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数字化转型背景下国内外教育元宇宙研究对比分析——基于CiteSpace的科学知识图谱.pdf

1、第 卷第期 年月中国医学教育技术CH I NA ME D I C A LE DU C AT I ONT E CHNO L OG YV o l N o F e b 基金项目:教育部中外语言交流合作中心 年国际中文教育研究课题重点项目“国际中文读写智能导学系统设计与应用”(YH B);年国际中文教育教学资源项目“基于 等级标准 的国际中文慕课评价可视化及智能推荐系统”(YH J C Y B );北京语言大学研究生创新基金(中央高校基本科研业务费专项资金)“国际中文写作在线同伴互评机制及平台研究”(Y C X )收稿日期:作者简介:马瑞祾(),男,昆明人,博士研究生在读,研究方向为现代教育技术、语言

2、智能技术、国际中文智慧教育.通信作者:徐娟(),女,河南孟州人,研究员,博士,博士研究生导师,研究方向为现代教育技术、语言智能技术、国际中文智慧教育.电话:;E m a i l:x u j u a n b l c u e d u c n数字化转型背景下国内外教育元宇宙研究对比分析 基于C i t e S p a c e的科学知识图谱马瑞祾,韩开,徐娟北京语言大学信息科学学院,北京 【摘要】擎始于 年的教育元宇宙已经表现出巨大的发展潜力和应用优势.文章使用C i t e S p a c e对国内外教育元宇宙研究的刊文时间及数量、期刊及学科分布、作者分布、发文机构分布进行梳理,并通过分析高频关键词

3、,构建关键词共现图谱和聚类图谱,从而厘清国内外教育元宇宙研究的关注焦点.根据图谱分析结果,研究得出两点结论:一是相关研究的发文数量持续激增,学科与期刊分布广泛,研究阵地及队伍已初步形成,领域合作有待深化;二是研究内容和主题相对集中且趋于精细化,总体呈现出科技与教育双向赋能、系统融合之势.文章提出了深化理论研究、探索实证研究、促进学科整合、攻克关键技术、关注风险防治五个未来研究的前进方向.【关键词】教育元宇宙;科学知识图谱;可视化分析;C i t e S p a c e;教育数字化转型【中图分类号】G 【文献标志码】A【文章编号】()【D O I】/j c n k i c m e t c n /

4、g K n o w l e d g eg r a p ha n a l y s i so fd o m e s t i ca n df o r e i g ne d u c a t i o nm e t a v e r s e r e s e a r c hi nt h e c o n t e x to fd i g i t a l t r a n s f o r m a t i o n:AC i t e S p a c e b a s e ds c i e n t i f i ck n o w l e d g eg r a p hMAR u i l i n g,HANK a i,XUJ u

5、a nS c h o o l o fI n f o r m a t i o nS c i e n c e,B e i j i n gL a n g u a g ea n dC u l t u r eU n i v e r s i t y,B e i j i n g ,C h i n a【A b s t r a c t】S i n c e ,t h ee d u c a t i o n m e t a v e r s e h a se x h i b i t e ds i g n i f i c a n tp o t e n t i a lf o rd e v e l o p m e n ta

6、n da p p l i c a t i o na d v a n t a g e s B yu t i l i z i n gC i t e S p a c e,t h ep u b l i c a t i o n t i m e a n dq u a n t i t y,d i s t r i b u t i o no fj o u r n a l sa n dd i s c i p l i n e s,d i s t r i b u t i o no fa u t h o r s,a n dp u b l i s h i n gi n s t i t u t i o n so fe d

7、u c a t i o n m e t a v e r s er e s e a r c ha th o m ea n da b r o a da r ea n a l y z e di nt h i sp a p e r T h ef o c u so fe d u c a t i o nm e t a v e r s er e s e a r c h i se x p l o r e db ya n a l y z i n gh i g h f r e q u e n c yk e y w o r d sa n dc o n s t r u c t i n gk e y w o r dc

8、o o c c u r r e n c ea n dc l u s t e r i n g m a p s B a s e do nt h er e s u l t so fa t l a sa n a l y s i s,t h i sp a p e rd r a w s t w oc o n c l u s i o n s F i r s t l y,t h en u m b e ro fr e l e v a n tr e s e a r c hp u b l i c a t i o n sc o n t i n u e st os u r g e,a n dt h ed i s t r

