游戲應用于醫學教育研究現狀的可視化分析

【摘要】 背景 游戲是醫學教育中一種新興的教學工具，其被認為是一種潛在的、有吸引力的補充學習形式。近年來對于游戲應用于醫學教育的研究逐漸增多，但國內相關研究發展較慢。回顧在醫學教育中使用游戲的相關研究文獻，全面了解該領域發展現狀及熱點，有利于促進我國醫學教育研究領域的發展。目的 分析游戲應用于醫學教育研究的現狀，為今后游戲應用于醫學教育相關研究提供借鑒與參考。方法 于2023年2—4月，借助CiteSpace 6.1R6、Microsoft Excel 2019軟件，以“game”and“medical education”為主題，從Web of Science核心合集數據庫（WoSCC）檢索2013-01-01—2023-02-26共11年間的相關文獻，對發文量、作者、國家/機構、關鍵詞、爆發詞等進行可視化分析。結果 最終納入652篇英文文獻。近11年發文量總體呈上升趨勢，美國是發文量（201篇）、中心性（0.48）位居第一的國家，第二和第三分別是加拿大（67篇，中心性0.15）和英國（56篇，中心性0.47）。加拿大多倫多大學以發文量21篇成為發文總量最多的機構。高頻關鍵詞包括醫學教育、教育、嚴肅游戲、模擬和表演。關鍵詞突現分析中突現程度最高的關鍵詞是嚴肅游戲（突現強度3.4）。結論 目前，游戲在醫學教育中的應用越來越引起學者們的關注，研究熱點主要集中在不同游戲在人才培養過程中發揮的作用，但沒有高質量的證據為教育者提供證據式建議。我國在該領域仍需進一步探索，需要教育工作者們在教學過程中更多地應用游戲，以更好的對其有效性進行驗證，促進醫學教育的發展。

【關鍵詞】 教育，醫學；游戲；CiteSpace；可視化分析

【中圖分類號】 R 192 【文獻標識碼】 A DOI：10.12114/j.issn.1007-9572.2023.0779

Visual Analysis of the Current State of Research on the Use of Games in Medical Education

ZHANG Hongfei1，ZHAO Mingyi2，FENG Yiran1，XIAO Guangfen3，LI Qianyuan1，CHENG Jie1，YAO Chenjiao1*

1.Department of General Practice，the Third Xiangya Hospital of Central South University，Changsha 410013，China

2.Department of Pediatrics，the Third Xiangya Hospital of Central South University，Changsha 410013，China

3.Department of Geriatrics，the Third Xiangya Hospital of "Central South University，Changsha 410013，China

*Corresponding author：YAO Chenjiao，Professor/Doctoral supervisor；E-mail：yaochenjiao@csu.edu.cn

ZHANG Hongfei and ZHAO Mingyi are co-first authors

【Abstract】 Background Games are an emerging pedagogical tool in medical education，and they are recognized as a potentially attractive form of complementary learning. Research on the application of games in medical education has gradually increased in recent years，but the development of related research in China has been slow. Reviewing the research literature related to the use of games in medical education and gaining a comprehensive understanding of the current status and hotspots of the development of this field will be conducive to promoting the development of the research field of medical education in China. Objective To analyze the current status of the research on the application of games to medical education，and to provide reference and information for future research related to the application of games to medical education. Methods From February to April in 2023，with the help of CiteSpace 6.1R6 and Microsoft Excel 2019 software，we searched the relevant literature from Web of Science Core Collection database（WoSCC）from 2013-01-01 to 2023-02-26 with the theme of \"game\" and \"medical education\"，and analyzed the number of publications，authors，countries/institutions，and the number of articles. Results Finally，652 English-language articles were included. There was a general upward trend in the number of publications in the last 11 years，with the United States being the top country in terms of the number of publications（201），centrality（0.48），and the annual number of publications，and Canada（67，centrality 0.15）and the United Kingdom（56，centrality 0.47）in the second and third places，respectively. The University of Toronto，Canada was the institution with the highest total number of articles with 21 articles. High-frequency keywords included medical education，education，serious games，simulation，and performance. The keyword with the highest level of emergence in the keyword emergence analysis was serious games（emergence intensity 3.4）. Conclusion Currently，the application of games in medical education has attracted more and more attention from scholars，and the research hotspots mainly focus on the role played by different games in the process of talent cultivation，but there is no high-quality evidence to provide educators with evidence-based recommendations. China still needs further exploration in this field，and educators need to apply more in the teaching process to better validate its effectiveness and promote the development of medical education.

