Augmented Reality Serious Game Design ter bevordering van de cognitie van kinderen in het wetenschappelijk onderwijs
Augmented Reality Serious Game Design ter bevordering van de cognitie van het wetenschappelijk onderwijs bij kinderen: een gerandomiseerde gecontroleerde proef
Achtergrond: Het proces van het construeren van kennis in de context van wetenschappelijk onderwijs aan kinderen speelt een belangrijke rol bij het bevorderen van de ontwikkeling van vroege wetenschappelijke geletterdheid. Niettemin hebben kinderen soms moeite met het begrijpen van wetenschappelijke kennis vanwege de aanwezigheid van abstracte begrippen.
Doel: Het evalueren van de effectiviteit van augmented reality (AR)-games als leermiddel om het inzicht van kinderen in optische wetenschapseducatie te verbeteren.
Methode: In dit onderzoek werden 36 gezonde kinderen tussen de 6 en 8 jaar oud geïncludeerd. Individuen werden willekeurig verdeeld in een interventiegroep (n=18) en een controlegroep (n=18). Interventies, namelijk een wetenschappelijke AR-educatie van 20 minuten inclusief drie spellesmodules, terwijl de controlegroep werd gevraagd om dezelfde kennis van 20 minuten te leren met een niet-AR-wetenschappelijke leerapp. Voor en na het experiment werd een POE-test (predict-observe-explain) van 3 spellen uitgevoerd, waaronder het zien van dieren, het mengen van kleur en licht en lichtbreking. Ook werd na het experiment een intrinsieke Motivation Inventory (IMI) -test uitgevoerd, inclusief interesse-plezier (INT-ENJ), waargenomen competentie (COMP), inspanningsbelang (EFF-IMP) en spanningsdruk (TEN-PRESS). .
Studie Overzicht
Toestand
Gedetailleerde beschrijving
Voogden van kinderen met onafhankelijke mobiliteit gaven geïnformeerde schriftelijke toestemming voor hun deelname aan het onderzoek. Deelnemers werden willekeurig toegewezen aan de experimentele en controlegroepen met behulp van een randomisatielijst die werd bijgehouden door leden van de studiegroep die niet betrokken waren bij enig ander aspect van het onderzoek. De voogden van de deelnemers ontvingen en openden na de eerste evaluatie ondoorzichtige, verzegelde enveloppen met groepsopdrachten. De evaluator die verantwoordelijk was voor het beoordelen van de resultaten van de AR-wetenschappelijke onderwijscursus had geen toegang tot deelnemersinformatie of groepsopdrachten.
Berekeningen van de steekproefomvang werden uitgevoerd met behulp van PASS op basis van de POE-testscores van het pre-experiment. Groepssteekproefgroottes van 18 en 18 bereiken een vermogen van 90,118% om de nulhypothese van gelijke gemiddelden te verwerpen wanneer het populatiegemiddelde verschil μ1 - μ2 = 3,2- 1,0 = 2,2 is met een standaarddeviatie (SD) voor twee groepen van 2,0 en 1,9, en met een significantieniveau (a) van 0,050 met behulp van een bilaterale t-test met twee steekproeven en gelijke variantie.
Dit experiment was een gerandomiseerde gecontroleerde studie en de deelnemers werden willekeurig verdeeld in de experimentele groep en de controlegroep. De willekeurige getallen werden gegenereerd door het SAS-softwareanalysesysteem toe te passen op computersimulatie, en er mocht geen enkele experimentele groep willekeurig worden geselecteerd. Elk kind werd getest in het gezelschap van een voogd en twee experimentatoren.
De onafhankelijke variabele was het type spel ("Light and Color", een lichtwetenschappelijk educatief product en AR-spel dat we hebben ontworpen). De onafhankelijke variabele was het type spel ("Light and Color", een lichtwetenschappelijk educatief product en AR-spel dat we hebben gemaakt). De afhankelijke variabelen voor zowel leerlingen uit de experimentele als de controlegroep waren het verschil tussen de pre- en post-testresultaten van de POE-test en de motivatie van de kinderen om het spel te spelen. Om controlevariabelen voor het experiment te creëren, waren beide spellen gebaseerd op het zicht van dieren, lichttransmissie en kleur-lichtmenging, en bij geen van beide spellen was de leraar betrokken. Bovendien waren er geen significante geslachts- of leeftijdsverschillen tussen de twee groepen studenten.