9、 i b u t i o no fd i s c i p l i n e sa n dj o u r n a l si sw i d e T h er e s e a r c hp o s i t i o n sa n dt e a m sh a v eb e e np r e l i m i n a r i l yf o r m e d,a n dt h e r ei san e e df o rd e e p e n i n gf i e l dc o o p e r a t i o n S e c o n d l y,t h er e s e a r c hc o n t e n t s

10、a n dt o p i c sa r er e l a t i v e l yc o n c e n t r a t e da n dt e n dt ob er e f i n e d,i n d i c a t i n gat r e n do ft w o w a ye m p o w e r m e n ta n ds y s t e m a t i ci n t e g r a t i o n o fs c i e n c e,t e c h n o l o g y,a n de d u c a t i o n F i n a l l y,t h i s p a p e r p r

11、 o p o s e sf i v e w a y sf o rf u t u r er e s e a r c h,i n c l u d i n g d e e p e n i n gt h e o r e t i c a lr e s e a r c h,e x p l o r i n g e m p i r i c a l r e s e a r c h,p r o m o t i n g d i s c i p l i n e i n t e g r a t i o n,o v e r c o m i n g k e yt e c h n o l o g i e s,a n dp a

12、 y i n ga t t e n t i o nt or i s kp r e v e n t i o na n dc o n t r o l【K e y w o r d s】e d u c a t i o nm e t a v e r s e;k n o w l e d g eg r a p ho f s c i e n t i f i ck n o w l e d g e;v i s u a l a n a l y s i s;C i t e S p a c e;e d u c a t i o nd i g i t a l t r a n s f o r m a t i o n第 卷第期

13、马瑞祾等数字化转型背景下国内外教育元宇宙研究对比分析当前,全球教育正不断加快数字化转型的步伐.建设以数字化为支撑的高质量教育体系是中国走向教育强国的必由之路.党的二十大报告提出“中国式现代化”的全新时代命题,而中国式教育现代化作为其教育领域的重要体现,需要依托以互联网为基础的人工智能、扩展现实等新一代数字技术以推动其数字化转型,优化资源供给、重塑教育生态、促进教育公平,继而引领教育的现代化.放眼全球科技和产业双重革命,元宇宙无疑成为新一代技术变革的“风口”.形成这一现象的原因实则是以人工智能、G、扩展现实为代表的下一代数字技术逐渐发展成熟.目前,对于元宇宙的概念,学界尚未形成统一的观点,在阐明

14、其内涵时主要采用三种方式:词源考释说、镜像世界说、社会形态说.第一,词源考释说.从m e t a v e r s e最早出现于小说 雪崩 出发,考索词根“m e t a”和“v e r s e”的语素义,前者兼表“元”和“超越”,而“v e r s e”表示“宇宙”.由此,m e t a v e r s e指超越 现实世界、现 实宇 宙.第二,镜像世界说.B a l l认为元宇宙并非一种技术、平台或游戏,而是大规模的、可操作的、实时渲染的三维虚拟世界网络;喻国明则指出,元宇宙集合了虚拟现实、数字孪生、区块链等技术,是连接现实与虚拟两大世界的终极数字媒介.第三,社会形态说.在元宇宙的系列报告中,

15、沈阳将元宇宙定义为整合多种新技术创造的虚实相融的新型互联网应用和数字化社会形态.而此文笔者认为元宇宙是一个人为创造、高度开放、去中心化、平行于物理世界的虚实相融的数字空间.元宇宙一经问世就广泛应用于各个领域,其在教育领域的延伸和应用诞生了一种新的教育理念和学习场域 教育元宇宙(e d u c a t i o n m e t a v e r s e),也有 学 者 称 其 为“学 习 元 宇 宙”(m e t a v e r s ef o rl e a r n i n g).元宇宙能够为教师、学生等教学主体营造一个沉浸式的学习场域,创建个性化的虚拟化身和身份I D,在数字世界中贯通正式与非正式学

