梁玲琳，耿靖淳

【特別策劃】

國(guó)內(nèi)外智能玩具研究及其在游戲化學(xué)習(xí)支架中的應(yīng)用綜述

梁玲琳，耿靖淳*

（浙江理工大學(xué) 藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院，杭州 310018）

對(duì)國(guó)內(nèi)外智能玩具研究現(xiàn)狀、智能玩具在游戲化學(xué)習(xí)支架的研究異同進(jìn)行比較分析。梳理總結(jié)智能玩具的研究脈絡(luò)、定義與特點(diǎn)。以2000—2023年，國(guó)內(nèi)外智能玩具文獻(xiàn)（中文257篇，英文235篇）為研究對(duì)象，采用文獻(xiàn)計(jì)量法結(jié)合CiteSpace軟件，對(duì)智能玩具研究進(jìn)行可視化對(duì)比分析，明晰國(guó)內(nèi)外智能玩具的研究現(xiàn)狀和熱點(diǎn)趨勢(shì)。運(yùn)用內(nèi)容分析法分析歸類(lèi)研究案例，探討國(guó)內(nèi)外在研究智能玩具作為學(xué)習(xí)支架工具時(shí)研究重點(diǎn)、研究方法等方面的異同。國(guó)外智能玩具研究相比國(guó)內(nèi)更集中，但兩者都沒(méi)有形成核心作者群。國(guó)內(nèi)外關(guān)注的研究方向存在相似性但具體的研究側(cè)重點(diǎn)有較大差異，國(guó)內(nèi)研究關(guān)注兒童玩具智能化的交互形式和體驗(yàn)，國(guó)外則更重視技術(shù)創(chuàng)新在有形玩具載體中的多元應(yīng)用。在智能玩具應(yīng)用于支架式學(xué)習(xí)的研究中，國(guó)內(nèi)外的項(xiàng)目研究也呈現(xiàn)出較大差別，國(guó)外注重智能玩具與實(shí)際教學(xué)場(chǎng)景的整合應(yīng)用，關(guān)注技術(shù)創(chuàng)新、特殊群體需求，以及對(duì)學(xué)習(xí)成效的定量評(píng)估。國(guó)內(nèi)研究則更強(qiáng)調(diào)智能玩具在非正式場(chǎng)景下對(duì)學(xué)齡前兒童的學(xué)習(xí)促進(jìn)和發(fā)展、智能玩具與兒童交互的方式和策略，以及對(duì)本土文化的融入。

智能玩具；教育支持；游戲化學(xué)習(xí)；學(xué)習(xí)支架

智能玩具，作為一種新興的玩具產(chǎn)品，以獨(dú)特的方式結(jié)合了傳統(tǒng)玩具與現(xiàn)代信息技術(shù)，重新定義了兒童的游戲和學(xué)習(xí)體驗(yàn)。隨著中國(guó)居民收入水平和消費(fèi)能力的提升，家長(zhǎng)對(duì)孩子教育和娛樂(lè)的投入也在增加。根據(jù)《2021—2026年中國(guó)智能玩具市場(chǎng)調(diào)查研究及行業(yè)投資潛力預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，2020年全球智能玩具市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到323億美元，中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模為120.4億元，同比增長(zhǎng)82%。這一增長(zhǎng)反映出智能玩具憑借其互動(dòng)性、科技化等方面的優(yōu)勢(shì)，正逐漸受到消費(fèi)者的青睞。

游戲?qū)和娜姘l(fā)展至關(guān)重要，不僅有利于其身體和神經(jīng)的發(fā)育[1]，也是認(rèn)知、社交和情感技能發(fā)展的關(guān)鍵[2]。皮亞杰在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論中強(qiáng)調(diào)，兒童通過(guò)操縱和探索環(huán)境來(lái)建構(gòu)知識(shí)，參與不同類(lèi)型的游戲有助于鼓勵(lì)兒童進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探索，從而發(fā)展和調(diào)整他們對(duì)世界的理解[3]。而智能玩具作為兒童日常游戲行為的一個(gè)重要組成部分，在娛樂(lè)基礎(chǔ)上提供了一個(gè)豐富的、互動(dòng)性強(qiáng)的環(huán)境，激發(fā)兒童的想象力和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，并在此過(guò)程中支持認(rèn)知和運(yùn)動(dòng)技能的發(fā)展[4]。當(dāng)代智能玩具通過(guò)積極的方式構(gòu)建起游戲和學(xué)習(xí)的橋梁，在提升教學(xué)質(zhì)量，以及促進(jìn)非正式教學(xué)場(chǎng)景下兒童的高階思維技能方面具有巨大潛力。本文通過(guò)智能玩具的概念、特征，以及教育應(yīng)用等方面進(jìn)行詳細(xì)的探討，旨在深入研究智能玩具在游戲化學(xué)習(xí)中的具體作用和潛在影響，特別是它們?nèi)绾巫鳛閷W(xué)習(xí)腳手架，支持兒童的成長(zhǎng)和發(fā)展。

1 智能玩具概述

1.1 智能玩具背景與發(fā)展

智能玩具基于數(shù)字化的技術(shù)開(kāi)發(fā)，可以為兒童帶來(lái)更加豐富、智能化的游戲環(huán)境，其雛形可以追溯到上世紀(jì)末。早期的智能玩具主要利用基礎(chǔ)電子技術(shù)，通過(guò)聲音、燈光等物理形式為兒童提供相對(duì)新穎的交互娛樂(lè)方式[5]。隨著數(shù)字信息技術(shù)的飛速發(fā)展，智能玩具開(kāi)始融入更復(fù)雜的技術(shù)，如單片機(jī)和各種傳感設(shè)備，同時(shí)進(jìn)一步豐富實(shí)體交互的操作內(nèi)容，如圖像交互、觸摸反饋、語(yǔ)音識(shí)別控制等。這使得玩具能夠全面地感知和響應(yīng)兒童的行為，在交互的過(guò)程中更加注重“以?xún)和癁橹行摹?，?qiáng)調(diào)兒童生理及心理的發(fā)展特征，為互動(dòng)提供更為豐富的可能性[6]。近年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，將各種信息設(shè)備系統(tǒng)連接，極大地提升了信息流轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)傳遞的效率，徹底改變了人們與周?chē)澜缃涣骰?dòng)的方式。具有物聯(lián)網(wǎng)功能的玩具能夠與其他設(shè)備或云端服務(wù)連接，實(shí)現(xiàn)內(nèi)容的實(shí)時(shí)更新和聯(lián)動(dòng)[7]，為兒童提供更多樣化的互動(dòng)環(huán)境，提升兒童游戲的教育價(jià)值[8]。當(dāng)下，通過(guò)語(yǔ)音情感分析、面部表情識(shí)別、機(jī)器深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)手段，智能玩具能夠更加自然地識(shí)別和響應(yīng)兒童的情感表達(dá)[9]，與兒童實(shí)現(xiàn)更深層次的互動(dòng)，提供更具參與感和沉浸感的娛樂(lè)體驗(yàn)。個(gè)性化、精確的互動(dòng)體驗(yàn)已經(jīng)逐漸成為可能。

1.2 智能玩具定義與特征

智能玩具的研究在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)經(jīng)歷了較為長(zhǎng)期的發(fā)展，但由于相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域演進(jìn)迅速并且智能玩具本身包含的種類(lèi)復(fù)雜多樣，因此在學(xué)界尚且沒(méi)有統(tǒng)一明確的術(shù)語(yǔ)定義，大多將其在廣義上視為通過(guò)技術(shù)能力增強(qiáng)的玩具。盡管如此，國(guó)內(nèi)外研究人員仍然能夠就其基本屬性和目標(biāo)達(dá)成一致，并對(duì)智能玩具的定義和特征進(jìn)行歸納總結(jié)。

最早針對(duì)智能玩具的定義給出較為系統(tǒng)的、全面的解釋是土耳其的中東技術(shù)大學(xué)研究員Cagiltay等[10]，他們將智能玩具定義為具有有形實(shí)體和電子元件的新型玩具形式，認(rèn)為智能玩具在與兒童進(jìn)行雙向交互的過(guò)程中執(zhí)行目的明確的任務(wù)。這些任務(wù)主要包括游戲過(guò)程中的行為和認(rèn)知相關(guān)的教學(xué)任務(wù)，因此可以根據(jù)要求的任務(wù)類(lèi)型將智能玩具分為行為任務(wù)導(dǎo)向的玩具和認(rèn)知任務(wù)導(dǎo)向的玩具。此外，也可以根據(jù)其交互特點(diǎn)分為能與計(jì)算機(jī)交互的玩具和獨(dú)立玩具。該研究重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)智能玩具的交互特點(diǎn)，并且討論了智能玩具與教育目標(biāo)之間的聯(lián)系。

Komis等[11]在此基礎(chǔ)上深入分析了50例智能玩具研究案例后提出，智能玩具是指在傳統(tǒng)玩具上添加了數(shù)字功能（如軟件）或數(shù)字材料（如傳感器），并以此為兒童提供具有互動(dòng)性和創(chuàng)造性環(huán)境的玩具。根據(jù)智能玩具的技術(shù)特性可以將其分為有形界面智能玩具、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型智能玩具、裝備傳感器的智能玩具與物聯(lián)網(wǎng)（IoT）玩具。智能玩具還可以根據(jù)其教育特性分類(lèi)成有組織的教育活動(dòng)、非正式的自由游戲活動(dòng)及二者的組合。而具體學(xué)習(xí)目標(biāo)可以涉及特定的認(rèn)知對(duì)象（編程、物理、抽象數(shù)學(xué)等）和各類(lèi)橫向能力（問(wèn)題解決、交流協(xié)作、情感思維、創(chuàng)造力等）。該研究從技術(shù)形式和教育支持的角度出發(fā)綜述了智能玩具的分類(lèi)和特點(diǎn)。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)也有諸多學(xué)者在對(duì)智能玩具的分類(lèi)與特征進(jìn)行研究后提出觀(guān)點(diǎn)，劉益群[12]從工程角度出發(fā)，認(rèn)為智能玩具是由高技術(shù)賦予的、復(fù)雜的、智能的、動(dòng)態(tài)的、活潑的特性構(gòu)成的機(jī)電一體化系統(tǒng)展現(xiàn)。胡靜[13]提出智能玩具是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，能夠連接電腦和其他智能玩具，內(nèi)含先進(jìn)的傳感器和芯片，能與人產(chǎn)生互動(dòng)，關(guān)注兒童生理和心理發(fā)展的玩具。李青等[14]在Cagiltay等[10]的分類(lèi)基礎(chǔ)上進(jìn)行情感類(lèi)教育目標(biāo)的擴(kuò)展，將智能玩具的教育應(yīng)用分為認(rèn)知、動(dòng)作技能和態(tài)度情感三類(lèi)，并且總結(jié)出智能玩具的主要特征包括：兼具物理實(shí)體和智能芯片組件、可提供豐富的交互方式、提供開(kāi)放的游戲方式、可預(yù)設(shè)游戲任務(wù)并和外部場(chǎng)景相結(jié)合。黃群等[15]搜羅案例對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上出現(xiàn)的智能玩具進(jìn)行分類(lèi)，按照功能上的區(qū)分將智能玩具分為“教育+娛樂(lè)”型、娛樂(lè)型和陪伴型三類(lèi)。

