键词溯源到代表性的文献，并对文献标题和摘要进行人工判读，抽取出与统计聚类关联紧密的主题词，从而进一步检验和保证了聚类结果的可靠性。关键词聚类最终结果如表3所示。

三、基于聚类结果的文本内容分析

基于高频关键词的共词分析与聚类结果，当前国际游戏化学习的研究，主要涉及游戏化学习的价值认知、资源的设计与开发、应用领域和应用方式、学习效果与评价以及新技术嵌入5个分支主题。我们进一步对Computers&Education杂志近五年刊载的，与各分支主题密切相关的研究成果进行文本内容解析，以更加细致地阐述国际游戏化学习的研究热点和趋势。

（一）类别之一：游戏化学习的价值认知

游戏化学习试图将传统的学习活动“转化”为游戏活动，其内在目的在于满足学习者内心需求、情境探索、角色操控和愉悦体验，外在目的在于激发学习者的学习动机、调节内心情感、培养社交技能和促进认知发展[9]。然而，游戏化学习并没有在日常教学中得到普遍使用，游戏激发的动机和培养的技能，未能很好地迁移到用户的常态化学习中，这与教育者（或决策者）和学习者对游戏本身和游戏在教与学过程中的价值认知不足有密切关系。游戏化学习的认可和接受程度是其理论研究和实践应用得以发展的前提，国际游戏化学习的研究对此给予了较多关注。

表3 关键词聚类结果

游戏化学习能否在日常教学中有效应用，取决于教师的态度，而要得到人们的普遍认可，需要一个过程。Computers&Education杂志近五年来不间断地刊载了针对教师对课堂教学中使用游戏的看法，教师对游戏的实际使用，以及游戏化学习的可接受性等进行研究的相关文章。

Bourgonjon J.等认为，游戏化学习的采用和有效性，在很大程度上依赖于一线教师的接受与认可程度，并把他们称为教学变革的推动者。他们提出了一种用于描述中学教师对游戏的接受程度和预测模型，并采用结构方程模型方法验证研究假设，得出：优质的游戏化学习资源和教学设计，正向影响教师对游戏的接受程度[10]。Proctor M.D.和Marks Y.对美国259位利用数字游戏进行课堂教学的教师进行追溯调查，得出：教师在课堂上采用游戏的趋势与罗杰斯技术采纳曲线相吻合[11]。Li S.S.和Huang W.C.以台湾小学教师为对象，研究了游戏化学习的非采纳者与早期采纳者、采纳者以及潜在采纳者之间的差异，发现：小学教师的生活方式对游戏化学习的感知属性产生较强的影响；那些年龄更大、没有电子游戏经验的男性教师更有可能是游戏化学习的非采纳者；游戏化学习的采用受到社会奖励的驱动[12]。

（二）类别之二：游戏化学习资源的设计与开发

“什么样的游戏更适合学习？”是游戏化学习资源开发首要关注的问题。优质的游戏化学习资源，不仅要强调游戏形式和过程的趣味性，而且还要重视游戏内容和方式的科学性。当前开发出来的游戏化学习资源，要么是一个很好玩但没有太多教育性的游戏软件，要么是没有太多游戏性不好玩的教学课件，能将二者很好地结合起来的优秀游戏化学习资源较少。如何在“游戏性”和“教育性”中寻找一个动态平衡点？这一直是游戏化学习资源设计与开发的难点。Computers&Education杂志刊载了较多的论文来探讨这一问题，既有将活动理论、沉浸理论等应用于游戏化学习资源设计与开发的理论性文章，也有将游戏与学科结合，开发出适合学习者风格、人格特征且具有情境化、个性化的数字游戏。

在游戏元素与学习目标关联方面，Carvalho M.B.等基于活动理论，提出了游戏化学习资源开发的概念模型（如图3所示），该模型将每种游戏活动沿时间走向分为多个“目标—工具—行为”的结构体，旨在探寻如何有机构造游戏的具体元素来支持学习[13]。在游戏机制设计方面，Nebel S.等研究了排行榜机制在游戏化学习中的有效性及应用方式[14]；Hew K.F.等研究了游戏机制对学生认知与行为参与性的影响[15]；Akcaoglu M.提出了“游戏设计、问题解决、问题定位和自由设计”的游戏化学习资源设计程序，以此通过游戏活动，提高学生的问题解决能力[16]。

