游戏化学习(Game-based learning):生物教学实践研究解读

文摘   2024-07-16 15:33   马来西亚  

游戏化学习(Learning through play),又称为学习游戏化,通过采用游戏化的方式进行学习,旨在激发学生的学习动机和提高学习参与度,教学理论和教育实践。

游戏化学习的核心与好处

将学生对游戏的喜好转化为对学习的动机,提高教师的教学效率

  • 提高注意力:游戏化学习可以让学生进入高度专注的状态,减少长时间学习带来的沉闷感

  • 提高学习积极性:学生在游戏化学习中与新内容进行互动,拓展自主学习能力和自信

  • 通过批判性思维解决问题:游戏中经常包含的挑战和任务可锻炼学生通过批判性思维解决问题。


Seow Mun Hue & Shaun Wen Huey Lee的发表在 SSCI核心期刊《Journal of Biological Education 》研究《Learning genetics through an innovative game: Geneblock》将游戏化学习(GBL)作为一种积极学习技术,通过将游戏设计元素融入课程来增强学习体验。

 一、为什么要采用游戏化学习?
研究背景:
  • 遗传学是生物学领域中一个重要的专业课程,对于学生学习更高级课程和就业具有重要意义。
  • 然而,许多学生发现遗传学很难理解,教育者也发现教授遗传学,尤其是涉及分子遗传学和基因组学部分,是一个挑战。
  • 学生对遗传学的基本概念存在混淆,例如基因、染色体、等位基因、减数分裂和有丝分裂等,以及对DNA如何影响细胞功能的错误认识和应用。
提出问题的原因:
  • 遗传学的抽象性和专业术语使得学生的理解与公认的理论概念存在差异。
  • 学生对遗传信息重要性的理解相对较低,大多数学生只能描述可见特征的性质和责任。
  • 教育者寻求创新的教学方法来提高学生对遗传学的兴趣和理解。
在此问题背景下,作者提出了几个理论假设,以下是详细的中文描述:
  1. 假设一:游戏化学习可以提高学生对遗传学概念的理解(Student Learning)。
  • 推导过程:基于建构主义学习理论,作者假设通过游戏化学习(GBL)可以促进学生的积极参与和问题解决能力,从而提高他们对遗传学基本概念的理解。GBL通过模拟真实情境,让学生在实践中学习和应用遗传学知识。
  • 假设二:游戏化学习可以增强学生的学习动机(Motivation)。
    • 推导过程:根据自我决定理论,作者推导GBL通过提供自主性、能力和关联性的支持,可以增强学生的内在动机,使他们更愿意参与学习活动。
  • 假设三:游戏化学习可以促进学生之间的协作和交流(Collaboration and Communication)。
    • 推导过程:基于社会建构主义,作者认为GBL通过团队合作和交流的机制,可以促进学生之间的知识共享和深入讨论,从而提高他们的协作和沟通技能。
  • 假设四:游戏化学习可以提升学生的问题解决能力(Problem-solving Skills)。
    • 推导过程:作者根据21世纪技能框架,推导出GBL通过提供复杂的、需要解决的问题情境,可以培养学生的高阶思维技能,特别是问题解决能力。
  • 假设五:游戏化学习可以提高学生的学业成绩(Academic Performance)。
    • 推导过程:作者假设GBL通过提供更具吸引力和参与度的学习环境,可以提高学生对课程内容的掌握程度,从而反映在更高的学业成绩上。
     二、研究方法解读
    这篇文章描述的是一项关于游戏化学习(Geneblock游戏)对学生学习遗传学影响的研究。
    详细研究方法解释:
    (1)研究对象与样本量:
    • 研究调查的是马来西亚蒙纳士大学科学学院的学生,具体参与的是BTH2732 - 重组DNA技术和GEN2041 - 遗传学基础课程的学生。
    • 样本量为130名学生。
    (2)研究设计与数据类型:
    • 这项研究采用了准实验设计,即在实际教学环境中引入了Geneblock游戏作为新的学习模块,并与引入前的学习成果进行比较。
    • 数据类型为横截面数据,因为研究是在特定时间点上收集的数据,而不是跟踪同一组学生在不同时间点的数据。
    • 实验流程包括设计Geneblock游戏,进行初步测试,修改和完善游戏,然后在实际课程中实施,并收集学生对游戏的反馈和学业成绩。
    • 作者通过问卷调查收集了学生的满意度和对游戏的看法,问卷使用了5点李克特量表,并结合开放式问题收集定性数据。
    (3)研究结果:
    • 学生在引入Geneblock游戏后,在遗传学课程知识的近端评估中表现有所提高,63.8%的学生获得了高分或非常高分,而在游戏引入前这一比例为36.1%。
    • 学生对游戏的反馈普遍积极,97.6%的学生认为游戏目标清晰且易于理解,92.7%的学生认为游戏帮助他们评估了对主题的理解,97.6%的学生推荐在未来的教学中使用这个游戏。
    总结来说,这项研究通过设计和实施一个创新的游戏化学习工具,评估了它在遗传学教学中的应用效果。研究方法结合了定量的学业成绩分析和定性的问卷调查,以全面了解学生对这种新型学习方式的接受度和学习效果。
     三、教学设计:Geneblock游戏学习模块
    Geneblock游戏学习模块是一个为教授分子遗传学相关概念而设计的创新教学工具。以下是关于Geneblock游戏设计和实施的详细信息:
    1. 设计目标:
    • Geneblock旨在帮助学生理解分子遗传学的


