STEM+C教育における認知的関与：fNIRSを用いたグラフ構造学習の重要性

Основные понятия

ゲームベースの学習が認知的関与を向上させる可能性があることを示唆

Аннотация

STEM+C教育において、serious gameとvideoの比較効果に焦点を当てた研究。12人の参加者を対象に、fNIRSを使用してグラフ構造学習時の酸素化ヘモグロビンレベルを測定。ゲームグループでは酸素化ヘモグロビンレベルが高く、認知的関与が向上した可能性が示された。また、知識獲得分析ではゲームグループで平均スコアが増加し、ビデオグループよりも高かった。統計的有意差は見られなかったものの、この予備的な研究は教育設計やゲーム開発に洞察を提供する。

Статистика

グラフ構造学習中の平均酸素化ヘモグロビン（∆HbO）レベルはGBLグループで高かった。
ラテラル前頭前野（LPFC）では活動量が増加し、学習期間中に大きな血流変動が観察された。
知識獲得分析ではGBLグループで平均スコアが増加し、VBLグループよりも高かった。

Цитаты

"The lateral prefrontal cortex (LPFC) had greater hemodynamic activity during the learning period."
"Our results show that the mean levels of oxygenated hemoglobin (∆HbO) were higher in the GBL group."
"Knowledge gain analysis showed an increase in mean score in the GBL group compared to the VBL group."

Ключевые выводы из

Cognitive Engagement for STEM+C Education

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

https://arxiv.org/pdf/2307.13637.pdf

Дополнительные вопросы

今後の展望：

教育成果に影響を与える可能性があるゲームデザイン要素はいくつかあります。例えば、タイマー機能やドラッグアンドドロップ機能、クリックベースの相互作用などの要素が挙げられます。これらの要素は、学習過程中の脳活動を増加させることに寄与する可能性があります。また、即時フィードバック（音声や視覚的な要素）、スコアリングシステム、祝福的なアニメーション（紙吹雪など）も重要です。

反論：

統計的有意差が見られなかった理由は主にサンプルサイズと参加者間でのばらつきに起因しています。このような前提条件から得られた結果では、統計的有意差を確認することが困難でした。今後の研究ではサンプルサイズを拡大し、実験参加者間で一貫性を持たせる取り組みが必要です。

インスピレーション：

ARやVRプラットフォームへのゲーム統合は多くの効果をもたらす可能性があります。これにより参加者は現実世界に完全に没入し、リアルな環境で学習体験を強化することができます。ARやVR技術を活用することで学習内容への深い関与度や興味喚起能力が向上し、教育成果も向上する可能性があります。