图3 基于活动理论的游戏化学习资源开发概念模型

在游戏与学科结合方面，Schenke K.等开发了基于数学标准的游戏化学习软件，旨在研究游戏设计特征与数学规则（标准）之间的相互匹配，以及哪些游戏设计元素能提升学生的特定数学技能[17]；Kao Y.M.等定制了一款“蜡笔物理学”的数字游戏，游戏基于不同的教学内容和目的，依据游戏的特点，为学习者精心设计了“学习脚手架”，以此来评估“游戏支架”对学生物理概念习得、解决物理问题和发掘学生创造潜力等方面的影响[18]；Hwang G.J.等提出了一种“基于概念图的嵌入式数字游戏”方法，并以此开发了小学自然科学课程的游戏化学习软件。该资源将自然科学概念映射到游戏的场景中，以降低学生的认知负荷，支持学生在游戏过程中学习到相应的知识[19]。

在个性化数字游戏开发方面，Buckley P.等研究了个人学习风格和人格特征，对游戏化学习效果的影响，为游戏化学习干预的有效设计提供支持。研究结果表明：游戏化学习资源的开发应更加细致、更有效地将学习者的风格和特征融入其中，并积极创设促进学习的游戏化情境[20]。

（三）类别之三：游戏化学习的应用研究

游戏（化）支持学习的价值，只有在应用中才能得以实现。游戏在学习过程中的有效应用，既是游戏化的教育价值诉求，也是游戏化学习发展的重要驱动力。关于游戏化学习的应用研究，Computers&Education刊载了大量以实证研究为主的文章，包括不同应用领域的学习对象适应性研究，支持各种高阶思维能力培养的应用策略研究，以及将游戏与科学教育、幼儿教育和特殊教育等相融合的跨学科研究案例等。

在游戏化支持学习者高阶思维能力培养方面，Hwang G.J.等在小学社会研究课程中，通过实验研究方法，验证了情境式数字游戏对探究性学习绩效的影响，实验结果表明：基于情境式数字游戏，开展探究性学习的方式，有效地改善了学生的学习动机、满意度和学习成绩。并且，在学习成绩提升方面，“主动型”学习风格的学生比“反思型”学习风格的学生受益更多[21]；Lee H.等借助移动型学习游戏，探讨了“非对称学习内容”在培养学习者的合作性批判思维方面的有效性，研究得出：由非对称学习内容引发的互惠型合作（研究者将其称作隐性合作条件），最有利于问题的解决，强化了合作学习对批判性思维能力的影响[22]。

在游戏与科学教育结合方面，Sung H.Y.等利用剧目网格方法（Repertory Grid Approach），对协作型的游戏化学习进行了实验研究。其目的在于通过整合基于网格的Mindtool（一款思维工具软件），来帮助学生分享和组织他们在游戏过程中学到的知识。研究得出：将预先提供的知识组织嵌入到协作游戏环境中，有利于强化学生的学习态度和学习动机，也提高了他们的学习成就和自我效能感[23]。Law V.等研究了游戏化学习环境下问题支架 （知识提示和应用提示两种类型）与反馈类型（正确知识响应和详尽说明响应两种类型）之间的相互关系及其对科学学习效果的影响。研究结果显示：游戏化学习情境中，在知识提示的问题支架条件下，有详尽说明响应反馈的学生，比有正确知识响应反馈的学生，学习效果更好；而在应用提示的问题支架条件下，有正确知识响应反馈的学生，表现出更好的学习效果[24]。

在游戏化学习与幼儿教育结合方面，Haake M.等使用Teachable Agent数字游戏（一种为儿童的游戏与学习提供支架的教育软件），探讨幼儿对数字化学习活动的反思和推理能力，研究者分别对瑞典南部的65名学龄前儿童的连续游戏回合进行案例分析，结果显示：学龄前儿童对Teachable Agent等这类游戏感兴趣，并且在游戏过程中能够理智地反思自己的学习行为，并体现出良好的推理能力[25]。Hsiao H.S.等试图通过实施 GIGL（Gesture Interactive Game-based Learning，基于手势交互的游戏化学习）方法，来提高参与游戏的学龄前儿童的学习效果和运动技能。研究者对台湾105名幼儿学生开展了准实验研究，得出的结论是：GIGL方法是一种有效的学习方法，与传统的基于活动的游戏化学习方法相比，它在很大程度上提高了学龄前儿童的学习效果和运动技能（协调性和敏捷性）[26]。