16、习,并允许师生自由地进行多模态互动.总之,教育/学习元宇宙是具有沉浸性与真实感、交互性与社交感、自由性与开放性三大显著特征的新型数字教育生态.迄今为止,国内外学界已围绕教育元宇宙展开了探讨,这些研究广泛涵盖了理论建构、技术分析、典型案例等各个方面,但仍缺少系统性文献梳理和科学知识图谱的构建.据此,文章采用文献计量的研究方法,借助C i t e S p a c e工具对美国科学网(W e bo fS c i e n c e,WO S)和中国知网(C NK I)数据库中的教育元宇宙的相关论文进行可视化分析,尝试构建国内外教育元宇宙的科学知识图谱,并对该研究的演化路径、热点内容、未来趋势等展开数据解

17、读,使国内与国外研究互相补益,达成镜鉴先进经验、厘清现有动向、探明未来趋势的目标,以期为推动元宇宙和教育的深度融合提供有益参考.数据来源与研究工具 数据来源不同于计算机领域构建的动态知识图谱,图书情报领域的科学知识图谱是通过对文献进行可视化分析,从而直观、具象地展示某一领域的研究概况,揭示该领域研究的知识结构、演进规律、分布情况和前沿热点.由于元宇宙引爆于 年,为保证文献检索能够覆盖教育元宇宙的代表性研究成果,文章将文献检索时间区间设定为 年,具体检索日期为 年月 日.国外文献数据来源于WO S的核心合集数据库,具体的检索方式为:以“E d u c a t i o nM e t a v e r

18、 s e”o r“M e t a v e r s e f o r l e a r n i n g”为主题词,共计检索文献 篇;为提高数据的准确性,将论文的撰写语种限定为E n g l i s h,文 献 类 型 设 置 为A r t i c l e(论 文)和R e v i e w(综述)两种类型,再次精确检索,得到有效文献 篇,导出“全记录与引用的参考文献”为 t x t文件格式.国内文献数据以C NK I数据库作为数据来源,首先通过“主题”检索对C NK I数据库进行文献计量分析,以“教育元宇宙”或“学习元宇宙”作为检索词,查找学术期刊所发表的相关论文,得到检索结果 篇;然后逐一核查,筛除

19、书评、新闻等非学术类文章,得到有效数据 条.最后使用C NK I导出功能,获得R e f w o r k s格式文件.研究工具该研究采用C i t e S p a c e R 版本(更新于 年 月 日)作为文献计量与图谱构建的工具.将国内外教育元宇宙研究文献以规定格式导入C i t e S p a c e中,并将时间切 片设为年,阈值取前中国医学教育技术第 卷第期,运用最小生成树(m i n i m u ms p a n n i n gt r e e)算法生成包括作者、机构、关键词等网络节点,完成了对教育元宇宙研究科学知识图谱的构建工作,并立足图谱中所包含的网络节点及数据进行多维度、细颗粒的可

20、视化分析,其分析研究内容涵盖研究动态(时间及数量、期刊及学科分布、作者分布、发文机构分布)、研究趋势(高频关键词、关键词共现、关键词聚类)等.概况:国内外教育元宇宙研究之动态 文献刊发的时间与数量在元宇宙技术革命的冲击下,年下半年国内外迎来了元宇宙研究的热潮,具体到教育领域,国内外教育元宇宙研究的发展始终和着元宇宙整体研究的步调.相较于 年,年的研究成果数量成倍扩增,具体如表所示.表国内外教育元宇宙发文数量的比较区域 年 年国内(篇)国外(篇)由表可知,年国内外教育元宇宙研究领域相关文献数量整体有限.国内篇,分别为刘革平等的 从虚拟现实到元宇宙:在线教育的新方向、以及华子荀、黄慕雄的 教育元宇

21、宙的教学场域架构、关键技术与实验研究,均发表于 现代远程教育研究 杂志.这两篇文章主要讨论了教育元宇宙的引入背景、概念发展、理论基础、未来布局等,且主要聚焦阐明“教育元宇宙”究竟为何物.国外篇,主要探讨了元宇宙在教育中应用的可能性(p o s s i b il i t i e s)和局限性(l i m i t a t i o n s),也有专题文章探讨了教育元宇宙在韩语教育中的应用.从整体上看,作为教育技术领域的新话题,国内外学者纷纷阐释了自己对元宇宙内涵及功能的理解,并探讨了把元宇宙融入教育领域的实施路径.年,国内外的教育元宇宙研究整体呈现百花齐放、百家争鸣的局面.学者们各抒己见,不断挖掘元

