国际教育游戏实证研究综述——基于2018-2022年的文献分析.pdf

第2 9 卷第5期2023年10 月开放教育研究OpenEducation ResearchVol.29,No.5Oct.2023国际教育游戏实证研究综述基于2 0 18 2 0 2 2 年的文献分析赵玥颖1孙丹儿2尚俊杰！（1.北京大学教育学院学习科学实验室，北京10 0 8 7 1;2.香港教育大学数学与资讯科技学系，香港9 9 9 0 7 7)摘要针对教育游戏实证研究缺乏梳理和剖析的现状，本研究采用文献计量法，筛选科学引文数据库中教育技术学领域最具影响力的11本SSCI期刊，选取12 4篇教育游戏实证研究论文，统计分析论文的发表时间与刊物、核心作者及其所在国家或地区、关键词与突现词，了解国际教育游戏实证研究的热点；采用内容分析法，探究教育游戏应用的学科、学段和理论方法，并围绕设计开发、效果探究、因素分析、教育评估等主题，揭示国际教育游戏实证研究的发展路径。研究发现：1)在发表时间与刊物上，论文数量呈逐年递增状态，发表刊物主要为Computers&Education；2)在核心作者国家或地区上，有四位作者发文量在五篇及以上，中国台湾、美国、中国大陆等地发文最多；3)在学科、学段方面，学科应用主要集中在语言、数学、物理、信息技术与计算机等领域，在K-12和高等教育阶段应用最广；4)在应用理论上，多媒体学习、认知负荷、心流和四要素动机（ARCS)等理论模型使用最广；5)在使用方法上，定量研究应用最多，混合方法备受关注；6)在研究内容上，较关注设计开发、应用效果、影响因素、行为模式、教育评估等五方面。【关键词教育游戏；文献计量；内容分析；实证研究；文献综述中图分类号G434一、引言教育游戏（EducationalGame）是同时具备趣味性和教育意义的计算机软件系统。作为一种有效的学习方式，它一直是教育技术学的研究热点（Su n g&H w a n g,2 0 18)。通过将知识和游戏巧妙结合，教育游戏能够为学习者提供真实的问题解决场收稿日期 2 0 2 3-0 5-18基金项目】北京市教育科学“十四五”规划2 0 2 1年度延续课题“基于学习科学和游戏化学习的学习能力培养研究”(CEFA21067)。作者简介赵玥颖，博士研究生，北京大学教育学院学习科学实验室，研究方向：学习科学、游戏化学习(yueying_)；孙丹儿，博士，助理教授，香港教育大学数学与资讯科技学系，研究方向：信息技术支持的科学教育、教育中的人工智能、移动学习（dsuneduhk.hk)；尚俊杰（通讯作者），博士，博士生导师，长聘副教授，北京大学教育学院学习科学实验室执行主任，研究方向：学习科学与技术设计、游戏化学习、信息技术教育()。引用信息】赵玥颖，孙丹儿，尚俊杰（2 0 2 3）.国际教育游戏实证研究综述基于2 0 18 一2 0 2 2 年的文献分析 J.开放教育研究,2 9(5):10 6-12 0.:106文献标识码 A修回日期 2 0 2 3-0 6-19DOI编码 10.139 6 6/ki.kfjyj.2023.05.011文章编号10 0 7-2 17 9(2 0 2 3)0 5-0 10 6-15景，不但有助于促进学生的知识学习（曹鹭，2 0 2 2;Tsaietal.,2016)，还能够培养学生的关键能力（Houetal.,2021），激发学习者的内在动机，促进有效学习（Zeng etal.,2020）。另外，教育游戏是影响学生情感体验的重要方式与工具（Wuetal.,2020),在支持个性化学习和优化教学环境方面极具潜力与前景(Fu et al.,2019;Hooshyar et al.,2021)。赵玥颖，孙丹儿，尚俊杰.国际教育游戏实证研究综述虽然学者不断开发新的教育游戏，设计新的教学方法，为师生创设有利的教学环境，但我国教育游戏研究起步较晚，在理论和实践层面还需深人探索。赵永乐等（2 0 2 2)指出，我国教育游戏的发展缺少环境支持和社会需求，师生接受与使用教育游戏的程度较低，导致相关研究多为纯理论研究或短期实验，对技术的接纳与使用尚存疑虑。为剖析教育游戏研究的关注重点、发展路径和理论走向，本研究综合应用文献计量法和内容分析法，提取科学引文数据库中教育技术领域的论文，系统梳理2 0 18 2 0 2 2 年间国际教育游戏实证研究，显示和突出其研究内容及趋势特点，为当前研究提供参考，也为教育游戏的未来发展提供启示。