基于知识图谱的教育元宇宙研究热点、趋势分析

摘要：为厘清当下教育元宇宙的研究现状、热点与发展趋势，以中国知网数据库中121篇论文为样本，借助CiteSpace6.2.R4软件进行计量可视化分析。研究发现，教育元宇宙研究核心作者群还未形成，研究集聚效应较弱；研究机构呈点状分散分布，以独立研究为主；主要聚焦于教育元宇宙的内涵研究、应用研究的前景研究。基于文献研究，从新基建架构设计、学习环境构造、实践应用行动、发展前景趋向等方面对职业教育元宇宙发展进行展望。

关键词：教育元宇宙；知识图谱；职业教育

中图分类号：G43 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2023）13-0062-06

*本文系2022年度江苏省职业教育教学改革研究课题“中职学校产教融合动力机制现状及策略研究——以连云港市中职学校为例”（ZYB240）的研究成果。

作者简介：周如俊，江苏省灌南中等专业学校副校长，江苏理工学院兼职教授，正高级讲师，江苏省特级教师，江苏人民教育家培养工程培养对象，主要研究方向为职业院校教学管理。

2022年1月24日，工业和信息化部在全国中小企业发展情况发布会上首次对外提到元宇宙，从此多地政府超前产业布局，大力发展元宇宙技术，元宇宙的潜力受到了社会各界的关注。随着“数字中国”建设的推进，教育数字化转型、智能升级、虚实联动、融合创新等革命性影响推动着教育元宇宙驶入快车道。作为教育类型之一的职业教育，教学具有实践性、实景性与仿真性等特征，元宇宙将有助于打造产教虚实融合无缝切换平台，构建多场景跨界融合的教学新模式。基于此，本文运用CiteSpace6.2.R4计量可视化软件，对教育元宇宙研究进行可视化分析，为职业教育元宇宙理论发展与实践探索奠定基础。

一、研究设计

（一）数据来源

数据提取是可视化分析的基础工作。为掌握教育元宇宙的研究概况，以中国知网中的文献为数据来源，在“北大核心”条目下，以“教育元宇宙”为“主题”或“篇名”进行高级检索，检索截止时间为2023年6月12日，查找到相关论文141篇，为保证数据有效性，以人工方式识别并剔除报纸、会议、选题、征稿等与研究主题无关的文献，最终确定121篇论文样本，作为图谱分析的研究对象，剖析教育元宇宙研究文献的发表时间、作者、机构、关键词词频分布等情况以及发文作者之间、发文机构之间的合作情况。

（二）研究方法

主要采用文献计量法和内容分析法两种研究方法。一是文献计量法。采用CiteSpace6.2.R4，时间参数设置为2021—2023年（元宇宙论文最早发表时间为2021年11月25日），时间切片选择为1年，节点分别选择“author”（作者）、“institution”（机构）、“keyword”（关键词）、“link strength”（关联强度），选择“cosine”（余弦）算法，节点阈值选择Top50，网络剪裁选择“pruning sliced networks”（路径简化网络）。二是内容分析法。运用内容分析法对文献内容与关联度进行挖掘、比较和推理，从而完善研究文献的广度和内容的深度。

二、现状分析

（一）研究态势

文献数量与规模反映某领域学术研究的热度。目前载文量排前5位的核心期刊分别是《图书馆论坛》（11篇）、《远程教育杂志》（10篇）、《开放教育研究》（7篇）、《现代远程教育研究》（4篇）与《中国电化教育》（3篇），这些期刊选题主要聚类在“教育元宇宙”“学习元宇宙”“应用场景”“虚拟现实”“数字孪生”等方面。而职业教育领域仅检索到4篇论文，这表明职业教育领域元宇宙研究起步较晚、基础较弱，研究力量有待加强。

