我国教育元宇宙研究领域的科学知识图谱分析

摘要：目前蓬勃发展的元宇宙相关理论研究和应用探索，为教育元宇宙的形成和发展提供了必要支持，而作为元宇宙重要应用场景构建方向的教育元宇宙相关问题成为国内外学者关注的热点。基于知识图谱可视化分析方法，以CiteSpace和VOSviewer为研究分析工具，对我国教育元宇宙研究领域进行全面深入分析，通过构建和解读“我国元宇宙研究领域作者共现图谱”“我国教育元宇宙研究关键词共现图谱”“我国教育元宇宙研究关键词共现网络聚类图谱”等，明确该新生研究领域的研究年份、作者团队、机构特征，以及研究主题分布情况和研究趋势所向，并对未来研究进行了展望，以期为我国教育元宇宙的理论研究及应用探索的高质量发展提供理论借鉴。

关键词：教育元宇宙；科学知识图谱；可视化分析；学习元宇宙

中图分类号：G434  文献标识码：A 文章编号：1005-4634（2024）04-0017-08

元宇宙在教育领域具有巨大的发展潜力。教育元宇宙（Edu-Metaverse）基于现代区块链技术、虚拟现实技术以及人工智能技术的虚拟学习场域，能够为使用者创造一种全新的学习环境并实现前所未有的学习体验。这种全新的元宇宙技术框架应用能够克服现实世界与物质条件的束缚和制约，发挥网络技术的优势，针对教师、学生等不同用户的使用需求，为他们设定数字身份并创建虚拟的交互式教学环境，确保教师与学生之间的良好交流与互动，实现现实世界、虚拟世界的协调均衡，共同确保良好的教学效果 [1]。在教育元宇宙创新发展过程中，所创造的虚拟教学场域并非简单地对现实世界进行复制，亦非现实世界的“替代品”，而是实现了现实世界的二次开发和设计。这种应用技术能够有效完善现实世界，构建起一种独特的元宇宙场域并实现一种全新的教育模式。当前，作为元宇宙重要应用场景构建方向的教育元宇宙相关问题成为国内外学者关注的研究热点。随着数字人文研究范式逐步发展和完善，基于知识图谱的可视化研究在社会人文科学研究领域逐渐得到广泛应用，尤其在特定研究领域热点和趋势发展分析方面有科学直观的研究分析效果 [2]。基于此，本研究以科学知识图谱为核心研究范式，对国内教育元宇宙研究领域的研究现状和发展脉络进行解读分析。

1研究方法与数据来源

本研究以CiteSpace和VOSviewer为工具，对国内教育元宇宙研究领域进行全面深入的分析。本研究所用数据来自CNKI。为了让检索结果更加契合研究主题和具备研究价值，以北大核心和CSSCI收录期刊为目标期刊源，构建的检索条件为“（主题=‘教育’*‘元宇宙’or 主题=‘学习’*‘元宇宙’）and （关键词=‘元宇宙’ +‘教育元宇宙’+‘学习元宇宙’）”，检索结果76篇，人工排除与研究主题相关度较低的文献，最终得到研究文献集74篇，时间跨度为2021～2022年，文献集数据截止时间为2022年12月31日。

2我国教育元宇宙研究分布特征分析

2.1研究时间分布特征

2021年，席卷全球的元宇宙研究热潮推动了教育技术跳跃式发展。我国开始出现教育元宇宙的相关研究。2021年11月《现代远程教育研究》杂志发表的2篇开创式论文，分别为西南大学教育学部刘革平等发表的《从虚拟现实到元宇宙：在线教育的新方向》、广东第二师范学院教师教育学院华子荀等发表的《教育元宇宙的教学场域架构、关键技术与实验研究》，自此，教育元宇宙正式开始被我国更多的研究者所关注。2021年，我国教育元宇宙研究领域相关高水平论文有3篇。作为新生领域，研究者主要围绕教育元宇宙概念、技术细节、应用方向、未来发展等进行了讨论。

教育元宇宙主题2022年教育元宇宙研究呈现爆发式增长，相关的高质量研究成果达到71篇，教育、信息管理等各学科领域均有大量成果产出，研究开始涉及特定的应用场景构建，如思政教育元宇宙、职业教育、体育教育，以及相关技术框架、虚拟数字人以及治理模式等。2022年8月，随着我国《元宇宙教育共识》发布 [3]，元宇宙教育正式进入了行动和实验阶段。