【Key words】 Education，medical；Games；CiteSpace；Visual analysis

游戲應用于學習（GBL）是指在教育背景下使用教育游戲或游戲的某些方面，其被認為是一種潛在的、有吸引力的補充學習形式，可以改善教育效果，并已被用于所有級別的教育，包括小學、中學和高等教育［1-3］。在醫學教育中運用GBL模式進行教學并不罕見。例如，為提高醫科學生對必修課程、技能訓練以及疾病的認知而設計的課堂游戲測驗或挑戰［4-7］。隨著現代科學技術的快速發展和教育概念的更新，GBL目前正在快速發展，成為教育領域一種有趣和創新的教學方法［8］。醫科學生作為高等教育的受益者，其更容易接受新事物并熱衷于應用現代技術，因此各種有趣的游戲在醫學教學中也更頻繁地使用［9-10］。而游戲因其具有改善醫療實踐和教育的潛力，且容易被學生接受并提高其學習的積極性，故而逐漸受到國內外研究學者的關注。但目前針對游戲應用于醫學教育領域的現狀分析的報道較少，本研究借助CiteSpace 6.1R6軟件［11］、Microsoft Excel 2019軟件，聚焦2013-01-01—2023-02-26游戲應用于醫學教育的研究，對研究現狀進行系統分析，為未來游戲應用于醫學教育的進一步研究提供借鑒與參考，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 數據來源

由于中國知網（CNKI）所檢索文獻數目僅43篇，無法滿足文獻計量要求，因此本研究于2023年2—4月，僅從Web of Science核心合集數據庫（WoSCC）選取文獻進行分析。通過對同義詞（“game”“play”“medical education”“medical teaching”）進行詞義、檢索文章內容分析，限定檢索主題為“game”and“medical education”，采用高級檢索，檢索時間限定為2013-01-01—2023-02-26，僅選取英文原創文章和綜述類的文獻來源，通過閱讀文章題目及摘要剔除符合以下標準的文獻：（1）作者、年份等數據信息不完整；（2）重復發表的文獻；（3）與“游戲”和“醫學教育”主題不相關的文獻。將來自WoSCC的文獻數據導入CiteSpace軟件按要求進行數據清洗去重，篩除可能存在重復的文獻，最后得到652篇文獻。

1.2 研究方法

使用CiteSpace 6.1R6軟件對篩除后的文獻數據進行發文量、作者、國家/機構、關鍵詞、爆發詞等可視化分析。由于2023年所經過時間過短，發文量尚無法完全統計，故根據近年實際發文量，以發文年份為橫坐標，年度發文量為縱坐標，利用Microsoft Excel 2019軟件對年度發文量做出趨勢線（虛線），并顯示預測函數為y=

5.845 5x-117 37（圖1）。論文發表年份與論文發表量之間的相關性（R2）系數為0.258 9［12］，并對年發文量、前10國家發文總量和年度發文量進行圖譜繪制。

2 結果

2.1 發文量統計

2.1.1 年度發文量統計：從圖1可以看出來，2013—2023年，“game”and“medical education”的發文量總體呈線性上升趨勢（虛線），坐標標注點為實際年度發文量（實線），尤其在2017年，MARTíN-GUTIéRREZ等［13］發現虛擬技術可使教育機構受益，其打破了傳統教育的界限，這在一定程度上引起了學術界關注；作為回應，出版物的數量開始快速增加。根據近年發文量預測函數，對2023年全年發文量做了預測，約88篇（圖1）。

2.1.2 國家間的發文量統計：圖2示美國是游戲應用于醫學教育研究領域發文量最多（201篇）和中心性（0.48）最高的國家［14］，英國和加拿大分別排第二和第三。中國在該領域的研究影響力不如美國、英國等其他高中心性國家，這可能是由于缺乏高質量的研究成果。但從2019年開始中國在該領域的發文量呈上升趨勢（圖3）。

2.2 研究機構分析

發文量在6篇以上的機構共有16個，主要為各大高校及相關醫學院，其中多倫多大學（21篇，加拿大）發文數量及中心性排名第一，其次是麥吉爾大學（加拿大）、托馬斯杰斐遜大學（美國）、麥克馬斯特大學（加拿大）、華盛頓大學（美國）等。除了多倫多大學的中心度為0.02外，其他機構的中心度均為0。這表明機構間的合作較少，需要加強合作。

