張鈺川 等

李兆峰? 馮小燕? 索笑塵? 胡萍

摘? 要：隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)教育受到了研究者的廣泛關(guān)注。文章借助CiteSpace可視化分析軟件，從整體上考察近十年我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)教育領(lǐng)域的發(fā)展脈絡(luò)、研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)：近十年在不同教育階段，我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究主題十分豐富，特別是對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)改進(jìn)教學(xué)等研究非常深入。通過(guò)分析突現(xiàn)詞的變化發(fā)現(xiàn)：近十年，我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究的前沿內(nèi)容主要包含翻轉(zhuǎn)課堂、人工智能、元分析、深度學(xué)習(xí)等。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；CiteSpace；文獻(xiàn)計(jì)量；可視化分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.4? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：2096-4706（2023）24-0135-08

Visual Research on the Current Situation of Virtual Reality Education in China

——Knowledge Graph Analysis Based on CiteSpace

ZHANG Yuchuan1， LI Zhaofeng1， FENG Xiaoyan1， 2， SUO Xiaochen1， HU Ping1

（1.School of Information Engineering， Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang? 453003， China;

2.Postdoctoral Innovation Practice Base， Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang? 453003， China）

Abstract： With the development of Virtual Reality technology， Virtual Reality education has received widespread attention from researchers. This paper uses CiteSpace visual analysis software to comprehensively examine the development context， research hotspots and trends of Virtual Reality education field in China in the past decade. Through keyword co-occurrence analysis， it is found that in the past decade， the research topics of Virtual Reality education in China have been very rich at different stages of education， especially the research on the field of Virtual Reality technology， virtual simulation experiments， and the combination of Augmented Reality and Virtual Reality to improve teaching is very deep. Through analyzing the changes in emerging words， it is found that in the past decade， the cutting-edge research on Virtual Reality education in China mainly includes flipped classrooms， Artificial Intelligence， meta-analysis， Deep Learning， and so on.

Keywords： Virtual Reality; CiteSpace; bibliometrics; visual analysis

0? 引? 言

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality， VR）技術(shù)興起于20世紀(jì)60年代，是集立體顯示技術(shù)和自然交互技術(shù)等多種技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)，借由虛擬顯示環(huán)境可以模擬出在真實(shí)自然空間中的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)等效果，并同時(shí)借助數(shù)字計(jì)算機(jī)、傳感器系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)多種自然時(shí)空交互體驗(yàn)[1]。20世紀(jì)80年代，虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)始應(yīng)用于教育領(lǐng)域，尤其是培訓(xùn)行業(yè)和職業(yè)教育領(lǐng)域[2]。20世紀(jì)90年代，美國(guó)率先將虛擬現(xiàn)實(shí)引入高等教育和基礎(chǔ)教育中[3]。近年來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我國(guó)教育領(lǐng)域中的應(yīng)用也展示了促進(jìn)教學(xué)變革的巨大潛力。國(guó)家各級(jí)政府部門(mén)、教育行業(yè)、工業(yè)信息化領(lǐng)域密切關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)教育的未來(lái)發(fā)展并開(kāi)展了各項(xiàng)研究。本研究以高質(zhì)量的學(xué)術(shù)成果為基礎(chǔ)，借助CiteSpace可視化分析軟件，通過(guò)研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)、聚類(lèi)分析、突現(xiàn)詞變化分析等方面考察了近十年我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)教育的研究現(xiàn)狀，以期為后繼研究者提供借鑒和參考，拓寬研究思路。

1? 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

為了探明我國(guó)關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)教育的研究狀況，以中國(guó)知網(wǎng)為文獻(xiàn)檢索庫(kù)，將搜索方式設(shè)置為高級(jí)檢索，將主題詞“VR”“虛擬現(xiàn)實(shí)”與“教學(xué)”“教育”“學(xué)習(xí)”組成聯(lián)合詞，以“VR”and“教學(xué)”或者“VR”and“教育”或者“VR”and“學(xué)習(xí)”或者“虛擬現(xiàn)實(shí)”and“教學(xué)”或者“虛擬現(xiàn)實(shí)”and“教育”或者“虛擬現(xiàn)實(shí)”and“學(xué)習(xí)”方式進(jìn)行聯(lián)合搜索，來(lái)源類(lèi)別為核心期刊與CSSCI收錄期刊，時(shí)間段設(shè)定為2011—2021年，共檢索到911篇期刊論文。對(duì)初次檢索到的文獻(xiàn)逐一進(jìn)行人工篩選，剔除與本主題相關(guān)性較弱的文章114篇，最終得到研究樣本797篇。