22、宇宙在教育领域的应用潜力,描绘了元宇宙与不同学科、不同类型教育教学深度融合的应有模样,开拓了教育元宇宙研究的新天地.研究涉及了元宇宙在教育中应用的理性审思、构建教育元宇宙这一未来教育新生态、教育细分领域的元宇宙设计,以及教育元宇宙的应用案例等.期刊与学科分布分析国内外该领域文献刊发的期刊分布情况,可以反映研究所涉及的学科类型及不同学科的关注情况.教育元宇宙相关研究发文量居前 位的期刊统计情况如表所示.表国内外教育元宇宙发文量居于前 位的期刊统计情况国内期刊名称发文量国外期刊名称发文量远程教育杂志I E E EA c c e s s图书馆论坛S u s t a i n a b i l i t y

23、开放教育研究A p p l i e dS c i e n c e s B a s e l教育评论E l e c t r o n i c s计算机教育F r o n t i e r s i nP s y c h o l o g y中国教育信息化S e n s o r s中国医学教育技术E d u c a t i o nS c i e n c e s教育学术月刊Sm a r t L e a r n i n gE n v i r o n m e n t s现代教育技术I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o fT e c h n o l o g yi nE

24、d u c a t i o n现代远程教育研究M o b i l e I n f o r m a t i o nS y s t e m s总体上看,期刊与学科分布呈现如下特征:一是国内外期刊发文所涉学科种类较为丰富,既包括自然科学领域(计算机、通信等),也包含人文社科领域(教育学、图书情报学等).这表明教育元宇宙具备多学科融合发展与协同应用的特质.国内教育元宇宙的研究成果主要发表在教育技术学的期刊上,同第 卷第期马瑞祾等数字化转型背景下国内外教育元宇宙研究对比分析时还有图书情报学、教育学、医学等期刊上;国外主要发表在教育技术学、心理学、计算机科学、信息技术等期刊上.二是在刊文量方面,国内前 位

25、期刊的总体刊文数均篇,相比多于国际期刊;国外的相关研究所分布的期刊范围更广,这也与国际期刊总体数量远多于国内期刊有关.三是在具体期刊方面,发文数量居于前位的国内期刊为 远程教育杂志 和 图书馆论坛,前者更关注元宇宙和“互联网”、在线学习等结合的选题,后者关注元宇宙视角下的未来教学模式、图书馆教学支持服务等选题;国外期刊为I E E EA c c e s s和S u s t a i n a b i l i t y,两刊均为开源期刊,刊文量偏大,前者关注教育元宇宙中与自然科学技术的相关选题,后者则为综合类刊物,覆盖的选题较为多样.作者分布分析在某一领域的论文作者合作网络图谱中,高发文量作者表明其在

26、该领域具有一定的影响力;同时,作者合作网络图谱也能揭示不同作者在该领域研究的合作关系.根据普赖斯理论,论文发表数为m篇以上者为核心作者,其中m的计算方式见公式(),m a x表示作者最大发文量.m m a x()根据所择取的样本情况,公式()中的m a x,m ,故文章将发文量篇者视作教育元宇宙领域的核心作者.经统计,国内共有 位核心作者,国外共有 位核心作者.发文量居于前 的作者信息统计结果如表所示.表国内外教育元宇宙研究高产作者统计序号发文数量(篇)作者年份序号发文数量(篇)作者年份郭亚军 W a n gFY 王俊 C h o r t a dJN 钟正 C i g e rJ 王运武 D e

27、 n i s t a rL 蔡苏 K i m YJ 张笑然 S i n g hR 方楠 P a r kSM 曾海 L e l o n gR 李帅 S i y a e vA 王周秀 J oJS 由表可知,在两年内,国际上整体发文量超过篇的作者数量略多于国内,但单人发文量大于的作者,国际上仅有位,而国内则有位,分别为郭亚军、王俊和钟正.与此同时,国内外学界也逐渐形成了核心作者群.核心作者间的合作情况能揭示研究主体间的协作与交流状况,这从国内外作者的合作网络图谱可以进一步分析,如图、图所示.在作者合作网络图谱中,节点字体的大小反映了作者发文量的多少,同时节点间的连线表示作者间的合作密度(D e n

