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基于游戏的学习中的游戏参与和学习:一个系统的回顾
Azita Iliya Abdul Jabbar和Patrick Felicia Waterford理工学院
摘要
在这篇综述中，我们研究了在基于游戏的学习(GBL)设置中促进参与性和学习的游戏设计特性。其目的是解决缺乏关于游戏设计对学习结果影响的实证证据的问题，识别基于游戏的活动设计如何影响学习和参与，并为GBL教学设计开发一套通用建议。研究结果表明，在认知和情感水平上，GBL的关键游戏功能的影响。我们还确定了游戏趋势和几个由GBL内嵌的游戏特性所创造的参与的关键驱动因素，以及可能影响参与和学习的外部因素。
关键词:基于游戏的学习(GBL)，游戏性，参与性，学习，动机
参与影响学习和动机(Guthrie amp; McCann, 1998;史密斯,2012;并成为越来越多教育游戏研究的主题(Bouvier, Lavoue, Sehaba， amp; George, 2013;Clark, Tanner Smith, Killingsworth， amp; Bellamy, 2013;康诺利，博伊尔，Mac作者，海尼，博伊尔，2012;Markey, Leeder， amp; St. Jean, 2011;Prensky, 2003)。之所以会出现这种效果，是因为人们观察到，游戏能够吸引玩家去学习(Dickey, 2005;(Whitton, 2011)，可以包含多感官设置，可以刺激玩家思考和创造意义的能力(Ermi amp; Mayra, 2005)。到目前为止的主要发现强调了享受和动机对于维持玩家参与的重要性。许多针对娱乐目的的游戏的研究只研究了娱乐、动机和参与的属性和原因。正如Boyle, Connolly, Hainey, and Boyle(2012)和Connolly等人(2012)所指出的，游戏中的参与度与游戏中固有的广泛元素(如设计)以及玩家的属性有关。这些因素和属性包括玩的动机(辜朝明，2009;Lee amp; LaRose, 2007;Yee, 2006)，运动员特征(Sell, Lillie， amp; Taylor, 2008)，运动员性格(Teng, 2008)，运动员性别(Chou amp; Tsai, 2007)，运动员年龄(Eglesz, Feketeamp;lzso，2005),游戏类型(Lee et al.， 2007)和游戏特征(Lucas amp; Sherry, 2004)。许多关于只为娱乐目的而玩游戏的研究(Jennet et al.， 2008;Ravaja, Turpeinen, Saari, Puttonen， amp; Keltikangas-Jarvinen, 2008)认为游戏玩法是一种同时具有情感和身体体验的体验，玩家的情感和想法可以反映出他们对游戏的投入程度。参与性涉及到玩家如何体验游戏(Ravaja et al.， 2005)，他们如何在情感和认知上与游戏的功能相联系，以及他们如何在游戏中实现自己的目标(Csikszentmihalyi, 2008;van Reekum等，2004)。尽管对游戏进行了广泛的研究，但很少有实证研究探究了在基于游戏的学习(GBL)环境中，参与性是如何影响学习的。关于这一主题的许多研究都局限于理解为娱乐目的而参与游戏的性质(而不是那些为了学习而设计的游戏)和结果;在这样的研究中，学习结果没有被评估。因此，这篇综述调查了游戏中参与性的特征以及它如何影响学习。
研究背景近期的报告、系统的综述和文献综述都考虑了游戏中的动机、参与和学习(All, Castellar， amp; Van Looy, 2013, 2014;Barnett, Cerin， amp; Baranowski, 2011;Bouvier等，2013;Boyle等人，2012;Clark et al.， 2013;Connolly等，2012;McClarthy等，2012;Perrotta, Featherstone, Aston， amp; Houghton, 2013;Ulicsak, 2010;威廉姆森,2009)。尽管游戏参与的话题相当新颖(Boyle et al.， 2012)，但这一领域的研究通常是基于心理学领域。这些研究建立在广泛接受的理论基础上，如流的概念(Csikszentmihalyi, 2008)、自决理论(Deci amp; Ryan, 1985)、使用和满足的理论(Schramm, Lyle， amp; Parker, 1961)或技术接受模型(Davis, 1989)。这些理论框架有助于进一步解释数字媒体使用背后的心理因素(Lucas amp; Sherry, 2004;O#39;Brien amp; Toms, 2008;包括游戏中的情感表达(Boyle et al.， 2012)。迄今为止，关于游戏教育有效性的证据并不令人信服(Connolly et al.， 2012;Young et al.， 2012)，这可能是由于对GBL干预措施的可比性研究较少，研究设计信息不完整(All et al.， 2013, 2014;Clark等人，2013)。一致认为，最终结果需要同时考虑游戏和学习特征(Connolly et al.， 2012;并且需要对学习和游戏机制之间的复杂联系有更深入的理解(Connolly et al.， 2012;Perrotta等人，2013)。因此，这篇综述主要关注影响游戏参与和学习的游戏元素。在这项研究中，我们试图识别并说明游戏中提供的参与和学习的机会。本研究的主要问题如下:(a)哪些因素可以为学生提供参与GBL活动的机会? (b)这些因素如何产生参与，从而影响GBL活动的学习和动机?