（二）作者分析

核心作者群情況反映某领域研究学术共同体发展的成熟度。根据普赖斯定律，计算得出该领域发表论文2篇及以上的为核心作者。核心作者共22人，共计发文50篇，占论文总数的41.3%，离普赖斯定律中50%的指标还有差距，以此标准判断，核心作者群还未形成，研究集聚效应仍较弱。此外，论文的被引用频次与下载量是衡量该论文质量与学术水平的重要指标，在检索到的论文中，刘革平等的《从虚拟现实到元宇宙：在线教育的新方向》[1]被引频次、下载次数均最高，分别为217、24559次。

（三）机构分析

教育元宇宙发文量在2篇以上的机构共25家，发文量共计97篇，占论文总数的80.2%。如图1所示，大多数研究机构呈点状分散分布，以独立研究为主。研究机构主要集中在北京市、上海市、广州市、重庆市等区域，这既与机构所在区域高校学术研究综合实力强有关，也与这些区域“十四五”期间元宇宙产业发展规划有关。

三、热点透视

（一）关键词共现分析

关键词共现分析主要反映该领域的研究热点与趋势。如图2所示，关键词共现图谱中“元宇宙”“虚拟现实”“数字孪生”等核心关键词之间的连线比较密集，交联性较强。排名前十的高频关键词中，“元宇宙”（96次）、“数字孪生”（5次）、“虚拟现实”（14次）、“虚实融合”（5次）、“虚拟空间”（5次）等是反映教育元宇宙的内涵与特征的主体型关键词；“人工智能”（6次）、“在线教育”（5次）、“应用场景”（5次）、“图书馆”（4次）、“智能教育”（3次）等是体现教育元宇宙的应用领域的介体型关键词。

（二）关键词聚类分析

关键词聚类分析主要目的是归结出各关键词节点间的相似性。如图3所示，依据数据运算将共线关系明显的节点聚成9个类团，整合成3大类研究内容。

第一类：教育元宇宙的内涵研究。一是聚类内涵与属性研究。包含“#3沉浸感”“#5公共性”等类团，主要关键词有“数字孪生”“拓展现实”“虚实融合”。如，傅文晓等认为“教育元宇宙所创设的超越物理经验世界的数字空间，可为学习者实现具身学习转变有效赋能”[2]；兰国帅等提出“学习元宇宙是整合模拟技术、增强技术、扩展现实、数字孪生、人工智能等多种智能技术而产生的、新型虚实学习空间交互融通的互联网教育应用和数字化社会生态系统”[3]36。二是聚类特征与机理研究。包含“#1技术赋能”“#7领域”等类团，主要关键词有“虚拟现实”“增强现实”“虚实融生”等。如，华子荀等认为“学习元宇宙的机理体现在‘共同在场‘心流状态‘虚拟化身”，“学习元宇宙具有‘技术端、应用端、分析端三端六层架构”[4]。

第二类：教育元宇宙的应用研究。一是聚类应用技术研究。包含“#2沉浸式”等类团，主要关键词有“区块链”“大数据”“技术赋能”“沉浸式学习”“人工智能”“在线教育”等。如，张文超等认为元宇宙赋能沉浸式学习具有“学习主体虚拟性”“学习体验具身心流性”“学习情境多样性”“学习社区协同性”等特征[5]；刘革平等开展了“重新塑造在线教育时空‘共在的新形态，生成元宇宙智能在线学习环境”研究[1]12。二是聚类应用场景研究。包含“#0应用场景”“#4实践路径”等类团，主要关键词有“技术架构”“学习空间”“具身认知”“游戏化学习”等。如，刘革平等进行了“教育元宇宙：特征、机理及应用场景”研究[6]；兰国帅等开展了“学习元宇宙赋能教育的关键特征和技术架构的新样态”的研究[3]25-34；胡永斌等归纳了将元宇宙作为学习平台、沉浸课程、虚拟学校、孪生校园和开放大学等5种教育应用模式[7]。