Studietype
Inschrijving (Werkelijk)
Fase
- Niet toepasbaar
Contacten en locaties
Studie Locaties
-
-
Shanghai
-
Shanghai, Shanghai, China, 200140
- Dian Zhu
-
-
Deelname Criteria
Geschiktheidscriteria
Leeftijden die in aanmerking komen voor studie
- Kind
Accepteert gezonde vrijwilligers
Beschrijving
Inclusiecriteria:
- inheemse Chinese kinderen (6-8 jaar oud)
- Heldere cognitie
Uitsluitingscriteria:
- Slecht luister- en begripsvermogen
Studie plan
Hoe is de studie opgezet?
Ontwerpdetails
- Primair doel: Ander
- Toewijzing: Gerandomiseerd
- Interventioneel model: Parallelle opdracht
- Masker: Enkel
Wapens en interventies
Deelnemersgroep / Arm |
Interventie / Behandeling |
|---|---|
|
Experimenteel: Serieuze game met augmented reality
Voordat de test begon, gaf de onderzoeker de basisinformatie van het experiment aan de deelnemers.
De deelnemers werd gevraagd een cognitief examen af te leggen over het begrip licht, en voor elke vraag een POE-test uit te voeren.
De experimentele groep maakte gebruik van de drie gamelesmodules van de AR-app voor wetenschappelijk onderwijs die voor dit onderzoek was ontworpen, waaronder 'Diervisie', 'Lichttransmissie' en 'Kleur-lichtmenging'.
Bij hun eerste kennismaking met het spel kregen de respondenten ongeveer 10 minuten de tijd om de werking ervan te begrijpen.
De totale leertijd van de experimentele groep was beperkt tot 20 minuten, het testproces werd voltooid onder toezicht van de instructeur en de experimentator.
Tijdens het experiment werden de deelnemers op geen enkele manier gestoord; onderzoekers kwamen alleen tussenbeide als ze problemen ondervonden of om hulp vroegen.
De deelnemers kregen aan het einde van de proef een pauze van 15 minuten om nog een POE-test af te leggen.
|
De experimentele groep maakte gebruik van de drie gamelesmodules van de AR-app voor wetenschappelijk onderwijs die voor dit onderzoek was ontworpen, waaronder 'Diervisie', 'Lichttransmissie' en 'Kleur-lichtmenging'. De totale leertijd van de experimentele groep was beperkt tot 20 minuten, het testproces werd voltooid onder toezicht van de instructeur en de onderzoeker en de gedragskenmerken van de kinderen werden geregistreerd. Tijdens het experiment werden de deelnemers op geen enkele manier gestoord; onderzoekers kwamen alleen tussenbeide als ze problemen ondervonden of om hulp vroegen. De deelnemers kregen aan het einde van de proef een pauze van 15 minuten om nog een POE-test af te leggen. Voor en na de interventie werden de prestaties van elke deelnemer in het spel geregistreerd.
Andere namen:
|
|
Actieve vergelijker: niet-ar serious game
De controlegroep voltooide dezelfde drie gamecursussen gedurende maximaal 20 minuten met behulp van de niet-AR-app "Light and Color" na voltooiing van de pre-test. Voor de niet-AR-game gebruikten we "Light and Color", ontworpen door Tinybop, beschikbaar in Appstore Tools voor jonge kunstenaars en wetenschappers.
Beide games hebben dezelfde wetenschappelijke educatieve inhoud over optica (om te experimenteren met controlevariabelen hebben we in de fase van het ontwerpen van de inhoud dezelfde wetenschappelijke kennis overgenomen als in deze niet-AR-app), dus het is mogelijk om een POE uit te voeren test.