本研究選用的分析工具是CiteSpace V（5.8.R3）軟件。CiteSpace軟件是陳超美教授基于Java開(kāi)發(fā)的一款信息可視化軟件，被廣泛應(yīng)用于識(shí)別并顯示文獻(xiàn)中的發(fā)展新趨勢(shì)和新動(dòng)態(tài)[4]。

2? 研究產(chǎn)出分析

2.1? 論文數(shù)量分布

如圖1所示在本文檢索條件下，國(guó)內(nèi)關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)教育領(lǐng)域研究的文獻(xiàn)發(fā)布數(shù)量由2011年的46篇增長(zhǎng)到2021年的156篇，表明近十年虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究在國(guó)內(nèi)發(fā)展迅速。具體來(lái)看，2011年到2013年屬于虛擬現(xiàn)實(shí)教育的起步發(fā)展時(shí)期，相關(guān)文獻(xiàn)研究數(shù)量趨于平穩(wěn)，都在46篇左右。2014年到2017年屬于虛擬現(xiàn)實(shí)教育的快速發(fā)展時(shí)期，在2014年3月，F(xiàn)acebook宣布收購(gòu)Oculus，虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)開(kāi)始漸漸步入春天，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用也逐漸廣泛開(kāi)展；2015年12月，樂(lè)視教育宣布切入虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域；2016年3月，百度教育宣布將在貧困山區(qū)構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)教室。同時(shí)從2014年直到2017年，相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量一直呈增加趨勢(shì)，文獻(xiàn)增長(zhǎng)勢(shì)頭于2017年達(dá)到一個(gè)峰值（113篇）。2017年以后屬于虛擬現(xiàn)實(shí)教育的創(chuàng)新發(fā)展時(shí)期，發(fā)文數(shù)量呈現(xiàn)波浪上升的趨勢(shì)。2018年發(fā)文量略微下降，可能是經(jīng)過(guò)前幾年高速增長(zhǎng)，論文數(shù)量增長(zhǎng)略顯疲態(tài)。近年來(lái)，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的迅猛發(fā)展和虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備成本的不斷降低，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用重新吸引了廣大教育研究者的目光，虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究熱度在2021年迎來(lái)了第二個(gè)高峰。

2.2? 主要研究機(jī)構(gòu)和合作網(wǎng)絡(luò)分析

為了解該領(lǐng)域主要研究機(jī)構(gòu)的發(fā)文數(shù)量與合作研究情況，將軟件界面中網(wǎng)絡(luò)配置區(qū)的節(jié)點(diǎn)類(lèi)型設(shè)置為機(jī)構(gòu)（Institution），對(duì)研究樣本進(jìn)行可視化處理。通過(guò)可視化處理結(jié)果發(fā)現(xiàn)：就研究機(jī)構(gòu)的類(lèi)別而言，絕大多數(shù)研究機(jī)構(gòu)是國(guó)內(nèi)重點(diǎn)高校的教育類(lèi)院系，除了教育類(lèi)院系，對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)需求很大的理工類(lèi)研究型高校和行業(yè)特色類(lèi)高校也是虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究的主體，尤其是北京理工大學(xué)教育技術(shù)研究所，發(fā)文量最高，說(shuō)明該研究所在虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究領(lǐng)域具有很強(qiáng)的實(shí)力。就研究機(jī)構(gòu)的地域分布而言，發(fā)文量前10名的機(jī)構(gòu)大部分來(lái)自經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，分析其原因可能是進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究，需要一定的資金支持。就研究機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)來(lái)看，通過(guò)機(jī)構(gòu)共現(xiàn)圖譜發(fā)現(xiàn)，關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用研究，研究機(jī)構(gòu)組織間仍缺乏有效的信息交流，未建立起全面的合作體系。另外就主要研究機(jī)構(gòu)的發(fā)文總量來(lái)看，研究樣本為797篇，但表1中僅有35篇，表明虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究主題散發(fā)、多點(diǎn)，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)教育的研究整體上還處于萌芽爆發(fā)前期。