二、研究方法(一)文献来源本研究以科学引文数据库(Web of Science,WOS)核心集合的“社会科学引文索引”（SocialSciences Citation Index，SSC I）作为文献来源，期限为2 0 18 年1月1日至2 0 2 2 年12 月31日，以“educationalgame”“gamebasedlearning”“learningin game“9gaming for education”“educational useof game“integrating the game and education 等为关键词，检索获得文献6 8 57 篇，筛选流程见图1。通过WOS的SSCI数据库，以搜索“教育游戏”为关键词，搜索2018-2022年间发表的期刊文献(N=6857)限定研究论文的筛选出版刊物(N=877)分析文章的研究问题和综合主要内容(N=124)图1文献筛选流程研究者从较具国际影响力且教育游戏研究发文量较多的11份英文期刊(见表1)中，再次检索获得文献8 7 7 篇。基于2 0 18 2 0 2 2 年的文献分析表111份英文期刊名称及影响因子序号期刊名称（英文）1Computers&EducationBritish Journal of Educational2TechnologyLearning,Media and3TechnologyInteractive Learning4EnvironmentsJournalof ComputerAssisted5LearningEducational Technology6Research&DevelopmentEducational Technology&7SocietyJournalof Educational8ComputingResearchAustralasian Journalof9Educational TechnologyEducation and Information10TechnologiesJournal of Science Education11and Technology(二)筛选依据研究人员继续对8 7 7 篇文献加以筛选，依据如下：1)研究领域为教育游戏或游戏化学习；2)包含明确的研究问题和假设，属实证研究。通过对文章标题、摘要、研究问题和内容的筛查，研究者最终获得12 4篇文献，最后以“全记录与引用的参考文献”内容的纯文本文件格式下载，以备后续分析。(三)文献分析方法本研究采用美国德雷塞尔大学陈超美团队开发的可视化分析工具CiteSpace(Chen,2006)，结合剔除不属于以上11份英文期刊的论文(N=5960)剔除不满足以下条件的论文：a)研究领域为教育游戏化学习；b)研究性质包含明确的研究问题和研究假设，属于实证研究（N=753)OER.2023,29(5)影响期刊名称（中文）因子计算机与教育8.538英国教育技术杂志4.929学习、媒体与技术4.682交互式学习环境3.928计算机辅助学习杂志3.862教育技术研究与发展3.565教育技术与社会3.522教育计算研究杂志3.088澳大利亚教育技术杂志3.067教育与信息技术2.917科学教育与技术杂志2.315手工编码，从发表时间、发表刊物、作者、国家或地区、研究主题、关键词聚类和突现词等，对12 4篇文献进行统计分析与可视化呈现，并采用内容分析法，建立分析框架，梳理出设计与开发、教学应用效果、影响因素探究、行为模式分析、教育游戏评估五个一级类目，再根据文章内容划分二级指标，分析各类目的分布情况。三、研究趋势与特点（一)研究数量、时间与发表刊物1.发文数量随时间变化的特点数据显示，五年间发文数量年均2 2 篇及以上，.1077赵玥颖，孙丹儿，尚俊杰.国际教育游戏实证研究综述总体呈递增趋势，2 0 2 1年最高达2 8 篇（见图2）。这说明教育游戏实证研究在国际上获得广泛关注。2021一2 0 2 2 年的发文量有所下降，可能是该阶段全球受新冠疫情冲击。302422201002018图2国际教育游戏实证研究文献年发表量2.不同刊物发文数量发文数量最多的三本期刊为Computers&Education In t e r a c t i v e L e a r n i n g En v i r o n me n t s Ed u c a t i o n a n d In f o r ma t i o n T e c h n o l o g i e s(见图 3)。