游戏化学习的研究进展与展望

2023-05-30梅培军金婷婷

中小学课堂教学研究 2023年1期

梅培军金婷婷

【摘要】对CSSCI数据库和核心期刊数据库中以“游戏化学习”为主题的134篇文献进行内容分析，从文献年代分布情况、学科分布情况、来源出版物、关键词演变、研究者层次等五个维度进行划分与讨论。研究表明，游戏化学习作为学界的热点话题，其研究存在着学科分布不均衡、比较研究缺乏、评价机制不完善、忽视对学习动机的深入分析等诸多不足。未来，游戏化学习应该指向深度学习和核心素养，倡导游戏化的跨学科学习和元宇宙支持下的游戏化学习研究。

【关键词】游戏化学习；深度学习；核心素养；跨学科学习；元宇宙

【作者简介】梅培军，副教授，硕士研究生导师，主要从事课程与教学论研究；金婷婷，温州大学在读硕士研究生，主要从事小学教育研究。

【基金项目】2019年度江苏省社科应用精品工程课题“教育信息化2.0背景下江苏省数字化资源重构研究”（19SYC-178）

一、问题的提出

近年来，随着大数据、体感技术、5G网络的普及，我们与周围的环境开始建立起即时、动态的信息交互关系，在进入泛在学习的同时，也体验着泛在游戏。游戏是儿童的天性，是儿童最好的学习方式之一。德国诗人席勒在《美育书简》中指出：只有当人在充分意义上是人的时候，他才游戏；只有当人游戏的时候，他才是完整的人。［1］荷兰学者胡伊青加认为，游戏是人类文化发展的源动力，人在本质上就是游戏者［2］。简·麦格尼格尔在《游戏改变世界》中指出，游戏化可以让现实变得更美好，提升人的幸福感，构建更美好的现实社会［3］。教育应该让学生有时间思考，做自己喜欢的事情，真正享受学习带来的幸福。2014年《地平线报告》指出，游戏早已跨越纯粹的娱乐领域，開始广泛应用于非游戏情境［4］。教育与元宇宙联系紧密，游戏化学习在教育元宇宙的支持下，表现出及时反馈、高沉浸式体验、强交互性和自主创造性等新特征，成为教育元宇宙的应用场域［5］。人们对游戏化学习抱着较高期待，但不少研究表明游戏化学习在实际运用过程中存在一定困境。因此，本研究通过梳理近20年来国内CSSCI与核心期刊关于游戏化学习的研究，总结游戏化学习的发展现状，思考游戏化学习能为学习者带来什么，并展望未来的研究重点。

二、相关概念界定

（一）游戏化

游戏化是将游戏或游戏元素、游戏理念和游戏精神融入非游戏情境中，以提高用户的参与度和积极体验。常用的游戏元素有等级、积分、排行榜、勋章、星星，虚拟代币等外部激励与反馈机制。

（二）游戏化学习

在游戏化学习的研究领域，出现了“严肃游戏—教育游戏—基于游戏的学习”的发展脉络，体现了人们认知和情感态度的转变。关于游戏化学习的定义，陶侃指出，游戏化学习是基于动态化、可交互的拟真问题情境，学习者在自我探究的基础上展开合作交流进而促成问题有效解决，在此过程中形成一种非正式学习场域［6］；张金磊指出，游戏化学习是教育者将游戏作为与学习者沟通的互动平台，采用游戏的方式向学习者传递知识信息［7］。

根据众多学者的研究成果，本研究认为游戏化学习实质是一种学习模式，更大程度上是以学习者自主探究为主，教育者采用游戏的方式，为学习者营造一种相对宽松、自由的氛围，学习者以游戏作为平台开展学习，从而促进学习者创造能力、问题解决能力、合作交流能力等高阶能力的发展。

三、研究设计

（一）抽样

为了对国内游戏化学习的研究进展进行梳理，本文以“游戏化学习”为关键词，在CNKI数据库中选取核心期刊和CSSCI期刊进行计量统计和基于知识图谱的可视化分析，得到检索结果146篇（截止时间为2022年4月5日）。经筛选，剔除活动记录及重复样本，最终获得实际样本134篇，以这134篇文献作为最终研究对象，梳理国内游戏化学习的研究现状，思考游戏化学习给我们的启示并提出研究展望。