游戏化学习在特殊教育领域的应用方面，Vasalou A.等研究了游戏化学习对阅读障碍儿童在词汇学习中的影响。研究以社会建构主义为视角，设计并研发了一款名为“单词问题”的数字游戏，运用主题内容分析法，对儿童“玩游戏”的日志进行分析。该研究得出的主要结论有：（1）儿童在游戏的行为和体验过程中，都能自发地参与游戏讨论；（2）游戏让儿童学会如何正确面对学习过程中的挫折或失败；（3）游戏不仅让儿童体验到学习的乐趣，有很强的社会参与感；而且还能通过激发师生间的社会交互，来为其创造更多的学习机会[27]。

（四）类别之四：游戏化学习的效果评价

游戏化学习效果的有效评价，不仅有利于游戏化学习过程和资源的改进，而且有利于挖掘游戏化学习的教育意义和提升游戏化学习应用水平。游戏化学习效果评价，既包括数字游戏本身的评价，也包括游戏化学习活动过程与结果的评价。关于游戏化学习效果评价的研究主题，Computers&Education一方面，主要关注影响游戏化学习效果的因素，增强游戏在交互学习环境创设、学习动机激发与维持、学习活动的交互性和参与度的策略，改进游戏化学习绩效的干预措施；另一方面，关注适合游戏化学习评价的具体方法，以及评价框架、维度、指标的构建。

在游戏属性和应用效果影响因素方面，Tan J.L.等关注了一项 “社会问题解决技能游戏”的评价研究。评价的目的是判断在游戏过程中，如何有效地体现预期设计的游戏属性。研究结果表明：设计适合儿童的游戏属性的反馈，有助于给孩子们带来更多的刺激，有助于将游戏指令与目标关联，有助于儿童通过适当的挑战来完成游戏目标[28]。Guo Y.R.等在一个“信息素养游戏”中，探讨了“情感EA（Affective Embodied Agents）”对学习动机、学习乐趣、学习成效、感知有用性和行为意向的影响。实验得出的研究结论为：在信息素养游戏中，学生在学习动机、学习乐趣、感知有用性和行为意向方面均受益于情感EA，而情感EA与学习成效方面并没有显著性影响关系[29]。

在游戏（化）支持学习或教学效果方面，Erhel S.和Jamet E.进行了游戏化学习过程指导和反馈，对学习动机和学习效果影响的研究。这项研究的第一个实验，主要探讨学习性指导和娱乐性指导对学习动机和效果的影响，结果表明：学习性指导更能激发学习的积极性，引起更加深入的学习。第二个实验研究发现：如果对学习者的表现给予经常性的反馈，那么，娱乐性指导会引发深度学习。两个实验都表明：游戏化的学习环境，可以提高学习者的学习动机和效果，尤其在促进学习者对学习内容的深度加工方面，具有独特的功能[30]。

Hanus M.D.等进行了游戏化在课堂教学中应用效果的纵向研究。该研究从学习者的内部动机、社会性比较（Social Comparison）、满意度、努力和学业表现5个维度，来评估课堂中游戏化的应用效果。研究结果显示：游戏化在课堂教学中的应用效果并不佳，实验组（游戏化课程组）内学生表现出较低的动机水平、满意度和认可度，其最终学业成绩也比控制组的学业成绩低[31]。这说明课堂中选择游戏（化）进行教学，应考虑学习内容是否合适，教学设计是否合理，以及学习者对游戏化学习方式是否认可等问题。

针对当前游戏化学习效果评价方法的异质性，而导致人们对其评价结果的可靠性和有效性的质疑问题，All A.等通过对评价干预维度和方法维度的改进，提出了游戏化学习评价的框架，并制定标准化程序，以增强游戏化学习评价研究的有效性[32]。Caballerohernandez J.A.等使用了一种被称为“系统映射研究（Systematic Mapping Study）”的方法，对 400 多份相关文献进行分析，结果表明：大多数游戏化学习的评价方法，主要针对过程性目标而不是总结性目标，诊断性评价和综合性评价较少，评价存在评价结果预设、应用范围受限、评价方法可扩展性不强等问题[33]。