其中，Computers&Education发文量最多，为28篇。Interactive Learning Environments发文数超2 0 篇。其他高影响因子期刊较少刊发教育游戏3028151050Computers&Education基于2 0 18 2 0 2 2 年的文献分析实证研究，原因有待探讨。(二)核心作者和所属国家与地区分析本研究将12 4篇文献导人CiteSpace,设定时间为2 0 18 年1月一2 0 2 2 年12 月，时间切片为1，分别以“Author”和“Country”为节点类型，选择g-25282019202024InteractiveLearningEnvironmentsResearch&Development图3国际教育游戏实证研究文献刊发期刊分布OER.2023,29(5)25index筛选标准（k=25)，统计分析作者及其所属国家或地区的出现频次和可视化结果（见图4和图5）。五年间，11本教育技术SSCI期刊发文五篇及以上20212022年份(年)1715EducationalJournal ofTechnologyComputerAssistedLearning的作者有四位:Hwang Gwo-Jen、D a i C h i h-Pu、R a h i miSeyedahmad和Smith Ginny;发文量三篇及以上的作者14位。发文量最高的为中国台湾、美国和中国大陆。芬兰和英国的中介中心性较高，说明其具有较为活跃的学术合作网络。（三）关键词共现与研究热点本研究借助CiteSpace软件，设定时间为2 0 18年1月一2 0 2 2 年12 月，时间切片为1,以“Keyword”为节点类型，topN=50,计算12 4篇文献的关键词频次和中介中心性，得到“N=88,E=511”。剔除149Journal ofEducationEducationalandComputingInformationResearchTechnologies Technology8BritishJournal ofEducational2EducationalAustralasianTechnologyJournal of&SocietyEducationalTechnology期刊名称DUTHKOREAEOPLESRCHINADai,ChihSmGwo-JenRahimi,ERMANYNLANDiinnyTAWANURKEY图4国国际教育游戏实证研究文献核心作者网络108图5作者所属国家或地区网络赵玥颖，孙丹儿，尚俊杰.国际教育游戏实证研究综述game“educationgame-basedlearning66cational game”等关键词，选取前十个高频关键词（见表2)后发现，2 0 18 2 0 2 2 年国际教育游戏研究主要关注学习者成就与表现、学习者动机与投人、教育游戏与交互环境设计、科学教育等主题。本研究采用关键词K值聚类分析上述关键词，共获得七种聚类(见图6)。其中，聚类模块值Q=0.4432，平均轮廓值S=0.7525，表明聚类结构显著且可信。由此可知，国际教育游戏研究的热点为学龄前与K-12阶段教学、计算思维培养、交互环境设计、行为序列分析等。2018ongagenerformancecompumentintrinsicmotivationDact(四)突现词分析与研究趋势突现强度代表文献短期内引用频次的变化(陈超美等，2 0 0 9）。本研究借助CiteSpace软件，剔除用于检索的词语，选取突现强度1.2 及以上的词共得到12 个（见表3。这表明，近五年来，前沿问题主要为学习者动机激发、学习者知识技能培养、交互环境设计、游戏化模型构建、学习支持与教学策略、高等教育和科学教育的游戏化学习等。对前12 位突现词按时间排序可以看出，研究热点分三段：2 0 18 2 0 19 年，主要关注教学策略与交互式环境的设计与应用；2 0 19 2 0 2 1年，关注学习者技能的培养和探索游戏机制；2 0 2 1年起，游戏行为分析和基于游戏的模型构建等较受青睐。（五）学段与学科分析1.学段本研究通过手工编码获得各学段文献数（见表4)。有两篇文献的研究对象涵盖15 30 岁的参与者，不属以上任一学段，故归入“其他”栏。