28、s i t y).由图和图可知,图谱显示结果与表分析的结果一致.可以发现,国内作者 间 合 作 的 网 络 密 度 为 ,相 较 于 国 外()整体偏少.国内仅出现了零星的合作关系,如郭亚军、李帅和李捷的三人合作,杨现民、倪清和余越凡的三人合作等.而其他发文量居前的核心作者,如蔡苏、王运武等采用“单兵作战”的发文方式.不同的是,国外研究形成了多组研究团队,如K i mSK团队、P a r kYJ团队、D e n i s t a rL团队等.尽管国外也有部分作者独立发表文章,但较国内数量更少.教育元宇宙作为教育学、心理学、信息科学等学科交叉的研究领域,团队合作有助于拓宽研究视角,拓深研究内容,故

29、国内外的研究者们应加大团队间交流与合作的力度,以促进不同学科、领域间的优势互补、协同发力.中国医学教育技术第 卷第期图国内作者合作网络图谱图国外作者合作网络图谱 机构分布分析通过对文献发文机构分布情况的分析,可以窥见该研究的阵地建设情况.教育元宇宙研究的机构(国别)分布图谱如图和图所示.第 卷第期马瑞祾等数字化转型背景下国内外教育元宇宙研究对比分析图国内机构合作网络图谱图国外机构(国别)合作网络图谱由图可知,国内的发文机构中刊文量在篇以上的共 家,其中高校 家,研究院(所)家.发文量居首的是“华中师范大学国家数字化学习工程技术研究中心”,发表篇论文;“西南大学教育学部”次之,发表篇论文;其他发

30、文机构中,“北京师范大学教育学部V R/A R教育实验室”“江苏师范大学智慧教育学院”等机构发表篇论文.从合作关系看,国 内 发 文 机 构 多 为 内 部 合 作,D e n s i t y ,可见国内学术机构间的交流壁垒尚存,机构间的合作态势有待形成.由图可知,在国外的发文机构中刊文量在篇以上的共 家,其中高校 家,研究院(所)家.发文量居于前列的机构包括“高丽大学(K o r e aU n i v e rs i t y)”,发表篇论文;紧随其后的是“新加坡 的 南 洋 理 工 大 学(N a n y a n g T e c h n o l o g i c a lU n i v e r s

31、 i t y)”,发 表篇 论 文;“成 均 馆 大 学(S u n g k y u n k w a nU n i v e r s i t y)”,发 表篇 论 文 等.从国际上发文量较高的机构所属国别的分布情况看,中国名列第一,发表论文 篇;其次是韩国(篇)、美国(篇)、西班牙(篇).从机构间的合作中国医学教育技术第 卷第期关系看,国外发文机构彼此合作更为紧密,D e n s i t y ,基本形成了高校和研究院(所)之间学术互鉴、合力研究的格局.变革:国内外教育元宇宙研究之趋势由于元宇宙兴起的时间不长,该文仅收集了两年来的文献数据,故无法从时间维度上分析研究的动态时区演变情况和特定话题凸显

32、情况.由此,该文主要通过高频关键词分析、关键词共现图、关键词聚类图挖掘国内外教育元宇宙研究的热点与趋势.高频关键词分析通过对国内外“教育元宇宙”相关研究的关键词词频分析,可以进一步发现该领域研究的话题取向,数据结果如表所示.表国内外教育元宇宙研究的高频关键词词表国内关键词年份频次国外关键词年份频次元宇宙 v i r t u a l r e a l i t y(虚拟现实)虚拟现实 a u g m e n t e dr e a l i t y(增强现实)人工智能 s y s t e m(系统)在线教育 d i g i t a l t w i n(数字孪生)高校 a r t i f i c i a

33、l i n t e l l i g e n c e(人工智能)高等教育 m i x e dr e a l i t y(混合现实)医学教育 v i r t u a lw o r l d(虚拟世界)应用场景 e x t e n d e dr e a l i t y(扩展现实)思政教育 e d u c a t i o nt e c h n o l o g y(教育技术)未来教育 d e e p l e a r n i n g(深度学习)从表可以看出,国内的教育元宇宙研究主要立足教育视角,追求技术与教育的深度融合,高频词主要包括两类:一是教育元宇宙的关键支撑技术,如“虚拟现实”“人工智能”;二是教育元