2.2研究作者分布特征

2021年至2022年，我国教育元宇宙高水平研究作者最大发文量为4篇，根据普赖斯定律，该研究领域发文量大于1.50的作者为高产作者。对文献集进行分析发现，我国教育元宇宙高水平研究人员中有23人成果达到2篇及以上，郭亚军（4篇，郑州航空工业管理学院信息管理学院）、许鑫（3篇，华东师范大学经济与管理学部）、赵星（2篇，复旦大学元宇宙与虚实交互联合创新中心）、刘革平（2篇，西南大学教育学部）、华子荀（2篇，广东第二师范学院教师教育学院）等，为教育元宇宙研究领域的高产作者代表。从作者共现网络图谱（图1）可以看出，该研究领域已经形成“郭亚军—袁一鸣—郭一若”“许鑫—鲁力立”等研究团队。但从图1中也可看到跨机构跨学科的合作研究仍然少见，对教育元宇宙研究领域的融合发展有一定影响。

2.3研究机构分布特征

对文献集的发文机构进行分析，发现国内有147个机构（高校精确到二级单位）围绕教育元宇宙相关主题开展了研究，发文量2篇以上的机构合计16个，研究高产机构（产出3篇及以上）如表1所示。高校中的教育学院、信息管理学院、马克思主义学院3类机构产出成果数量占总文献集量的60%，是国内教育元宇宙主题研究的主要阵地。

研究发现，5个发文量为3篇以上的研究高产机构均在2021年12月前就已经开始了教育元宇宙的研究布局。华东师范大学经济与管理学部以华东师范大学云展厅策展课程为例，探索了元宇宙赋能下的未来教学模式，并围绕元宇宙中情境知识构建和敏捷治理展开了研究。西南大学教育学部研究团队主要围绕教育元宇宙的特征、机理、应用场景以及技术伦理等进行了理论研究，为后续教育元宇宙研究开展提供了理论参考。江苏师范大学智慧教育学院研究团队研究了元宇宙场域下的教育数字人应用、线上线下融合学习空间构建，并探索了图书馆社会教育中的教育元宇宙场景构建。郑州航空工业管理学院信息管理学院研究团队探讨了元宇宙视域下的虚拟教育知识流转机制，并以图书馆为教育主体探索了教育元宇宙技术框架下的公共图书馆社会教育模式。

3我国教育元宇宙研究主题分析

3.1研究总体分析

使用CiteSpace构建国内教育元宇宙研究关键词共现图谱，如图2所示，每一个关键词均与节点一一对应，节点大小与关键词频次正相关，节点间关联性与连线粗细程度正相关。

我国教育元宇宙研究围绕虚拟现实、思想政治教育、人工智能、应用场景、学习元宇宙等关键词进行探讨研究，高频关键词（词频为4及以上）如表2所示。中介中心度反映节点在网络图谱中与其他节点关联性的程度大小，由表2关键词对应中介中心度数值可知，除检索词“教育”“元宇宙”外，教育元宇宙、人工智能、学习元宇宙3个关键词的中心度大于0.5，可认为是该知识图谱中具有强关联性的关键节点，在后续研究和展望中须重点关注。

3.2研究主题分析

本研究使用VOSviewer提取共现词频为2次以上的高频关键词70个，形成的国内教育元宇宙研究关键词共现网络聚类图谱如图3所示。

在此基础上明确各个聚类所涵盖的高频关键词，并结合关键参考文献分析解读，对各个聚类主题加以归纳，具体如表3所示。

3.2.1教育元宇宙相关理论

元宇宙能够发挥相关技术的独特优势，打造沉浸式的虚拟教育环境，构建起一种更加生动形象的交互式、虚拟学习环境，在实现教育模式创新的同时也将进一步提升学生思维能力培养水平，代表着未来教育的发展方向。目前，我国学者正从不同的理论角度出发，对元宇宙与教育的融合发展问题进行分析，形成了丰富的研究成果，在理论层面为教育元宇宙的创新发展提供了科学指导。