基于2 0 18 2 0 2 2 年的文献分析”“edu-表2 排名前10 位的高频关键词序号关键词1学生(students)2动机(motivation)3表现(performance)4投入(engagement)5影响(impact)6设计(design)7成就(achievement)8科学(science)9元分析(meta analysis)10交互学习环境（interactivelearningenvironment)2020children图6 关键词聚类结果研究发现，K-12和高等教育是当前关注的重点。研究者不仅聚焦通过教育游戏提升学习者的学业成绩，也通过设计与应用游戏化环境，发展学生日常生活所需技能。此外，特殊群体受到关注，表3排名前12 位的突现词突现时间序号突现词1技能(skills)2学习者(learners)交互学习环境（interactivelearning3environment)4知识(knowledge)5模型(model)6学习动机(learningmotivation）7高等教育(highereducation)8科学(science)9初等教育（elementaryeducation）10模拟(simulation)11成就(achievement)12策略(strategy)OER.2023,29(5)出现频次（次）362726262320201816152022#O early years educ.#1 game-based learn.#2 elementary educa.#3 computational th.#4 digital game-bas.#5 sequential analy.#6interdependence强度（年）2.8220192.2820211.6820181.6820181.5920211.4720181.4720181.4320191.4320201.420201.3920181.22018.109赵玥颖，孙丹儿，尚俊杰.国际教育游戏实证研究综述表4研究文献的学段分布统计学段文献数量（篇）小学37中学35高等教育34特殊教育7学前教育5职业教育2成人教育2其他2教育游戏设计者和实践者依据自闭症患者、阅读困难和阅读障碍者、神经损伤者等群体的学习特征，提供更加个性化的学习支持与训练条件。2.应用学科122篇文献注明了学科。鉴于国内外学科分类不同，为减少划分误差，本研究采用以下策略：1)保留文献出现的具体学科或专业，如休闲娱乐管理、法医科学、食品安全、天文、地质、护理等；2)参考国标专业编码，并结合文献内容，将“科学”大类分为数学、物理、化学、生物、社会；3)可持续发展、碳足迹等内容归人“环境科学”类；4)鉴于各国专业设置和课程安排不同，将编程、计算思维、算法思维和信息技术的文献归人“计算机与信息技术”；5)鉴于特殊教育群体的独特性，不将其归人具体学科类目，仍属“特殊教育”类；6)难以划分科目或旨在培养非特定领域技能/素养/思维的文献归人“其他”类。基于以上标准，研究人员统计各学科文献数（见表5）发现，教育游戏应用于语言（2 3篇）、数学表5研究文献的学科分布统计学科篇数（篇）语言学习23数学20物理16计算机科学与信息技术12生物9特殊教育7环境科学5历史3社会2化学1110基于2 0 18 2 0 2 2 年的文献分析（2 0 篇）、物理（16 篇）、计算机与信息技术（12 篇）学科的研究占比较大。教育游戏特有的交互、控制、多次尝试和即时反馈等特征，受到学者的青睐，成为发展学生学科知识、思维能力与数字素养的重要工具。相比之下，天文、地质、地理、音乐等学科的研究偏少。四、研究理论与方法特点（一）理论框架编码与分析对31篇文献提及的所用理论的统计分析结果（见表6)表明，出现频次最高的有多媒体系列理论（7 篇）、心流理论（6 篇）、认知负荷理论（6 篇）和四要素动机(ARCS)模型（5篇）。由此可知，教育游戏实证研究侧重于为学习者提供具有沉浸感的模拟真实世界情境的环境，从而激发其学习动机和兴趣，增加学习投人，丰富学习体验。此外，有两篇文章借鉴艾迪（ADDIE)模型，设计开发移动游戏和虚拟现实游戏。游戏任务与奖励形式、情感设计方面也有受到关注的新理论。认知评价理论(CognitiveEvalu-ation Theory)基于个人能力和自主性，解释奖励任务等外部事件对内在动机的影响。成就目标理论指出个体在成就情境中具有不同的目标偏好（Ames&Archer，19 8 8）。以上理论为探究外部激励形式和学习者特征对游戏化学习的影响提供了理论支持。