2.3? 主要發(fā)文作者及合作網(wǎng)絡(luò)分析

將軟件界面中網(wǎng)絡(luò)配置區(qū)的節(jié)點(diǎn)類(lèi)型設(shè)置為作者（Author），得出的作者合作網(wǎng)絡(luò)圖譜如圖2所示。通過(guò)學(xué)者間連線數(shù)量可以發(fā)現(xiàn)，可以看出高產(chǎn)作者之間連線較多，部分學(xué)者間形成了較小規(guī)模的合作網(wǎng)絡(luò)，但總體上未形成較大規(guī)模的合作團(tuán)隊(duì)。在高校研究虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用的學(xué)者們之間合作還不是很頻繁，且往往聯(lián)系比較緊密的學(xué)者都來(lái)自同一所高校。如果學(xué)者們能夠跨學(xué)校，跨機(jī)構(gòu)進(jìn)行更多的合作，將更有有利于推進(jìn)學(xué)術(shù)繁榮與創(chuàng)新。

通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析作者發(fā)文數(shù)量，發(fā)現(xiàn)主要代表學(xué)者有張琳、李小平、陳建珍等，發(fā)文數(shù)量均在四篇及以上，此外通過(guò)表2可以更直觀地觀測(cè)到發(fā)文數(shù)量在前10名的作者。這些作者大部分來(lái)自國(guó)內(nèi)重點(diǎn)的師范類(lèi)或理工類(lèi)高校，研究專(zhuān)業(yè)大多為教育學(xué)或計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，可見(jiàn)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用的研究離不開(kāi)技術(shù)的支持和教育理論的指導(dǎo)。虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究者的關(guān)注點(diǎn)不同，創(chuàng)新點(diǎn)上也頗不相同，但為推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)教育的深入發(fā)展和教學(xué)創(chuàng)新都做出了積極的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)，例如張琳的研究主要涉及“虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”“虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)情境設(shè)計(jì)”等主題，同時(shí)還探索了虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的教學(xué)系統(tǒng)如何設(shè)計(jì)等問(wèn)題。李小平與張琳的合作較為緊密，研究方向也基本一致，他們共同研究首次提出了建立一套基于虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)式學(xué)習(xí)模式“VR/AR智能環(huán)境教學(xué)”的控制理論，有利于提高在虛擬現(xiàn)實(shí)智能環(huán)境下的實(shí)際教學(xué)質(zhì)量[5]。高璐等人的研究方向集中于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在口腔頜面解剖中的應(yīng)用，以期為口腔醫(yī)學(xué)臨床教學(xué)提供更好的方法[6，7]。夏曉燕等人提出VR課程化外語(yǔ)具身教學(xué)設(shè)計(jì)的基本框架，并梳理了相關(guān)基本步驟，為VR在外語(yǔ)教學(xué)中的應(yīng)用提供了創(chuàng)新思路[8]。虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用的研究者雖然主要是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域和教育學(xué)領(lǐng)域的專(zhuān)家，但也有來(lái)自其他各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的專(zhuān)家，例如醫(yī)學(xué)、建筑學(xué)等，虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用研究的主題十分豐富。

3? 基于時(shí)間線圖譜的發(fā)展脈絡(luò)分析

將軟件界面中網(wǎng)絡(luò)配置區(qū)的節(jié)點(diǎn)類(lèi)型設(shè)置為關(guān)鍵詞（Keyword），對(duì)搜集到的文獻(xiàn)進(jìn)行裁剪，呈現(xiàn)出的時(shí)間線圖譜如圖3所示。按照關(guān)鍵詞的出現(xiàn)順序，近十年虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究熱點(diǎn)的演進(jìn)大致可以分為三個(gè)階段：

虛擬現(xiàn)實(shí)與教育結(jié)合的探索與嘗試階段（2011—2015年）。2011年，隨著教育信息化的迅速發(fā)展，研究者逐步將虛擬實(shí)驗(yàn)與課程結(jié)合起來(lái)，進(jìn)一步深化了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用，同時(shí)一些高校也開(kāi)始建設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室。2014年智慧實(shí)驗(yàn)室、智慧教室的興起也推動(dòng)了虛擬現(xiàn)實(shí)教育的發(fā)展。該時(shí)期不僅涌現(xiàn)了大量關(guān)于虛擬實(shí)驗(yàn)教育的理論研究，還有不少學(xué)者對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)教育進(jìn)行了實(shí)證研究，研究主題包括虛擬實(shí)驗(yàn)資源共享策略、虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法等。該時(shí)期是虛擬現(xiàn)實(shí)教育的初步探索階段，主要集中在對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)踐教學(xué)，實(shí)訓(xùn)教學(xué)的研究和對(duì)vrml、三維動(dòng)畫(huà)、三維建模、虛擬仿真等技術(shù)的研究。