（二）研究维度

1.文献年代分布情况：展示研究成果在不同时期的数量差异，了解游戏化学习的研究起始及时间跨度，分析游戏化学习的研究趋势。

2.学科分布情况：考察游戏化学习应用学科，对其进行基本的分类，了解游戏化学习所涉及的领域。

3.来源出版物分析：考察游戏化学习研究的来源，了解有关游戏化学习的高产期刊。

4.关键词分析：对关键词演变进行分析，梳理关键词的出现频次，得到关键词高频表，了解游戏化学习研究热点的变化情况。

5.研究者层次分析：对作者身份进行分析，了解研究者层次，明确游戏化学习的研究者构成。

（三）研究方法

本研究以游戏化学习的相关文献作为研究对象，对其进行内容分析，按照一定的研究维度进行定量分析，精读相关文献进行定性描述，定量与定性相结合以发现学界研究现状及走向，了解研究背后存在的问题，预测研究趋势。

四、研究结果

（一）文献年代分布情况

根据检索情况，2003年至2022年4月5日期间核心期刊和CSSCI期刊数据库国内关于游戏化学习的研究成果刊发量如图1所示。

从图1可以看出，就所选论文而言，早在2003年国内就开始对游戏化学习展开研究，开始时间较早，研究时间跨度较大；2003年至2014年文献发表数量不多，均少于8篇。在这个时期，游戏化学习这一研究主题尚未引起学界的广泛关注。2015年游戏化学习的研究短暂地迎来了一个小高峰，发文数量达到12篇，这可能和2015年教育部办公厅印发的《2015年教育信息化工作要点》这一文件有一定关系。该文件提倡大力提升信息技术，为实现教育现代化和构建学习型社会提供有力支持。2015年至2016年，发文数量又急剧下降，关于游戏化学习的高质量研究成果数量有限。从相关文献内容来看，学者对游戏化学习的研究开始持冷静态度，开始对其是否确实能够提高学习效果提出质疑与反思。2016年至2018年，发文数量急剧上升，游戏化学习重新成为学界关注的热点。2019年至2020年发文数量又有所下降，研究呈降温趋势。2020至2021发文数量有所增加。

（二）学科分布情况

通过对检索记录的研究方向的分析，笔者了解了游戏化学习所涉及的学科领域。游戏化学习主要应用于信息技术、教育学、心理学、阅读以及外语教学等方面，从高到低进行排序，具体情况见表1。此外，它在数学、科学、地理、化学、认知科学和翻转课堂等领域也有所涉及。王辞晓、李贺、尚俊杰对虚拟现实和增强现实应用于教育游戏的优势进行分析，认为虚拟现实和增强现实能够为学习者构建学习情境［8］。陶佳、范晨晨基于沉浸式学习理论，设计了游戏化课程目标框架［9］。郁晓华、祝智庭构建了多元智能培养潜能量表，设计出九边彩环图标的评价标识［10］。

（三）来源出版物分析

通过对来源出版物的分析（见表2），笔者发现，《远程教育杂志》和《电化教育研究》对游戏化学习的研究更为关注，教育技术的学术期刊成为游戏化学习研究的主要阵地，教育技术学将游戏化学习视为一个重要的研究议题。

（四）关键词分析

根据关键词共现网络图，本研究梳理了文献中出现次数为3次及以上的关键词28个，部分关键词有相似之处暂不合并，得到高频关键词频次表（见表3）。游戏化学习、教育游戏、游戏化、翻转课堂、游戏、教育技术、人工智能和虚拟技术这8个关键词出现频次最高，由此可见国内学者的关注点。

从表3可以看出，翻转课堂出现了8次，合并“MOOCs”和“MOOC”共出现了7次，当前对于游戏化学习的研究已拓展至微观课程领域。关于游戏化学习的研究比较关注信息技术的应用，教育技术出现7次，人工智能和虚拟现实各出现6次，增强现实出现5次。此外，游戏化学习比较关注学习者的学习动机和学习科学。可见，游戏化学习的研究已经渗透到宏观学习科学和学习理论的层面，包括沉浸式学习理论、学习体验视角、认知神经科学等。处于边缘区的高频关键词，如“学习过程”“探究学习”“学习环境”等各出现3次。