自我调节学习的信息处理理论(InformationProcess-ing Theoryof SRL)将学习分为相互依存、相互影响的四个阶段，为研究游戏化学习中认知情感的影响打开了新思路。情感动态模型(Model of AffectiveDynamics)提出，学生参与任务或解决问题时，出现的认知失衡与疑惑状态是深度学习的有效指标学科篇数（篇）护理2地理1地质1天文1食品安全1经济1音乐1法医科学1休闲娱乐管理1其他14OER.2023,29(5)(DMello&Graesser,2012），为教育游戏的情感研究贡献了新视角。(二)研究方法编码与分析定量研究仍为主要方法，并多以实验和准实验为主，辅以眼球追踪（Tengetal.,2021）、脑电（Wuetal.,2020）、面部表情识别（Taubetal.,2020）等生理信号分析，以及视频录制（Moon&Ke,2020)和屏幕截图(Ke,2019)等数据的编码（见图7）。将访谈、观察等定性方法嵌入实验的混合研究(Akman&Cakir,2020)也逐渐得到应用。赵玥颖，孙丹儿，尚俊杰.国际教育游戏实证研究综述基于2 0 18 2 0 2 2 年的文献分析OER.2023,29(5)表6国际教育游戏实证研究依据的理论篇数研究理论（篇）多媒体学习理论/多媒体学习认知理论/多媒体学习认知情Chang et al.(2018);Javora et al.(2019);Ninaus et al.(2019);Tapingkae et al.(2020);7感理论/多媒体学习的综合认知情感模型心流理论认知负荷理论四要素动机（ARCS）模型情境学习/基于情境游戏的学习ADDIE设计模型自我决定理论情感动态模型最近发展区理论第一教学原理学习层次理论/学习条件理论遗忘曲线先行组织者社会学习理论内在激励教学理论成就目标理论脚手架理论认知评价理论SRL的信息处理理论注：*表示该文2 0 2 0 2 0 2 2 年间在线发表并收录，纸质版2 0 2 3年刊发。98100806040200研究图7国际教育游戏实证研究应用的方法五、研究内容与特点本研究依据设计与开发、教学应用效果、影响因素探究、行为模式分析、教育游戏评估五个一级类目对文献进行二次编码分析，划分教育游戏实证研究的二级指标,获得各类内容与数量分布（见表7)。(一)设计与开发设计与开发指遵循一定原则或流程，生成教育游戏产品的过程。本研究对33篇侧重策略设计、系统设计、环境设计和个性化设计的文献进行内容分析，得出教育游戏在设计与开发方向的特点：关键引用Javora et al.(2021);Kuba et al.(2021);Hong et al.(2022)Chen et al.(2018);Gorgen et al.(2020);6Zou et al.(2021);Bressler et al.(2021);Chou et al.(2021);Wang et al.(2023*)Chang et al.(2018);Fiorella et al.(2019);Wu et al.(2020);Es-Sajade&Paas(2020);6542322一111111111185基于设计定量混合研究的研究研究方法Magana et al.(2022);Wang et al.(2023)Wu(2018);Wu et al.(2020);Tapingkae et al.(2020);Hao(2021);Hao&Lee(2021)Fu et al.(2019);Hwang&Chang(2023);Tapingkae et al.(2020);Lin et al.(2020)合计（篇）策略设计63系统设计案例研究设计与开发教学应用效果影响因素探究行为模式分析教育评估Samur(2019);Akman&Cakir(2020)Sun et al.(2018);Park et al.(2019);Rahimi et al.(2021)Magana et al.(2022);Taub et al.(2020)Lennon et al.(2022);Sun et al.(2018)Wu&Sung(2021)Wu&Sung(2021)Denham(2018)Lennon et al.(2022)Parket al.(2019)Yang et al.(2022)Chen&Tang(2023)Park et al.