研究：协作游戏学习环境促进学生多维度能力发展

研究：协作游戏学习环境促进学生多维度能力发展

随着教育技术的不断发展，如何将游戏化学习和协作学习有效结合，以提高学生的学习效果，成为教育研究者关注的热点话题。本文介绍了一项发表在《Computers & Education》上的研究，该研究通过开发一个基于协作游戏的学习环境，探讨了这种创新教学方法对学生学习能力的影响。

研究背景与目的

在本研究中，研究者采用了协作学习和教育游戏相结合的方法，通过整合基于网格的思维工具，开发了一个基于协作游戏的学习环境，以促进学生在游戏过程中分享和组织他们所学到的知识，提高学生的知识获取能力和问题解决能力。

研究对象与方法

研究以台湾南部一所小学的三个六年级班级共93名学生为研究对象，评估了该方法对学生的学习态度、学习动机、自我效能感和学习成绩的影响。实验设计包括一个实验组和两个对照组：

• 实验组：采用配合剧目网格方法的协作式教育电脑游戏进行学习；即他们以三四名学生为一组的模式玩角色扮演游戏，完成游戏故事中嵌入的学习任务，同时还要完成组织学习内容的剧目网格。
• 对照组A：采用传统的协作式游戏学习，不使用库存网格；也就是说，他们以三四名学生为一组的模式玩游戏，完成游戏故事和学习工作表中嵌入的学习任务。
• 对照组B：单独使用教育性电脑游戏进行学习，并开发出自己的剧目网格。

实验工具

在本研究中，采用了一种众所周知的知识工程方法，即储备网格法，作为基于游戏的学习活动的协作知识构建工具。同时开发了一个剧目网格辅助协同教育游戏(RACEG)，如图1所示。它由两个子系统组成，一个是协同教育电脑游戏，另一个是结构化协同系统开发工具开发的协同知识构建系统。前者包含一个学习材料模块和一个学习引导模块。后者是一个基于网络的协作学习环境，帮助学生根据他们从游戏中学到的知识以及与同龄人的讨论，以剧目网格的形式组织知识。

图1 协同博弈系统的结构

学习成绩前测和后测均由两位经验丰富的教师设计，满分为100分。学习态度问卷是在Hwang和Chang(2011)的基础上改进而成的。它由7个项目组成，采用5分李克特量表，其中“5”代表“非常同意”，“1”代表“非常不同意”。学习态度问卷的Cronbach alpha值为0.85，具有良好的内部一致性信度。学习动机问卷是在Pintrich和DeGroot(1990)开发的测量方法基础上修改而成的。它由十个项目组成(例如，“与班上的其他学生相比，我希望做得很好”和“对我来说，学习这堂课上教授的内容很重要”)，并采用七分制评分方案。问卷的Cronbach alpha值为0.86，具有良好的内部一致性信度。自我效能感问卷包含七个项目，采用5分李克特量表，范围从1到5。小组学习的自我效能感考察学生参与小组学习活动的渴望程度，包括提出问题或意见。它是根据Hwang、Shi和Chu(2011)开发的测量方法进行修改的。问卷的Cronbach alpha值为0.86。

实验过程

图2为本研究的实验流程。在实验之前，三组学生参加了为期两周的关于植物基础知识的课程，这是他们自然科学课程的一部分。在学习活动开始时，学生们完成了一份关于科学小组学习的学习态度、学习动机和自我效能感的预问卷；此外，还进行了评估他们对植物基础知识的预测。在此之后，实验组的学生通过协作教育电脑游戏学习，并采用储备网格方法；另一方面，对照组A的学生使用传统的基于协作游戏的学习方法进行学习；在对照组B中，使用了带有保留网格方法的教育电脑游戏，但要求学生单独学习。学生完成学习任务的时间是100分钟。学习活动结束后，学生进行后测和后问卷，测量他们的学习成绩以及学习态度、学习动机和小组学习自我效能感的变化情况。

研究结果

学习成绩分析

根据上图单因素方差分析显示，p＝0.375＞0.05，学习成绩前测不存在显著差异，表明三组学生在学习活动前的社会知识相当。

因此，实验组学生的学习成绩明显优于对照组A和对照组B的学生，而两组学生之间的差异不显著。我们发现，与传统的不使用储备网格的基于协作游戏的学习方式和基于个人游戏的基于储备网格的学习方式相比，采用储备网格方法的协作教育电脑游戏有助于学生提高学习成绩。

对科学的学习态度分析

表2显示了三组学习态度问卷前评分的方差分析结果。结果发现，三组学生对科学的学习态度并无显著差异，说明三组学生在参与学习活动前对科学的学习态度相当。

学习活动结束后，采用AVCOVA法对学生的学习态度问卷评分进行比较，剔除问卷前评分的影响。表3显示了ANCOVA结果，实验组和对照组A、B的问卷后评分的ANCOVA结果，实验组和对照组A、B的分数分别为4.70、4.10、4.35。F＝9.30（p＜0.05）表明问卷后三组学生得分存在显著差异。实验组的得分显著高于对照组A和B，说明采用剧目网格方法的协作式教育电脑游戏改善了学生对科学的学习态度。

表2 三组学习态度问卷前评分的方差分析结果

表3 三组学习态度问卷后评分的方差分析结果

学习动机分析

表4显示了三组学习动机问卷前评分的方差分析结果。结果发现，三组学生学习动机并无显著差异。学习活动结束后，采用AVCOVA法对学生的学习动机问卷评分进行比较，排除问卷前评分的影响。表5为实验组和对照组A、B的问卷后评分的ANCOVA结果，实验组和对照组A、B的分数分别为6.10、5.16、5.04。F＝19.19（p＜0.05）表明三组的问卷后评分有显著差异。综上所述，基于协作游戏的储备库网格学习方式对提高学生在自然科学课程中的学习动机有显著影响。

表4 三组学习动机问卷前评分的方差分析结果

表5 三组学习动机问卷后评分的方差分析结果

自我效能感分析

以下为实验组、对照组A组和对照组B组学习前后问卷结果的配对样本t检验。实验组学生的小组学习自我效能得到了显著的提高。即，具有剧目网格的协同教育电脑游戏增强了学生使用电脑学习的自我效能感，增强了他们对与同伴协作学习的信心和期望。另一方面，对于对照组A和B的学生，在学习活动后，没有显著的改善。

结论

从研究问题总结而得：实验组学生使用储备网格法进行协同教学电脑游戏学习方式与对照A组采用(传统的基于协作游戏的学习方法，不使用保留网格)以及对照B组(单独学习这款教育性电脑游戏，并开发了自己的汇编网格)这两种方式，学习成绩、学习态度、学习动机、自我效能感后测成绩都有所提高。但需要注意使用这种方法的一些局限性。首先，研究人员指出，基于网格的方法更适合于组织知识，以区分一组具有一些共同特征的学习目标;也就是说，要处理与结构不良的知识相关的学习内容，像概念图这样的图形化思维工具可能是更好的选择。其次，为其他应用开发这样的协作式教育电脑游戏是非常耗时的。因此，如何更好的设计一个心智工具辅助的协作游戏学习方法，并将其应用于其他科学和社会科学课程的学习活动中，同时探索如何更好地利用游戏元素来激发学生的学习兴趣和动力，以便更有效地实现教学目标，仍然是一个具有挑战性的问题。