Petri G.等对游戏化学习的评价做了系统性文献综述，通过对117篇游戏化学习评价文献的分析，讨论了游戏化评价的各方面内容（包括研究设计、分析要素、评价模型/方法、样本大小、数据收集工具、数据分析方法等），最后，他们指出：（1）游戏化学习的评价研究，通常以游戏为载体，经过简单的研究设计，然后采用问卷调查，收集学习者的主观反馈，这类研究结果科学性不足；（2）多数评价采用小样本进行，主要使用定性方法对数据进行分析，研究结果的可信度不足；（3）多数研究并没有使用定义明确的评估模型或方法，这表明需要有更加科学的评价和方法支持[34]。

（五）类别之五：新技术嵌入的游戏化学习研究

随着新兴技术在教育领域中应用的迅速发展，研究者逐渐认识到为技术增加游戏元素，不仅可以提升技术应用的趣味性，保持学习者的学习动机，还可以提升游戏化学习方法的多样性和学习过程的交互性，从而提高学习的参与度与持续性。新技术嵌入的游戏化学习研究，正逐渐成为一个新兴热点和趋势。对此，Computers&Education也刊载了相应的文章，并且文章数量正呈现出逐年增长的态势。目前，研究主题既包括虚拟现实、增强现实、人工智能、实物界面、自然用户界面等技术在数字游戏开发中的应用，也包括视线追踪、数据挖掘、神经网络分析等技术在游戏化学习实验研究等方面的应用。

在虚拟现实技术与游戏化学习结合方面，Berns A.等开发了一款名为VirtUAM的虚拟世界平台，并借助该平台来研究3D虚拟游戏环境对学习者动机与学习效果的影响。他们对虚拟游戏环境中学习外语的85名大学生进行了实验研究，得出结论：（1）为学习者提供实时反馈，可帮助其在不同游戏活动中获得成功，可以使学习变得更容易和更有效率；（2）在沉浸式的游戏环境中，呈现词汇在语境中相应的实例，可以使学习更易于理解；（3）游戏中的竞争和合作，使学生更加活跃，使学习变得更有趣；（4）游戏化的学习环境为学习者提供更多的互动机会，由此，可以消除学习者对学习困难或失败的恐惧[35]。

Chen C.C.研究了Second Life中影响学习体验的因素和基于任务的语言习得效果。他们采用扎根研究方法，对15位成人学习者的数据进行多元定性分析，经过“三角互证”得出结论：Second Life中的三维多模态资源，为学习者提供视觉和语言支持，促进了语言学习；基于Second Life的游戏特征，模拟真实情境的任务，可以优化学习者的虚拟学习体验[36]。

在增强现实与游戏化学习融合应用方面，Hsu T.C.运用两款基于增强现实技术的数字游戏，对台湾地区38名三年级学生英语词汇学习的影响因素（主要包括心流体验、认知负荷、学习焦虑、学习效果）进行了研究。结果表明：（1）学生使用基于增强现实的“自我导向”型或“任务驱动”型数字游戏，取得的学习效果差异并不明显，但使用“自我导向”型游戏的学生表现出更高的“心流体验”；（2）在两种AR学习游戏中，具备序列型学习风格的学生，他们在学习过程中体现出较低的认知负荷和学习焦虑；（3）游戏的难度和控制应与学习者的熟练程度相吻合，并且能自由调节步调的游戏更受学生的青睐；（4）在产生学习焦虑时，学习者会付出更多的心力，但并不能说明保持较低的学习焦虑和心力付出会对学习有益，相反，适当的学习焦虑和心力付出会更加促进学习[37]。

在借助新技术开展游戏化学习实验研究方面，Lamb R.L.等利用神经网络分析技术，对数字游戏中学生的潜在认知进行研究。他们利用数字游戏来模拟与科学学习相关的认知属性，并使用人工神经网络对游戏中科学内容的认知任务进行诊断。研究认为，与现实生活中的任务有助于建立移情模型相类似，可以使用与数字游戏任务相关的Q矩阵来定义、测量和产生潜在认知属性的层次模型[38]。

Tsai M.J.等将被试分为高概念理解能力和低概念理解能力两组，借助视线追踪技术，进行了游戏流程与玩家视觉行为的差异性实验研究。结果显示：高概念理解组的玩家，在游戏中表现出更佳的文本阅读策略和更好的视觉注意力控制，而低概念理解组的被试，在概念表征方面，存在一定的困难；高概念理解组在游戏流程和视觉行为两方面，表现出更好的控制能力且更加专注[39]。该研究成功地探索出运用视线追踪技术，在游戏化环境中寻找学习者视觉行为的模式，并提出了清晰的游戏化学习流程结构。

