مقاله رایگان با موضوع دانش ریاضی در بازی های آموزشی

نظر

عنوان مقاله:

بررسی رویکردهای آموزشی و انواع دانش ریاضی در بازی های آموزشی: فراتحلیل و بررسی انتقادی

Examining pedagogical approaches and types of mathematics knowledge in educational games: A meta-analysis and critical review

سال انتشار: 2022

رشته: علوم تربیتی

گرایش: تحقیقات آموزشی، تکنولوژی آموزشی

دانلود رایگان این مقاله:

دانلود مقاله دانش ریاضی در بازی های آموزشی

مشاهده سایر مقالات جدید:

مقالات جدید علوم تربیتی

مقالات جدید تکنولوژی آموزشی 

4. Method

4.1. Data identification To address the research questions, a systematic literature search strategy was conducted using various educational reference databases (e.g., PsycINFO, ERIC, Web of Science and SCOPUS). The search process included combinations of the following three primary sets of keywords: a) key words related to game, including “educational game*“, “serious game*“, “digital game*“, “mobile game*“, “tablet* game*“, “educational app*“, “digital app*“, “mobile app*” and “learning app*”; b) keywords related to math, including “mathematic*“, “math* education”, “math* performance”, “math achievement” and “math ability”; c) key words related to school aged children, including “kindergarten”, “preschool”, “elementary school”, “primary school” and “K-12”. Also, snowballing, forward citing techniques and searches for other articles of interest cited in the papers were also applied to add empirical studies in order to produce a comprehensive data pool. The present systematic review involved math computer games, digital math game or mobile math game studies published in the years 2010–2020. The initial search resulted in 713 articles. Duplicates were removed, and 627 article remained.

4.2. Data screening and selection criteria In the first round of screening, the abstracts and titles were screened against the pre-determined exclusion criteria such that studies were not included a) if they were published in non-peer reviewed and irrelevant journals (e.g., International Journal of Engineering Education), b) were non-English articles, c) were in the form of dissertation/conference proceedings or annotated bibliography, or d) the participants were non K-12 (such as university students) or were students with special needs. Following exclusion, 238 articles were identified as potentially appropriate. Full-text versions of the remaining 238 studies were retrieved for the next second round of screening. In the second round, full-text studies were retrieved and further filtered based on the following strict pre-determined inclusion criteria: a) include math learning or achievement related outcomes; b) employed at least one comparison of game versus nongame condition, with studies including more than one game versus nongame condition analyzed as separate individual groups (e.g., Beserra, Nussbaum & Grass. 2017); c) include a sufficient description, explanation or visual content of the game as to determine the pedagogical approaches inherent to the games; d) provide detailed descriptions of the math outcome measures or the math learning goal of the researcher’s intention using games as to identify the type of math knowledge being assessed (i.e., factual, procedural, conceptual); and e) report sufficient descriptive data (e.g., pre-post results, group means, standard deviations, t-test or F, etc.) to compute the effect size. Due to the strict screening criteria, only 26 studies were selected for analysis after applying all exclusion and inclusion criteria from the 238 articles. (see Appendix A for flow diagram for search characteristics).

4.3. Coding procedure (categorization) 4.3.1. Pedagogical approaches A directed content analysis approach was used to categorize games in the selected studies based on existing theoretical frameworks from the literature. The directed content analysis approach, used in the present study, is a structured research tool to guide the classification of games by determining the presence of words, concepts, or themes within given data (i.e., text or visual) (Mayring, 2004). Accordingly, researchers can quantify and analyze the presence, meanings and relationships of such certain words, concepts, or themes in research studies (Hsieh & Shannon, 2005; Johnston et al., 2018). The purpose of using a directed content analysis approach in this study was to identify the pedagogical foundations of games by applying the existing categories taken from a theoretically driven framework by examining game’ textual and visual contents. The following steps were applied: First, definitions of direct instruction, experiential learning, discovery learning, situated cognition, constructivism, and unclassified approaches and their underlying theoretical assumptions of them were adapted from previous studies (Kebritchi & Hirumi, 2008). The unclassified category was used for content that did not align with any of the five categories. It is important that pedagogical approaches were considered as not mutually exclusive in this study. Having open and closed elements simultaneously in the game context is different from the underlying philosophy of designing game structures. (Arnab et al., 2015; Soller-Adillon, 2019). Educational games, and video games generally, are mostly designed around certain core game mechanics, as a games type is defined by its mechanics and including fundamentally different mechanics is to change the type of game being played. In the more sophisticated analysis of games, this does not apply only to the overall game experience. To be more specific, it is very unlikely to have both constructivist and direct approach applied in a particular game since their game mechanics are fundamentally different from each other due to their pedagogical approach. Grid tables were constructed to define pedagogical approaches, including operationalizations of each pedagogical approach, a list of keywords, concepts as well as key principles aligned with each pedagogical approach. Similar word groups such as “explore” and “exploration” or “real-word” and “real-life” would be considered together under experiential learning theory (see Table 1). In order to build shared understanding, clarifying and developing the definitions and keywords procedure was checked and re-evaluated through constant comparisons. Next, text-based descriptions of the games from the selected studies were initially searched to find explicitly mentioned pedagogical approaches by the researchers. In cases where the pedagogical approach was not explicitly mentioned in these game descriptions, learning theory or pedagogical approach key words, key concepts, game features, design elements, game mechanics or play behaviour (i.e., dragging, dropping … etc.) explanations regarding the game content mentioned in the entirety of the article were used to determine the classification. Following that, a visual content analysis was also conducted by analyzing the presence or absence of some certain game features (i.e., timing feature, types of accuracy feedback, types of information tutorials or hints, the question formats-multiple choice or open ended, game narrative story). Finally, when the pedagogical approaches could not be classified in either textual or visual content, the research team searched the application on the internet and used it as a data source.

