可持续在线学习在游戏化中可行吗?-游戏化在线学习对学生学习的影响
原文作者 Sungjin Park and Sangkyun Kim *
单位 江原大学产业工学系，韩国春川24341
摘要：自2019年新冠肺炎病毒出现后，游戏化作为一种促进可持续学习的方法越来越受到关注。本研究就游戏化在线学习对学生学习的影响展开调查，并利用游戏化在线学习项目来研究其影响。为了确定该计划的有效性，对140名小学生和中学生进行了研究，并用已有的调查仪器来测量结果。这项研究的结果表明，在线学习中的游戏化对提高学习者的动机和加强学习者对教育内容的理解有积极的影响。基于研究结果，本研究提出应将游戏化作为一种可持续的方法，以实现联合国的可持续发展目标第四条，确保“优质教育”。
关键词：游戏化;可持续的在线学习;可持续发展目标;教育游戏化；
一、 背景
自2020年初以来，世界一直在应对2019新型冠状病毒大流行的影响。因此，许多线下活动，从锻炼到外出就餐，都受到了控制或限制。然而，确保在大流行的情况下学生能继续接受教育是非常有必要的，因此采用了新的学习方法。目前的解决方案是在线学习。在网上学习中，老师和学生不用在学校见面上课。相反，他们在家里通过电脑和智能手机进行虚拟互动。
然而，在线学习也有一定的缺点。例如，学习者和教师在从线下学习过渡到在线学习的过程中经历了压力。此外，由于接触数字屏幕的时间增加，学生学习的压力也会增加，而且随着屏幕时间的增加，压力重以及焦虑症状也会恶化。
因此，人们一直在开发教学方法来缓解由于在线学习而出现的问题。蔡和王开发了一种六步教学方法，专注于使用学习成绩反馈，以确保在COVID-19大流行期间顺利的在线学习体验。Sathish等人发现，互动学习是传统教学方法必不可少的教育元素，对COVID-19时代使用的在线教学方法也是有效的，他们提出了一种通过学习者对学习者的互动促进学习的方法的必要性。这种互动对学习者的亲社会行为有积极的影响，从而促进了可持续学习环境的创建。亲社会行为是指学习者为寻求共同利益而形成的一系列社会行为，如帮助其他学习者或支持处境危险的人。因此，为了创造一个可持续的在线学习环境，应该使用交互式学习工具，学习者疲劳必须最小化。
游戏化作为解决新冠病毒感染症(COVID-19病毒)引起的教育问题的方法之一，开始受到关注。在这种技术中，包括徽章、积分、排行榜、虚拟货币和其他游戏机制在内的游戏元素被用于非游戏环境中，如企业管理、市场营销、医疗保健和教育领域。游戏化在教育中的应用提高了学习者的积极性和参与性，也改善了学习者的态度。Park和Kim认为，游戏化在教育和培训领域的应用最为活跃。将游戏化应用于在线学习项目，通过促进学习者对学习者的互动，鼓励知识共享活动。此外，游戏化比其他使用游戏原则的技术使用得更多，并被用于许多情境中。例如，根据Park和Kim的说法，它已经被用于营销，以提高客户忠诚度和管理业务。在人力资源管理领域，通过提高员工的专业能力和工作态度，有效地降低了成本。当游戏化应用于我们的生活时，它可以对时间管理、成本管理和医疗保健产生积极的影响。此外，它通过帮助改善社会问题，如为有需要和饥饿的人提供帮助，产生了积极的影响。
此外，游戏化减少了学习者经历的在线学习相关压力，提高了他们的注意力。在线游戏化学习内容通过游戏机制和规则为学习者提供新的学习体验。这种新的学习体验提高了学习者的积极性和参与态度，并减轻了他们的学习压力。
游戏化的基本结构包括任务、积分和奖励。任务包含了用户在游戏化情境中必须执行的活动。在教育环境中，任务是教师分配给学习者的任务。然后，学习者完成任务以获得积分，当他们成功完成任务时，积分作为奖励。完成多个任务后积分可积累，学习者可以用积分换取各种奖励。在这种结构中，学习者可以用他们获得的积分来交换奖励，比如一支铅笔，一本教科书，或者是方便书写的书写工具。
本研究探讨将游戏化应用于在线学习内容的优势，以建立可持续学习环境的可能性。游戏化作为一种媒介，将学习者与在线学习内容连接起来，同时也为基于反馈的学习提供了一种创新的方法。因此，本研究旨在围绕“解决网络游戏化的学习内容对学习者的学习动机是否有积极的影响”这一研究问题来证明网络游戏化学习内容与学习者之间的因果关系。
