Дополненная реальность Серьезный игровой дизайн для развития познавательных способностей детей в области естественнонаучного образования
Дополненная реальность Серьезный игровой дизайн для развития познавательных способностей детей в области естественнонаучного образования: рандомизированное контролируемое исследование
Предыстория: Процесс формирования знаний в контексте научного образования детей играет важную роль в содействии развитию ранней научной грамотности. Тем не менее детям иногда трудно постичь научные знания из-за наличия абстрактных понятий.
Цель: оценить эффективность игр дополненной реальности (AR) как учебного пособия для улучшения понимания детьми оптического научного образования.
Методы: в исследование были включены 36 здоровых детей в возрасте от 6 до 8 лет. Пациенты были случайным образом разделены на группу вмешательства (n=18) и контрольную группу (n=18). Вмешательства, а именно 20-минутное научное обучение AR, включая три модуля игровых уроков, в то время как контрольной группе было предложено изучить 20-минутные те же знания с помощью приложения для научного обучения, не относящегося к AR. Тест POE (предсказание-наблюдение-объяснение) из трех игр, включая зрение животных, смешивание цвета и света и преломление света, был проведен для всех участников до и после эксперимента. Кроме того, для детей после эксперимента был проведен опросник внутренней мотивации (IMI), включающий интерес-удовольствие (INT-ENJ), воспринимаемую компетентность (COMP), важность усилий (EFF-IMP) и напряжение-давление (TEN-PRESS). .
Обзор исследования
Статус
Подробное описание
Опекуны детей с самостоятельной мобильностью предоставили информированное письменное согласие на их участие в исследовании. Участники были случайным образом распределены в экспериментальную и контрольную группы с использованием списка рандомизации, который вели члены исследовательской группы, не участвовавшие в каких-либо других аспектах исследования. После первоначальной оценки опекуны участников получили и открыли непрозрачные запечатанные конверты с групповыми заданиями. Оценщик, ответственный за оценку результатов научно-образовательного курса AR, не имел доступа к информации об участниках или групповому заданию.
Расчеты размера выборки проводились с использованием PASS на основе результатов теста POE перед экспериментом. Размер групповой выборки, составляющий 18 и 18 человек, достигает 90,118% мощности для отклонения нулевой гипотезы о равных средних, когда разница средних значений генеральной совокупности составляет ц1 - ц2 = 3,2-1,0 = 2,2 со стандартным отклонением (SD) для двух групп 2,0 и 1,9, и с уровнем значимости (а) 0,050 с использованием двустороннего двухвыборочного t-критерия равной дисперсии.
Этот эксперимент представлял собой рандомизированное контролируемое исследование, в котором участники были случайным образом разделены на экспериментальную и контрольную группы. Случайные числа были сгенерированы путем применения системы программного анализа SAS для компьютерного моделирования, и ни одна экспериментальная группа не могла быть выбрана случайным образом. Каждый ребенок проходил тестирование в компании опекуна и двух экспериментаторов.
Независимой переменной был тип игры («Свет и цвет», образовательный продукт в области световых наук и AR-игра, которую мы разработали). Независимой переменной был тип игры («Свет и цвет», созданный нами светонаучный образовательный продукт и AR-игра). Зависимыми переменными как для экспериментальной, так и для контрольной группы были разница между результатами теста POE до и после тестирования и мотивация детей к игре. Чтобы создать контрольные переменные для эксперимента, обе игры были основаны на зрении животных, передаче света и смешивании цвета и света, и ни в одной из игр не участвовал учитель. Кроме того, между двумя группами студентов не было существенных гендерных или возрастных различий.
Тип исследования
Регистрация (Действительный)
Фаза
- Непригодный
Контакты и местонахождение
Места учебы
-
-
Shanghai
-
Shanghai, Shanghai, Китай, 200140
- Dian Zhu
-
-
Критерии участия
Критерии приемлемости
Возраст, подходящий для обучения
- Ребенок
Принимает здоровых добровольцев
Описание
Критерии включения:
- дети коренные китайцы (6-8 лет)
- Ясное познание
Критерий исключения:
- Плохие способности слушать и понимать
Учебный план
Как устроено исследование?
Детали дизайна
- Основная цель: Другой
- Распределение: Рандомизированный
- Интервенционная модель: Параллельное назначение
- Маскировка: Одинокий
Оружие и интервенции
Группа участников / Армия |
Вмешательство/лечение |
|---|---|
|
Экспериментальный: Серьезная игра с дополненной реальностью
Перед началом теста экспериментатор сообщал участникам основную информацию об эксперименте.
Участникам было предложено пройти когнитивный экзамен по понятию света, а также выполнить тест POE по каждому вопросу.
Экспериментальная группа использовала три модуля игровых уроков научно-образовательного приложения AR, разработанного для этого исследования, в том числе «Зрение животных», «Пропускание света» и «Смешение цвета и света».
При первом знакомстве с игрой респондентам давалось около 10 минут на понимание ее механики.
Общее время обучения экспериментальной группы было ограничено 20 минутами, процесс тестирования проходил под контролем инструктора и экспериментатора.