綜合國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)智能玩具的定義和分類(lèi)可以總結(jié)出智能玩具的共性特征如下。

1）通過(guò)技術(shù)增強(qiáng)提供創(chuàng)造性環(huán)境的有形玩具：通過(guò)信息技術(shù)集成，智能玩具應(yīng)為兒童提供更開(kāi)放自由的環(huán)境，通過(guò)有形操作激發(fā)兒童進(jìn)行探索創(chuàng)造。

2）能夠與兒童進(jìn)行雙向交互：智能玩具不僅應(yīng)當(dāng)能夠響應(yīng)兒童的動(dòng)作或指令，還應(yīng)能適當(dāng)引導(dǎo)兒童進(jìn)行特定的活動(dòng)或反應(yīng)。

3）適應(yīng)性和動(dòng)態(tài)化：智能玩具不是靜態(tài)的游戲工具，應(yīng)能夠根據(jù)兒童的行為偏好、成長(zhǎng)階段等實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的適應(yīng)和支持。

4）具有明確的任務(wù)目的：智能玩具與一般電子玩具最大的區(qū)別在于是否有實(shí)際意義的用途目的。成熟的智能玩具應(yīng)具有特定的任務(wù)活動(dòng)，這些任務(wù)通常通過(guò)游戲化的方式呈現(xiàn)，以提高兒童的參與度和活動(dòng)效果。

結(jié)合以上研究?jī)?nèi)容總結(jié)出具有一定普適性的智能玩具定義，即智能玩具是一種針對(duì)兒童需求整合數(shù)字技術(shù)的有形玩具，通過(guò)動(dòng)態(tài)化的交互體驗(yàn)支持以引導(dǎo)兒童娛樂(lè)，為兒童提供明確的任務(wù)目標(biāo)和創(chuàng)造性的活動(dòng)環(huán)境，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。后續(xù)的研究將在此定義的認(rèn)知基礎(chǔ)上展開(kāi)。

2 國(guó)內(nèi)外智能玩具研究

2.1 研究對(duì)象

在綜合考察國(guó)內(nèi)外各文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的收錄情況后，國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)選擇以2000—2023年CNKI中收錄的全部期刊、碩博士學(xué)位論文為數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)源，檢索策略采用主題檢索，分別以主題=（“智能”&“玩具”）和主題=（“數(shù)字技術(shù)”&“玩具”）進(jìn)行檢索。國(guó)外文獻(xiàn)數(shù)據(jù)以Web of Science的核心合集為數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)源，時(shí)間檢索范圍與國(guó)內(nèi)相同，檢索策略和方式與國(guó)內(nèi)相似，分別以主題=（“Smart Toy”）和主題=（“Digital Technology”&“Toy”），語(yǔ)言=（English），文獻(xiàn)類(lèi)型選擇論文（Article）與綜述（Review Article）進(jìn)行檢索。為確保研究樣本的準(zhǔn)確性，人工篩選并剔除報(bào)道文章及部分實(shí)際內(nèi)容與主題不相關(guān)的文獻(xiàn)，分別對(duì)中英文各自檢索的兩份文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行合并除重，最終以符合條件的有效國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)257篇（期刊論文165篇，學(xué)位論文92篇），國(guó)外文獻(xiàn)235篇作為研究對(duì)象。

2.2 研究方法

本研究利用CiteSpace 6.2 R4軟件對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行可視化和文本分析。將篩選搜集的研究樣本以Refworks格式導(dǎo)出，運(yùn)用CiteSspace軟件對(duì)文獻(xiàn)樣本的關(guān)鍵詞數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化圖譜的繪制與量化分析，得出自2000—2023年，智能玩具相關(guān)研究的發(fā)文情況、作者共現(xiàn)圖，以及關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖。研究者據(jù)此進(jìn)行文本分析，歸納總結(jié)國(guó)內(nèi)外智能玩具研究領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和熱點(diǎn)，并進(jìn)行對(duì)比分析。

3 研究結(jié)果與比較分析

3.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)文量分析

對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的發(fā)文量以年度劃分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（如圖1所示），可直觀(guān)了解到該研究主題在不同年代的學(xué)術(shù)進(jìn)展與研究熱度趨勢(shì)。本研究對(duì)智能玩具文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外在智能玩具研究初期的發(fā)展趨勢(shì)相近，從2000—2014年，都是緩慢增長(zhǎng)的零散研究。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究從2014—2015年出現(xiàn)明顯增長(zhǎng)并在此后基本維持波動(dòng)性穩(wěn)定，數(shù)量為每年25篇左右。國(guó)外相關(guān)研究數(shù)量在2017—2018年出現(xiàn)井噴式增長(zhǎng)，在2018年和2019年達(dá)到峰值，年均在40篇以上，但隨后論文數(shù)量呈現(xiàn)斷崖式下跌。結(jié)合背景情況判斷這個(gè)時(shí)期的增長(zhǎng)可能主要是受到人工智能技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展普及的推動(dòng)。這些技術(shù)的進(jìn)步為相關(guān)領(lǐng)域的研究帶來(lái)巨大的技術(shù)突破，引發(fā)了領(lǐng)域內(nèi)更多的研究興趣。隨后的下跌可能是由社會(huì)市場(chǎng)與研究主題的飽和所引起，預(yù)測(cè)以后會(huì)趨于穩(wěn)定。而國(guó)內(nèi)智能玩具的研究趨勢(shì)從整體發(fā)展進(jìn)程來(lái)看仍是曲折向上，未來(lái)智能玩具的研究熱度會(huì)繼續(xù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

圖1 國(guó)內(nèi)外發(fā)文量時(shí)間分布圖

3.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)文作者分析

本文從核心作者和作者之間的合作兩方面對(duì)國(guó)內(nèi)外智能研究的作者分布情況進(jìn)行分析。核心作者主要指研究領(lǐng)域內(nèi)影響力較大的科研人員，其研究方向一般代表該領(lǐng)域的重點(diǎn)和未來(lái)的研究趨勢(shì)，這些核心研究者的工作往往是評(píng)估研究質(zhì)量的關(guān)鍵參考。因此，對(duì)核心作者進(jìn)行分析有助把握研究的主流內(nèi)容。同時(shí)，科學(xué)研究通常是團(tuán)隊(duì)合作的成果，多數(shù)學(xué)術(shù)文章都是通過(guò)不同作者之間的合作完成的。合作研究使得研究者能夠互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，提升研究成果的質(zhì)量。因此，利用作者合作圖譜展現(xiàn)該領(lǐng)域核心作者及作者的合作關(guān)系，對(duì)理解智能玩具研究領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。作者合作圖譜中的節(jié)點(diǎn)數(shù)表示作者數(shù)量，合作連線(xiàn)表示作者與作者之間存在的合作，節(jié)點(diǎn)越大代表作者發(fā)文量越多，合作連線(xiàn)越粗則合作關(guān)系越緊密。

3.2.1 國(guó)外作者分析

通過(guò)表1對(duì)發(fā)文量較多的外文作者進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，其中排名第一的作者是Hung，共發(fā)文15篇。根據(jù)普賴(lài)斯定律，核心作者的認(rèn)證公式見(jiàn)式（1）。

表1 外文核心作者分布情況

Tab.1 List of foreign core authors

式中：max為發(fā)文最多的作者；為核心作者的最低文獻(xiàn)數(shù)[16]。經(jīng)計(jì)算≈2.9，因此判斷發(fā)文數(shù)不少于3篇的作者為核心作者。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)核心作者共19位（排名前10位的核心作者見(jiàn)表1），共發(fā)表論文88篇，占論文總量的37.4%，小于論文總數(shù)50%，因此可認(rèn)為目前國(guó)外智能玩具研究領(lǐng)域還未形成穩(wěn)定的核心作者群。

將CiteSpace中時(shí)間設(shè)置為2000—2023年，時(shí)間切片設(shè)置為1年，對(duì)國(guó)外文獻(xiàn)樣本進(jìn)行分析，得到的作者合作圖譜如圖2所示。圖譜中共有262個(gè)節(jié)點(diǎn)和335條連線(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)密度為0.009 8?？梢钥闯鯤ung、Fantinato與Yankson等形成了較為集中的研究群體，主要研究方向包括：兒童利用數(shù)字設(shè)備的學(xué)習(xí)行為[17]、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)與隱私保護(hù)[18-19]、智能機(jī)器人的情感感知與表達(dá)[20]等。群體中節(jié)點(diǎn)間的連線(xiàn)較緊密，說(shuō)明該群體內(nèi)作者有較強(qiáng)的合作研究關(guān)系。整體來(lái)看目前國(guó)外智能玩具研究共形成了24組研究群，研究?jī)?nèi)容比較廣泛，然而核心作者集中的研究組僅有6組，且這些核心作者主要在同一組內(nèi)合作，群組間的交流相對(duì)較少。因此，雖然尚未形成核心作者群，但整體上國(guó)外智能玩具研究的作者分布相對(duì)集中，而不同研究群體間的互動(dòng)和合作還有待加強(qiáng)。