二、 实验方法
科学水平提升-在线科学学习的游戏化
本研究试图找出一个游戏化的在线学习程序进行实验。必须确定一个可以通过电脑和智能手机访问，并且适合学校使用的程序。在线学习平台Science Level Up符合这一标准，由韩国公立机构免费提供Science Level Up平台提供的游戏化学习项目为小学科学教育。本研究平台的便利性在于是学习者能够实时访问和使用它,在家或是在学校时都能线上访问。图3呈现的是一种名为“Corona Challenge”的游戏化。玩冠状病毒挑战的参与者试图通过移动他们的虚拟角色来避开冠状病毒。在尝试避开病毒的过程中，玩家可以了解戴口罩、洗手等基本预防措施，以及冠状病毒的分子结构。
在Science Level Up网站上注册后，用户可以通过使用可用的程序积累他们所选择的科学知识。该平台提供游戏化学习节目、模拟游戏、教育视频等多种教育资源。用户选择他们所选择的内容，并在成功完成计划后获得科学商(SQ)
应用于“Science Level Up”的游戏化基本结构解释如下。学习者利用科学水平提升来获取科学知识。在Science Level Up网站上注册后，他们可以通过探索吸引他们的节目来获取科学知识。Science Level Up网站中提供各种任务，包括游戏化学习程序、模拟游戏和教育视频。学习者选择他们想要学习的内容，并在成功完成课程后获得SQ。如果学习者不断地收集SQ，他们将获得晋升到更高级别的奖励。成功完成学习活动的学习者将被授予更高的等级。此外，当他们达到更高的水平，学习者可以在网站内探索额外的学习内容。
如图5所示，成功完成学习项目a的用户获得了一个SQ，这个SQ在排行榜上排名靠前。此外，Science Level Up可以设置班级，这一功能为教师提供了方便，因为他们需要管理不同班级的学习者，并促进平台的可持续使用。教师可以创建一个仅供教师使用的帐户并注册学习者，教师通过提供有关已经完成的课程、学习者获得了多少SQs以及他们的水平等信息，了解并掌握学习者的进度。
图5显示了使用Science Level Up教学的班级的排行榜，教师为此创建了一个在线班级，并注册了学习者。当注册学习者在程序中体验游戏化时，他们的游戏体验被记录并编译成一个排行榜，如图5所示。排行榜根据玩家的排名、ID、总积分和等级等排列玩家。
为了衡量游戏化Science Level Up平台的教育效果，韩国中小学生进行了为期8周的使用Science Level Up课程的活动。这组学生包括85名五年级学生和55名初中一年级学生。8周的课程结束后，对学生进行了问卷调查(表1)。本研究以20 - 30人的中小学教师网络作为实验组。另有小学5年级1个班和初中1年级1个班响应合作要求，自愿参加。
本研究确定用于进行实验的科学课作文和学习的内容，然后应用science Level Up的内容来补充学生的学习。小学5年级的参与班正在学习火山爆发、磁体性质、太阳系组成、机体结构和功能、热传导等知识。参与实验的初中一年级学生正在学习空间/天文、酸碱中和、氧化和抗震设计。这两个参与课程的老师在Science Level Up中选择了与学生在每个课程中所学内容相关的内容。然后，教师用Science Level Up的内容来教他们各自的学生。本研究没有在每堂科学课上进行干预。
问卷是在课程结束后进行的，并要求参与课堂的学生完成课后调查。问卷以匿名方式打印并提供给学习者。为了确保个人信息的隐私和标准保护，只记录和输入等级和性别等分析结果所必需的信息。