虛擬現(xiàn)實(shí)與教育結(jié)合的快速發(fā)展階段（2016—2018年）。2016年，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)日益走向成熟，“VR +教育”逐步吸引國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者的視線，虛擬現(xiàn)實(shí)教育關(guān)注對(duì)象從虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的理論研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)向到虛擬現(xiàn)實(shí)與多學(xué)科融合。教育部辦公廳于2017年發(fā)布了關(guān)于組織開(kāi)展高校示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)的通知，進(jìn)一步激發(fā)了各高?？蒲性核蛯?shí)驗(yàn)室對(duì)開(kāi)展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的積極性[9]。這期間也是從教育信息化的1.0階段向整個(gè)教育信息化階段2.0階段轉(zhuǎn)變之后的特殊時(shí)期，虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)建設(shè)開(kāi)始成為我國(guó)2018年教育信息化發(fā)展的重點(diǎn)工作任務(wù)之一[10]，對(duì)照這一發(fā)展時(shí)期相關(guān)的研究文獻(xiàn)，可以大致看到以虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)為基礎(chǔ)開(kāi)展的“翻轉(zhuǎn)課堂”以及“虛實(shí)結(jié)合課堂”等多種新型教學(xué)實(shí)踐形式不斷涌現(xiàn)，同時(shí)在教育實(shí)踐領(lǐng)域增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的有效融合的應(yīng)用也逐步興起。

虛擬現(xiàn)實(shí)與教育結(jié)合的應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展階段（2019年至2021年）。這個(gè)階段的關(guān)鍵詞主要集中在“在線教育”“混合現(xiàn)實(shí)”“云平臺(tái)”“勞動(dòng)教育”等，同時(shí)“具身體驗(yàn)”“情感計(jì)算”等關(guān)鍵詞的出現(xiàn)說(shuō)明將虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于教育教學(xué)領(lǐng)域時(shí)也開(kāi)始逐漸關(guān)注學(xué)生的情感體驗(yàn)。2020年3月，中共中央、國(guó)務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于全面加強(qiáng)新時(shí)代大中小學(xué)勞動(dòng)教育的意見(jiàn)》[11]，再次強(qiáng)調(diào)了勞動(dòng)教育的重要性。將虛擬現(xiàn)實(shí)、智能導(dǎo)師等新興計(jì)算機(jī)技術(shù)引入學(xué)校課堂成為必然趨勢(shì)，加強(qiáng)學(xué)生與機(jī)器的協(xié)作勞動(dòng)，對(duì)于提升勞動(dòng)教育的效率具有關(guān)鍵性意義[12]。2021年5G時(shí)代的來(lái)臨也將給虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于教育教學(xué)領(lǐng)域的研究帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響。虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究經(jīng)歷了前期技術(shù)開(kāi)發(fā)研究和基礎(chǔ)教學(xué)理論研究的快速起步發(fā)展的階段后，開(kāi)始漸漸走向以關(guān)注學(xué)生情感體驗(yàn)與教學(xué)模式創(chuàng)新研究為主的融合發(fā)展階段。

4? 基于關(guān)鍵詞共現(xiàn)、聚類(lèi)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域分析

4.1? 基于關(guān)鍵詞共現(xiàn)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域分析

研究熱點(diǎn)是在某一時(shí)期能夠吸引大多數(shù)學(xué)者進(jìn)行的研究主題，也是有緊密聯(lián)系文獻(xiàn)所共同研究的問(wèn)題[13]。將軟件界面中網(wǎng)絡(luò)配置區(qū)的節(jié)點(diǎn)類(lèi)型設(shè)置為關(guān)鍵詞（Keyword），篩選出詞頻數(shù)大于等于4的關(guān)鍵詞并合并意思相近的關(guān)鍵詞，繪制出虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，可以直觀看出節(jié)點(diǎn)較大的關(guān)鍵詞，例如“虛擬現(xiàn)實(shí)”“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”“虛擬仿真”“人工智能”等都是國(guó)內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究的高頻關(guān)鍵詞。