(2019)Taub et al.(2020)表7内容编码与统计结果一级指标二级指标环境设计个性化/自适应设计机制设计应用效果教学工具学习者特征游戏元素教学策略教学支持游戏交互视觉与注意力社交行为学习行为评估工具/模型构建游戏有效性评估Kuba et al.(2021)篇数71163281212144631134333403687111赵玥颖，孙丹儿，尚俊杰.国际教育游戏实证研究综述1.激发动机的设计策略仍为研究重点最新设计策略主要集中在激发用户学习动机和游戏的整合（Brezovszkyetal.,2019)，其中四要素动机理论、心流理论和内在动机理论（Malone,1981)被提及最多。比如，武（Wu,2018)基于四要素动机动机理论设计了基于游戏的英语词汇练习系统，发现其对学习动机产生正向反馈。还有学者基于内在动机和心流理论，迭代开发了一款名为学校场景调查员（School Scene Investigators）的法医科学游戏，激发学生的心流和动机(Bressleretal.,2021)。其次，游戏的认知过程也是关注点之一。比如，林等(Linetal.,2018)将情境学习和翻转课堂教学策略相结合，帮助学习者连接语境和认知。周等(Chouetal.,2021)提出基于认知的游戏机制，旨在提升学习者历史学习的分析信息、建立联系、推理和创建论点三种认知能力。另外，创造游戏化交互环境，为提升学生的技能、素养、思维能力提供条件，也逐渐成为设计研究的重点。比如，有学者开发了名为自动思维（AutoThinking）的自适应教育游戏，通过个性化的游戏玩法发展学生的计算思维(Hooshyar et al.,2021)。埃尔瑟姆等(Elsom et al.,2021)为大学新生开发了一款替代现实的游戏环球学生（TheUniversalStudent），帮助其熟悉校园环境并参与社交互动。2.关注教学方法与学习策略教育游戏承载着激发情感体验和教授知识技能的功能，趣味性游戏化环境中教学方法的运用与学习策略的选择是研究主题之一。1)探讨提升学习者学业成就的教学方法，如库巴等(Kubaetal.,2021)运用第一教学原理和多媒体学习原则，设计开发物理游戏的学习支持视频，并验证了视频方式开展教学的有效性。梁等(Lianget al.,2021)开发了强制性基于贡献的协作游戏方法，提高学生在学校和博物馆之间跨领域解决问题的能力。2)探讨改进学习者认知过程和思维方式的学习策略，如黄等(Hwang etal.,2021)提出将多维储备网格（multidi-mensional repertorygrids)作为图形组织者应用于高中地理课程，并据此开发了一款游戏，实验证明该方法能够提高学生的学习成绩，增强学习动机、自我效能感和元认知意识。付等(Fuetal.,2019)提出基于思维导图的情境游戏方法，帮助学生清晰表达:112一基于2 0 18 2 0 2 2 年的文献分析想法，提高英语写作能力。3.融合游戏元素，使学习环境轻度游戏化随着游戏化元素研究的兴起，将游戏元素嵌人应用程序、课程设计、教学系统等非游戏化情境，激发参与者的投人动机并改变其行为表现，逐渐成为游戏化设计的趋势。蔡（Tsai,2018)开发了计算机模拟的物理探究环境“科学侦探小队”（ScienceDetectiveSquad)，将积分、脚手架和反馈机制等游戏化元素嵌人其中，让学生调查日常生活可能发生的电力问题，以学习电力知识。研究发现，将计算机模拟与游戏元素相结合有助于科学学习。帕克等(Parketal.,2019)为大学生设计了信息技术培训的游戏化系统GAMESIT,验证该系统能带来更好的学习结果和更高的学习投入。也有学者设计了基于大五人格特征的游戏化课程学习环境。该环境融人积分、等级、排行榜、进度条、化身、挑战等元素，不同人格的学生提高了计算机与信息技术课程的参与度(Pakinee&Puritat,2021)。4.为特定人群提供个性化支持将教育游戏应用于特殊群体，为患自闭症、孤独症、唐氏综合症的孩子以及有视力障碍、阅读障碍的玩家和老年人设计符合其特征的游戏，是重要的话题。蔡等（Cai etal.,2018)为自闭症儿童开发了一款基于手势的游戏。该游戏通过与儿童开展简单直观的交互，帮助其提高精细运动技能和识别能力。针对患有帕金森或中风等神经损伤而有构音障碍（dysarthria)的老年人，有学者开发了语言训练游戏“宝藏猎人”（Treasure Hunters）。