第三类：教育元宇宙的前景研究。一是聚类学习图景要素研究。包含“#10培养模式”等类团。主要关键词有“未来教育”“未来学习图景”等。如，李小涛描绘了未来基于元宇宙的学习图景——“实现学习的全要素融合、人与场景的深度融合和技术赋能的所想即所得的全新学习方式”[8]；钟正等分析了教育元宇宙在情境化教学、个性化学习、游戏化学习和教学研训场景中的应用潜力[9]；朱珂等开展了“元宇宙赋能大规模超域协同学习：系统框架与实施路径”研究[10]。二是聚类教学改革指向研究。包含“#6mr技术”等类团。关键词主要有“mr技术”“教学域场”“元宇宙伦理”等。如，修南从“全过程教学设计重构”“多元化教育主体重申”“灵活性教学组织重建”“高效性教学管理重塑”等方面指出职业学校教学改革的未来路向[11]51-53；王苇琪提出“教育元宇宙应当关注‘身体的意义，以此建构自身的伦理尺度”[12]。

（三）研究热点演进分析

时间线图谱主要用来描绘数字化转型研究领域随时间的演进趋势和相互影响关系[13]。借助关键词的时区图谱聚类分析，可窥探教育元宇宙热点关键词的分布与演进规律：2021年是研究萌芽期，研究热点关键词主要包括“数字孪生”“虚拟现实”“虚实融合”“图书馆”“在线教育”等。2022年是研究上升期，研究热点关键词主要包括“区块链”“人工智能”“虚拟教育”“未来教育”“智能教育”等。2023年是研究爆发期。研究热点关键词主要包括“数字技术”“拓展现实”“技术具身”“价值意蕴”“技术伦理”等。

四、结论与展望

（一）研究结论

本研究通过CiteSpace6.2.R4软件绘制知识图谱，对教育元宇宙进行可视化分析，得到以下研究结论：

第一，研究热度持续攀升。整体呈现为2021年发文数量较少，2022年发文数量急遽增加，2023年发文数量爆发式增长，说明教育元宇宙相关研究已走向相对成熟。

第二，研究热点趋向聚类。近三年教育元宇宙的研究主要围绕“数字孪生”“虚拟现实”“拓展现实”“增强现实”“区块链”“沉浸学习”“人工智能”“具身交互”等方面，研究热点逐渐走向聚类。

第三，研究主题逐渐明晰。尽管当前教育元宇宙的概念并未统一，学者所持视角不同，对教育元宇宙概念定义偏重也不同，但是相关研究逐渐聚向三个主题：教育元宇宙的内涵研究、教育元宇宙的应用研究、教育元宇宙的前景研究。

（二）职业教育元宇宙研究展望

当下教育元宇宙研究学术成果大都集中在高等教育领域，而目前职业教育元宇宙的研究还处于发展阶段，极具研究空间与潜力。

第一，顶层设计新基建架构。教育部等六部门印发的《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意見》提出“到2025年，基本形成结构优化、集约高效、安全可靠的教育新型基础设施体系”，主要方向为信息网络、数字资源、平台体系、可信安全、创新应用和智慧校园等，具有泛联、智能、融合、韧性、绿色、生态和治理等特征[14]，基于元宇宙的职业教育新基建架构，需要进行顶层系统设计。一是元宇宙的关键技术。至少包含人工智能技术、交互技术、区块链技术、物联网技术、网络与运算分析技术、电子游戏技术和学习分析技术[15]。二是元宇宙智慧学习空间。至少包含以资源生态、社会交往、探究学习与评价系统等为核心的智慧学习空间[16]。要正确处理好现实物理世界与教育元宇宙的关系，重构职业教育生态。

第二，构建元宇宙学习环境。职业教育需要构造支持个性化学习、终身学习和可持续发展的元宇宙学习环境，构建元宇宙智能在线学习环境的模型[1]15，突显教育元宇宙学习的感知环境、记录过程、识别情景和联接社群等特征，形成视觉沉浸与人工智能无缝交融的理想空间形态，使学生认识世界与虚实共生的感知世界实现再融合。一是技术统摄——构建基石。包含网络环境、资源生产、大数据处理、认证机制与交互界面等。二是系统结构——空间塑造。包含构造环境、信息环境、文化环境与心理环境等。三是组成要素——核心表征。包含复合资源/智能工具、意象活动/全人评价、具身学习/精准教学、学习伙伴/教学类群等。四是培养目标——“深知生慧”。“深知”主要指具身体验完整的知识学习过程，包括知识习得、知识参与和知识创造。“生慧”主要指人之慧与技之智融合，培育（生成）智慧结构，包括价值思维、工具思维和意义思维[17]。