(دقت کنید که این بخش از متن، با استفاده از گوگل ترنسلیت ترجمه شده و توسط مترجمین سایت ای ترجمه، ترجمه نشده است و صرفا جهت آشنایی شما با متن میباشد.)

4. روش

4.1. شناسایی داده‌ها برای پاسخگویی به سؤالات تحقیق، یک استراتژی جستجوی متون سیستماتیک با استفاده از پایگاه‌های اطلاعاتی مرجع آموزشی مختلف (مانند PsycINFO، ERIC، Web of Science و SCOPUS) انجام شد. فرآیند جستجو شامل ترکیبی از سه مجموعه اصلی کلیدواژه زیر بود: الف) کلمات کلیدی مرتبط با بازی، از جمله «بازی آموزشی*»، «بازی جدی*»، «بازی دیجیتال*»، «بازی موبایل*»، «تبلت*» بازی*، «برنامه آموزشی*»، «برنامه دیجیتال*»، «برنامه موبایل*» و «برنامه یادگیری*»؛ ب) کلیدواژه های مرتبط با ریاضی، از جمله «ریاضی*»، «آموزش ریاضی*»، «عملکرد ریاضی*»، «موفقیت ریاضی» و «توانایی ریاضی»؛ ج) کلمات کلیدی مربوط به کودکان در سنین مدرسه از جمله "مهدکودک"، "پیش دبستانی"، "دبستان"، "دبستان" و "K-12". همچنین، گلوله برفی، تکنیک‌های استناد به جلو و جستجو برای سایر مقالات مورد علاقه ذکر شده در مقالات نیز برای افزودن مطالعات تجربی به منظور تولید یک مجموعه داده جامع استفاده شد. مرور سیستماتیک حاضر شامل بازی‌های رایانه‌ای ریاضی، بازی‌های ریاضی دیجیتال یا مطالعات بازی‌های ریاضی موبایلی بود که در سال‌های 2010-2020 منتشر شد. جستجوی اولیه به 713 مقاله منجر شد. موارد تکراری حذف شد و 627 مقاله باقی ماند.

4.2. غربالگری داده ها و معیارهای انتخاب در دور اول غربالگری، چکیده ها و عناوین بر اساس معیارهای خروج از پیش تعیین شده غربالگری شدند، به طوری که مطالعات شامل الف) در مجلات غیرمرتبط و نامربوط (مثلاً مجله بین المللی) منتشر می شد. از آموزش مهندسی)، ب) مقالات غیرانگلیسی بودند، ج) به صورت مقالات پایان نامه/کنفرانس یا کتاب شناسی مشروح، یا د) شرکت کنندگان غیر K-12 (مانند دانشجویان دانشگاه) یا دانشجویان با نیازهای خاص بودند. . پس از حذف، 238 مقاله به عنوان بالقوه مناسب شناسایی شدند. نسخه های متن کامل 238 مطالعه باقی مانده برای دور دوم غربالگری بازیابی شد. در دور دوم، مطالعات متن کامل بر اساس معیارهای ورود از پیش تعیین شده دقیق زیر بازیابی و فیلتر شدند: الف) شامل یادگیری ریاضی یا نتایج مرتبط با پیشرفت. ب) حداقل یک مقایسه از شرایط بازی در مقابل شرایط غیربازی، با مطالعاتی که شامل بیش از یک شرط بازی در مقابل غیربازی است، به عنوان گروه‌های جداگانه تجزیه و تحلیل شده است (به عنوان مثال، Beserra، Nussbaum و Grass. 2017). ج) شامل توصیف، توضیح یا محتوای بصری کافی از بازی برای تعیین رویکردهای آموزشی ذاتی بازی ها باشد. د) توضیحات مفصلی از معیارهای نتیجه ریاضی یا هدف یادگیری ریاضی از قصد محقق با استفاده از بازی‌ها برای شناسایی نوع دانش ریاضی مورد ارزیابی (یعنی واقعی، رویه‌ای، مفهومی) ارائه کند. و ه) گزارش داده های توصیفی کافی (مانند نتایج قبل از ارسال، میانگین گروه، انحرافات استاندارد، آزمون t یا F، و غیره) برای محاسبه اندازه اثر. با توجه به معیارهای غربالگری سختگیرانه، تنها 26 مطالعه پس از اعمال تمامی معیارهای خروج و ورود از 238 مقاله برای تجزیه و تحلیل انتخاب شدند. (پیوست A را برای نمودار جریان برای ویژگی های جستجو ببینید).