2.3 關鍵詞分析

2.3.1 關鍵詞共現統計分析：關鍵詞是指研究成果中起關鍵作用、最能代表成果中心內容并反映出文章所在領域研究熱點特征的詞或詞組［15-16］。節點代表關鍵詞，節點大小代表關鍵詞共現頻次，節點越大代表關鍵詞共現頻次越大；節點間的連線表示關鍵詞間的共現強度，連線越粗代表作者間的聯系越密切，關于游戲應用于醫學教育的研究關鍵詞見圖4。“醫學教育”“教育”“嚴肅游戲”“模擬”和“表演”的出現頻率較高（分別為195次、130次、123次、79次和74次），成為圖中的五個核心節點。與此同時，“游戲”“學生”“虛擬仿真”“技能”和“電玩”等出現次數都大于50次。

2.3.2 關鍵詞聚類分析：關鍵詞的聚類圖譜可以表明該領域的不同研究關注點。使用CiteSpace創建9個知識地圖的關鍵詞共現集群（圖5），包括“自我管理”“腹腔鏡檢查”“新生兒搶救”“系統復習”“增強現實（AR）”“放縱飲酒”“教育游戲”“醫療”“機器學習”。集群# 0（自我管理）是顏色最深和節點數最多的集群，但其不在十大共現關鍵詞中，表明其可能出現在研究的早期階段，不是當前的研究重點和方向。集群# 1（腹腔鏡檢查）、集群# 2（新生兒搶救）和集群#3（系統復習）擁有較亮的顏色和較大的范圍，表明其是最近形成的集群和目前最熱門的研究熱點和方向。

2.4 突現詞分析

突現詞指的是文獻中的關鍵詞在一定時間段被引頻率明顯升高［17］。得到近11年游戲應用于醫學教育領域的10個最強突現詞，包括“電子游戲”“教育游戲”“外科學”“健康”“驗證”“外科學教育”“外科技能”等，其出現的時間段見圖6，游戲應用于醫學教育研究的突現詞分為以下四大類：游戲類別、人才培養、學科種類、反饋。游戲類別聚類下的突現詞包括電子游戲、教育游戲、嚴肅游戲，這與游戲形式的轉變有著很大的關系，例如從最初的卡牌游戲到電子游戲、虛擬仿真游戲的轉變；人才培養聚類下的突現詞包括洞察力、風險、健康、外科技能，這表明游戲的制定是有一定的目的，旨在著重培養受教育者某一方面的能力（提高洞察力、規避意外風險、提高外科技能、進行健康宣教）；學科種類的聚類下的突現詞包括外科學、外科學教育，現階段的游戲應用教育方向主要集中在外科領域；反饋聚類下的突現詞包括驗證，以及驗證游戲應用的有效性。由此可以推測GBL模式發展與游戲類別、人才培養的需要、市場需求以及教育模式發展密切相關，并需要通過驗證來及時獲取反饋信息。

3 討論

3.1 游戲能促進多個方面的學習

本文對“game”and“medical education”進行文獻計量分析和知識圖譜展示，結果表明：游戲應用于醫學教育的形式多樣，包括表演游戲、模仿游戲、教育游戲、電子游戲、嚴肅游戲、VR；涉及多種有針對性的應用場景，包括健康管理和宣教、知識回顧、提高學習積極性以及掌握醫學技能（腹腔鏡檢查、新生兒搶救）等方面。有研究報道，與傳統教育組對比，游戲組的學生們在知識保留、技能掌握、興趣培養和團隊建設等方面均有提高［18-22］，這表明未來在滿足不同人才培育的過程中，游戲可以大有可為。不僅如此，游戲不同的開展形式也能滿足不同教育內容的需求。

3.2 國內對游戲應用的研究仍較為缺乏

對游戲應用于醫學教育研究的發文量進行統計發現：近11年發文量總體呈上升趨勢，增長速度約5篇/年，近幾年中國的發文量逐漸上升，提示中國學者對該領域的研究熱情正在增長。但不可否認的是多數都是國外研究，目前中國在這一領域的發文數量共21篇，表明國內研究尚處于初步階段，且有關游戲應用于醫學教育的隨機對照試驗研究報道相對較少，這可能是由于我國學者在該領域的研究關注程度不足。