四、研究结论及对我国的启示

游戏化学习是游戏与学习相融合的产物，是当前教育技术领域的研究热点之一，正受到越来越多研究者的关注。面对发展迅速、不断变化的游戏化学习，本文采用定量与定性相结合的文献研究方法，对国际学术权威期刊Computers&Education刊载的关于游戏化学习的文献，进行阶段性和深层次分析。基于客观数据，多角度地解析了国际游戏化学习的研究进展，由此归纳出当前国际游戏化学习的研究热点框架（如图4所示）。

图4 国际游戏化学习研究热点框架

通过对Computers&Education期刊近五年内刊载的164篇游戏化学习研究文献的系统性梳理，比较全面地呈现出该领域的发展概貌。文献数量虽然从2015年以前的高峰有所回落，但其文献被引频次持续上升，显示出国际游戏化学习的研究，仍然持续升温并逐步向深度发展。

总体来看，国际游戏化学习的研究主要集中于：对游戏化学习的价值认知和理论体系构建，个性化、智能化游戏化学习资源的设计与开发，游戏化学习的应用研究，游戏化学习应用效果评估和评价方式，以及新技术嵌入的游戏化学习研究五个方面。在系统分析国际游戏化学习研究进展的同时，我们对同时期国内游戏化学习研究成果，也进行了文献梳理（限于篇幅，在此不再赘述），并基于国际游戏化学习研究热点与国内研究的横向比较分析，提出未来国内游戏化学习研究的几点建议：

（一）关注游戏化学习的价值认知，提升用户对游戏化学习的认可度

游戏化学习作为一种新的方式，使用者的态度起到关键性作用。用户对游戏化学习方式的认可，是其理论与实践得以持续发展的前提。游戏化学习究竟给学生带来哪些改变？师生对游戏化学习持有什么样的看法？使用游戏化学习的教师、学生及管理者，对游戏的认可程度如何？在我们选择分析的文献样本中，有较多的研究对这些问题进行了探索，从各方面研究了师生游戏化学习的信念、期望与态度，分析了用户接受或排斥游戏化学习的原因。

例如，Proctor M.D.等人研究发现：在初等教育中，师生对游戏化学习的认知、采用，以及资源、技术的获得，比中等教育更好、更加熟练；中高年级课程内容的复杂性和分散性，使得游戏化学习资源与课程内容的匹配程度较低；并且中学生基于游戏学习的兴趣和动机水平，都比小学生或幼儿低[40]。Adukaite A.等人的研究表明：教师更倾向于与课程内容契合度高，有利于激发学生学习动机的趣味性强的游戏资源；学生则对提供挑战、创造更多学习机会、易于操作与理解的游戏化学习内容，表现出更强的使用意愿和更高的自我效能感[41]。

游戏化学习价值认知的研究，不仅有利于开发出集教育性和娱乐性于一体的优质游戏化学习资源，而且有利于针对学习问题开展相应的游戏化教学活动设计，促使师生从游戏化学习使用的“非接受者”向“接受者”转变，并最终成长为游戏化学习的“主动使用者”。学习者对游戏的认可、对趣味性的强烈诉求，将催生出使用游戏化进行学习的动力。相对而言，国内对游戏化学习价值认知的研究还较少，需要引起研究者更多的关注。

（二）重视游戏化学习资源的设计与开发，为游戏化学习的应用提供优质载体

丰富优质的游戏化学习资源，是游戏化学习活动开展的前提，也是游戏（化）在教育领域应用的基础。具体学习过程中的游戏化是什么？选择哪些合适的游戏特征？如何设计游戏机制?国际游戏化学习领域的研究者们对此进行了深入的探讨。不仅构建了游戏化学习资源设计的概念模型，而且也有内容丰富、形式多样、设计巧妙且精致的数字游戏。