Во время эксперимента участников никоим образом не беспокоили; исследователи вмешивались только тогда, когда сталкивались с трудностями или просили помощи.
По завершении испытания участникам была предоставлена 15-минутная передышка для прохождения еще одного теста POE.
|
Экспериментальная группа использовала три модуля игровых уроков научно-образовательного приложения AR, разработанного для этого исследования, в том числе «Зрение животных», «Пропускание света» и «Смешение цвета и света». Общее время обучения экспериментальной группы ограничивалось 20 минутами, процесс тестирования проводился под контролем инструктора и экспериментатора, фиксировались поведенческие особенности детей. Во время эксперимента участников никоим образом не беспокоили; исследователи вмешивались только тогда, когда сталкивались с трудностями или просили помощи. По завершении испытания участникам была предоставлена 15-минутная передышка для прохождения еще одного теста POE. До и после вмешательства записывались результаты игры каждого участника.
Другие имена:
|
|
Активный компаратор: несерьезная игра
Контрольная группа прошла те же три игровых курса продолжительностью не более 20 минут, используя приложение «Свет и цвет», не связанное с AR, после завершения предварительного теста. Для игры без AR мы использовали «Свет и цвет», разработанный Tinybop. в Appstore Инструменты для молодых художников и ученых.
Обе игры имеют одинаковый научно-образовательный контент по оптике (фактически для экспериментов с управляющими переменными мы на этапе проектирования контента использовали те же научные знания, что и в этом не-AR-приложении), поэтому можно выполнить ПОЭ тест.
По завершении исследования участники сделали 15-минутный перерыв, чтобы пройти еще один тест POE и шкалу IMI.
|
Экспериментальная группа использовала три модуля игровых уроков научно-образовательного приложения AR, разработанного для этого исследования, в том числе «Зрение животных», «Пропускание света» и «Смешение цвета и света». Общее время обучения экспериментальной группы ограничивалось 20 минутами, процесс тестирования проводился под контролем инструктора и экспериментатора, фиксировались поведенческие особенности детей. Во время эксперимента участников никоим образом не беспокоили; исследователи вмешивались только тогда, когда сталкивались с трудностями или просили помощи. По завершении испытания участникам была предоставлена 15-минутная передышка для прохождения еще одного теста POE. До и после вмешательства записывались результаты игры каждого участника.
Другие имена:
|
Что измеряет исследование?
Первичные показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
Тест POE (предсказывать-наблюдать-объяснять)
Временное ограничение: 30 минут
|
Тест POE (предсказывать-наблюдать-объяснять) обычно используется на уроках естественных наук и пытается выявить ожидания учащихся относительно определенных событий и обоснование этих прогнозов [19].
Он используется для демонстрации научных экспериментов учащимся и полезен для развития критического мышления детей и оценки понимания учащимися научных тем.
Затем исследователь показывает учащимся соответствующие физические события, используя основные реквизиты, после того как учащимся предлагается самостоятельно определить ответы на вопросник и их обоснование.
Наконец, студентам было предложено изменить или дополнить свои объяснения в свете наблюдений.
|
30 минут
|
Вторичные показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
Опросник внутренней мотивации (IMI)
Временное ограничение: 30 минут
|
Он был разработан в игровых условиях с тремя субшкалами [22]: интерес-удовольствие (INT-ENJ), воспринимаемая компетентность (COMP) и важность усилий (EFF-IMP) для оценки воспринимаемых уровней мотивации, удовольствия и воспринимаемой трудности. участников.
Чтобы изучить негативные эмоции детей, использующих AR, в исследование были включены вопросы из раздела «напряжение-стресс» оригинальной шкалы.
|
30 минут
|
Соавторы и исследователи
Следователи
- Директор по исследованиям: Zhao Liu, Prof, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine
Даты записи исследования
Изучение основных дат
Начало исследования (Действительный)
Первичное завершение (Действительный)
Завершение исследования (Действительный)
Даты регистрации исследования
Первый отправленный
Впервые представлено, что соответствует критериям контроля качества
Первый опубликованный (Действительный)
Обновления учебных записей
Последнее опубликованное обновление (Действительный)
Последнее отправленное обновление, отвечающее критериям контроля качества
Последняя проверка
Дополнительная информация
Термины, связанные с этим исследованием
Ключевые слова
Другие идентификационные номера исследования
- Sjtu0009
Планирование данных отдельных участников (IPD)
Планируете делиться данными об отдельных участниках (IPD)?
Описание плана IPD
Сроки обмена IPD
Критерии совместного доступа к IPD
Совместное использование IPD Поддерживающий тип информации
- САП
- МКФ
- АНАЛИТИЧЕСКИЙ_КОД
Информация о лекарствах и устройствах, исследовательские документы
Изучает лекарственный продукт, регулируемый FDA США.
Изучает продукт устройства, регулируемый Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.
Эта информация была получена непосредственно с веб-сайта clinicaltrials.gov без каких-либо изменений. Если у вас есть запросы на изменение, удаление или обновление сведений об исследовании, обращайтесь по адресу register@clinicaltrials.gov. Как только изменение будет реализовано на clinicaltrials.gov, оно будет автоматически обновлено и на нашем веб-сайте. .