De deelnemers namen aan het einde van de proef een pauze van 15 minuten om nog een POE-test en de IMI-schaal te voltooien.
|
De experimentele groep maakte gebruik van de drie gamelesmodules van de AR-app voor wetenschappelijk onderwijs die voor dit onderzoek was ontworpen, waaronder 'Diervisie', 'Lichttransmissie' en 'Kleur-lichtmenging'. De totale leertijd van de experimentele groep was beperkt tot 20 minuten, het testproces werd voltooid onder toezicht van de instructeur en de onderzoeker en de gedragskenmerken van de kinderen werden geregistreerd. Tijdens het experiment werden de deelnemers op geen enkele manier gestoord; onderzoekers kwamen alleen tussenbeide als ze problemen ondervonden of om hulp vroegen. De deelnemers kregen aan het einde van de proef een pauze van 15 minuten om nog een POE-test af te leggen. Voor en na de interventie werden de prestaties van elke deelnemer in het spel geregistreerd.
Andere namen:
|
Wat meet het onderzoek?
Primaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
POE-test (voorspellen, observeren, uitleggen).
Tijdsspanne: 30 minuten
|
De POE-test (predict-observe-explain) wordt vaak gebruikt in wetenschapslessen en probeert de verwachtingen van leerlingen over bepaalde gebeurtenissen en de reden voor deze voorspellingen bloot te leggen [19].
Het wordt gebruikt om wetenschappelijke experimenten aan leerlingen te demonstreren en is nuttig voor het bevorderen van het kritisch denken van kinderen en het beoordelen van de kennis van leerlingen over wetenschappelijke onderwerpen.
De onderzoeker laat vervolgens de relevante fysieke gebeurtenissen aan de leerlingen zien met behulp van basismateriaal, nadat hij van de leerlingen heeft geëist dat ze zelfstandig de antwoorden op de vragenlijst en hun rechtvaardigingen bepalen.
Ten slotte kregen de leerlingen de opdracht om hun uitleg aan te passen of aan te vullen in het licht van de observaties.
|
30 minuten
|
Secundaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
Intrinsieke Motivatie Inventarisatie (IMI)
Tijdsspanne: 30 minuten
|
Het werd ontwikkeld onder spelomstandigheden met drie subschalen [22]: interesse-plezier (INT-ENJ), waargenomen competentie (COMP) en inspanning-belang (EFF-IMP) om de waargenomen niveaus van motivatie, plezier en waargenomen moeilijkheid te beoordelen. van de deelnemers.
Om de negatieve emoties van kinderen die de AR gebruiken te onderzoeken, heeft het onderzoek vragen uit de spanning-stresssectie van de oorspronkelijke schaal ingevoegd
|
30 minuten
|
Medewerkers en onderzoekers
Onderzoekers
- Studie directeur: Zhao Liu, Prof, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine
Studie record data
Bestudeer belangrijke data
Studie start (Werkelijk)
Primaire voltooiing (Werkelijk)
Studie voltooiing (Werkelijk)
Studieregistratiedata
Eerst ingediend
Eerst ingediend dat voldeed aan de QC-criteria
Eerst geplaatst (Werkelijk)
Updates van studierecords
Laatste update geplaatst (Werkelijk)
Laatste update ingediend die voldeed aan QC-criteria
Laatst geverifieerd
Meer informatie
Termen gerelateerd aan deze studie
Andere studie-ID-nummers
- Sjtu0009
Plan Individuele Deelnemersgegevens (IPD)
Bent u van plan om gegevens van individuele deelnemers (IPD) te delen?
Beschrijving IPD-plan
IPD-tijdsbestek voor delen
IPD-toegangscriteria voor delen
IPD delen Ondersteunend informatietype
- SAP
- ICF
- ANALYTIC_CODE
Informatie over medicijnen en apparaten, studiedocumenten
Bestudeert een door de Amerikaanse FDA gereguleerd geneesmiddel
Bestudeert een door de Amerikaanse FDA gereguleerd apparaatproduct
Deze informatie is zonder wijzigingen rechtstreeks van de website clinicaltrials.gov gehaald. Als u verzoeken heeft om uw onderzoeksgegevens te wijzigen, te verwijderen of bij te werken, neem dan contact op met register@clinicaltrials.gov. Zodra er een wijziging wordt doorgevoerd op clinicaltrials.gov, wordt deze ook automatisch bijgewerkt op onze website .