刘革平等对在线教育的未来发展趋势进行了分析，肯定了元宇宙的技术优势，认为这一技术的创新发展有利于提升在线教育综合发展水平，能够显著改善教学效果 [4]。此外，该研究团队还对教育元宇宙的内涵进行了阐述，并将其技术特征概括为虚拟和现实的协调均衡、人与机器的协同交互、社会与学校的科学互动等。然后从教育元宇宙的维度出发对教育创新问题进行分析，明确了教育元宇宙的技术优势和应用价值 [5]。蔡苏等认为，教育元宇宙的核心技术特征为交互性、多元性与沉浸性，这也是这一技术应用的最大优势所在。在此基础上对教育元宇宙的技术基础、应用模式等问题进行了探讨分析，肯定了这一技术体系的应用优势，也对该新型技术体系的代表性应用模式进行了分析论述，肯定其在相关领域的巨大发展潜力 [6]。李海峰等的研究表明，教育元宇宙能够创造一种前所未有的虚拟学习环境，克服传统教学方式的缺陷和不足，实现一种沉浸式、交互式的虚拟学习环境进而全面提升学习效果，并从技术角度出发对教育元宇宙的通用标准、发展模式等问题进行了论述 [7]。郭亚军等则从元宇宙的技术特征出发，对虚拟教育资源的流转机制进行了分析。其研究结果表明，基于元宇宙技术的虚拟教育资源呈现出更长的流转链条和更加完善的流转体系，在重建虚拟知识体系的基础上引导用户对其进行吸收内化并经创造、分享、储存之后重新成为社会总体知识的构成要素 [8]。

3.2.2教育元宇宙场景构建与治理

基于元宇宙的场景赋能教育将实现一种体验式的教学效果，创造非常具有沉浸感、代入感的教学场景，在丰富教学场景内涵的同时对教学活动相关要素的关系进行重新解读，在充分发挥相关技术优势作用的基础上实现一种高度交互的虚拟教学模式。元宇宙技术将实现虚实融合的应用效果，能够为教学主体创造高度真实的虚拟教学体验，在提高教学质量的同时也可以实现更好的教学效果。在相关先进技术的支持和推动下，教育元宇宙能够针对不同使用者的差异性特征创造多样性的虚拟教学场景，从而克服传统教学场景的缺陷和不足，实现更加个性化的教学效果。

袁凡等认为，基于元宇宙技术条件，现代教育也将进入场景化、沉浸式的发展模式，在实现教育革新的同时也将更好地发挥教育场景化的优势，打造沉浸式、交互式、虚实结合的新型教学环境，塑造更加高效、便捷的教学模式。该研究以高校、企业、教师、学生等为出发点，根据他们的实际需求对教育元宇宙的科学发展模式进行了探讨分析 [9]。华子荀等对教育元宇宙的核心技术以及场域架构等问题进行了探讨分析，以“图书馆”“校园”“教室”等为应用环境，对教育元宇宙的应用方式进行探讨分析，明确了教育元宇宙在改善学习效果、提升学习质量等方面的积极作用 [10]。徐祥伍等从公共图书馆的层面出发，对元宇宙技术的应用问题进行了探讨，并对公共图书馆自身与社会受众、社会教育公平之间的关系进行了论述，对“元宇宙+公共图书馆”社会教育模式的未来发展趋势进行了分析 [11]。修南从职业教育的发展要求出发，对教育元宇宙的功能作用进行探讨。他认为，职业教育可以借助元宇宙实现教学模式的创新，在充实教育主体的同时改进教学方案，提高教学活动的灵活性与效率性，进而提升职业教育综合质量水平 [12]。赵星等对社会治理与终身教育等领域元宇宙的应用问题进行了研究，认为未来教育的创新将呈现出技术化、多元化的发展趋势，而元宇宙技术的应用也将实现虚实结合的教育模式，在优化教学环境的基础上实现更好的教学效果，从而提升教学质量 [13]。乔利利等也对教育元宇宙所引发的治理问题进行了分析，认为教育元宇宙客观存在“长尾风险”，因此需要开展渐进式的评估工作对其各阶段的发展情况进行评估分析。只有及时发现问题并针对性地进行解决，才能规避风险实现良好的应用效果 [14]。

3.2.3学习元宇宙与虚拟数字人

基于元宇宙技术场景，学习者能够在元宇宙场景中构建“虚拟化身”，通过这个数字身份开展学习活动，并与其他学习主体进行交互，在交互中共同提升从而实现更好的教学效果。这种虚拟学习环境与现实教学环境之间的有机交互将创造更加趣味性的学习体验，为学习者创造沉浸式的学习环境。