圖2 國(guó)外作者合作分布情況

3.2.2 國(guó)內(nèi)作者分析

根據(jù)Citespace生成的共現(xiàn)圖譜（如圖3所示）對(duì)中文作者進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)文量最多的作者是周艷，共計(jì)3篇文獻(xiàn)。研究領(lǐng)域沒(méi)有核心作者，僅有王冠云和孫凌云等形成一組合作網(wǎng)絡(luò)，且合作關(guān)系為同門(mén)合作，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)跨單位突破。總體而言，圖3中節(jié)點(diǎn)之間連線(xiàn)較少，說(shuō)明我國(guó)大部分學(xué)者目前仍是獨(dú)立研究，缺乏跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的研究合作。未來(lái)，隨著智能玩具研究的深入和發(fā)展，研究者們有望開(kāi)始更積極地協(xié)作，形成緊密的學(xué)術(shù)網(wǎng)絡(luò)。

圖3 國(guó)內(nèi)作者合作分布情況

3.3 國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)分析

關(guān)鍵詞是文獻(xiàn)思想與內(nèi)容的精準(zhǔn)概括，其頻率、中心性、聚類(lèi)是關(guān)鍵詞分析的重要指標(biāo)。關(guān)鍵詞頻次越高表示關(guān)注度越高，中心性越大表示越重要，聚類(lèi)可以探討該領(lǐng)域研究的主要方向。CiteSpace通過(guò)對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行詞頻統(tǒng)計(jì)來(lái)確定某領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次越多，越能反映出論文的主題內(nèi)容。

3.3.1 國(guó)外研究熱點(diǎn)

時(shí)間分區(qū)為2000年1月至2023年12月，時(shí)間切片選擇1年，節(jié)點(diǎn)類(lèi)型選擇“Keyword”，其余參數(shù)不變，選擇WOS數(shù)據(jù)庫(kù)文獻(xiàn)項(xiàng)目，生成國(guó)外智能玩具關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，見(jiàn)圖4。

圖4 國(guó)外智能玩具關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

通過(guò)圖4的內(nèi)容信息可知，圖譜中共有305個(gè)節(jié)點(diǎn)和673條連線(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)密度為0.014 5。圖4中圓形代表關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)，其形狀大小與關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次呈正相關(guān)，圓內(nèi)的層級(jí)顏色代表該關(guān)鍵詞被提及的不同年份。節(jié)點(diǎn)之間的連線(xiàn)代表著關(guān)鍵詞之間的相互聯(lián)系，發(fā)散的線(xiàn)條越多，越說(shuō)明以該關(guān)鍵詞為中心形成了系統(tǒng)關(guān)系網(wǎng)格。觀(guān)察圖4發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)的節(jié)點(diǎn)分布在不同區(qū)域呈現(xiàn)聚集性網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，密度較高且結(jié)構(gòu)緊密。結(jié)合國(guó)外高頻關(guān)鍵詞列表（如表2所示），排除“Smart Toy”“Digital Technology”兩項(xiàng)搜索主題詞及合并部分內(nèi)容意義相近、重疊度高的關(guān)鍵詞后，歸納分析排名前20的高頻詞，得出國(guó)外的智能玩具研究熱點(diǎn)主要涵蓋的以下四大方面。

表2 國(guó)外智能玩具高頻關(guān)鍵詞列表

Tab.2 List of foreign high frequency key words for smart toys

1）應(yīng)用技術(shù)。包括了技術(shù)（Technology）、物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Thing）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality）、輔助技術(shù)（Assistive Technology）、深度學(xué)習(xí)（Deep Learning）等關(guān)鍵詞。這與智能玩具的技術(shù)形成階段有密切的聯(lián)系，可以發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、人工智能一直是國(guó)外智能玩具開(kāi)發(fā)研究的重要技術(shù)基礎(chǔ)，使得玩具更加互動(dòng)化和智能化。

2）用戶(hù)群體與應(yīng)用。包括了兒童（Children）、孤獨(dú)癥（Autism）、親子互動(dòng)（Child-agent Interaction）、幼兒早教（Early Childhood Education）。表明研究智能玩具在兒童早期教育中的應(yīng)用是研究重點(diǎn)，智能玩具幫助兒童在玩耍中學(xué)習(xí)新技能、發(fā)展社交互動(dòng)能力，并通過(guò)親子互動(dòng)加強(qiáng)家庭聯(lián)系，在研究普遍性?xún)和后w的應(yīng)用時(shí)，也應(yīng)關(guān)注特殊兒童群體的輔導(dǎo)、康復(fù)治療等需求，體現(xiàn)智能玩具得包容性和多元化支持。

3）互動(dòng)與安全性。包含了機(jī)器人（Robot）、有形用戶(hù)界面（Tangible User Interface）、模型（Model）、設(shè)計(jì)（Design）、玩耍（Play）和隱私（Privacy）六個(gè)關(guān)鍵詞。說(shuō)明國(guó)外智能玩具研究重點(diǎn)考慮將技術(shù)手段應(yīng)用于各種有形互動(dòng)載體的方式。此外數(shù)字時(shí)代下兒童用戶(hù)數(shù)據(jù)和隱私暴露的風(fēng)險(xiǎn)逐漸增加，符合安全和倫理標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)也是智能玩具重要的研究方向。這些研究熱點(diǎn)展示了國(guó)外智能玩具研究領(lǐng)域在追求技術(shù)創(chuàng)新的同時(shí)，對(duì)滿(mǎn)足用戶(hù)需求和確保安全倫理的雙重關(guān)注。

3.3.2 國(guó)內(nèi)研究熱點(diǎn)

對(duì)國(guó)內(nèi)智能玩具的高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)情況進(jìn)行分析，將refworks格式的文件進(jìn)行CNKI格式轉(zhuǎn)換并輸出，其他與國(guó)外研究相同，繪制的國(guó)內(nèi)智能玩具關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜見(jiàn)圖5。

圖5 國(guó)外智能玩具關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

結(jié)合表3和圖5并進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)智能玩具的研究熱點(diǎn)與國(guó)外研究從整體方向上看具有一定的相似性，但具體到關(guān)鍵詞仍存在一定研究差異，國(guó)內(nèi)研究方向分別包括如下三類(lèi)。

1）應(yīng)用技術(shù)。包括單片機(jī)、人工智能、語(yǔ)音識(shí)別、傳感器四個(gè)關(guān)鍵詞，說(shuō)明國(guó)內(nèi)在具體技術(shù)應(yīng)用上與國(guó)外存在較大差別。

2）用戶(hù)群體與應(yīng)用。包括學(xué)齡前兒童、益智玩具、Steam教育三個(gè)關(guān)鍵詞，從中可以看出國(guó)內(nèi)研究在細(xì)分的兒童群體和應(yīng)用目的上存在區(qū)分度。

3）交互體驗(yàn)。包含交互設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)、用戶(hù)體驗(yàn)、智能化、人機(jī)交互六個(gè)關(guān)鍵詞。從這些關(guān)鍵詞中可以看出國(guó)內(nèi)對(duì)智能玩具的研究主要是從設(shè)計(jì)的學(xué)科領(lǐng)域出發(fā)，尤其重視提升用戶(hù)體驗(yàn)、實(shí)現(xiàn)智能化等人機(jī)交互上的優(yōu)化。

與國(guó)外研究熱點(diǎn)進(jìn)行分析比較，二者都可以從技術(shù)、人群、應(yīng)用、交互等緯度進(jìn)行歸類(lèi)，但研究?jī)?nèi)容卻體現(xiàn)出多樣性和差異化。從應(yīng)用技術(shù)上看國(guó)外研究集中在較新的技術(shù)趨勢(shì)上，如物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和深度學(xué)習(xí)。這反映了國(guó)外在智能玩具領(lǐng)域?qū)π畔⒓夹g(shù)的快速適應(yīng)轉(zhuǎn)化。相比之下，國(guó)內(nèi)的智能玩具研究更注重現(xiàn)有技術(shù)的應(yīng)用和優(yōu)化，如單片機(jī)和傳感器的使用，這可能是因?yàn)閲?guó)內(nèi)研究注重對(duì)成本效益和技術(shù)可靠性的考慮。從人群角度對(duì)比，相比于國(guó)內(nèi)研究關(guān)注傾向于特定的學(xué)齡前兒童，國(guó)外研究涵蓋了更廣泛的兒童年齡段，以及特殊兒童群體權(quán)利和隱私安全問(wèn)題。而在應(yīng)用上，兩者都強(qiáng)調(diào)了智能玩具在兒童早教中的應(yīng)用，但國(guó)內(nèi)對(duì)益智、Steam等關(guān)鍵詞的關(guān)注，表現(xiàn)出國(guó)內(nèi)對(duì)兒童綜合性能力更加重視。國(guó)外則更注重智能玩具在兒童早期教育中的情感和認(rèn)知能力培養(yǎng)。從交互層面看，國(guó)內(nèi)研究強(qiáng)調(diào)兒童在游戲過(guò)程中的用戶(hù)體驗(yàn)，重視設(shè)計(jì)方法與交互策略的應(yīng)用。而國(guó)外研究則更側(cè)重于智能玩具和兒童進(jìn)行有形交互的行為過(guò)程和互動(dòng)載體。

表3 國(guó)內(nèi)智能玩具高頻關(guān)鍵詞列表

Tab.3 List of Chinese high frequency key words for smart toys

4 智能玩具的學(xué)習(xí)支架應(yīng)用

盡管諸多研究已證明游戲化為兒童的非正式學(xué)習(xí)環(huán)境提供具有挑戰(zhàn)性和創(chuàng)造性的體驗(yàn)[21]，對(duì)幼齡兒童的學(xué)習(xí)參與、技能習(xí)得和情緒培養(yǎng)等方面創(chuàng)造了積極價(jià)值[22-23]。但不可否認(rèn)的是，游戲化教學(xué)仍然存在某些弊端。例如，兒童在游戲化學(xué)習(xí)的過(guò)程中過(guò)于依賴(lài)外在動(dòng)機(jī)，缺乏長(zhǎng)期的興趣激勵(lì)[24]。此外，游戲化的學(xué)習(xí)過(guò)程因過(guò)分注重娛樂(lè)性可能導(dǎo)致對(duì)知識(shí)深度理解的忽視[25]，進(jìn)而使教育內(nèi)涵淺層化，兒童在沒(méi)有明確指導(dǎo)的情況下容易感到迷茫困惑。當(dāng)下，缺乏有效的工具支持是游戲化學(xué)習(xí)面臨的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)[26]。因此，在游戲化學(xué)習(xí)過(guò)程中引入學(xué)習(xí)支架具有重要意義。適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)支架工具能為兒童提供必要的結(jié)構(gòu)化指導(dǎo)，幫助學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和路徑[27]，提供個(gè)性化學(xué)習(xí)支持，讓兒童在游戲活動(dòng)中構(gòu)建深刻的理解、長(zhǎng)期的記憶，從而強(qiáng)化教育價(jià)值。