3.3 游戲作為當下新興的教學方法，需要更多地應用

游戲在教育領域的潛在好處通過虛擬現實技術被人們發現［13，23］，作為一種非傳統教育方式，已在制藥和醫學教育中實施，特別是近年來［24］。在急診醫學和麻醉學［25］、皮膚病學和外科學［26］、新生兒學［27］，游戲被認為是一種潛在的、有吸引力的傳統教學的補充學習形式。其可以被設計來幫助學習者獲得新知識，并深化針對特定學術領域的現有知識［28］，對提高學生參與度、激發學習動力、促進知識保留，并促進教學成果等有價值［15-23，27-32］。區別于傳統教育形式，游戲不受時空限制，尤其是在新型冠狀病毒感染疫情防控的背景下，這種優勢顯得尤為突出。隨著電子、信息技術的發展，游戲應用的形式已從電子游戲、教育模擬游戲轉變成了嚴肅游戲（虛擬仿真/虛擬增強）。未來，諸如虛擬實驗平臺的構建、醫學模擬的實驗應用、模擬的醫學實驗和臨床操作等可能會成為新的游戲發展形式。多種形式的選擇，也使得游戲應用的場景更加廣泛。這也要求游戲研發人員需要綜合考慮，設計與教育工作者的課程目的更相符合的游戲，以更好地滿足學生專業學習的需要。

不同的游戲內容可以針對不同的培養需要。這種游戲內容上的不同在一定程度上滿足了對培養不同人才的需要。圖6示近幾年來的研究熱點主要集中在應用游戲以減少醫療過程中的風險，例如：研究在疫情流行期間醫學生們通過游戲來訓練外科技能，避免其出現手術技能衰退［33］；在進行醫療教育評估時，不需要直接面對患者，避免參與者產生風險。大多數研究表明游戲受到醫學生的歡迎，豐富了其學習體驗，并在保持社交距離的同時加強了團隊協作能力［34］。因此，在教學過程中，教育工作者可以根據課程的不同內容，結合學生的特點和課程目的，選擇合適的游戲，結合先進的現代化教學手段，讓醫學生們在繁重的學習任務壓力之下，輕松、有趣地取得其學習成果，提高教學的有效性。

目前的研究過于有限，無法為教育工作者提供關于何時以及如何應用特定游戲的循證建議。因此，需要教育工作者們在教學過程中更多地應用游戲，以更好地對其有效性進行驗證。未來研究游戲在醫學教育中應用的有效性及尋找游戲應用教學的高質量證據可能成為新熱點。

4 小結

從發文量看，游戲應用于醫學教育的發文量總體呈上升趨勢，尤其是在2017年之后上升速度明顯增快，體現了該領域研究在國際上受到越來越多的重視；研究機構和作者主要集中在各大高校等，尤其是以醫學院校和醫院為主；通過對關鍵詞的突現與時間線分析發現，游戲應用于醫學教育相關關鍵詞隨時間在發生演變，一定程度上反映了游戲應用于醫學教育與科學技術發展水平、教育手段與形式的革新，創新和特色的人才培養要求等有密切關系。

游戲應用于醫學教育有時無法在短期收益和長期知識保留方面產生比較明顯的結果［27］。因此，如何更好地利用游戲來促進教學活動是需要解決的問題。此外，缺乏標準化的評估系統來衡量游戲應用于醫學教育對學生表現和教學成果的具體影響。檢索的相關文獻主要是收集參與者的參與程度和滿意度，以及從測試前到測試后的知識分數的變化，而在很大程度上忽視了長期的知識獲取等學習目標。除此之外，大多數游戲應用于醫學教育的研究都是基于小樣本量進行的，缺乏高質量的證據，暫時無法為教育者提供證據式的建議，未來應該通過進一步的多中心研究來驗證結果。

作者貢獻：張鴻飛、趙明一負責文章構思與設計、文獻檢索和分析、圖表制作、文章撰寫及修改；姚晨姣負責文章最后修訂與審校、研究質量控制，對文章整體負責；馮怡然、肖廣芬、李倩元、程潔負責文獻檢索。

本文無利益沖突。

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（收稿日期：2024-01-10；修回日期：2024-05-27）

（本文編輯：王世越）