Virtual Sprouts: Webbasierte Gartenspiele zur Ernährungslehre und Bekämpfung von Fettleibigkeit

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C.1.a: Überblick über den Plan: Dieses Projekt wird in drei iterativen Phasen ablaufen: Entwicklung, Verbreitung und Bewertung. Die Entwicklung von a) Curriculum, b) virtuellem Garten und c) pädagogischem Agenten wird parallel voranschreiten und während der Erprobung und Bewertung integriert. Eine partizipatorische Forschungsgruppe, bestehend aus wichtigen Gemeindemitgliedern, Lehrern, Klinikern, Bildungsexperten, 8- bis 11-jährigen Jugendlichen und ihren Eltern, wird gebildet, um während der gesamten Entwicklung von Virtual Sprouts iterative Input- und Bewertungsrunden durchzuführen. Diese partizipatorische Forschungsgruppe wird während der gesamten Entwicklung von Virtual Sprouts Input durch Fokusgruppen, Betatests, Ideenfindung und Beratung liefern. Wir haben dieses Modell erfolgreich in früheren Gesundheits- und Interventionsstudien eingesetzt. Die partizipative Forschungsgruppe setzt sich aus etwa 20 verschiedenen Mitgliedern zusammen, um einzelne Mitglieder nicht mit Studienbedarf zu belasten und einen vielfältigen Input zu gewährleisten. Untergruppen der größeren partizipativen Forschungsgruppe werden je nach Forschungsbedarf und Gruppeninteresse für spezifische Aufgaben gebildet. Das Virtual Sprouts Game wird um einen virtuellen pädagogischen Agenten herum entwickelt, der den Spieler unter Verwendung kognitiver und affektiver Lernprinzipien durch das Spiel führt. The Virtual Environment wird ein Spielsystem sein, das mit tiefen narrativen und dramatischen Elementen entwickelt wird. Sowohl der pädagogische Agent als auch die Spielumgebung werden während der Entwicklung ausführlich und iterativ mit Mitgliedern unserer partizipativen Forschungsgruppe getestet. Das Virtual Sprouts-Spiel wird dann in drei Grundschulen der USC Family of Schools, C.1.b, eingeführt: Curriculum-Entwicklung: Während des ersten Jahres dieses Stipendiums werden wir an der Entwicklung und Fokusgruppenprüfung des Curriculums für Ernährung und Gartenarbeit arbeiten. Das Curriculum wird iterativ durch Fokusgruppen und Betatests mit Mitgliedern der partizipativen Forschungsgruppe getestet. Das Garten- und Ernährungsprogramm wird Kindern nicht nur die gesundheitlichen Vorteile von Obst und Gemüse beibringen, sondern Kinder werden zusätzliche Fähigkeiten in Mathematik, Naturwissenschaften und Geschichte erlernen. Das Programm umfasst Lektionen in Bezug auf Kultur, einschließlich des Anbaus von Nutzpflanzen mit kultureller Bedeutung wie Nopales, Bohnen, Mais und Kürbis (die letzten drei Nutzpflanzen werden historisch als „die drei Schwestern“ bezeichnet). Gärtnern ist ein ideales Mittel, um naturwissenschaftliche, technologische, technische und mathematische Themen (STEM) zu unterrichten, z. B. wie Pflanzen wachsen und wie Gärten umweltgerecht bewirtschaftet werden können (Naturwissenschaften einschließlich Biologie, Geowissenschaften, Landwirtschaft und Wetterkunde). und Klima), wie man mit den von ihnen geernteten Produkten eine gute Ernährungswahl trifft (Ernährungswissenschaften, Gesundheitsverhalten). Darüber hinaus erfordert das Nachdenken über das Pflanzen, Ernten und Klima viel Mathematik und Ingenieurskunst. Die webbasierte interaktive Natur des Virtual Sprouts-Spiels wird Kindern neue Verwendungsmöglichkeiten für fortschrittliche Technologien vorstellen.