例如，芬兰游戏开发者Purho P.基于2D物理引擎开发的解谜游戏“蜡笔物理学”[42]。学习者通过手中蜡笔绘制出任意图形，而图形会奇迹般地变成现实物体，利用真实的物理原理，将小球推到目标点就可过关。游戏中每一个谜题的解密，都需要学习者带有艺术性和创造性的思维来完成。Manero B.及其研究团队开发了一款讲述西班牙经典戏剧 “愚蠢的女人”这一故事的数字游戏。该游戏旨在增强高中生对传统戏剧的兴趣，学习者在游戏中“化身”为故事主角，经历戏剧中不同的故事情节，做出不同的决策，最终获得不同的故事主线和结局。通过参与游戏，加深对戏剧中故事、语言及诗律等内容的理解，极大地激发了学习者对经典戏剧的兴趣[43]。

国内部分研究者根据不同适用对象，基于不同的理论，也开发了相应的游戏化学习资源。例如，王永固等基于心流理论开发了“妙音博士乐园”学习游戏[44]；马颖峰等基于多元动机框架理论设计了“神奇的水果电池”学习游戏[45]；李海峰和王炜开发了“护林小熊[46]”和“环卫斗士[47]”两款数字游戏；陈向东等先后设计与开发了“快乐寻宝[48]”和“泡泡星球[49]”两款增强现实型数字游戏。

国内研究者在积极地设计与开发适合不同学习活动的数字游戏的同时，应积极吸收国际研究者在游戏元素运用（如，积分、徽章、排行榜、挑战和虚拟形象等）、游戏机制设计（如，游戏任务、竞争、反馈、规则、探索、协作和时间限制等）、数字游戏个性化设计（学习风格、个体特征等）方面的经验。特别地，当前国内在游戏化学习资源的设计理论模型、开发模式（如，采用学习游戏的“软件服务外包”开发模式）等方面的研究还较欠缺。国内研究者需要积极借鉴国际优秀游戏化学习资源的设计思路和开发模式，开发出交互性和体验性更强，游戏性和教育性耦合度更好的灵巧性、个性化数字游戏。

（三）拓宽游戏化学习的应用范围，促进游戏（化）在教育领域中的深度应用

从关键词聚类结果上看，国际游戏化学习在应用层面的研究文献数量最多。研究者针对不同的用户群体，在不同的学段、不同的学科，进行了广泛的实证研究。特别在与学科结合方面，研究者以案例应用的方式，开展了大量系统化、持续性研究，几乎涵盖了全部学科课程（如，以字母、单词、对话为内容的语言类课程，数学、物理、化学、地理等基础性课程，音乐、美术等艺术类课程，还有计算机、社会交互等技能类课程）。他们在通过游戏（化）来提升学习兴趣，维持学习动机，增强社交技能，培养合作、探究、问题解决、批判性思维、创造力等高阶思维能力方面，开展了卓有成效的研究。

纵观游戏化学习应用研究的现况，国内在游戏化应用的学段分布、课程分布方面，与国际研究状况差异不大，并且呈现出多元化应用的良好趋势。然而，国内游戏化学习的应用研究还存在诸多问题，如，对用户群体的细分程度、游戏特性与用户学习特征适合度的研究不足；游戏与学习内容设计不恰当，游戏设计易于忽略学习活动、目标的要求；没有明确的方法和流程来指导学生选择合适的游戏，并帮助学生熟练使用游戏技能；多数已有的应用研究成果，往往对游戏化概念、理论基础、设计理念进行过多的阐述，而对游戏化学习活动的具体设计、开展过程、应用效果等方面的论述，则是浅尝辄止，深度不足。

国内研究者应积极借鉴国际游戏化学习应用的研究成果，开展更加深入的多元化应用研究。例如，对游戏用户进行更为细致的分类，研究其学习风格与游戏元素、游戏机制的适合性；积极探索数字游戏选择和使用的策略模型；深化游戏在学科教学中的应用，关注以利用不同形式的游戏来支持学习活动，验证不同游戏元素在学习中的作用；尤其要学习国际研究者在游戏化与幼儿教育、特殊教育、创客教育以及STEM教育相结合的跨学科研究方面的经验，促进游戏（化）在教育领域中的深度应用。

（四）多维度构建游戏化学习的评价机制，增强评价的有效性、可靠性和精确性

游戏化学习的评价机制，既可以作为评判数字游戏内容、设计和应用效果的工具，也可以帮助学习者识别符合自己学习特征、学习需求的数字游戏。许多国际研究者正为游戏化学习的评价做出努力，他们从不同维度（如，学习动机、学习效果、游戏技能、心流体验、游戏中的情感、游戏化学习的满意度和行为意向等）开展了相应的评价研究，针对不同学习对象、知识类型、游戏化学习环境及影响游戏化学习效果的关键因素等，提出了相应的评价框架、评价体系、评价流程和标准。国际游戏化学习的评价方式多样，如，参与式评价、启发式评价、过程性评价、激励性评价和对评价本身的元分析等。国际游戏化学习的评价研究体现出较强的整体性和系统性，不但对游戏设计、开发进行功能性评价，而且对其应用过程、应用效果也开展跟踪式的研究。