高频关键词的聚类分析（见表4）为本研究抓住当前游戏化学习研究所聚焦的研究方向提供了帮助，游戏化学习的研究域主要集中在智能技术和学习理论。

（五）研究者层次

根据知网的可视化分析，北京大学尚俊杰教授对于游戏化学习的研究较为深入，发文数量占比12.84%。中央电化教育馆研究部蒋宇、香港中文大学庄绍勇、北京大学教育学院学习科学实验室曾嘉灵等都对游戏化学习进行了深入的研究，游戏化学习的研究者层次较高，集中于高等教育。

由表5可见，绝大多数的研究者都来自高校，其中作者数量排名前十的高校分别是北京师范大学、河南师范大学、华东师范大学、陕西师范大学、华中师范大学、首都师范大学、北京大学、华南师范大学和山东师范大学。这些高校作为游戏化学习研究的主要阵地，有着丰富的研究成果。来自一线的基础教育教师只有18位，其中有2位来自广东省深圳市宝安区天骄小学，这在一定程度上反映了该校对游戏化学习的重视。还有一部分研究者来自研究所和企业，本研究在此将之归为“其他”一类。综上所述，游戏化学习的研究力量更多集中于高校，一线教师参与度不高，扎根一线的高质量实践研究、行动研究缺乏。未来研究中，应强调游戏化学习理论与实践结合，使学习提质增效。

五、问题与思考

（一）学科分布不均衡

本研究发现，在作为研究对象的134篇文献中，游戏化学习在不同学科中的应用不均衡。总体而言，在数学、化学、外语教学等方面应用较广。游戏化学习这一学习模式并不适合所有的学科和任何学习内容，其需要结合学科自身的特质进行选择，因为这一模式在不同学科之间的应用是不同的。如在《什么内容适合采用游戏化方式来学习》中，严加平认为不同类型的游戏应该和学科本质相匹配，在人文学科中，教育者会有意识地选取角色类游戏以促进学习者社会交往和沟通能力的发展；在数理学科，则更倾向于规则类游戏以帮助学习者掌握和巩固特定的知识技能［11］。当然，游戏化学习不仅应用于单一学科，它正在走向跨学科，许多基于STEAM理念的研究也证实了这一点。

（二）缺乏游戏化学习的比较研究

在作为研究对象的134篇文献中，有关游戏化学习的比较研究仅有2篇，分别是《游戏化研究性学习案例比较研究》和《游戏化有用吗——教育领域实证研究的比较分析》，学界关于游戏化学习的比较研究较为匮乏。在《游戏化有用吗——教育领域实证研究的比较分析》中，作者通过对以往研究的总结和比较，发现先前研究忽视或者仅粗浅地分析了学习者的内在动机和外在动机，没有重视学习活动的特征、游戏的应用时间和用户特征等。他认为，仅在这些方面作出比较研究显然是不够的。［12］游戏化学习需要从多维度开展比较研究，如不同学科领域、不同学段、不同学校地域的比较研究，中西方游戏化学习的比较研究，不同角色用户群体的比较研究等。只有从多维度、多方面开展游戏化学习的比较研究，才能为游戏化学习设计提供恰当指引，真正有利于游戏化学习的持续采纳，从而发挥其应有的教育作用。

（三）游戏化学习评价机制不够完善

对于游戏化学习这一作为学习者开展学习的辅助手段，我们需要判断其是否可以有效促进学习。因此，对游戏化学习进行评价十分必要，也就是要综合考虑其教育性和游戏性。目前，这方面的评价主要分为三类，一是将教育游戏视为开发者设计的软件，从可操作性、界面设计、交互性等方面进行评价；二是聚焦于游戏化学习带来的学习效果；三是一种简化的评价方法，即从娱乐性、内容、社会交互性、可用性四个方面展开，结合具体的学习情境进行评价。叶长青基于布鲁姆教育目标分类学在认知领域的分类，搭建了游戏评价体系的三维架构［13］；郁晓华提出了游戏评价的新視角，探讨了基于加德纳多元智能理论的游戏评价框架。总体而言，本研究发现有关游戏化学习的评价尚不够深入，目前依然没有公认的有关游戏化学习的标准评价范式，且评价主体较多集中于教育者，忽视了受教育者作为评价主体的地位，需知受教育者也享有评价的权利。关于游戏化学习的评价需要建立多维度的评价模型，充分考虑学习过程的诸要素，构建一整套指标体系和评价标准，并以发展和动态的眼光展开，由此才能充分挖掘评价的教育价值。