關(guān)鍵詞中心度表示了該關(guān)鍵詞作為中介的“橋梁溝通”能力，關(guān)鍵詞的中心度取值越高，代表其對(duì)信息流動(dòng)產(chǎn)生的媒介和傳遞作用越突出[14]。本研究篩選出的中介中心度排名前10的關(guān)鍵詞如表3所示，“虛擬現(xiàn)實(shí)”“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”“虛擬仿真”四個(gè)關(guān)鍵詞不僅出現(xiàn)頻次高，中心度也很高，說(shuō)明這四個(gè)關(guān)鍵詞既是該研究領(lǐng)域的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)也是研究熱點(diǎn)。除了“虛擬現(xiàn)實(shí)”之外，“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”出現(xiàn)頻次最多，中心度最高，說(shuō)明其是最為重要的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。回溯相關(guān)領(lǐng)域的研究文獻(xiàn)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)之所以起到了重要的媒介和傳遞作用，是由于對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用研究往往還結(jié)合了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)。例如李亮等人就提出了以虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合增強(qiáng)移動(dòng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的復(fù)合型教學(xué)資源的設(shè)計(jì)方法[15]?？篆t等人研究過(guò)關(guān)于混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)教育應(yīng)用的現(xiàn)狀[16]。其余關(guān)鍵詞雖然出現(xiàn)頻次不高，但它們同樣在該研究領(lǐng)域中起到了重要的媒介和傳遞作用。結(jié)合“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”和“虛擬仿真”等詞出現(xiàn)的頻次與中心度，可以看出虛擬現(xiàn)實(shí)教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)主要在實(shí)驗(yàn)研究（包含實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、虛擬實(shí)驗(yàn)等）和技術(shù)理論研究（包含虛擬仿真、VR技術(shù)、人機(jī)交互等）兩大領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用主要體現(xiàn)在利用虛擬仿真技術(shù)開(kāi)展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)與普通教學(xué)方法的不同之處就在于利用虛擬仿真技術(shù)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)可以讓學(xué)生進(jìn)行人機(jī)交互。另外“游戲化”“具身認(rèn)知”“學(xué)習(xí)環(huán)境”等關(guān)鍵詞體現(xiàn)出研究者較為關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)教育中學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸式的體驗(yàn)環(huán)境與學(xué)習(xí)者之間的交互更能激發(fā)學(xué)習(xí)者潛在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和探究興趣，如圖3所示。

4.2? 基于關(guān)鍵詞聚類(lèi)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域分析

為提高可視化程度，本文篩選出了如圖5所示對(duì)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜進(jìn)行提取處理的前8個(gè)聚類(lèi)標(biāo)簽集團(tuán)。通過(guò)分析每個(gè)類(lèi)團(tuán)研究的具體內(nèi)容發(fā)現(xiàn)近十年我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)教育的研究熱點(diǎn)大致可以分為以下四個(gè)領(lǐng)域。

4.2.1? 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種能夠促進(jìn)教育教學(xué)發(fā)展的新型手段。分析聚類(lèi)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)“虛擬現(xiàn)實(shí)”與“VR技術(shù)”這兩個(gè)聚類(lèi)里包含的高頻關(guān)鍵詞除去它們本身外還包括“AR技術(shù)”“混合現(xiàn)實(shí)”“在線教育”“5G時(shí)代”等。說(shuō)明對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究往往離不開(kāi)對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)的研究，許多學(xué)者都曾研究過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域中的綜合應(yīng)用。同時(shí)說(shuō)明虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在在線教育中的應(yīng)用也十分廣泛，微課，慕課等新型教學(xué)模式的興起在一定程度上也推動(dòng)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的發(fā)展。當(dāng)前在線教育平面網(wǎng)頁(yè)枯燥且過(guò)于單調(diào)，難以做到全面調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，導(dǎo)致學(xué)生參與感不強(qiáng)，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以幫助教育工作者很好地解決這些問(wèn)題。隨著5G技術(shù)逐漸走入國(guó)民的生活，“VR+5G"技術(shù)也進(jìn)入課堂，通過(guò)改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，助力教育邁向現(xiàn)代化。