相较而言，国内关于游戏化学习的评价研究，成果较少，并且多数研究只关注到游戏化学习评价过程中的某一环节。沈娟和章苏静认为，国内游戏化学习的评价方法主要有两类：一是借助某种学习理论而开展的定性评价；二是从教育性、游戏性和技术性三个维度而开展的定量评价[50]。刘文辉等在对已有游戏化学习评价框架综合分析的基础上，构建了中小学理科游戏化学习的评价指标体系[51]。总的来说，国内已有研究成果要么仅对数字游戏的功能进行分析，要么只对其应用效果进行评判，还未有从数字游戏的设计、开发、应用和效果等全过程，进行持续性的评价研究。

因此，国内研究者需要进一步完善游戏化学习的评价机制，针对不同类型的数字游戏，制定相应的评价指标体系。游戏化学习的评价，不仅要评定游戏本身的可玩性、学习者对游戏的熟练程度，也要通过对游戏玩家的学习数据分析，评定游戏过程中的学习参与度、学习目标的达成情况，还要对学生的游戏心理特质、游戏自律性等素养进行测量与分析。

（五）加强技术嵌入的游戏化学习应用研究，抓住新兴技术为游戏化学习研究带来的新机遇

游戏化学习作为技术促进学习的一种方式，必然随着技术的革新而发展。数字游戏与新兴技术的融合趋势明显，虚拟现实、增强现实和人工智能等技术凭借其优势，引起了游戏化学习研究者的关注。

虚拟现实技术采用三维图形、音频及特殊的外围设备，利用计算机生成交互式虚拟环境，使用户在虚拟环境中获得较高的沉浸感和参与度[52]。虚拟现实与游戏的结合，可以为用户创建类似现实世界的、具有多重表征和感官刺激的交互式游戏环境，并且能够根据玩家的输入信号做出及时回应，帮助学习者思考和想象现实世界中不存在的事物，引发新的联想，从而深化学习。

增强现实技术将计算机生成的虚拟信息叠加到真实场景上，并借助感知和显示设备，将虚拟信息和真实场景融为一体，最终呈现给使用者一个感官效果逼真的新环境[53]。增强现实可以极大地提升数字游戏的临场感和沉浸性，使学习者在游戏中可以获得实时交互及深度沉浸的体验。

人工智能通过程序使计算机能进行一些思维推理，使其具备一定的环境适应、自动学习、自动决策等类似于人类的高级智能。具有人工智能的数字游戏“能听、能看、能说”，而且还能理解特定学习者的情绪，使参与游戏进行学习的学生，以语言、文字、图像、手势、表情等自然方式在游戏中进行交互。利用人工智能技术控制虚拟游戏场景中的人或动物，可以使这些虚拟的人或动物能够像真实存在一样，与游戏者进行持续的互动，并提供及时的反馈[54]。

国内外研究者正积极尝试，从多个方面探讨在新兴技术条件下，游戏化学习的创新应用。新兴技术与游戏技术相结合，既可以创设出复杂的、逼真的游戏化学习情境，增强游戏化学习的实时交互性、深度沉浸性，也可以为用户在游戏中获得及时的游戏指导和学习反馈，从而有效促进学习者进行自主学习，并有助于游戏伙伴之间的任务完成和情感交流。利用智能技术，可以更加深入、更加细微地窥视、理解学习者在“玩游戏”过程中学习是如何发生的，是如何受到其他因素的影响，进而为学习者的高效学习创造条件。

此外，随着新技术的飞速发展，技术应用门槛的降低，可穿戴设备、自适应学习、情感计算、数据挖掘和神经网络分析等技术，也逐渐应用到游戏化学习领域，这必将推动游戏化学习的应用和研究向更高水平迈进。国内研究者应主动适应和引领新技术在游戏化学习领域中的应用，提升数字游戏的开发水平及其在学习活动中的应用效果，凸显游戏（化）在学习中的重要作用，使学习变得更加快乐、更加科学。