34、宇宙的典型应用场景,如“在线教育”、“高校”、“高等教育”、“医学教育”和“思政教育”.此外,其他学者还畅想了基于元宇宙的“未来教育”将具备虚实融生、时空共在、境身合一等特征.而国外研究则更关注技术问题,前 位的高频词中有个属于教育元宇宙的底层技术,例如“数字孪生”“混合现实”“扩展现实”等,其他高频关键词则与教育元宇宙的学科归属(“教育技术”),构筑的学习空间(“虚拟世界”),以及关键技术所用的算法模型(“深度学习”)等话题有关.国内外研究视角的差异彰显了“元宇宙教育”和“教育元宇宙”的两大范式,国外研究属于前者,即立足教育元宇宙的技术属性,思考其包括哪些底层技术及其如何赋能教育变革;国内研

35、究属于后者,聚焦教育元宇宙的教育属性,探索元宇宙世界中教育的新样态和新特征.关键词共现图谱分析借助C i t e S p a c e的关键词共现功能可以得出国内外教育元宇宙研究的主题分布情况.图谱中各个节点与关键词一一对应,节点/字体大小与节点度(d e g r e e)呈正相关,节点间的关联性则与连线的粗细度呈正相关.该文设置阈值T o p N,T o p N,D e n s i t y ,可以获得国内研究关键词共现网络图谱,共计 个网络节点、条边,图谱如图所示.采用相同方法,密度设置为 ,可以得到国外研究关键词共现网络图谱,共计 个网络 节 点、条 边,图 谱 可 视 化 结 果 如 图所

36、示.由图可知,居于所有节点核心位置的关键词为“元宇宙”.此外,国内的相关研究广泛涉及了学习理论(具身认知、沉浸式学习等)、数字技术(人工智能、大数据、云计算、数字孪生等)、应用领域(图书馆、社会教育、学前教育、智慧教育等)等.研究包含了对理论探讨、技术架构、模式构建、产品开发、主要问题、发展前景等多样话题的探讨,其中在线教育、虚拟现实、沉浸感等属于国内研究的热点议题.由图可知,“v i r t u a l r e a l i t y”(虚拟现实)在众多关键词中占首位,并辐射出“a u g m e n t e dr e a l i t y”(增强现实)、“m i x e dr e a l i t

37、 y”(混合现实)等表示元宇宙关联技术的节点.其次,相关研究还涉及虚拟世界(v i r t u a lw o r l d)的营建、元宇宙设计(d e s i g n)、第 卷第期马瑞祾等数字化转型背景下国内外教育元宇宙研究对比分析三 维 模 型 建 模(s o l i d m o d e l i n g)、学 习 体 验(e x p e r i e n c e)等内容.与此同时,国外的教育元宇宙研究还关注“g a m i f i c a t i o n”(游戏化)、“t e c h n o l o g ya c c e p t a n c em o d e l”(技 术 接 受 模 型)、“p

38、 e r c e i v e du s e f u l n e s s”(感知有用性)、“n dl i f e”(第二人生)等话 题,以 及 探 讨 元 宇 宙 应 用 于 教 育 领 域 的“i n f o r m a t i o n”(影 响)、“o p p o r t u n i t y”(机 遇)、“c h a l l e n g e”(挑战)等.对扩展现实及其所包含的虚拟现实、增强现实和混合现实的讨论是国外研究的主要内容.图国内教育元宇宙关键词共现图谱图国外教育元宇宙关键词共现图谱整体上看,国内外教育元宇宙研究的关键词共现图谱均反映出该领域研究的两大主题:技术架构和教育整合.不论是对

39、教育元宇宙技术系统的分项剖析,还是对教育元宇宙典型应用场景的宏观勾描,中国医学教育技术第 卷第期国内外学者都力求阐明这样一种理念,即组合运用扩展现实、教育游戏、人工智能、数字孪生等多项技术可以为学习者营建虚拟学习环境,从而更好地提供趣味性、真实性、开放性的高沉浸式学习体验.同时,国内外研究在视角和方法上可互相补益.国内研究为元宇宙如何更好地发挥效能提供了教育理论的指引,如具身认知;国外则更多开展实证性研究,借助技术接受度、感知有用性等观测指标调查学习者在教育元宇宙中的学习体验,国内亟须借鉴此类实证研究方法,推动中国的教育元宇宙研究趋向深入.关键词聚类图谱分析关键词聚类分析可以更深入地剖析研究领