C.1.c: Integration von Spiel, pädagogischem Agenten und virtueller Umgebung: Das Spiel wird den pädagogischen Agenten und die virtuelle Umgebung enthalten und den Interaktionsrahmen durch Spielmechanismen bereitstellen. Anstelle eines seriellen, aufgabengesteuerten Spiels stellen wir uns eine dauerhafte virtuelle Umgebung vor, in der der Spieler Virtual Sprouts erkundet und vom Agenten in gemeinsamen sozialen Spielaktivitäten herausgefordert und gefördert wird. Das Spielerlebnis wird episodisch sein und einige Minuten Spielzeit pro Tag über mehrere Wochen erfordern. Bestimmte Interaktionen in der virtuellen Umgebung sind gemeinsame Aktivitäten (z. B. Gießen oder Ernten von Gemüse), und Herausforderungen, die vom Agenten ausgegeben werden, betreffen den Agenten persönlich. Beispielsweise kann der Agent den Lernenden herausfordern, Zutaten für ein bestimmtes Rezept zu pflanzen, anzubauen und zu ernten und es dann zuzubereiten. Basierend auf der Qualität der Arbeit des Lernenden mag der Agent die resultierende Mahlzeit mögen oder nicht. Die Verwendung dieser Art von intrinsischem Feedback verwischt die Grenze zwischen Lernen und Gameplay und macht den Agenten zu einem integralen und damit unverzichtbaren Teil der Erfahrung. Im ersten Jahr werden wir die Breite (Vielfalt) und Tiefe (Herausforderung) des Spielerlebnisses in Bezug auf Garten- und Kochaufgaben, die für die Zielgruppe geeignet sind, durch Papierprototypen und iterative Spieltests bestimmen (Fullerton T, Swain C, Hoffman S ., 2008).

C.1.d: Komponenten des pädagogischen Agenten: Der pädagogische Agent besteht aus mehreren Schlüsselkomponenten, die in Kombination einen sachkundigen, freundlichen und unterhaltsamen Begleiter für das Lernen in der Virtual Sprouts-Umgebung durch kognitiv-affektive Ansätze bieten. Zu diesen Komponenten gehören:

1. Expertenwissen: Die Figur verfügt über ein kognitives Modell für effektives Gärtnern und Kochen, das es ihr ermöglicht, die Aktivitäten des Virtual Sprouts-Spiels zu unterstützen. Auf diese Weise kann der Agent erklären, wie man einen gesunden Garten anlegt und pflegt, Gegenstände aus dem Garten erntet und kocht und Erläuterungen zu den gesundheitlichen Vorteilen des Verzehrs von biologisch zubereiteten Lebensmitteln gibt. Das Expertenmodell bildet auch die Grundlage für die Bewertung der Lernaktivitäten, um ihnen Anerkennung zu zollen, wenn sie eine richtige Handlung ausführen (z. B. Wasser zur richtigen Zeit und in der richtigen Menge) und um zu wissen, wann sie einen Fehler gemacht haben (z. B. zwei Samen gepflanzt haben). zu nah beieinander). Diese Bewertungen fließen in das pädagogische Entscheidungssystem ein.
2. Pädagogisches Wissen: Die Bereitstellung von Anleitung erfordert ein feines Gleichgewicht zwischen rechtzeitiger (und gewünschter) Unterstützung, während es dem Lernenden ermöglicht wird, ein Gefühl der Freiheit zu empfinden und die Kontrolle zu behalten, um das Gefühl zu haben, Eigentümer des Gartens zu sein. Daher muss bei Entscheidungen darüber, wie und wann Orientierung gegeben werden soll, sorgfältig vorgegangen werden. Zu wenig Anleitung kann bei vielen Benutzern zu Frustration führen (d. h. der Agent sollte hilfreich sein), während zu viel das Gefühl der Autonomie und Freiheit der Benutzer in der Spielumgebung bedrohen kann (d. h. der Agent sollte nicht als kontrollierend wahrgenommen werden). Durch eine Kombination aus unaufgeforderter Anleitung, die durch Anzeichen von Verwirrung und/oder fehlendem Domänenwissen ausgelöst wird, und erbetener Anleitung wird der Agent also versuchen, ein produktiver Helfer zu sein, wenn der Lernende um Hilfe bittet, und gleichzeitig sicherstellen, dass der Lernende das benötigte Wissen erwirbt und Fähigkeiten, um bei Virtual Sprouts erfolgreich zu sein, und in ihrem normalen Leben in Bezug auf Essen und Bewegung.
3. Emotions-/Affektwissen: Zusätzlich zur Unterstützung des Spielablaufs und der Bereitstellung von Erklärungen für Spielereignisse unterstützt der Agent auch den affektiven Zustand des Lernenden. Das Kultivieren und Pflegen von Interesse, Motivation und positiven Gefühlen für den Bereich sind entscheidend für das Streben nach Verhaltensänderungen, und Empathiebekundungen des Agenten können die Bereitschaft des Lernenden beeinflussen, engagiert zu bleiben (McQuiggan, S.W., Rowe, J.P., & Lester, J.C., 2008). Diese Interventionstechniken werden zusammen mit den oben beschriebenen spiel- und kognitiv ausgerichteten Taktiken implementiert. Zum Beispiel wird ein Benutzer, der gerade erst anfängt und sein erstes Gemüse fertiggestellt hat, hohes Lob erhalten, das mit der Zeit für diese bestimmte Leistung abnimmt. In ähnlicher Weise wird der Agent für Lernende, die eine negative Wahrnehmung von Gartenarbeit und Gemüse zum Ausdruck bringen, härter arbeiten, um zu motivieren und zu unterhalten.
4. Animation und Sound: Wie oben diskutiert, hat das Aussehen des Agenten einen Einfluss auf den affektiven Zustand des Lernenden, sowohl während als auch nach der Interaktion. Ein bekannter und geachteter Charakter, etwa nach dem Vorbild der First Lady (wenn möglich), erhöht die Chancen, von Anfang an Vertrautheit und Glaubwürdigkeit aufzubauen. Der Einsatz von ansprechenden Animationen und gemeinsamen Aktivitäten, wie z. B. das gleichzeitige Gießen des Gartens, wird das Gefühl der Co-Präsenz und Teamarbeit stärken. Die Stimme der Figur, die zusammen mit Untertiteln für Englisch als Zweitsprachenlerner geliefert wird, wird basierend auf den Präferenzen der Benutzer aus der Zielgruppe in frühen Tests des Systems ausgewählt.