第三，推动实践应用行动。一是宏观领域的行动要素。包括：创新教育教学模式——推动教学模式与教学形态的变革；赋能智慧教育环境——促使虚拟与现实的全面交织融合；提供沉浸式教育资源——推行沉浸式学习体验；实现个性化学习活动——实现深度探究学习；实施智能教学评价——实现精准化评价与干预指导；创新智能教育服务——推动服务理念、场景与技术创新[18]。二是关键领域的实践路径。包括：在线课程资源（沉浸式体验学习课程，“漫游”式体验学习课程，“再造生命”式体验学习课程）；在线教学方式（社会化在线教学，融课堂在线教学，实操化在线教学）；在线学习支持服务（基于“身份认证”实现个体社会存在，基于“成长认证”实现个体社会发展，基于“标准认证”实现个体社会建构）。三是交互领域的应用层次。由低向高发展层次主要包括“虚拟重现”“虚拟仿真”“虚实融合”“虚实联动”。四是场景领域的学习类型。主要包括：泛在可验证的智慧学习，深度沉浸的体验性学习，跨时空的深度协作发现式学习，虚实共生的协同知识生成学习。

第四，把握发展前景趋向。一是客观认知教育元宇宙。主要包含：培养与数字世界交互的能力；开展元宇宙的系列学习；注重创造性思维的养成；教育教学反哺元宇宙发展[11]50。二是科学设定元宇宙标准。基于国家教育新基建的体系建设要求与教育数字化战略行动，统一规划布局和制定相关标准，实现职业教育元宇宙标准互融互通。三是高度警惕伦理失控。主要包含：警惕数据伦理问题（数据采集、存储、应用要全面、安全、可控、透明与确权），警惕算法伦理问题（正确处理好教师与“虚拟人”协同问题，学习者本我与“虚拟我”的角色更替问题）[1]21，警惕“虚拟成瘾”伦理问题（摆脱技术主义的桎梏，强化人的价值判断）[19]。四是建构智慧化治理体系。构建基于元宇宙技术的智慧化治理总体架构，进行可视化界面智能管理，实行全流程全时数据采集监测，实现个性化、精准资源信息的智能推荐和服务，从而逐步形成职业教育“数治教育”新体系，提高管理与决策的科学性[20]。

参考文献：

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[2]傅文晓，赵文龙，黄海舵.教育元宇宙场域的具身学习效能实证研究[J].开放教育研究，2022，28（2）：85.

[3]兰国帅，魏家财，黄春雨，等.学习元宇宙赋能教育：构筑“智能+”教育应用的新样态[J].远程教育杂志，2022，40（2）.

[4]华子荀，付道明.学习元宇宙之内涵、机理、架构与应用研究——兼及虚拟化身的学习促进效果[J].远程教育杂志，2022，40（1）：29-32.

[5]张文超，袁磊，闫若婻，等.从游戏化学习到学习元宇宙：沉浸式学习新框架与实践要义[J].远程教育杂志，2022，40（4）：7-8.

[6]刘革平，高楠，胡翰林，等.教育元宇宙：特征、机理及应用场景[J].开放教育研究，2022，28（1）：24-33.

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[8]李小涛.元宇宙中的学习：融合学习者身份、时空的未来学习图景[J].远程教育，2022，40（2）：45.

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[10]朱珂，丁庭印，付斯理.元宇宙赋能大规模超域协同学习：系统框架与实施路径[J].远程教育杂志，2022，40（2）：24-34.

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[18]刘增辉.西南大学教育学部教育技术学院院长刘革平：元宇宙引领在线教育发展新方向[J].在线学习，2022（3）：20-24.

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[20]本刊编辑部.把握数字化契机  推动现代职业教育高质量发展——专访教育部职业教育与成人教育司司长陈子季[J].中国职业技术教育，2022（13）：8-10.

责任编辑：杨孝如