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Kognitive Engagement für STEM+C Bildung: Untersuchung des Serious Game-Einflusses auf das Lernen von Graphenstrukturen mit fNIRS


Core Concepts
Serious Games haben das Potenzial, das kognitive Engagement und das Wissenserwerb in der Bildung zu verbessern.
Abstract
Die Studie vergleicht den Einfluss von Serious Games und Videos auf das Lernen von Graphenstrukturen. Es wurden fNIRS-Daten verwendet, um die Gehirnaktivität zu messen. Serious Games zeigten höhere ∆HbO-Werte und verbesserten Wissenserwerb im Vergleich zu Videos. Es wurden keine signifikanten Unterschiede in der Gehirnaktivität zwischen den Gruppen festgestellt. Die Usability war im Spielzustand höher bewertet. Die Arbeitsbelastung war im Videozustand höher. Die Motivation und das Engagement waren in beiden Bedingungen ähnlich.
Stats
In unserer Studie haben wir festgestellt, dass die mittleren Werte des oxygenierten Hämoglobins (∆HbO) in der GBL-Gruppe höher waren, was auf ein potentielles verbessertes kognitives Engagement hindeutet. Die laterale präfrontale Hirnrinde (LPFC) zeigte eine höhere hämodynamische Aktivität während des Lernzeitraums. Die Wissensgewinnanalyse zeigte eine Zunahme des mittleren Punktwerts in der GBL-Gruppe im Vergleich zur VBL-Gruppe.
Quotes
"Serious Games haben das Potenzial, das kognitive Engagement und das Wissenserwerb in der Bildung zu verbessern." "Die Gehirnaktivität war während des Spielens im Vergleich zum Anschauen von Videos höher."

Key Insights Distilled From

by Shayla Sharm... at arxiv.org 03-11-2024

https://arxiv.org/pdf/2307.13637.pdf
Cognitive Engagement for STEM+C Education

Deeper Inquiries

Wie können Serious Games weiterhin das Lernen und die kognitive Beteiligung in der Bildung verbessern?

Serious Games können das Lernen und die kognitive Beteiligung in der Bildung auf verschiedene Weisen verbessern. Durch die Integration von spielerischen Elementen in den Lernprozess können Serious Games die Motivation der Lernenden steigern, da sie interaktive und unterhaltsame Lernumgebungen bieten. Dies kann dazu führen, dass Lernende sich stärker engagieren und länger an einer Aufgabe bleiben. Darüber hinaus ermöglichen Serious Games ein praxisorientiertes Lernen, bei dem die Lernenden durch das Ausprobieren von Lösungsansätzen und das Erleben von Konsequenzen aktiv am Lernprozess beteiligt sind. Dies fördert ein tieferes Verständnis der behandelten Themen und verbessert die kognitiven Fähigkeiten der Lernenden, da sie ihr Wissen in realen Situationen anwenden können. Durch die Integration von Feedbackmechanismen in Serious Games erhalten die Lernenden sofortiges Feedback zu ihren Handlungen, was zu einer effektiven Lernkurve führen kann. Insgesamt können Serious Games das Lernen und die kognitive Beteiligung in der Bildung durch ihre interaktive, motivierende und praxisorientierte Natur verbessern.

Gibt es potenzielle Nachteile oder Herausforderungen bei der Verwendung von Serious Games in der Bildung?

Obwohl Serious Games viele Vorteile bieten, gibt es auch potenzielle Nachteile und Herausforderungen bei ihrer Verwendung in der Bildung. Einige dieser Herausforderungen sind: Entwicklungskosten: Die Erstellung hochwertiger Serious Games kann kostspielig sein, insbesondere wenn sie maßgeschneidert und interaktiv sein sollen. Technische Anforderungen: Nicht alle Schulen oder Bildungseinrichtungen verfügen über die erforderliche technische Infrastruktur, um Serious Games effektiv einzusetzen. Dies kann zu Zugangsproblemen führen. Zeitaufwand: Die Integration von Serious Games in den Lehrplan erfordert Zeit für die Schulung von Lehrkräften, die Entwicklung von Spielinhalten und die Anpassung an die individuellen Lernziele. Evaluierung der Effektivität: Es kann schwierig sein, den tatsächlichen Lernerfolg und die Wirksamkeit von Serious Games zu messen, da herkömmliche Bewertungsmethoden möglicherweise nicht ausreichen. Ablenkungspotenzial: Wenn Serious Games nicht angemessen in den Lehrplan integriert werden, besteht die Gefahr, dass Lernende von den Lernzielen abgelenkt werden und sich mehr auf das Spiel als auf den Lerninhalt konzentrieren. Es ist wichtig, diese Herausforderungen zu berücksichtigen und Strategien zu entwickeln, um sie zu überwinden, um die effektive Nutzung von Serious Games in der Bildung sicherzustellen.

Wie können neurowissenschaftliche Erkenntnisse aus dieser Studie auf andere Bildungsbereiche angewendet werden?

Die neurowissenschaftlichen Erkenntnisse aus dieser Studie können auf andere Bildungsbereiche angewendet werden, um das Lernen und die kognitive Beteiligung zu verbessern. Indem man versteht, wie das Gehirn auf verschiedene Lernmethoden reagiert, können Lehrkräfte und Bildungsfachleute gezieltere Lehrstrategien entwickeln, die auf die kognitiven Prozesse der Lernenden abgestimmt sind. Zum Beispiel könnten Lehrpläne so gestaltet werden, dass sie spielerische Elemente enthalten, die die Gehirnaktivität und das Engagement der Lernenden steigern. Darüber hinaus können neurowissenschaftliche Erkenntnisse dazu beitragen, personalisierte Lernansätze zu entwickeln, die auf die individuellen Lernstile und Bedürfnisse der Schüler zugeschnitten sind. Durch die Integration von Hirnforschungsergebnissen in die Bildung können Lehrkräfte effektivere Unterrichtsmethoden entwickeln, die das Lernen optimieren und die kognitive Beteiligung der Lernenden fördern.
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