数据收集方法
电子数据库搜索电子数据库搜索综述包括那些确定为相关心理学、教育、游戏、技术和社会科学:学术搜索完成,开放获取期刊的目录,翡翠期刊,埃里克,IEEE Xplore数字图书馆ISI的网络知识,JSTOR,图书馆,信息科技文摘,PsycINFO科学直接和威利在线图书馆。然后，这一搜索被过滤，集中在2003年至2013年间发表的同行评议期刊上。当内置搜索过滤器可用时，搜索结果将进一步过滤，包括心理学、教育、游戏、技术、社会科学和研究领域的出版物，其中包括小学或中学的受访者。
这篇综述集中在三个方面:(a)游戏类型，(b)游戏的技术特征，以及(c)这些游戏的影响。因此，所使用的搜索词包括与因素、关系、结果以及游戏玩法对参与和学习的影响相关的词汇。首先，搜索词有助于找到与GBL相关的文章，因为许多搜索词包含关键词“game”(例如edu cational或learning或serious games或game-based learning或GBL)。第二，“游戏”一词也指为教育目的而设计的各种游戏和游戏方法、方法和概念(例如，模拟、说服性或普适性、增强现实、拼图、棋盘游戏或游戏化)。第三，“游戏”一词还涉及游戏的不同类型平台和交付(例如，视频或计算机、数字或在线、增强现实或虚拟现实游戏)。第四,结果和影响的条款细化,术语确定出版物对教学的影响和动机被认为(例如,影响或影响或结果或影响和学习技能或知识或教学策略和动机或订婚或行为或情感或享受)。第五,帮助搜索只关注研究评估因素或者游戏方面与他们的影响和出来,诸如“因素”,“链接”和“特征”是包含在搜索查询(例如,因素或链接或元素特性或特征或素质但和挑战或控制或好奇)。此外，还包含了识别基于游戏的活动所处环境的搜索词(例如，实证或证据、研究或数据以及学校)。在数据库搜索结构限制关键字和关键字数量的情况下，使用“教育游戏”和“学习游戏”作为关键字进行搜索，使用“参与”、“效果”和“链接”作为附加关键字进行搜索，以优化搜索结果.
选择标准
总的来说，如果文章探索了支持GBL的元素和/或因素，并提供了影响学习的游戏元素或设计策略的经验证据，那么它们就会被选中。排除标准确定了以综述和报告形式呈现的文章、在学前教育和高等教育环境中进行的研究以及使用GBL以外方法的研究。表1所示的标准用于选择适当的研究进行审查。
编码的论文
符合纳入标准的论文使用数据提取标准进行编码，该标准是基于该领域的先前研究开发的，用于对游戏、参与度和学习结果进行分类。
本综述使用了现有的游戏分类方法(Adams, 2010;恩,2005)。亚当斯解释游戏世界作为人工游戏事件发生的地方意味着两类教育游戏:(一)游戏世界,激发和维持学生的参与动机,提供自由导航(陈,廖,程叶,和陈,2012)和(b)游戏活动嵌入到游戏世界中创建特定的经验(陈et al ., 2012;廖，陈，程，陈，2012)。游戏世界和游戏事件的类别和子类别如表2所示。
游戏世界的范畴。游戏世界的类别基于视频游戏设计设置，例如游戏类型、平台和游戏技术特性。游戏类型和类型是根据Grace(2005)的描述进行分类的。这些描述区分了类型和体裁;然而，值得注意的是，随着新的基于互联网的游戏不断涌现，游戏类型和游戏类型也在不断变化和发展(Lee et al.， 2007)。平台的分类是基于游戏是如何提供给玩家的;这包括软件、硬件和环境。游戏技术特性与玩家、游戏玩法和游戏方法、策略、方法、技术和平台有关。
游戏事件类别。游戏事件对于设定学习目标很重要。游戏事件关注的是学习内容、活动和体验如何以灵活而健壮的方式融入(并融入)游戏世界(Chen et al.， 2012)。在本研究中，游戏学习内容是基于学习主题(如主题)进行分类的。游戏的目的是为了支持知识/技能的获取，还是为了促进动机。
GBL中啮合要素的分类