4.2.2? 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)近年來(lái)在教育領(lǐng)域中取得的實(shí)際應(yīng)用成效集中體現(xiàn)在開(kāi)展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)主要指利用虛擬仿真技術(shù)讓學(xué)生在缺少真實(shí)的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備的條件下進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)操作，達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的[10]。2013年，教育部決定開(kāi)展國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作，隨后，全國(guó)高校相繼響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，結(jié)合本校課程實(shí)際情況和專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，進(jìn)行了一系列富有創(chuàng)新性的虛擬課程和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)。虛擬仿真技術(shù)的研究就是對(duì)三維建模，三維仿真等技術(shù)的研究。從聚類(lèi)結(jié)果來(lái)看，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)專(zhuān)業(yè)，例如安全教育，體育教學(xué)等。虛擬仿真既解決了實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在的各種困難，同時(shí)也解決了學(xué)生動(dòng)手能力弱、實(shí)操訓(xùn)練不足的短板問(wèn)題。

4.2.3? 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

這個(gè)領(lǐng)域里包含的高頻關(guān)鍵詞除去“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”外還包括職業(yè)教育，智慧實(shí)驗(yàn)，智慧教育等。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)允許用戶(hù)看到真實(shí)世界以及融合于真實(shí)世界之中的虛擬對(duì)象，增強(qiáng)了用戶(hù)與現(xiàn)實(shí)互動(dòng)的體驗(yàn)[17]。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)一樣都是新興教育技術(shù)手段，在教育教學(xué)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛[18]。從聚類(lèi)結(jié)果可以看出，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)往往應(yīng)用于職業(yè)教育，智慧實(shí)驗(yàn)和智慧教育。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在理工科學(xué)科的應(yīng)用較多且對(duì)理工科學(xué)生的學(xué)習(xí)效果影響顯著，而對(duì)文科學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)課程的效果影響較弱。主要原因在于理工科領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)需要依靠大量實(shí)驗(yàn)獲得，而增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)恰好為此類(lèi)課程打破了空間的界限，學(xué)生可以在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中反復(fù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，解決了傳統(tǒng)學(xué)習(xí)環(huán)境下實(shí)驗(yàn)設(shè)備、空間不足等問(wèn)題。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的融合使用也是虛擬現(xiàn)實(shí)教育領(lǐng)域研究的一大熱點(diǎn)問(wèn)題。

4.2.4? 人工智能

這個(gè)領(lǐng)域里包含的高頻關(guān)鍵詞除去它們本身外還包括教學(xué)模式，翻轉(zhuǎn)課堂，未來(lái)課堂，虛擬課堂等。人工智能（Artificial Intelligence， AI），是一門(mén)綜合了計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息論、生理學(xué)等的交叉學(xué)科[19]。近幾年隨著人工智能相關(guān)理論的蓬勃發(fā)展，智能化（Intelligent）也成為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)除3I特性外又一大顯著特征。人工智能的理論創(chuàng)新、技術(shù)變革為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段創(chuàng)造了良好的契機(jī)。人工智能的發(fā)展引起了傳統(tǒng)教學(xué)模式的改變，翻轉(zhuǎn)課堂，虛擬課堂等新興教學(xué)模式逐漸受到廣大教育工作者的青睞，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融合到翻轉(zhuǎn)課堂中也是當(dāng)前一大教育研究熱點(diǎn)。將教育與人工智能結(jié)合成為教育發(fā)展的新取向，智能教育對(duì)教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)等產(chǎn)生了深刻的影響，加快了教育變革的步伐。同時(shí)5G技術(shù)以迅猛之勢(shì)出現(xiàn)于社會(huì)大眾視野中，5G為以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐的物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等技術(shù)帶來(lái)了新的突破和創(chuàng)新[20]。

5? 基于突現(xiàn)詞變化的前沿研究主題分析

通過(guò)分析如圖6所示的突現(xiàn)詞突顯強(qiáng)度、出現(xiàn)時(shí)間及持續(xù)時(shí)間，本研究把近十年我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究的前沿主題概括為以下三個(gè)。

5.1? 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)重構(gòu)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式發(fā)揮了現(xiàn)代信息技術(shù)教育的特有優(yōu)勢(shì)，讓學(xué)科教學(xué)理念從傳統(tǒng)的“教為中心”逐漸轉(zhuǎn)變向“學(xué)為中心”，受到廣大教育工作者的青睞。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)等新興技術(shù)的日益成熟和迅速發(fā)展，加快了傳統(tǒng)教學(xué)模式變革的步伐。近年來(lái)，不少學(xué)者在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的支持下對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行拓展創(chuàng)新，重構(gòu)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，促進(jìn)了學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。虛實(shí)結(jié)合的翻轉(zhuǎn)課堂模式，改變了教師主導(dǎo)教學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)理念，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮兩者的主觀能動(dòng)性，沉浸式的課堂環(huán)境能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于學(xué)生實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。未來(lái)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將持續(xù)應(yīng)用于教學(xué)模式的改革中，在新興教學(xué)模式中發(fā)揮中堅(jiān)作用。