40、域关注焦 点 的 演 变.该 文 使 用C i t e S p a c e的“K聚 类(l a b e l c l u s t e r sw i t h i n d e x i n g t e r m s)”对国内外教育元宇宙相关研究的关键词进行聚类分析,可以得到教育元宇宙、数字教育、人工智能、学习空间、图书馆、数字孪生、信息科技个国内研究关键词类,如图(Q ,S )所 示;以 及a v a t a r(虚 拟 化 身)、d i g i t a l t w i n(数字孪生)、a r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c e(人工 智 能)、b l o c

41、 k c h a i n(区 块 链)、d e e pl e a r n i n g(深 度 学 习)、v i r t u a lr e a l i t y(虚 拟 现实)、w e bp r o g r a mm i n g(网络编程)、n e u r a ln e t w o r k s(神经网络)个国外研究关键词类,如图(Q ,S )所示.两张图谱的聚类模块值(Q)均,聚类平均轮廓值(S)均 ,前者说明聚类结构显著,后者表示聚类结果可信度高,据此,两张图谱聚类效果都很好.图国内研究的关键词聚类图谱由图和图可知,从整体上看,国内外研究的关键词都聚合到两个领域,即人工智能和数字孪生,二者都是国

42、内外学术界共同关注的“高热”话题.此外,国内研究更关注教育场域中学习空间、图书馆等话题,而国外研究更加注重具体的数字技术、网络编程和算法模型,这一结论与关键词词频分析具有一致性.具体来看,根据标签数字越小,聚类中包含的关键词越多的原则,该研究重点分析两张图谱的前五类标签.首先,对国内研究关键词聚类图谱(如图所示)加以分析.第一,厘清“教育元宇宙”的宏观架构.该聚类重点对教育元宇宙中的“概念解构、教学设计、发展前景、应对之策”等问题展开讨论,基本勾勒了教育元宇宙的概貌.翟雪松等 指出教育元宇宙以技术与社会互构为理论基础,以真实与镜像主体交互为主要内容,以时空、关系、交流、情感四大边界的突破为典型

43、特征.第二,构筑“数字教育”的第 卷第期马瑞祾等数字化转型背景下国内外教育元宇宙研究对比分析创新样态.在该聚类结果下,学者关注了“技术赋能、教育变革、在线教育”等话题,分析了教育元宇宙如何推动“教、学、管、评、测、研”等不同场景的数字变革.钟正等 认为元宇宙将在情境化教学、个性化学习、游戏化学习和教师研修等教育场景下显示出其巨大的潜力.第三,释放“人工智能”的技术能效.在该聚类结果下,学者聚焦对“语音评估、人机交互、体态识别、智能推荐”等技术的探讨.随着智能技术的持续赋能,教育元宇宙正逐渐形成自然人、数字人、机器人三者共生、共融的交互体系,有效创新了人际交互和知识生成的方式.第四,推动“学习空

44、间”的虚实融合.在该聚类结果下,研究大多关涉“学习环境、虚实融生、时空融合”等话题,探明了如何营建更具交互性、智能性、感知性的学习空间.在“以学习者为中心”的理念下,郭亚军等 提出了在元宇宙学习空间中,虚拟教育体系特有的知识流转机制.第五,创新“图书馆”的服务模式.作为教育元宇宙的重要应用场景之一,“图书馆”这一类下又包含了“智慧图书馆、数字图书馆、应用案例、教学模式”等具体关键词,该类研究主要分析在元宇宙视域下图书馆的场景构建、主要功能、资源管理等方面的创新.娄方园等 理性审视了元宇宙赋能图书馆社会教育的应用场景,并提出了相应的发展策略.图国外研究的关键词聚类图谱其次,对国外研究关键词聚类图

45、谱(如图所示)进行分析.第一,重视“虚拟化身”的镜像设计.在该聚类结果下,相关研究关注了在教育元宇宙如何依托扩展现实技术构建虚拟世界,以及在该世界中学生的“情感、接受、状态”等具体问题,直接将研究视角投射到教学的中心 学习者的身上.第二,探索“数字孪生”的实现路径.在该聚类结果下,研究关注了“机器学习、混合现实、D模型”等话题,主要剖析了数字孪生技术如何把物理世界镜像“克隆”到元宇宙世界中,更好地搭建智慧教室、图书馆、体育馆等虚拟场景.第三,整合“人工智能”的技术优势.在该聚类结果下,学者则聚焦对“物理模型、G/G、自适应学习”等的分析,让各类智能技术为教育元宇宙中的用户搭建感知化的教学场域,