学习的智力投入概念可以帮助评估GBL活动。它包括认知和情感两个方面(Willms, Friesen， amp; Milton, 2009)，以人类心理学为基础(Boyle et al.， 2012, Connolly et al.， 2012;达马西奥,1994;多兰,2002;普林茨,2004)。因此，本研究评估的与参与相关的游戏元素被分为四个关键元素，分别涉及参与的认知和情感方面(a)动机元素(即，影响玩家对于有意义的游戏玩法和学习的想法、行动和反应的元素);(b)互动问答(即，为玩家提供参与及参与游戏活动机会的元素);(c)有趣的元素(即，为玩家提供享受和兴奋感的元素);(d)多媒体元素(即，通过身体和/或多感官互动来吸引玩家的元素)。GBL设置中的参与元素按照文献使用clas sification对其进行分类，以获取创造动态体验和娱乐的关键元素(Fullerton, 2008)以及与学习相关的属性(Bedwell, Pavlas, Heyne, Lazarra， amp; Salas, 2012)，如表3所示。
学习成果和经验的分类
Bloom#39;s(1956)分类法是一种被广泛接受的分类学习结果的方法，尤其适用于课程设计(Maher, 2004)。Anderson和Krathwohl(2001)对原始分类进行了扩展，并对其进行了subse quently修订(Chen et al.， 2012)，将情感(而非认知)学习结果包括在内。因此，学习结果按照认知和情感学习领域进行分类。除学习结果外，还将GBL设置和方法分为学习体验。Silver和Perini(2010)的工作为这一分类提供了依据，他们的工作源自Kolb(1984)的经验学习理论。学习经验的分类还受到其他概念、方法和理论的影响，包括参与原则(Guthrie amp; Cox, 2001)、连贯连贯的指导阶段(Swan, 2003)和结果分类(Connolly et al.， 2012)，如表4所示。虽然认知学习经验与学习和学习者获得的技能或能力有关，但情感学习经验与作为学习结果或原因的行为变化和动机方面有关。总之，如图1所示，认知和情感是参与和学习的核心。这个模型暗示情感和思想在参与和学习过程中都扮演着重要的角色。
编码的方法
本研究纳入的每一篇论文所采用的方法如下:
1. 研究设计被编码为实验、观察或混合方法。每个研究设计都被进一步编码，如表S1所示(可在在线期刊中使用)。
2. 研究分为控制组和非控制组。
3.数据采集编码为“单方法采集”或“用各种方法和仪器采集”。
4. 数据分析是基于所使用的统计方法和模式行为的其他分析类型(如路径分析)进行编码的。
5. 测量被编码为“多重测量”、“前后测试设计”或“后观察”。
6. 基于Comrey和Lee(2009)的工作，样本根据它们的估计大小进行编码，他们建议范围从很小(1-99)到很大(500或以上)。尽管如此，人们普遍认为大样本样本通常更好，因为它们提供更精确的结果(Diamond amp; JefFeries, 2009;Dytham, 2011)。
7. GBL设置是基于数据是在真实世界环境(例如，在学校或家里)中设置的，还是在实验室(在实验室中可以更好地控制研究)中设置的。虽然在自然或现实环境中获得的结果更具有普遍性(Robson, 2002)，但实验室环境中的经验有助于观察真实的行为，并提供对参与者和收集的数据更丰富的理解(Matthews amp; Ross, 2010)。
8. 对报告的质量进行编码，以评估研究的描述性信息是否充分、部分充分或不足。必要的细节包括参与者的信息，如年龄、年龄、社会经济背景、技术背景和学术背景。也需要关于干预的细节，例如游戏类型，游戏类型，游戏的特点，以及所使用的游戏的内容和目的。
研究质素
审查包括对所包括的
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