5.2? 采用元分析法對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能否促進(jìn)學(xué)習(xí)進(jìn)行研究

元分析是指關(guān)于同一問(wèn)題的多項(xiàng)獨(dú)立研究結(jié)論不一致的情況下，按照一定操作程序抽取所需研究信息，并通過(guò)加權(quán)處理計(jì)算出整合后的合并效應(yīng)值，從而獲得更加客觀、科學(xué)和廣泛的研究結(jié)果[21]。隨著教育領(lǐng)域?qū)嵶C研究越來(lái)越多，該方法在評(píng)價(jià)研究結(jié)論不一致的教育問(wèn)題上得到了廣泛應(yīng)用。近年來(lái)在虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究領(lǐng)域，就有不少學(xué)者針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能否促進(jìn)學(xué)習(xí)這一問(wèn)題采用元分析的方法進(jìn)行研究，例如劉清堂等采用元分析方法，對(duì)國(guó)際上30項(xiàng)有關(guān)虛擬實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)習(xí)效果影響的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行分析[22]，崔鈺婷等利用元分析方法探索虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)績(jī)效的影響，可見(jiàn)元分析在研究虛擬現(xiàn)實(shí)教育方面取得的成效方面具有卓越的應(yīng)用價(jià)值[23，24]。

5.3? 將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入課堂教學(xué)有效促進(jìn)學(xué)習(xí)者進(jìn)行深度學(xué)習(xí)

有研究認(rèn)為深度學(xué)習(xí)是一種預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)，最終目的是讓學(xué)生掌握未來(lái)學(xué)習(xí)與生活必備的知識(shí)與技能，包括核心學(xué)科知識(shí)的掌握、解決問(wèn)題的意識(shí)和辯證性思維等基本能力，這些能力可以支持學(xué)生將知識(shí)聯(lián)會(huì)貫通并進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，更加有效地解決實(shí)際問(wèn)題，可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的深度理解以及有效遷移。虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸式體驗(yàn)恰好激發(fā)了學(xué)生的興趣，使學(xué)生產(chǎn)生了在真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境中無(wú)法充分提供的心流狀態(tài)和交互感，能讓學(xué)生更專(zhuān)注地投入到學(xué)習(xí)中。劉妍等人對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）沉浸式環(huán)境如何實(shí)現(xiàn)深度取向的學(xué)習(xí)投入這一問(wèn)題展開(kāi)了相關(guān)研究[25]，陳雨婷進(jìn)行了深度學(xué)習(xí)視域下SVVR支持小學(xué)生寫(xiě)作學(xué)習(xí)的實(shí)證研究[26]。這些研究均證明合理地將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入課堂教學(xué)中可以有效促進(jìn)學(xué)習(xí)者進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，學(xué)生在虛擬課堂中的全身心投入式體驗(yàn)學(xué)習(xí)可以促進(jìn)其發(fā)生經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)遷移。信息化時(shí)代的教育對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的十分重視，因此為探究信息化時(shí)代下如何促進(jìn)學(xué)習(xí)者進(jìn)行深度學(xué)習(xí)將會(huì)是研究者們持續(xù)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。

6? 國(guó)內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用研究的趨勢(shì)展望

本研究借助 CiteSpace可視化分析軟件發(fā)現(xiàn)：近十年，我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)教育的研究熱點(diǎn)主要集中在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和人工智能幾大領(lǐng)域，而研究前沿主要包含翻轉(zhuǎn)課堂、元分析、深度學(xué)習(xí)等主題。通過(guò)閱讀研究樣本文獻(xiàn)分析，筆者認(rèn)為我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究具有以下發(fā)展趨勢(shì)：

6.1? 增強(qiáng)學(xué)習(xí)者與虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的互動(dòng)