玩家两两一组，以口头交流的方式寻找宝藏，根据声音响度和音高自动获得反馈，通过强化和长时间训练提高言语清晰度（Ganzeboom,2018）。还有学者设计了一款游戏，帮助学习阿拉伯语有障碍的7 一9 岁儿童克服阅读和写作困难(ElKah&Lakhouaja,2018)。5.创设沉浸式交互环境教育游戏要求学习者有更多的心流和内在动机，以AR、V R、3D 等为代表的技术，为创设更有沉浸感和体验感的交互环境提供了支持(Lin&Hou,2022）。侯等(Hou etal.,2021)结合AR技术,开发了具有多维脚手架功能的替代现实游戏(Lostin Space)，提升学习者的空间和逻辑能力。替代现OER.2023,29(5)赵玥颖，孙丹儿，尚俊杰.国际教育游戏实证研究综述实游戏（altermaterealitygame）借助故事情境、谜题设置和游戏线索等，将真实空间情境与游戏内容编织在一起，为玩家营造探究式学习环境。也有学者应用VR技术开发基于游戏的沉浸式学习环境，帮助七年级学生提高数学成绩和学习动机(Shietal.,2022）。柯（Ke,2019)开发了3D认知模拟游戏，让学生与建筑模拟游戏互动，提高其数学问题解决和心理旋转(mental rotation)能力。（二）教学应用效果教学应用效果是将游戏或相关产品系统运用于教学环境，改变学习过程或学习效果。本研究采用内容分析法分析40 篇游戏提高教学成效和游戏作为教学工具的文献，发现教育游戏教学应用效果研究的特点如下：1.探究教育游戏的作用仍是研究重点此类研究主要聚焦于教育游戏对学生成绩、态度、能力和情绪情感的影响。1)成绩与态度方面，有研究者使用游戏点灯机器人（Lightbot）开展信息技术教学，显著提高了五年级学生的信息技术概念理解成绩，但未影响其课程态度(Yallihep&Kutlu,2020）。另一项针对十年级学生的研究也表明，游戏组学生在干预后成绩更优，但其课程态度与传统教学组无显著差异(Yesilbag,2020）。2)能力方面，有研究发现基于认知支持的教育游戏Pe n g u i n G o（企鹅去哪儿），只能在近迁移水平提高小学生的计算思维技能（Liu&Jeong，2 0 2 2）。3)情绪情感方面，有研究对比了环境可持续教育游戏教学和环境可持续教育无关游戏教学，发现两组学生认知没有显著差异，但一周后实验组的情感、行为和环保行为意图更高（Janakiramanetal.,2021）。吴等(Wuetal.,2020)采集了眼动、心率、脑电波等生理信号，通过情感计算技术评估大学生游戏化物理课程学习的注意力、情感体验和认知负荷，发现游戏化教学的优势在于促进学习者的情绪健康和注意力增加。2.媒介比较研究占比较高媒介比较(media comparison)指将教育游戏与传统或数字化等形式的教学对比，检验基于游戏的教学提升学习成效的程度。比如，有学者对比视频游戏和计算机模拟学习发现，视频游戏对中学生计算思维技能和动机的影响效果更好(Garneli&一基于2 0 18 2 0 2 2 年的文献分析Chorianopoulos，2 0 18）。另一项对比视频游戏和计算机模拟的研究却发现，两组成绩不存在显著差异，但游戏组获得更丰富的情感体验(Magana etal.,2022）。基于游戏和计算机的媒介比较研究采用双层测试策略的游戏和普通电子游戏教学发现，两种教学方式对学习效果没有显著影响，但基于双层测试策略的游戏能有效减少数学焦虑(Yang&Lu,2021)。此外，还有研究对比了有教育目的、有监督功能的游戏和有娱乐目的、无监督功能的游戏，发现有教育功能的游戏更能提升学龄前儿童的社会能力，降低其焦虑和攻击性水平(Fang et al.,2022)。(三)影响因素探究影响因素探究重点关注游戏化学习的某个元素、环节、策略等是否有价值。本研究采用内容分析法分析36 篇围绕学习者特征、游戏元素、教学策略、教学支持的文献，发现教育游戏影响因素探究的特点如下：1.学习者的自然属性与特征风格学习者的年龄、性别、学习兴趣、内外动机、游戏体验和情感状态等存在个体差异，可能导致游戏化学习成效不同。这类研究主要关注学习者的自然属性和特征风格。自然属性方面，有研究发现在游戏我的世界(Minecraft)中,男女生在协作条件下的积极态度和学业成绩不同（Baek&Touati,2020）。特征风格方面的研究主要关注先验知识、自我效能、情绪体验和成就偏好等因素。