46、并提供个性化的教学服务.第四,关注“区块链”的支撑作用.这该聚类结果下,研究涉猎“大数据、游戏机制、联邦学习(f e d e r a t e dl e a r n i n g)”等话题,阐释了区块链技术在教育元宇宙中如何促进学习数据的存储与融通,以及如何基于联邦学习算法以确保教育元宇宙中用户的隐私保护和数据安全.第五,优化“深度学习”的算法模型.该聚类结果包含了“神经网络、算法、模型、网络编程”等具体关键词,该类研究主要分析在搭建教育元宇宙中如何基于深度学习算法模型进行神经渲染(n e u r a l r e n d e r i n g),如中国医学教育技术第 卷第期模型、图像、视频等的渲染,

47、以增强虚拟世界的沉浸感和真实感.审思:国内外教育元宇宙研究之展望在简要回顾文章主要结论的基础上,立足国外的研究经验,对未来国内教育元宇宙研究作出展望,以期为国内教育元宇宙的理论研究和应用实践提供理论依据和有益参考.主要研究结论教育元宇宙的讨论在如火如荼地开展,其所关涉的职业教育、高等教育、语言教育等各细分领域的研究方兴未艾.下面将国内外教育元宇宙研究的知识图谱分析结果总结如下:发文数量持续激增,学科和期刊分布广泛,研究阵地及队伍初步形成,领域合作有待深化第一,从发文趋势看,较前一年,年的国内外教育元宇宙的相关研究均呈“指数级扩增”趋势.第二,从学科分布看,国内外研究均广泛覆盖了教育学、心理学、

48、信息科学等各个领域,论文成果刊载于自然科学、人文社会科学两大领域的不同刊物上,分布较为广泛.据此可见,教育元宇宙的跨学科属性正日益凸显.第三,从作者和机构分布情况看,目前,国内外已经基本形成了教育元宇宙研究的主要阵地和学者,国内机构以师范类院校为主,如华中师范大学、北京师范大学等,国外机构高校和研究院(所)的发文量相差不大.值得注意的是,教育元宇宙这一多学科综合的新兴研究对象,跨学科、跨领域、跨机构的合作研究是极有必要的.目前,国外这一趋势已经显现,但国内作者、机构之间的合作还须加强.研究内容和主题较为集中且趋于精细化,总体彰显出科技与教育双向赋能、系统融合之势通过对国内外研究的关键词进行可视

49、化分析,可以发现二者既有交叠又各有侧重.在研究初期,学界探讨的内容和主题都较为集中,如教育元宇宙的概念、架构等.年的研究成果呈现出与具体学科、场景结合的精细化发展趋势.其中,国内研究注重从教育视角出发,在理论层面阐释教育元宇宙的作用机理、属性特征等,在应用层面分析其在人才培养、资源重组、模式创新、教育公平等方面的积极作用.但同时,这些研究主要为理论阐释,实证研究数量有限.这是由于教育元宇宙的技术成熟度较低、可应用的资源数量较少,无法支持开展实证类研究.国外研究大多立足技术视角,更多关注人工智能、扩展现实、数字孪生、人机交互等新兴技术给教育教学的变革带来了哪些机遇和挑战,而国内研究对教育元宇宙关

50、键技术的探索相对薄弱,还需要加强相关支撑技术的研究.此外,国外研究中已有不少实证研究的案例,这恰是国内研究所缺少的.例如,国外学者已经尝试使用技术接受度、感知有用性等指标来观测学 习者在教育 元 宇 宙 中 的 学 习 状态,这些调查方式、实验手段均值得国内研究借鉴和学习.总之,不论立足何种视角,国内外研究都呈现出从科技或教育的某一端出发,探索赋能另一端的态势.未来前进方向展望未来,随着全球各国相继启动“元宇宙行动”,元宇宙与各领域的融合将会不断深化.例如:日本成立“元宇宙推进协议会”;韩国向公众开放“元宇宙首尔市政厅”等;中国的北京、上海、武汉等城市将元宇宙写入发展政策中,如上海市人民政府颁

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