學(xué)習(xí)支架（Learning Scaffolding）也譯作“學(xué)習(xí)腳手架”，原指建筑施工過(guò)程的輔助登高工具，在教育學(xué)領(lǐng)域則指一種支持學(xué)習(xí)的方法。腳手架的靈感來(lái)自維果茨基的“近端發(fā)展區(qū)理論”，本質(zhì)是通過(guò)提供支持的形式（如教學(xué)材料、實(shí)踐活動(dòng)和其他課程元素等），幫助學(xué)習(xí)者超越在沒(méi)有幫助時(shí)的水平[28]。腳手架的研究發(fā)展歷程較長(zhǎng)，諸多學(xué)者從不同角度出發(fā)對(duì)教育腳手架的支持形式進(jìn)行分類(lèi)。例如，最早提出腳手架教學(xué)的Wood等[29]按照腳手架的引導(dǎo)內(nèi)容，將其分具體為指導(dǎo)性腳手架和引導(dǎo)性腳手架。Saye等[30]根據(jù)支持的交互方式將其分為軟性腳手架和硬性腳手架。Hadwin等[31]根據(jù)支架的適應(yīng)性進(jìn)一步區(qū)分出了隱性支架和顯性支架。其中，Hannafin等[32]于1999年根據(jù)開(kāi)放學(xué)習(xí)環(huán)境提出了更加具體通用的分類(lèi)方式，即：元認(rèn)知腳手架、戰(zhàn)略腳手架、概念腳手架和程序腳手架。該分類(lèi)適用多種學(xué)習(xí)環(huán)境和教育框架。

根據(jù)Cagiltay等[10]的研究觀(guān)點(diǎn)，智能玩具結(jié)合了先進(jìn)的技術(shù)和教育理念，為兒童提供了一個(gè)互動(dòng)性強(qiáng)且具有支持性的自由學(xué)習(xí)環(huán)境，能夠有效地幫助兒童構(gòu)建自我學(xué)習(xí)，因此可以作為支持兒童認(rèn)知學(xué)習(xí)的重要支架工具。智能玩具作為學(xué)習(xí)支架資源具有以下優(yōu)點(diǎn)。

1）提高參與度，強(qiáng)化兒童學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。智能玩具通過(guò)游戲化的方式提供學(xué)習(xí)內(nèi)容，能夠吸引兒童的注意力并增強(qiáng)他們參與游戲?qū)W習(xí)的積極性，以有趣和引人入勝的方式增強(qiáng)兒童的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)[8]。

2）促進(jìn)非正式教學(xué)場(chǎng)景中的自主性學(xué)習(xí)探索。在家庭、活動(dòng)中心等非正式教學(xué)場(chǎng)景中，兒童更傾向自由選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，智能玩具提供創(chuàng)造性的游戲?qū)W習(xí)環(huán)境，能夠有效激起兒童的好奇心和探索欲，促進(jìn)主動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng)的發(fā)展。

3）提供適應(yīng)性和個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。好的支架工具應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)習(xí)者的反應(yīng)和進(jìn)步調(diào)整支持的水平和形式[33]。而智能玩具可以根據(jù)兒童的能力表現(xiàn)動(dòng)態(tài)地調(diào)整難度和內(nèi)容，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)以滿(mǎn)足不同發(fā)展階段兒童的需求[34]。

4）促進(jìn)多維技能全面發(fā)展。智能玩具不僅可以支持學(xué)科技能的增長(zhǎng)，還可以促進(jìn)各項(xiàng)橫向技能的發(fā)展[11]。

通過(guò)以上研究論述不難發(fā)現(xiàn)，智能玩具作為優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)支架資源能夠有效地輔助兒童游戲化學(xué)習(xí)活動(dòng)的開(kāi)展。結(jié)合Hannafin等[32]對(duì)學(xué)習(xí)支架的分類(lèi)特征和智能玩具在應(yīng)用中的教育價(jià)值歸屬，筆者可以從教育支持的角度出發(fā)將類(lèi)智能玩具的支架應(yīng)用歸為以下四類(lèi)。

4.1 元認(rèn)知學(xué)習(xí)支架（Meta-cognitive Learning Scaffolding）

元認(rèn)知作為一個(gè)心理學(xué)概念，指的是“對(duì)自己的認(rèn)知過(guò)程的認(rèn)識(shí)”，是對(duì)自己認(rèn)知活動(dòng)的了解和調(diào)節(jié)[35]。而元認(rèn)知學(xué)習(xí)支架是一種支持學(xué)習(xí)者進(jìn)行自我監(jiān)控和自我調(diào)節(jié)的教育策略，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)習(xí)者的思考和反思，幫助學(xué)習(xí)者意識(shí)到自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程，理解自己的學(xué)習(xí)方式。元認(rèn)知學(xué)習(xí)支架鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者計(jì)劃、回顧和評(píng)估自己的學(xué)習(xí)過(guò)程并在其中發(fā)現(xiàn)自己的學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)與不足。判斷智能玩具是否適合作為元認(rèn)知學(xué)習(xí)支架時(shí)，應(yīng)當(dāng)從其功能特點(diǎn)角度出發(fā)進(jìn)行判斷。

CogniToys Dino（如圖6所示）是一款基于云服務(wù)的教育智能玩具。通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)和人工智能算法提供互動(dòng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)，理解并回答兒童問(wèn)題，為兒童提供了情感化、自然化的陪伴交流環(huán)境。豐富龐大的信息庫(kù)能夠支持各種個(gè)性化、趣味性的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，適應(yīng)兒童的學(xué)習(xí)速度和興趣，提供適合其能力水平的內(nèi)容幫助兒童調(diào)節(jié)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程。通過(guò)與Dino的互動(dòng)，兒童可以從Dino的反饋和回答中思考評(píng)估自己的理解和知識(shí)，協(xié)助兒童更好地開(kāi)展自主學(xué)習(xí)活動(dòng)。

圖6 CogniToys Dino

4.2 概念性學(xué)習(xí)支架（Conceptual Learning Scaffolding）

概念性學(xué)習(xí)支架幫助學(xué)生確定在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)某種知識(shí)概念的理解，其目的是幫助學(xué)習(xí)者理解、組織和加工復(fù)雜的概念或理論[32]。這種類(lèi)型的腳手架著重于提升學(xué)習(xí)者對(duì)概念的理解且應(yīng)用實(shí)現(xiàn)方式也比較多樣化，可以通過(guò)視聽(tīng)輔助來(lái)幫助兒童進(jìn)行多感官體驗(yàn)的理解，也可以通過(guò)示例、類(lèi)比等形式建立從初級(jí)到高級(jí)認(rèn)知的圖示轉(zhuǎn)化過(guò)程，還可以通過(guò)挑戰(zhàn)、提問(wèn)、競(jìng)爭(zhēng)等刺激性活動(dòng)，激勵(lì)兒童從不同角度深入思考從而建構(gòu)并強(qiáng)化知識(shí)框架。在判斷智能玩具是否適合作為概念性學(xué)習(xí)支架時(shí)通常根據(jù)主題焦點(diǎn)和教育目的出發(fā)。

Merge Cube（如圖7所示）是一款基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)發(fā)的教育玩具，利用智能手機(jī)或平板電腦的攝像頭，將虛擬對(duì)象與現(xiàn)實(shí)世界融合，創(chuàng)造互動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境。在呈現(xiàn)形式上Merge Cube利用AR將抽象概念如行星、地貌、細(xì)胞等以虛擬模型呈現(xiàn)，使學(xué)生能夠直觀(guān)地理解通常難以把握的概念。與傳統(tǒng)的被動(dòng)學(xué)習(xí)相比，Merge Cube通過(guò)有趣的互動(dòng)模式激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索、發(fā)現(xiàn)新概念的興趣，并通過(guò)豐富的操作和支架資源幫助兒童通過(guò)多角度、多形式的方式理解復(fù)雜概念，有助于兒童對(duì)學(xué)科知識(shí)的深度思考。

圖7 Merge Cube AR魔方

4.3 程序性學(xué)習(xí)支架（Procedural Learning Scaffolding）

程序性學(xué)習(xí)支架相比于知識(shí)性的內(nèi)容更關(guān)注如何指導(dǎo)學(xué)習(xí)者完成學(xué)習(xí)任務(wù)，側(cè)重于學(xué)習(xí)過(guò)程而不是最終的結(jié)果。因此程序性學(xué)習(xí)支架通常需要提供給學(xué)習(xí)者一系列操作步驟、策略或提示，通過(guò)分步指導(dǎo)或反饋的形式協(xié)助兒童理解完成任務(wù)所需要的復(fù)雜過(guò)程，以幫助他們更有效地達(dá)成特定的學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)目標(biāo)。因此清晰的、結(jié)構(gòu)化的步驟指引和拆解簡(jiǎn)化的任務(wù)形式是程序腳手架的核心特征。在判斷智能玩具是否適合作為程序性學(xué)習(xí)支架的學(xué)習(xí)資源時(shí)可以從智能玩具的游玩交互過(guò)程出發(fā)。