先验知识包括先前知识水平和游戏体验，它可能影响学习者在游戏化环境中的情绪状态和学习表现。相关研究表明，先验知识水平不同的学生在阅读动机、认知能力、游戏成就和社交成就上有显著差异（Y a n g&K u o,2 0 2 2）。在问题解决方面，高先验知识个体表现出更出色的注意力控制和视觉处理策略（Wangetal.,2022）。自我效能感对认知和情感有重要影响，有学者发现高自我效能感者在游戏化学习过程中表现出更多的计划和监控策略(Hsu etal.,2019)。情绪体验是游戏化学习的重要特征。有学者通过K均值聚类,将玩生物游戏Humunology（人体免疫学）的学生分为两组，其中体验情绪积极的学生后测成绩更高（Cheng etal.,2020）。成就.113OER.2023,29(5)赵玥颖，孙丹儿，尚俊杰.国际教育游戏实证研究综述偏好研究根据学习者能力展示的倾向，将其分为表现接近型学习者（performance-approach learners）和表现回避型学习者（performance-avoidancelearners）。杨等(Yangetal.,2022)研究发现，表现接近型学习者的英语词汇学习表现更优。2.游戏元素的选择与游戏机制的设计有利于学习的不仅是有趣的游戏化元素，还有如何利用其进行游戏设计，以实现基于游戏的学习目的(Clarketal.,2015）。近年来，此类研究主要聚焦视觉设计、反馈机制、竞争机制、奖励机制设计与应用。视觉设计方面的研究对比了高审美和低审美版本的游戏，发现高审美版本更受喜爱，但不能提升学习结果（Javoraetal.,2019）。游戏反馈与控制机制也会影响学习效果。有学者对比了结果反馈和详细反馈的效果，发现结果反馈为阅读困难儿童带来的学习收益更大（Vasalouetal.,2021）。陶布等（Taubetal.,2020)以自我调节学习的信息处理理论和情感动态模型为理论框架，在游戏水晶岛(Crystal Island）中设计高代理、低代理和无代理三种交互条件，发现低代理条件下学生学习收益最高，并由此提出，基于游戏的学习环境应为学生提供适当的控制感和自由感。有关游戏玩法的影响备受关注。有学者设计了探究数学游戏中单人或协作玩法对高一学生学习影响2 2 多因素实验，发现独自玩游戏的学生有更高的游戏参与度（Ruiperez-Valiente&Kim,2020)。邹等（Zouetal.,2021)发现，协作模式对学习者的信息素养成绩和心流体验的提升最优，竞争模式对自我效能的提升最优。陈等(Chen etal.,2018)对比匿名竞争与非匿名竞争模式对八年级学生物理学习的影响，发现两者的成绩没有显著差异，但匿名组学生报告了更高的感知能力和学习目标设定。由此可见，大多数研究认为同伴探究模式或竞争模式优于单人模式，但如何设计和应用游戏，取决于具体的教学目标和课堂风格。奖励机制是游戏设计和学习者激励的关键因素。学者发现，徽章和排行榜两种常见奖励工具能唤起参与者的情感反应，但不影响学习成绩(Balcietal.,2022）。帕克等(2 0 19)基于认知评价理论和自我决定理论，开发了完成条件奖励和表现条件奖:114一基于2 0 18 2 0 2 2 年的文献分析励游戏，发现表现条件组参与者的动机和学习投入提升更显著，并指出完成条件是一种外在整合方式，表现条件将教学元素与核心机制相结合，实现了更深层次的设计。3.不同学习支持的设计和类型教育游戏研究的一个重要问题是，如何根据学习者的风格特征、能力水平和任务活动，给予恰当的提示和支持，引导其高效地解决问题和完成任务。1)支持形式方面，有研究验证了渐进提示(progressiveprompting）策略对学生数学成绩和心流体验的促进作用(Yangetal.,2018)。该策略依据学习者能力和学习活动，逐步提供具体的帮助。陈等（Chenetal.,2020)发现，冒险游戏添加第一语言关键字注释能够提高第二词汇的学习效果。2)支持类型方面，孙等（Sunetal.,2018)在数学游戏数独教授(ProfessorSudoku）中定制了三种形式的脚手架，发现脚手架和奖励机制能提高学习效果，减少挫败感。杨等(Yang et al.,2021)在物理游乐场(Physics Playground）游戏中添加了三种学习支持，发现游戏相关的学习支持最受欢迎，内容与游戏混合的学习支持能帮助学生建立内容知识和游戏玩法之间的联系，减少注意力分散。3)支持时机方面，德纳姆(De