    • 基本概念,如基因表达、过表达、欠表达和突变。
  • 设计过程:
    • 设计团队基于先前的定性反馈,识别了学生在学习分子遗传学时的难点,例如转录和翻译过程中各组分的角色、转录与翻译的区别,以及影响基因表达途径的因素。
  • 游戏机制:
      • 游戏借鉴了流行的蛇梯棋(Snakes and Ladders)机制,设计了一个类似嘌呤结构的外环,以视觉化地表示基因构建块。
      • 玩家开始时抽取一张“角色卡”,上面提供了需要合成的蛋白质的指令。
      • 玩家通过掷骰子在转录和翻译路径上前进,收集必要的构建材料,目的是达到路径的末端以合成所需的蛋白质。
    1. 游戏互动性:
      • 游戏设计了特定的卡片,如突变卡或加速卡,玩家在特定情况下可以抽取这些卡片来干扰对手或以更有效的方式构建所需蛋白质。
      • 游戏中还包括问题卡片,玩家需要正确回答问题才能前进。
    2. 游戏实施:
      • 游戏在蒙纳士大学马来西亚分校的遗传学相关课程中作为研讨会活动实施。
      • 学生被要求成对工作,并分成小组,每组抽取角色卡,描述他们在游戏中需要合成的蛋白质。
    3. 评估与反馈:
      • 游戏结束后,学生通过问卷调查提供了反馈,问卷采用5点李克特量表,并收集了性别、年龄等信息以及对Geneblocks的评论。
    4. 游戏时长:
      • 基本游戏时长预计为40分钟,但根据玩家人数和回答问题的能力,实际游戏时长可能在30至60分钟之间。
    5. 测试与改进:
      • 在设计和开发过程中,游戏原型经过了教师和学生的测试,并根据反馈进行了调整,以确保学习效果和游戏的趣味性。
      Geneblock游戏学习模块通过结合教育内容和娱乐元素,旨在提高学生对遗传学的兴趣和理解,同时促进他们的积极参与和问题解决技能的发展。
       四、小结与启示
      这篇论文《Learning genetics through an innovative game: Geneblock》的主要贡献可以总结为以下几点,并以原文作为佐证:
      1. 创新教学方法的开发:论文开发了一种基于游戏的学习工具Geneblock,用于教授和学习遗传学概念。这一贡献体现在论文的“Materials and methods”和“Game design and testing”部分,其中详细描述了游戏的设计目标和测试过程。
      2. 提高学习体验:通过引入Geneblock游戏,论文展示了如何通过游戏化学习提高学生的参与度和学习体验。这一点在“Results”和“Post-game results”部分得到了体现,其中指出学生满意度和学术成绩有了显著提升。
      3. 促进知识理解和记忆:论文证明了Geneblock游戏在帮助学生理解遗传学概念方面的效果。在“Results”部分提到,学生在近端评估中的表现有所提高,特别是高分学生的比例显著增加。
      4. 增强学生之间的协作和交流:论文强调了游戏化学习在促进学生协作和交流方面的价值。在“Discussion”部分,作者讨论了游戏如何通过要求学生之间的互动来提高学习效果。
      5. 教育研究的扩展:论文通过实证研究扩展了关于游戏化学习和基于游戏的学习(GBL)在教育中应用的现有研究。在“Introduction”和“Discussion”部分,作者引用了其他研究来支持他们的研究方法和结果。
      6. 对教育实践的启示:论文提供了对教育实践有启示作用的结论,特别是在如何将游戏化学习整合到传统教育框架中以提高教学效果方面。这一点在“Conclusion”部分得到了明确的阐述。


      这些贡献不仅体现在论文的各个部分,而且通过具体的数据和学生反馈得到了支持,为游戏化学习在遗传学教学中的应用提供了有力的证据。

      教育学人AIED
      课程与教学研究与分享,包括但不限于教育概念辨析,教育观念批判。
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