Codey Rocky（如圖8所示）是Makeblock推出的一款面向兒童編程的智能教育機(jī)器人，它結(jié)合了實(shí)體玩具與軟件編程，以激發(fā)孩子們的興趣并教授基礎(chǔ)的編程和邏輯思維技能。Codey Rocky提供了一個(gè)結(jié)構(gòu)化的編程學(xué)習(xí)環(huán)境和明確的任務(wù)目標(biāo)，通過(guò)圖形化編程軟件簡(jiǎn)化了編程過(guò)程，提供分步驟的操作指導(dǎo)以協(xié)助兒童逐步實(shí)現(xiàn)從簡(jiǎn)單命令到復(fù)雜程序的過(guò)渡。兒童在編程中 Codey Rocky 會(huì)收到即時(shí)的聲光提示和運(yùn)動(dòng)反饋，幫助兒童互動(dòng)調(diào)整，最終掌握編程的技巧。

圖8 Codey Rocky智能機(jī)器人

4.4 策略性學(xué)習(xí)支架（Strategic Learning Scaffolding）

策略性學(xué)習(xí)支架強(qiáng)調(diào)在學(xué)習(xí)中獲得所需的信息和可以利用的資源，在當(dāng)前知識(shí)與新知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)之間建立關(guān)系，進(jìn)而探索如何使用不同的策略和方法應(yīng)對(duì)特定的挑戰(zhàn)。策略性學(xué)習(xí)支架的目的在于引導(dǎo)學(xué)習(xí)者思考“如何解決問(wèn)題”并幫助學(xué)習(xí)者發(fā)展解決問(wèn)題的技能，包括識(shí)別問(wèn)題、尋找解決方案的路徑和實(shí)施解決策略等。這要求智能玩具在作為策略性學(xué)習(xí)支架使用時(shí)能夠一定程度上提高學(xué)習(xí)者解決問(wèn)題的策略和技巧，如分析、推理、批判性思維等，幫助兒童成為更加獨(dú)立自主、更具有創(chuàng)造性思維的學(xué)習(xí)主體。因此，在分類(lèi)過(guò)程中可以從游戲形式和目標(biāo)等層面判斷智能玩具是否適合作為策略性學(xué)習(xí)支架。

MINDSTORMS EV3（如圖9所示）是樂(lè)高公司于2013年推出的第三代可編程、組合的智能機(jī)器人玩具，其將樂(lè)高元素的智能積木與編程軟件應(yīng)用相結(jié)合。MINDSTORMS EV3提供了眾多構(gòu)建組件和傳感器，支持創(chuàng)造樂(lè)高生物、人形生物、蛇形等各種形態(tài)的機(jī)器人，鼓勵(lì)孩子們自主探索和實(shí)驗(yàn)不同的可能性。它的挑戰(zhàn)性項(xiàng)目要求孩子們進(jìn)行邏輯推理和策略思考，在構(gòu)建過(guò)程中解決機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)、編程邏輯等問(wèn)題。反復(fù)試驗(yàn)和調(diào)整機(jī)器人設(shè)計(jì)和編程幫助兒童學(xué)會(huì)反思自己的策略，進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì)。

圖9 樂(lè)高 MINDSTORMS EV3

需要強(qiáng)調(diào)的是，研究中提出對(duì)智能玩具的學(xué)習(xí)支架分類(lèi)并非二元對(duì)立、非此即彼的關(guān)系。當(dāng)前市場(chǎng)上的部分智能玩具展現(xiàn)出了多樣化的功能特征，這些特征不僅僅局限于符合單一類(lèi)別的學(xué)習(xí)支架要求。有些玩具可能同時(shí)具備強(qiáng)教育互動(dòng)、多感官刺激、促進(jìn)元認(rèn)知發(fā)展等多方面的功能，歸類(lèi)依據(jù)的緯度是多元綜合的。因此，為了更準(zhǔn)確地理解和評(píng)估這些智能玩具的教育效用和價(jià)值，研究中將依據(jù)玩具最核心的功能特征進(jìn)行歸納和分析，以幫助研究者更全面地理解智能玩具如何以不同支架形式支持兒童的學(xué)習(xí)和發(fā)展。

5 國(guó)內(nèi)外智能玩具支架學(xué)習(xí)的研究對(duì)比

5.1 研究方法

智能玩具作為學(xué)習(xí)支架工具的有效性取決于它們?cè)谠O(shè)計(jì)層面的特點(diǎn)及其在學(xué)習(xí)過(guò)程中的使用方式。因此結(jié)合智能玩具的屬性和支架工具的應(yīng)用性從應(yīng)用人群、應(yīng)用技術(shù)、應(yīng)用場(chǎng)景、學(xué)習(xí)目標(biāo)、支架資源、效果評(píng)估六個(gè)維度劃分并進(jìn)行總結(jié)分析。前三個(gè)維度主要針對(duì)智能玩具本身屬性，后三個(gè)維度則是從研究角度出發(fā)探討具體應(yīng)用。以知網(wǎng)中的期刊論文和學(xué)位論文，以及國(guó)外WOS、ACM、SpringerLink等數(shù)據(jù)庫(kù)的科學(xué)期刊和國(guó)際會(huì)議論文集中的論文為檢索來(lái)源，使用“智能玩具”“技術(shù)教育玩具”等關(guān)鍵詞進(jìn)行綜合檢索?；仡櫧?0年國(guó)內(nèi)外發(fā)表的關(guān)于兒童教育中智能玩具的相關(guān)研究性論文，比較國(guó)內(nèi)外將智能玩具應(yīng)用于支架式學(xué)習(xí)的研究案例。

篩選要求包括：（1）2013—2023年發(fā)表的研究；（2）需要有完成度達(dá)到原型及以上的實(shí)物產(chǎn)品且符合前文研究的智能玩具定義；（3）有關(guān)于智能玩具在教育過(guò)程（正式或非正式）中的可能應(yīng)用的描述；（4）以非商業(yè)化的研究性項(xiàng)目案例為主。最終，研究選取了44篇研究論文提到的45項(xiàng)案例項(xiàng)目（國(guó)外30例，國(guó)內(nèi)15例），具體研究情況和類(lèi)別歸納如圖10所示[36-78,13]。再次強(qiáng)調(diào)，研究案例中部分智能玩具具有多種功能特點(diǎn)，可能不僅符合單一類(lèi)別的學(xué)習(xí)支架標(biāo)準(zhǔn)，分類(lèi)依據(jù)其主要功能特征判斷。

5.2 研究結(jié)論

從應(yīng)用人群角度看，研究項(xiàng)目案例的目標(biāo)年齡組范圍不統(tǒng)一，且有些玩具沒(méi)有提到有關(guān)目標(biāo)年齡組的數(shù)據(jù)，因此依據(jù)皮亞杰、埃里克森等人對(duì)兒童發(fā)展階段的劃分和案例的實(shí)際調(diào)研情況，在統(tǒng)計(jì)時(shí)將研究中對(duì)應(yīng)用人群的年齡描述分類(lèi)為：未指定兒童年齡；1～3歲幼兒兒童；4～6歲學(xué)齡前兒童；7-14歲學(xué)齡兒童；全年齡群體（包括學(xué)齡前兒童、學(xué)齡兒童和其他人群）。觀(guān)察圖11可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)15項(xiàng)研究超過(guò)一半都集中于學(xué)齡前兒童群體，這表明在國(guó)內(nèi)智能玩具的教育支持研究中，研究者對(duì)學(xué)齡前兒童的發(fā)展和認(rèn)知過(guò)程賦予了更多關(guān)注。這種傾向性可能源于國(guó)內(nèi)人口變化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展導(dǎo)致的對(duì)兒童早期教育的重視。30項(xiàng)國(guó)外的研究案例中對(duì)學(xué)齡前兒童、學(xué)齡兒童和全年齡群體的研究占比相同，均占總量30%，這表明相比較國(guó)內(nèi)對(duì)學(xué)齡前兒童群體的關(guān)注，國(guó)外研究在關(guān)注智能玩具如何促進(jìn)不同年齡段兒童的認(rèn)知和發(fā)展方面具有較高的均衡性。值得注意的是，有四項(xiàng)國(guó)外研究案例并非側(cè)重兒童的年齡階段，而是從孤獨(dú)癥、神經(jīng)發(fā)展障礙等群體特殊性的角度展開(kāi)教育性研究。這表明在國(guó)際研究范圍內(nèi)對(duì)于特殊兒童教育需求關(guān)注正逐漸增加，智能玩具在特殊兒童的教育、康復(fù)等領(lǐng)域也具有支持意義。

在研究智能玩具項(xiàng)目的應(yīng)用環(huán)境時(shí)，存在環(huán)境緯度多元化和環(huán)境跨度綜合化的問(wèn)題，容易導(dǎo)致區(qū)分特征不明顯。因此將研究環(huán)境按照主要應(yīng)用場(chǎng)景性質(zhì)分為：家庭、幼兒園等兒童活動(dòng)環(huán)境；學(xué)校、活動(dòng)機(jī)構(gòu)等兒童教育場(chǎng)景；其他場(chǎng)景，如博物館、游樂(lè)園、康復(fù)環(huán)境等。根據(jù)圖12研究顯示的數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)對(duì)兒童活動(dòng)場(chǎng)景下的智能玩具應(yīng)用研究呈現(xiàn)高度集中狀態(tài)，這種研究?jī)A向顯示了國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)利用智能玩具在非正式教育中促進(jìn)兒童學(xué)習(xí)和發(fā)展的重視。相比之下，國(guó)外研究在探索智能玩具的教育應(yīng)用時(shí)會(huì)涉足更廣泛的環(huán)境，其中主要聚焦于學(xué)校和活動(dòng)機(jī)構(gòu)等正式化教學(xué)場(chǎng)景。這說(shuō)明智能玩具存在應(yīng)用于正式教學(xué)活動(dòng)的價(jià)值潛力。當(dāng)智能玩具不僅局限于兒童的輔助性游戲?qū)W習(xí)活動(dòng)時(shí)，研究人員需要進(jìn)一步思考如何將智能玩具的支架資源整合并應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)場(chǎng)景中，為智能玩具擴(kuò)展更多的可能性。這也在一定程度上預(yù)示了國(guó)內(nèi)智能玩具在未來(lái)兒童教育應(yīng)用中的趨勢(shì)方向。