目前市面上開(kāi)發(fā)的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品幾乎都存在頭戴設(shè)備的重量與體積過(guò)大、視域相對(duì)狹窄、使用體驗(yàn)不佳等問(wèn)題。另外，在視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等方面的體驗(yàn)感受，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)超越了傳統(tǒng)的多媒體技術(shù)，但當(dāng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)領(lǐng)域時(shí)，其沉浸性和交互性仍處于較低水平，大多只停留于桌面虛擬現(xiàn)實(shí)交互。虛擬現(xiàn)實(shí)在技術(shù)開(kāi)發(fā)上的不足限制了虛擬現(xiàn)實(shí)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用。在未來(lái)，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)習(xí)者與虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的互動(dòng)，提高學(xué)習(xí)者其他的感官體驗(yàn)將會(huì)是研究者們著重考慮的問(wèn)題。

6.2? 將技術(shù)理論與學(xué)習(xí)理論有機(jī)結(jié)合

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)雖然被廣泛應(yīng)用各個(gè)學(xué)科教學(xué)領(lǐng)域，但相關(guān)研究更多的是關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用效果，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)未能與教育有效的融合，有時(shí)甚至?xí)黾訉W(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，對(duì)學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生負(fù)面的影響，造成這一現(xiàn)象的主要原因是缺乏通過(guò)結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展原創(chuàng)理論和現(xiàn)有學(xué)習(xí)理論對(duì)學(xué)習(xí)效果影響機(jī)制的深入研究。在今后的虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究中，學(xué)者們將不再只停留于對(duì)技術(shù)的追求，而是讓技術(shù)理論與學(xué)習(xí)理論有機(jī)結(jié)合，更好地促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)教育的發(fā)展。

6.3? 加強(qiáng)教育實(shí)證研究

當(dāng)前我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)教育領(lǐng)域的文章多以理論構(gòu)想為主，今后，我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究者應(yīng)提高方法論素養(yǎng)，更多地通過(guò)基于實(shí)證的方式使研究更具有說(shuō)服力。當(dāng)下的虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究主要以量化研究方法為主，主題涵蓋了以理工類(lèi)為主的各門(mén)學(xué)科。大數(shù)據(jù)時(shí)代，許多研究者更青睞使用量化研究方法，但是由于教學(xué)的復(fù)雜性，僅利用量化研究難以探尋教學(xué)的本質(zhì)。今后在虛擬現(xiàn)實(shí)教育領(lǐng)域的研究中學(xué)者們將更傾向于通過(guò)收集分析多模態(tài)的數(shù)據(jù)、規(guī)范量化數(shù)據(jù)匯報(bào)等方法來(lái)提高研究結(jié)果的信效度，有效指導(dǎo)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在真實(shí)教育情境中的實(shí)踐和應(yīng)用。

7? 結(jié)? 論

目前虛擬現(xiàn)實(shí)教育的發(fā)展是技術(shù)在迎合教育信息化發(fā)展的需要，而正確的導(dǎo)向應(yīng)該是以技術(shù)來(lái)引導(dǎo)教育的變革。就目前研究數(shù)據(jù)表明，虛擬現(xiàn)實(shí)教育具有良好的發(fā)展前景，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)廣泛地應(yīng)用到教育教學(xué)領(lǐng)域是促進(jìn)教育信息化快速發(fā)展的必要手段之一。在未來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅是一種教學(xué)工具，更應(yīng)該與教育融合形成更多的新型教學(xué)模式和方法。雖然虛擬現(xiàn)實(shí)教育有著光明的發(fā)展前景，研究者們?nèi)孕栌美硇缘哪抗饪创摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的迅猛發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究中依舊存在許多問(wèn)題有待解決，如技術(shù)、資金、教師能力水平等的限制；如何將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與其他教育技術(shù)進(jìn)行兼容形成教育產(chǎn)業(yè)鏈；如何結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和教學(xué)大綱等。今后還需要教育工作者的不斷探索和實(shí)踐，讓其在教育領(lǐng)域中發(fā)揮最大的潛力，起到更為積極的作用。

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作者簡(jiǎn)介：張鈺川（1999—），女，漢族，湖北咸寧人，碩士研究生，研究方向：VR/AR教育應(yīng)用研究；李兆峰（1978—），男，漢族，河南新鄉(xiāng)人，碩士生導(dǎo)師，副教授，碩士研究生，研究方向：VR/AR教育應(yīng)用。

收稿日期：2023-04-20

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（62207009）；河南省科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目（222102320111）；河南省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)規(guī)劃課題（2020CJY041）；河南省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目（2021SJGLX475）