C.1.e: Entwicklung des Spiels, des pädagogischen Mittels und der virtuellen Umgebung: Die Phasen der Entwicklung sind im Folgenden skizziert:

1. Domänenwissen und Lernzielanalyse: (Desurvire, H., & Wiberg, C., 2008).
2. Expertenmodellierung und Feedback:
3. Pädagogisches Agentendesign & Prototyping:
4. Agenten- und Spielintegration: I
5. Visuelle und inhaltliche Überarbeitungen des Agenten:

C.1.g: Professionelle Entwicklung von Lehrern: Das Mittel zur Schulung von Lehrern zur Verwendung des Virtual Sprout-Spiels ist ein hybrider Ansatz und umfasst eine Summer Teacher Academy (STA), die als Auftaktprogramm mit persönlicher und vom USC Distance Education Network (DEN) vermittelter Schulseite dient Nachbereitung der beruflichen Entwicklung in den Klassenzimmern der Grundschule nach dem Lesson Study-Ansatz. Lehrerakademien gelten in der Lehrerbildungsliteratur als leistungsstarke und wirkungsvolle Methode zur umfassenden Ausbildung und Unterstützung von Lehrern (Crowther, D.T., Vilá J.S., Fathman A.K., 2006).

Die Summer Teacher Academy: Eine Summer Teacher Academy (STA) findet im August jedes Implementierungsjahres unmittelbar nach dem ersten Jahr der Entwicklungsphase des Programms und in den Jahren 2-5 statt. Durch die STA werden die Lehrer jährlich geschult. Die Akademien werden drei Tage lang auf dem USC-Campus stattfinden, da sich jede der Zielschulen in relativ unmittelbarer Nähe zur USC befindet. Die Vormittage in der Akademie werden damit verbracht, das ernährungskonzeptionelle Wissen zu erlernen, die Anwendung zu erforschen und die Anwendung eines geführten experimentellen Lernansatzes zu üben, um die Verwendung des Spiels zu erleichtern. Der Inhalt des Trainings wird an den kalifornischen Standards für Gesundheitsinhalte der Klassen 6-12 ausgerichtet, die sich auf Ernährung und damit verbundene Gesundheit konzentrieren. Das Unterrichtsstudium, beginnend mit beobachtenden Demos und fortschreitend zu einem von Lehrern erstellten Rollenspiel, wird im Mittelpunkt der beruflichen Entwicklung stehen. Die Lehrer-Teilnehmer werden einen Teil des Morgens damit verbringen, das Virtual Sprouts-Spiel zu beobachten und zu üben und die Anwendung und Verwendung des Spiels in ihren Klassenzimmern zu diskutieren. Als Nachbereitung des akademischen Jahres werden die Lehrerteilnehmer die Verwendung der Virtual Sprouts-Spielanwendung üben und sich gemeinsam mit den USC-Lehrerbildungsexperten in ihren Klassenzimmern an Peer-Reviews der Spielerleichterung mit anderen Lehrern (Unterrichtsstudium) beteiligen.