技術(shù)分類(lèi)上參考智能玩具的發(fā)展階段和國(guó)外對(duì)智能玩具技術(shù)支持的歸類(lèi)分為：傳感器集成技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和人工智能技術(shù)四類(lèi)。根據(jù)研究案例的主要應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)歸納，結(jié)果如圖13所示。通過(guò)對(duì)比圖例，可以發(fā)現(xiàn)二者在研究中的技術(shù)應(yīng)用層面偏差不大，整體占比相近，都以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為重要基礎(chǔ)構(gòu)建互動(dòng)，同時(shí)傳感器集成技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和人工智能技術(shù)也在智能玩具的開(kāi)發(fā)中扮演重要角色。說(shuō)明當(dāng)前智能玩具在實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)、數(shù)據(jù)收集和遠(yuǎn)程控制方面需要依賴(lài)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以提供更豐富的教育和娛樂(lè)體驗(yàn)。相比之下，國(guó)內(nèi)研究中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能技術(shù)應(yīng)用的特征性更強(qiáng)。這反映了國(guó)內(nèi)在智能玩具領(lǐng)域?qū)?shí)現(xiàn)玩具相互之間、玩具與兒童之間自然且高效的互動(dòng)更為重視，實(shí)際的論文研究中也可以發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)對(duì)智能玩具的交互方式和交互策略研究相比于其他方面要更加豐富。

圖10 2013—2023年國(guó)內(nèi)外智能玩具研究項(xiàng)目案例調(diào)研

圖11 國(guó)內(nèi)外智能玩具項(xiàng)目案例應(yīng)用人群對(duì)比

圖12 國(guó)內(nèi)外智能玩具項(xiàng)目案例應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)比

圖13 國(guó)內(nèi)外智能玩具項(xiàng)目案例應(yīng)用技術(shù)對(duì)比

對(duì)項(xiàng)目案例中智能玩具的教育學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)譯和歸納整理，可以將智能玩具的學(xué)習(xí)目的分為以下七類(lèi)，具體研究情況如圖14所示。

圖14 國(guó)內(nèi)外智能玩具項(xiàng)目案例教育目標(biāo)對(duì)比

1）基礎(chǔ)認(rèn)知：聲光電、數(shù)字、形狀等。

2）學(xué)科知識(shí)：編程、數(shù)學(xué)、生物等。

3）藝術(shù)表達(dá)：故事講述、音樂(lè)創(chuàng)作等。

4）思維能力：空間認(rèn)知、邏輯思維、批判性思維等。

5）運(yùn)動(dòng)技能：主要是精細(xì)運(yùn)動(dòng)的鍛煉。

6）精神情感：傳承文化、強(qiáng)化情感聯(lián)系等。

7）生活能力：如協(xié)作、溝通交流、自我管理等。

可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)外因?qū)χ悄芡婢叩膶W(xué)習(xí)應(yīng)用研究起步較早，其學(xué)習(xí)目標(biāo)涵蓋更為廣泛。國(guó)外的研究過(guò)程注重系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的教學(xué)融入。因此學(xué)習(xí)目標(biāo)以學(xué)科知識(shí)為核心，研究占比達(dá)到40%。國(guó)內(nèi)則由于較為重視學(xué)齡前兒童的益智培養(yǎng)，因此關(guān)于思維能力和精神情感等方面的研究主題占比相對(duì)較大。特別是在精神情感類(lèi)學(xué)習(xí)目標(biāo)中，國(guó)內(nèi)智能玩具的教育應(yīng)用融入了本土文化元素，如紅色精神、詩(shī)詞文化等。這表現(xiàn)出研究過(guò)程對(duì)中國(guó)特有文化背景的重視和適應(yīng)。這種文化適應(yīng)性的教育目標(biāo)有助于培養(yǎng)兒童的文化認(rèn)同感，也有效促進(jìn)了文化的傳承。

智能玩具在游戲化學(xué)習(xí)過(guò)程中所能提供的支架資源主要由智能玩具本身的技術(shù)實(shí)現(xiàn)和功能交互方式?jīng)Q定，因此不具有對(duì)比分析的顯著價(jià)值。但綜合整體項(xiàng)目案例進(jìn)行總結(jié)，可以獲得智能玩具作為學(xué)習(xí)工具時(shí)提供支架資源的一般規(guī)律如下。

1）用作元認(rèn)知支架的智能玩具需要在交流中幫助兒童反思學(xué)習(xí)過(guò)程，因此除了評(píng)價(jià)類(lèi)資源工具外，還需要提供有效的交流和協(xié)作互動(dòng)。

2）用作程序性支架的智能玩具能夠簡(jiǎn)化或拆解任務(wù)，幫助兒童更好地達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，因此任務(wù)引導(dǎo)和指南說(shuō)明等資源都必不可少，提示卡、標(biāo)簽、輔助文檔等工具也能幫助兒童開(kāi)展有序、有邏輯的結(jié)構(gòu)化游戲?qū)W習(xí)活動(dòng)。

3）用作概念性支架的智能玩具以詮釋內(nèi)容目標(biāo)為核心，這要求智能玩具具有多元化或多感官層級(jí)的反饋資源，利用模型和樣本向兒童展示理想的操作或概念，也是協(xié)助兒童深刻理解內(nèi)容的理想支架資源。

4）用作策略性支架的智能玩具要求兒童批判性、創(chuàng)造性地思考解決方案。在這個(gè)過(guò)程中，挑戰(zhàn)任務(wù)目標(biāo)是引導(dǎo)兒童深入思考分析的重要資源，設(shè)計(jì)模擬游戲或情景主題，則能讓兒童更投入地進(jìn)行實(shí)踐并應(yīng)用策略。

統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目案例中對(duì)玩具產(chǎn)品的效果評(píng)估狀況制圖（如圖15所示），可以發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)有實(shí)證評(píng)估環(huán)節(jié)的論文不多，基本只有學(xué)位論文有對(duì)學(xué)習(xí)效果的實(shí)驗(yàn)評(píng)估環(huán)節(jié)，大多期刊論文普遍缺少有效性驗(yàn)證。國(guó)外的實(shí)驗(yàn)評(píng)估環(huán)節(jié)完備程度遠(yuǎn)超國(guó)內(nèi)研究，達(dá)到77%，大部分的研究論文都通過(guò)定性與定量結(jié)合的方式對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行了效果驗(yàn)證。分析文獻(xiàn)列表可以發(fā)現(xiàn)在研究方法上，國(guó)內(nèi)主要以用戶(hù)觀(guān)察測(cè)試和結(jié)構(gòu)化訪(fǎng)談為主，也有少數(shù)采取用戶(hù)評(píng)價(jià)和滿(mǎn)意度問(wèn)卷量表的研究方式。國(guó)外則更傾向采用隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)或前后測(cè)等方式在一定時(shí)間階段內(nèi)評(píng)估兒童的行為技能是否受智能玩具影響。此外，向兒童和教師家長(zhǎng)等指導(dǎo)者發(fā)放問(wèn)卷也是常見(jiàn)的研究方法。相較國(guó)內(nèi)，國(guó)外在整體上對(duì)智能玩具作為支架工具的學(xué)習(xí)成效有更全面嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u(píng)估性研究。

圖15 國(guó)內(nèi)外智能玩具項(xiàng)目案例效果評(píng)估對(duì)比

6 結(jié)語(yǔ)

智能玩具作為信息時(shí)代下一種新型教育娛樂(lè)資源，已在全球范圍內(nèi)展現(xiàn)出超乎想象的潛力，不僅為兒童提供了豐富的互動(dòng)和游戲化學(xué)習(xí)體驗(yàn)，也進(jìn)一步促進(jìn)了教學(xué)模式的革新。本研究對(duì)智能玩具的定義和特點(diǎn)進(jìn)行闡述，通過(guò)CiteSpace數(shù)據(jù)分析和項(xiàng)目案例整理，分析比較國(guó)內(nèi)外智能玩具研究的發(fā)展脈絡(luò)、研究主題,以及在學(xué)習(xí)支架中的應(yīng)用研究。研究發(fā)現(xiàn)目前我國(guó)在智能玩具的研究深度上還存在一定不足。作為一項(xiàng)綜合交叉性的研究，智能玩具的發(fā)展將持續(xù)輻射設(shè)計(jì)、教育、數(shù)字技術(shù)等各方面并發(fā)揮關(guān)鍵作用。未來(lái)的研究工作中有必要結(jié)合國(guó)際視野細(xì)化針對(duì)性研究?jī)?nèi)容，擴(kuò)展研究者之間的合作模式以實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域的結(jié)合，堅(jiān)持探索如何更好地利用智能玩具的工具資源以促進(jìn)兒童的全面發(fā)展。

[1] GOLDSTEIN J. Play in Children's Development, Health and Well-being[M]. Brussels: Toy Industries of Europe, 2012.

[2] BERK L E, MANN T D, OGAN A T. Make-Believe Play: Wellspring for Development of Self-Regulation[M]// Play=Learning: How Play Motivates and Enhances Children's Cognitive and Social-emotional Growth. New York: Oxford University Press, 2006: 74.

[3] PIAGET J. Play, Dreams and Imitation in Childhood[M]. London: Routledge, 1999.

[4] HALL L, PARACHA S, FLINT T, et al. Still Looking for New Ways to Play and Learn… Expert Perspectives and Expectations for Interactive Toys[J]. International Journal of Child-computer Interaction, 2022, 31: 100361.

[5] D'HOOGE H, DALTON L, SHWE H, et al. Smart Toys: Brave New World?[C]// CHI'00 Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems. New York: Association for Computing Machinery, 2000: 247-248.

[6] HINSKE S, LANGHEINRICH M, LAMPE M. Towards Guidelines for Designing Augmented Toy Environments[C]// Proceedings of the 7th ACM Conference on Designing Interactive Systems. New York: Association for Computing Machinery, 2008: 78-87.

[7] 申璐. 人機(jī)交互在兒童智能玩具中的應(yīng)用研究[J]. 計(jì)算機(jī)光盤(pán)軟件與應(yīng)用, 2013, 16(18): 113-115. SHEN L. Application of Human Computer Interaction in Children's Intelligent Toys[J]. Computer CD Software and Application, 2013, 16(18): 113-115.