4.3. رویه کدگذاری (رده بندی) 4.3.1. رویکردهای آموزشی یک رویکرد تحلیل محتوای جهت‌دار برای دسته‌بندی بازی‌ها در مطالعات انتخابی بر اساس چارچوب‌های نظری موجود از ادبیات استفاده شد. رویکرد تحلیل محتوای جهت‌دار، که در مطالعه حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرد، یک ابزار تحقیقاتی ساختاریافته برای هدایت طبقه‌بندی بازی‌ها با تعیین حضور کلمات، مفاهیم یا مضامین در داده‌های داده شده (یعنی متن یا بصری) است (Mayring، 2004). بر این اساس، محققان می توانند حضور، معانی و روابط چنین کلمات، مفاهیم یا مضامین خاصی را در مطالعات پژوهشی کمی و تحلیل کنند (هسیه و شانون، 2005؛ جانستون و همکاران، 2018). هدف از استفاده از رویکرد تحلیل محتوای جهت‌دار در این مطالعه، شناسایی مبانی آموزشی بازی‌ها با استفاده از مقوله‌های موجود برگرفته از چارچوب نظری با بررسی محتوای متنی و بصری بازی بود. مراحل زیر اعمال شد: ابتدا تعاریف آموزش مستقیم، یادگیری تجربی، یادگیری اکتشافی، شناخت موقعیت‌یافته، ساخت‌گرایی و رویکردهای طبقه‌بندی‌نشده و مفروضات نظری زیربنایی آنها از مطالعات قبلی اقتباس شد (کبریچی و هیرومی، 2008). دسته بندی طبقه بندی نشده برای محتوایی استفاده می شود که با هیچ یک از پنج دسته مطابقت نداشت. این مهم است که رویکردهای آموزشی در این مطالعه متقابلاً منحصر به فرد نیستند. وجود عناصر باز و بسته به طور همزمان در زمینه بازی با فلسفه زیربنایی طراحی ساختارهای بازی متفاوت است. (ارناب و همکاران، 2015؛ سولر-ادیلون، 2019). بازی‌های آموزشی و به طور کلی بازی‌های ویدیویی، عمدتاً پیرامون مکانیک‌های اصلی بازی طراحی می‌شوند، زیرا یک نوع بازی با مکانیک آن تعریف می‌شود و شامل مکانیک‌های اساساً متفاوت برای تغییر نوع بازی است. در تحلیل پیچیده‌تر بازی‌ها، این کار نمی‌کند فقط برای تجربه کلی بازی اعمال شود. به طور دقیق تر، بعید است که هر دو رویکرد سازنده و مستقیم در یک بازی خاص اعمال شوند زیرا مکانیک بازی آنها به دلیل رویکرد آموزشی آنها اساساً با یکدیگر متفاوت است. جداول شبکه ای برای تعریف رویکردهای آموزشی، از جمله عملیاتی سازی هر رویکرد آموزشی، فهرستی از کلمات کلیدی، مفاهیم و همچنین اصول کلیدی همسو با هر رویکرد آموزشی ساخته شده است. گروه‌های واژه‌ای مشابه مانند «کاوش» و «کاوش» یا «کلمه واقعی» و «زندگی واقعی» با هم تحت تئوری یادگیری تجربی در نظر گرفته می‌شوند (جدول 1 را ببینید). به منظور ایجاد درک مشترک، شفاف سازی و توسعه تعاریف و رویه کلمات کلیدی از طریق مقایسه های مداوم بررسی و ارزیابی مجدد شد. سپس، توصیف‌های مبتنی بر متن بازی‌ها از مطالعات انتخاب‌شده در ابتدا برای یافتن رویکردهای آموزشی به صراحت ذکر شده توسط محققان جستجو شد. در مواردی که رویکرد آموزشی به صراحت در این توضیحات بازی ذکر نشده است، تئوری یادگیری یا رویکرد آموزشی کلمات کلیدی، مفاهیم کلیدی، ویژگی های بازی، عناصر طراحی، مکانیک بازی یا رفتار بازی (یعنی کشیدن، رها کردن و غیره) توضیحات مربوط به برای تعیین طبقه بندی از محتوای بازی ذکر شده در کل مقاله استفاده شده است. پس از آن، تجزیه و تحلیل محتوای بصری نیز با تجزیه و تحلیل وجود یا عدم وجود برخی از ویژگی‌های بازی (مانند ویژگی زمان‌بندی، انواع بازخورد دقت، انواع آموزش‌ها یا نکات اطلاعاتی، فرمت‌های سوال-چندگزینه یا باز، بازی) انجام شد. داستان روایی). در نهایت، زمانی که رویکردهای آموزشی را نمی‌توان در محتوای متنی یا بصری طبقه‌بندی کرد، تیم تحقیقاتی برنامه را در اینترنت جستجو کردند و از آن به عنوان منبع داده استفاده کردند.