（四）忽视学习者学习动机的深入分析

游戏化学习的效果评价往往关注学习者学习动机的激发与维持，很多研究者从实证研究的角度出发，证明游戏化学习确实可以增加学习的趣味性，让学生产生积极的心理体验。但也有研究指出，游戏化学习并不总是能够起到强化学习动机的作用。孙凯就指出，游戏化学习，尤其是相关游戏元素的运用会强化学习者之间社会比较的作用，学习者会投入更多的时间、精力和其他学习者展开比较，从而“挤出”内在动机，降低学习动机［12］。

六、研究展望

（一）指向深度学习的游戏化学习

深度学习是一种有意义的学习，是相对于以簡单记忆为特征的浅层学习的、更高层次的学习。深度学习强调在学习过程中培养学习者的专家思维，《人是如何学习的：大脑、心理、经验及学校》比较了专家和新手的差异，专家不仅在某一领域拥有宽厚的专业知识，更重要的是具备组织知识的能力。专家围绕核心概念或“大观点”来组织事实和公式，基于这些大概念来思考自己的研究领域［14］，教育游戏的设计也可围绕大概念。为把握知识本质，在教育游戏设计中不仅需要提供大量正例，也需融入一定数量的典型的非标准正例甚至反例，由此提供学习者对学习对象进行深度加工的机会。此外，促成深度学习发生的学习氛围是平等的、宽松的、合作的、安全的，游戏化学习在一定程度上营造了这种互动氛围，是保证学生全身心投入学习活动、积极体验情绪情感的重要条件。指向深度学习的学习材料必须是经过教育者精心设计和结构化的学习内容，而非分散的惰性知识，教育游戏的应用可以有计划、有目的地扩展到单元学习中。在此过程中开展教师引导下的学生协作是促成深度学习的又一有效方式。为了达到共同的学习目标，小组成员之间进行建构与交互，加深对知识的理解。同时，游戏本身或教师可以提供促进学生对话、交互和反思的支架，以进行相关干预，实现深度学习。

（二）指向核心素养的游戏化学习

核心素养是为了应对信息时代给人类带来新挑战而提出的概念，也是课程改革的出发点和归宿。当前，国际上共同认可的核心素养框架是“21世纪4Cs”框架。我国以自主发展、文化基础和社会参与为基本内涵，也提出了核心素养框架。游戏化学习作为一种有别于传统的学习模式，需要指向学习者核心素养的提升。在21世纪信息技术迅猛发展的环境下，为有效应对新情境，核心素养的发展需要关注虚拟环境与现实环境的交互与融合。众多研究表明，教育元宇宙支持下的游戏化学习以“及时反馈、高沉浸式体验、自主创造性和强交互性”为特征，是一种真正意义上的寓教于乐的新型学习方式。教育元宇宙支持下的游戏化适应算法，借助自适应技术，持续监测学习者能力水平的变化，灵活、适切地调整学习材料的难易程度及学习过程，并及时更新学习资源，提供精确、多元的评价和反馈，从而实现个性化自主学习，这正是核心素养中自主发展的重要表现之一。此外，社交情境导向的游戏化学习，以及游戏化学习中提供的各种人机交互、师生交互、生生交互等，都在一定程度上锻炼了学习者的社会交往能力，直接指向社会参与维度，促使学习者有效处理自我与社会的关系。游戏化学习和核心素养的结合研究将继续成为未来改进和发展游戏化学习的重要关注点之一。