[8] DUJI? RODI? L, STAN?I? I, ?OKO D, et al. Towards a Machine Learning Smart Toy Design for Early Childhood Geometry Education: Usability and Performance[J]. Electronics, 2023, 12(8): 1951.

[9] 孫明陽(yáng), 郭聰聰. 人工智能在玩具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 工業(yè)設(shè)計(jì), 2020(9): 30-31. SUN M Y, GUO C C. Application Status and Development of Artificial Intelligence in Toy Design[J]. Industrial Design, 2020(9): 30-31.

[10] CAGILTAY K, KARA N, AYDIN C C. Handbook of Research on Educational Communications and Technology[M]. Berlin: Springer, 2014: 703-711.

[11] KOMIS V, KARACHRISTOS C, MOURTA D, et al. Smart Toys in Early Childhood and Primary Education: A Systematic Review of Technological and Educational Affordances[J]. Applied Sciences, 2021, 11(18): 8653.

[12] 劉益群. 智能玩具與技術(shù)[J]. 機(jī)電一體化, 2008(4): 7. LIU Y Q. Intelligent Toys and Technology [J]. Mechatronics, 2008(4): 7.

[13] 胡靜. 學(xué)前兒童智能玩具交互設(shè)計(jì)研究[D]. 北京: 清華大學(xué), 2018. HU J. Research on Interaction Design of Intelligent Toys for Preschool Children [D]. Beijing: Tsinghua University, 2018.

[14] 李青, 周艷. 智能玩具:助推教育創(chuàng)新的新技術(shù)[J]. 遠(yuǎn)程教育雜志, 2016, 34(1): 46-52. LI Q, ZHOU Y. Intelligent Toys: A New Technology to Boost Educational Innovation[J]. Journal of Distance Education, 2016, 34(1): 46-52.

[15] 黃群, 李君梓. 信息時(shí)代下的兒童智能玩具設(shè)計(jì)研究[J]. 包裝工程, 2020, 41(10): 150-156. HUANG Q, LI J Z. Research on the Design of Children's Intelligent Toys in the Information Age[J]. Packaging Engineering, 2020, 41(10): 150-156.

[16] 宗淑萍. 基于普賴(lài)斯定律和綜合指數(shù)法的核心著者測(cè)評(píng)——以《中國(guó)科技期刊研究》為例[J]. 中國(guó)科技期刊研究, 2016, 27(12): 1310-1314. ZONG S P. Core Author Measurement Based on Price's Law and Composite Index Method: Taking Research on Chinese Science and Technology Journals as an Example[J]. China Science and Technology Journal Research, 2016, 27(12): 1310-1314.

[17] CHEN C C, HUNG P C K, EGRIOGLU E, et al. Guest Editorial: Contemporary Learning Behaviors on Mobile Devices and Social Media[J]. Library Hi-tech, 2023, 41(5): 1265-1274.

[18] AM?NCIO F M P, SOUZA A P, FANTINATO M, et al. Parental Perception of Children's Privacy in Smart Toys in Countries of Different Economic Levels[J]. Technology in Society, 2023, 72: 102180.

[19] DE PAULA ALBUQUERQUE O, FANTINATO M, HUNG P C K, et al. Recommendations for a Smart Toy Parental Control Tool[J]. The Journal of Supercomputing, 2022, 78(8): 11156-11194.

[20] IQBAL F, KHALID Z, MARRINGTON A, et al. Forensic Investigation of Google Meet for Memory and Browser Artifacts[J]. Forensic Science International: Digital Investigation, 2022, 43: 301448.

[21] ASLAM M W, CHUDHARY G, AQEEL M, et al. Early Childhood Education through Gamification[J]. Innovative Computing Review, 2022, 2(1): 54-72.

[22] LEE H M, LOO P A. Gamification of Learning in Early Age Education[J]. Journal La Edusci, 2021, 2(2): 44-50.

[23] GARC?A S G, NICOLáS A H, CANO M G, et al. Gamification in the Childhood Education Classroom[J]. South Florida Journal of Development, 2021, 2(1): 623-632.

[24] BOULET G. Gamification is Simply Bells and Whistles[J]. ELearn, 2016, 11:98-112..

[25] FURDU I, TOMOZEI C, KOSE U. Pros and Cons Gamification and Gaming in Classroom[J]. Broad Research in Artificial Intelligence and Neuroscience, 2017, 8(2): 56-62.

[26] YOUSOF A K. Benefits and Disadvantages of Utilizing Gamified Learning in Higher Education: A Systematic Analysis[M]// Handbook of Research on Adult Learning in Higher Education. Pennsylvania: IGI Global, 2020: 549-569.

[27] MELERO J, HERNáNDEZ-LEO D, BLAT J. A Review of Scaffolding Approaches in Game-Based Learning Environments[C]// European Conference on Games Based Learning. Paris: Academic Conferences International Limited, 2011: 717.

[28] KIM N. Critical Thinking in Wikibook Creation with Enhanced and Minimal Scaffolds[J]. Educational Technology Research and Development, 2015, 63: 5-33.

[29] WOOD D, BRUNER J S, ROSS G. The Role of Tutoring in Problem Solving[J]. Journal of Child Psychology and Psychiatry, 1976, 17(2): 89-100.

[30] SAYE J W, BRUSH T. Scaffolding Critical Reasoning about History and Social Issues in Multimedia-Supp-orted Learning Environments[J]. Educational Technology Research and Development, 2002, 50(3): 77-96.

[31] HADWIN, ALLYSON F, PHILIP H. CoNoteS2: A Software Tool for Promoting Self-regulation[J]. Educational Research and Evaluation, 2001, 7(2-3): 313-334.

[32] HANNAFIN M, LAND S, OLIVER K. Open Learning Environments: Foundations, Methods, and Models[M]// Instructional-design Theories and Models. London: Routledge, 2013: 115-140.

[33] BELLAND B R. Instructional Scaffolding in STEM Education: Strategies and Efficacy Evidence[M]. Switzerland: Springer, 2017: 17-53.

[34] PEA R D. The Social and Technological Dimensions of Scaffolding and Related Theoretical Concepts for Learning, Education, and Human Activity[J]. The Journal of the Learning Sciences, 2004, 13(3): 423-451.

[35] FLAVELL, JOHN H. Metacognition and Cognitive Monitoring: A New Area of Cognitive–Developmental Inquiry[J]. American Psychologist, 1979, 34(10): 906.

[36] AKDENIZ M, ?ZDIN? F. MAYA: An Artificial Intelligence Based Smart Toy for Pre-School Children[J]. International Journal of Child-computer Interaction, 2021, 29: 100347.

[37] TSENG T, MURAI Y, FREED N, et al. PlushPal: Storytelling with Interactive Plush Toys and Machine Learning[C]// Interaction Design and Children. New York: Association for Computing Machinery, 2021: 236-245.

[38] OZCAN B, SPERATI V, GIOCONDO F, et al. Interactive Soft Toys to Support Social Engagement Through Sensory-Motor Plays in Early Intervention of Kids with Special Needs[C]// Interaction Design and Children. New York: Association for Computing Machinery, 2022: 625-628.

[39] MERTALA P. How Connectivity Affects Otherwise Traditional Toys? A Functional Analysis of Hello Barbie[J]. International Journal of Child-Computer Interaction, 2020, 25: 100186.

[40] CHAN K K. Using Tangible Objects in Early Childhood Classrooms: A Study of Macau Pre-Service Teachers[J]. Early Childhood Education Journal, 2020, 48(4): 441-450.

[41] IHAM?KI P, HELJAKKA K. Smart Toys for Game-based and Toy-based Learning: A Study of Toy Marketers’, Preschool Teachers’ and Parents’ Perspectives on Play[C]// The Eleventh International Conference on Advances in Human-Oriented and Personalized Mechanisms, Technologies and Services, Berlin: IEEE, 2018: 14-18.

[42] HONG J, KO D, LEE W. Investigating the Effect of Digitally Augmented Toys on Young Children’s Social Pretend Play[J]. Digital Creativity, 2019, 30(3): 161- 176.

[43] GOULA-DIMITRIOU M, DASYGENIS M. Teddy Bear Upgraded with an Embedded System to React on Feelings[C]// 2016 5th International Conference on Modern Circuits and Systems Technologies. Piscataway: IEEE, 2016: 1-4.

[44] 王毅, 王笑顏, 牛晶, 等. 幼兒感統(tǒng)體驗(yàn)下的智能玩偶交互設(shè)計(jì)研究[J]. 設(shè)計(jì), 2021, 34(19): 76-79. WANG Y, WANG X Y, NIU J et al. Research on the Interaction Design of Smart Dolls under Young Children's Sensory Experience[J]. Design, 2021, 34(19): 76-79.

[45] 吳智艷, 吳祐昕, 杜雅婷, 等. 觸覺(jué)體驗(yàn)引導(dǎo)下的兒童智能玩具交互設(shè)計(jì)[J]. 包裝工程, 2022, 43(12): 290-296. WU Z Y, WU Y X, DU Y T, et al. Interaction Design of Children's Smart Toys Guided by Tactile Experience[J]. Packaging Engineering, 2022, 43(12): 290-296.

[46] 周曄星. 基于有形用戶(hù)界面的兒童音樂(lè)智能玩具設(shè)計(jì)研究[D]. 杭州: 浙江大學(xué), 2018. ZHOU Y X. Research on the Design of Children's Musical Smart Toys Based on Tangible User Interface[D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2018.

[47] 邵琪雪. 基于睡眠科普的育兒交互設(shè)計(jì)應(yīng)用研究[D]. 北京: 北京服裝學(xué)院, 2023. SHAO Q X. Research on the Application of Parenting Interaction Design Based on Sleep Science[D]. Beijing: Beijing Institute of Fashion Technology, 2023.

[48] 陳睿. 虛擬與現(xiàn)實(shí)互動(dòng)型的玩具設(shè)計(jì)研究[D]. 武漢: 湖北工業(yè)大學(xué), 2022. CHEN R. Research on the Design of Toys with Virtual and Reality Interactive Type[D]. Wuhan: Hubei University of Technology, 2022.

[49] 張思媛. 基于人工智能技術(shù)的兒童距離認(rèn)知玩具設(shè)計(jì)研究[J]. 鞋類(lèi)工藝與設(shè)計(jì), 2023, 3(19): 150-152. ZHANG S Y. Research on Children's Distance Cognition Toy Design Based on Artificial Intelligence Technology[J]. Footwear Craft and Design, 2023, 3(19): 150-152.

[50] KARA N, CAGILTAY K. Smart Toys for Preschool Children: A Design and Development Research[J]. Electronic Commerce Research and Applications, 2020, 39: 100909.

[51] KAWAGUCHI I, YAMANAKA T. HIKARI-TSUMIKI: Modular Toy that Visualizes Information Flow by Light Emission[C]// International Conference on Human- computer Interaction. Switzerland: Springer, 2022: 101-112.

[52] STRAWHACKER A, VERISH C, SHAER O, et al. Designing with Genes in Early Childhood: An Exploratory User Study of the Tangible CRISPEE technology[J]. International Journal of Child-computer Interaction, 2020, 26: 100212.

[53] FLECK S, HACHET M. Making Tangible the Intangible: Hybridization of the Real and the Virtual to Enhance Learning of Abstract Phenomena[J]. Frontiers in ICT, 2016, 3: 30.

[54] YILMAZ R M. Educational Magic Toys Developed with Augmented Reality Technology for Early Childhood Education[J]. Computers in Human Behavior, 2016, 54: 240-248.

[55] SYLLA C, COUTINHO C, BRANCO P, et al. Investigating the Use of Digital Manipulatives for Storytelling in Pre-School[J]. International Journal of Child-computer Interaction, 2015, 6: 39-48.

[56] FLECK S, SIMON G, BASTIEN C J M. AIBLE: An Inquiry-Based Augmented Reality Environment for Teaching Astronomical Phenomena[C]// 13th IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality-ISMAR. Berlin: IEEE, 2014.

[57] CROVARI P, GIANOTTI M, RICCARDI F, et al. Designing a Smart Toy: Guidelines from the Experience with Smart Dolphin" SAM"[C]// Proceedings of the 13th Biannual Conference of the Italian SIGCHI Chapter: Designing the Next Interaction. New York: Association for Computing Machinery, 2019: 1-10.

[58] CA?ETE R, LóPEZ S, PERALTA M E. KEYME: Multifunctional Smart Toy for Children with Autism Spectrum Disorder[J]. Sustainability, 2021, 13(7): 4010.

[59] 程寬. 基于視聽(tīng)聯(lián)覺(jué)教育的智能玩具設(shè)計(jì)研究[D]. 杭州: 浙江大學(xué), 2016. CHENG K. Research on the Design of Smart Toys Based on Audio-Visual Associative Education[D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2016.

[60] 余潔, 胡光忠. 詩(shī)詞文化在兒童玩具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J]. 設(shè)計(jì), 2021, 34(5): 19-21. YU J, HU G Z. Research on the Application of Poetry Culture in Children's Toy Design[J]. Design, 2021, 34(5): 19-21.

[61] 張昌軍, 王祺, 劉新有. 榫卯結(jié)構(gòu)在兒童玩具設(shè)計(jì)中的智能化交互應(yīng)用[J]. 設(shè)計(jì), 2022, 35(21): 126-128. ZHANG C J,WANG Q,LIU X Y. Intelligent Interactive Application of Mortise and Tenon Structure in Children's Toy Design[J]. Design, 2022, 35(21): 126-128.

[62] STEFANIDI E, DOMINIAK J, BENTVELZEN M, et al. MagiBricks: Fostering Intergenerational Connectedness in Distributed Play with Smart Toy Bricks[C]// Proceedings of the 22nd Annual ACM Interaction Design and Children Conference. New York: Association for Computing Machinery, 2023: 239-252.

[63] KAY L, BRANDSEN S, JACQUES C, et al. Children’s Digital and Non-digital Play Practices with Cozmo, the Toy Robot[J]. M/C Journal, 2023, 26(2):47-58.

[64] LIN S Y, CHIEN S Y, HSIAO C L, et al. Enhancing Computational Thinking Capability of Preschool Children by Game-Based Smart Toys[J]. Electronic Commerce Research and Applications, 2020, 44: 101011.

[65] ZAMAN B, VAN MECHELEN M, BLEUMERS L. When Toys Come to Life: Considering the Internet of Toys from an Animistic Design Perspective[C]// Proceedings of the 17th ACM Conference on Interaction Design and Children. New York: Association for Computing Machinery, 2018: 170-180.

[66] SANDER J, DE SCHIPPER A, BRONS A, et al. Detecting Delays in Motor Skill Development of Children through Data Analysis of a Smart Play Device[C]// Proceedings of the 11th EAI International Conference on Pervasive Computing Technologies for Healthcare. New York: Association for Computing Machinery, 2017: 88-91.

[67] VAN HUYSDUYNEN H H, DE VALK L, BEKKER T. Tangible Play Objects: Influence of Different Combinations of Feedback Modalities[C]// Proceedings of the TEI'16: Tenth International Conference on Tangible, Embedded, and Embodied Interaction. New York: Association for Computing Machinery, 2016: 262-270.

[68] GOYAL S, VIJAY R S, MONGA C, et al. Code Bits: An Inexpensive Tangible Computational Thinking Toolkit for K-12 Curriculum[C]// Proceedings of the TEI'16: Tenth International Conference on Tangible, Embedded, and Embodied Interaction. New York: Association for Computing Machinery, 2016: 441-447.

[69] SULLIVAN A, ELKIN M, BERS M U. KIBO Robot Demo: Engaging Young Children in Programming and Engineering[C]// Proceedings of the 14th International Conference on Interaction Design and Children. New York: Association for Computing Machinery, 2015: 418-421.

[70] KUBICKI S, WOLFF M, LEPREUX S, et al. RFID Interactive Tabletop Application with Tangible Objects: Exploratory Study to Observe Young Children’ Behaviors[J]. Personal and Ubiquitous Computing, 2015, 19: 1259-1274.

[71] CHEN C C, SUNG G N, KUO C T, et al. Intelligent SOMA Interactive Gaming System[C]// 2019 IEEE 9th International Conference on Consumer Electronics. Berlin: ICCE, 2019: 261-266.

[72] 許亞松. 玩具智能收納箱對(duì)兒童的收納行為影響研究[D]. 西安: 西安理工大學(xué), 2023. XU Y S. Research on the Effect of Toy Smart Storage Box on Children's Storage Behavior[D]. Xi’an: Xi'an University of Technology, 2023.

[73] 高美寧. 人工智能背景下學(xué)齡前兒童玩具設(shè)計(jì)研究[D]. 天津: 天津科技大學(xué), 2023. GAO M N. Research on Toy Design for Preschool Children in the Context of Artificial Intelligence[D]. Tianjin: Tianjin University of Science and Technology, 2023.

[74] 周苗苗. 針對(duì)學(xué)齡前兒童的智能親子玩具設(shè)計(jì)研究[J]. 設(shè)計(jì), 2021, 34(20): 120-123. ZHOU M M. Research on the Design of Intelligent Parent-Child Toys for Preschool Children[J]. Design, 2021, 34 (20): 120-123.

[75] MIRONCIKA S, DE SCHIPPER A, BRONS A, et al. Smart Toys Design Opportunities for Measuring Children's Fine Motor Skills Development[C]// Proceedings of the Twelfth International Conference on Tangible, Embedded, and Embodied Interaction. New York: Association for Computing Machinery, 2018: 349-356.

[76] WANG D, ZHANG L, XU C, et al. A Tangible Embedded Programming System to Convey Event-Handling Concept[C]// Proceedings of the TEI'16: Tenth International Conference on Tangible, Embedded, and Embodied Interaction. New York: Association for Computing Machinery, 2016: 133-140.

[77] 趙思行. 江西紅色文化視域下的模塊化智能兒童玩具設(shè)計(jì)[D]. 南昌: 南昌大學(xué), 2023. Zhao S X. Modularized Intelligent Children's Toy Design under the Perspective of Jiangxi Red Culture[D]. Nanchang: Nanchang University, 2023.

[78] 吳劍鋒, 上官培軍. 基于認(rèn)知特征的兒童益智玩具設(shè)計(jì)研究[J]. 設(shè)計(jì), 2018(9): 9-11. WU J F, SHANGGUAN P J. Research on the Design of Children's Educational Toys Based on Cognitive Characteristics[J]. Design, 2018(9): 9-11.

Chinese and International Researches on Smart Toys and Their Application in Scaffolding of Playful Learning

LIANG Linglin, GENG Jingchun*

(College of Art and Design, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

The work aims to conduct a comparative analysis on the current status of research on smart toys in China and abroad, and the similarities and differences in the research on smart toys in the scaffolding of playful learning. The research lineage, definition and characteristics of smart toys were summarized and sorted out. Taking the Chinese and international smart toys literature (257 articles in Chinese and 235 articles in English) from 2000 to 2023 as the research object, the bibliometric method was combined with CiteSpace software to conduct visual comparative analysis on smart toys research, so as to clarify the current status of Chinese and international research on smart toys and the hot trends. The content analysis method was adopted to analyze and categorize the research cases, and explore the similarities and differences in the research focus, research methodology and other aspects of the research of smart toys as a learning scaffolding tool. The research on smart toys abroad is more concentrated than that in China, but neither of them has formed a core group of authors. The research directions of Chinese and foreign concerns are similar but obviously different in the specific research focuses. Chinese research focuses on the interactive forms and experiences of children's toys, while foreign research pays more attention to the multifaceted applications of technological innovations in the carriers of tangible toys. In the research of smart toys applied to scaffolding learning, Chinese and foreign project researches also show a big difference. Foreign research pays more attention to the integration of smart toy technological innovation in the actual teaching scene, the quantitative assessment of learning effectiveness, and the experience of special groups of children, while the Chinese research emphasizes more on the smart toys in the informal scene of the preschool children's learning to promote and develop, the way and strategy of the interaction between the smart toys and children and adaptation to local culture.

smart toys; educational support; playful learning; learning scaffolding

TB472

A

1001-3563(2024)04-0001-15

10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.04.001

2023-09-12