（三）倡导游戏化学习的跨学科整合应用

随着智能技术的迅猛发展，基于分科学习的人才培养模式与“全面发展的人”背道而驰，世界是一个统一体，学科之间是互动的、连接的。杜威、克伯屈就曾提出整合儿童经验、社会生活和学科知识。卡尔·罗杰斯在《论人的成长》中也强烈反对以割裂的方式培养儿童，他主张在一个开放的环境中培养“完整的人”［15］。那么，如何立足于学科核心概念，构建跨学科知识地图，使学习者在面向真实问题解决的过程中具备高阶能力？这是一个亟待解决的问题。跨学科学习面向真实问题的解决和创造性思维的培养，游戏化学习具有趣味性、创新性，二者的融合存在天然契合点。跨学科学习面向真实生活取材，以某一学科为主线和抓手，寻找与其他学科之间的关联，在跨学科学习的任务设计中添加游戏元素，如排行榜、积分等，以激活学生的学习动机，产生积极的认知、情感与行为投入。学生参与跨学科学习的游戏规则，是以生为本的直观体现，构建积极、及时的评价反馈体系，帮助学习者获得持续的跨学科游戏化学习的动机。

（四）元宇宙背景下的游戏化学习研究

受新冠肺炎疫情的影响，人类被迫从面对面转至线上，世界发生了百年未有之数字化大迁移，越来越多的人开始思考元宇宙。游戏与元宇宙关系紧密，可以说游戏就是元宇宙的雏形。游戏化学习作为元宇宙的典型应用场域，最显著的优势是借助集合智能技术，以游戏为学习手段，以高沉浸体验、强交互性的特质，强化了游戏化学习在激发和维持个体学习动机方面的积极作用，使学习者在获得知识技能的同时，兼具情绪情感学习。基于心流理论，元宇宙背景下的游戏化学习需要提供适应性的学习任务，以满足不同个体“挑战—技能”的动态平衡。学习者在元宇宙的背景下，可以自主创设虚拟身份、选择游戏化学习情境并制定游戏规则，表现出较高的创新性和个性化。尽管元宇宙的发展，有顺应时代的积极作用，但亦存在些微隐患。个人隐私泄露，数据安全受到威胁等问题突出。如何构建安全管理制度、加强用户隐私保护是一个亟待商榷的问题。另外，元宇宙背景下的游戏化学习具有高沉浸性、强交互性等特征，如何避免用户沉溺其中，建立防沉迷警戒系统也应引起重视。如何处理真实的学习者及其虚拟化身的角色同一问题，破解因学习者的数字身份和虚拟他者的强交互而造成的真实师生关系的疏离［16］，亦是未来研究的重点。研究者应抓住元宇宙时代契机，充分挖掘游戏化学习的教育价值。

参考文献：

［1］席勒.美育书简［M］.徐恒醇，译.北京：中国文联出版公司，1984.

［2］约翰·胡伊青加.人：游戏者［M］.成穷，译.贵阳：贵州人民出版社，2019.

［3］简·麦戈尼格尔.游戏改变世界：游戏化如何让现实变得更美好［M］.闾佳，译.杭州：浙江人民出版社，2012.

［4］新媒体联盟地平线报告（2014高等教育版）［J］.北京广播电视大学学报，2014（2）：14-36.

［5］钟正，王俊，吴砥，朱莎，靳帅贞.教育元宇宙的应用潜力与典型场景探析［J］.开放教育研究，2022（1）：17-23.

［6］陶侃.从游戏感到学习感：泛在游戏视域中的游戏化学习［J］.中国电化教育，2013（9）：22-27.

［7］张金磊，张宝辉.游戏化学习理念在翻转课堂教学中的应用研究［J］.远程教育杂志，2013（1）：73-78.

［8］王辞晓，李贺，尚俊杰.基于虚拟现实和增强现实的教育游戏应用及发展前景［J］.中国电化教育，2017（8）：99-107.

［9］陶佳，范晨晨.沉浸式学习理论视域下的游戏化课程目标设计：机理、框架与应用［J］.远程教育杂志，2021（5）：66-75.

［10］郁晓华，祝智庭.电子游戏教育评价的新视角：基于多元智能的设计［J］.中国电化教育，2011（11）：10-13，26.

［11］严加平.什么内容适合采用游戏化方式来学习：基于对游戏本质、知识分类及儿童学习理解的思考［J］.上海教育科研，2018（8）：23-28.