本研究使用已验证的现有调查工具和自行开发的工具，创建了包含35个问卷项目和7个结构的调查。Glynn等人开发的科学动机问卷II (SMQ-II)被用来评估学习者的动机。SMQ-II包括五部分。第一部分是学习科学的动机。本建构的问卷项目试图确定学习者学习科学的动机与他们通过学习和日常生活获得的知识之间的关系。第二部分是自我效能。该构造的问卷项目旨在确定使用Science Level Up学习对参与者学习的影响，以及参与者对其学习结果、测试和评估的恐惧程度。第三部分是自决。该建构的项目与参与者在使用science Level Up时，学习过程中的决策如何影响他们的科学学习。第四部分是年级动机。本概念的目的是测量参与者对他们在科学水平提升学习科学后将在测试中获得高分的期望，以及他们获得高分的愿望。最后一部分是职业动机。这个构造的问卷项目询问参与者，他们在科学水平提升中获得的知识与他们未来的职业相关的程度。此外，由于游戏化具有通过提供乐趣元素来帮助学习者理解教育内容的额外效果，因此也包含了理解结构。理解部分的问卷项目以询问参与者在八周内学习的内容是否有困难为主。
为了验证游戏化对学习的影响，在确定自变量时加入了“教学方法”。这个部分的项目询问参与者在八周内使用的教学方法。具体来说，这些项目被问及他们是否喜欢新的教学方法或他们觉得它无聊，以及它是否有助于他们在课堂上集中注意力。
三、 结果
本研究分析了游戏化学习计划对学习者动机的影响。为了进行分析，使用IBM SPSS 1.0.0.1447版本的统计分析工具，对每个小学生和中学生的问卷作答进行分析。通过Cronbachrsquo;s alpha和偏度、峰度描述性统计量的分析来验证调查工具的信度，并采用回归分析的容限和多重共线性准则来验证分析结果。Kline认为，用于回归分析的数据必须具有正态性，验证正态性的指标偏态值不能超过3，峰度值不能超过10。此外，本研究亦检验容差及方差膨胀因子(VIF)，以验证回归分析结果的效度及信度。容差值必须大于0.1，且VIF值必须小于10。
（一）小学生问卷调查结果分析
本研究对小学生的问卷回答进行分析，结果如下:Cronbachrsquo;s alpha值为0.951，具有较高的信度。表2显示了描述性统计分析的结果。在所有7个部分中，偏度值不超过3，峰度值不超过10。
表3显示了一种教学方法在使用科学水平提升时对小学生动机影响的分析结果。所有结构的公差值均大于0.1，峰度值均小于10。分析结果显示，使用Science Level Up对学习者的动机、自我效能感、自我决定、职业动机、年级动机和理解均有正向影响。动机部分的R2值具有0.22的解释力，方差分析的结果被确定在0.01水平上显著。动机部分的非标准化系数为0.52 (t = 4.88, p lt; 0.01)。
自我效能部分分析结果表明，R2值具有0.20的解释力，ANOVA分析结果在0.01水平上显著，非标准化系数为0.71 (t = 4.5, p lt; 0.01)。自我决定部分的R2值具有0.18的解释力。方差分析结果在0.01水平显著，非标准化系数为0.58 (t = 4.27, p lt; 0.01)。
职业动机部分的分析结果显示，R2值具有0.09的解释力，方差分析结果在0.05水平上显著。回归分析结果显示，非标准化系数0.43 (t = 2.84, p lt; 0.05)具有统计学意义。年级动机部分的R2值为0.08，方差分析结果在0.05水平上具有统计学意义。非标准化系数0.55 (t = 2.7, p lt; 0.05)也有统计学意义。理解部分的R2值为0.3，方差分析结果在0.01水平上显著。回归分析结果显示，非标准化系数为0.69 (t = 6.02,p lt; 0.01)。
（二）中学生问卷调查结果分析
对中学生问卷回答的分析结果如下:Cronbachrsquo;s alpha值为0.98，具有很高的信度。描述性统计分析结果如表4所示。所有7个部分的偏度值均不超过3，峰度值均不超过10。
中学问卷被试的回归分析结果如表5所示。结果表明，所有部分的耐受性值均大于0.1，且VIF值小于10，问卷数据具有统计学意义。根据回归分析的结果，Science Level Up被发现对学习者动机有积极的影响。
动机部分的R2值具有0.26的解释力，方差分析的结果在0.01水平上显著。动机部分的非标准化系数为0.49 (t = 4.26, p lt; 0.01)。自我效能部分分析结果显示，R2值具有0.30的解释力，方差分析结果在0.01水平上显著，非标准化系数为0.55 (t = 4.81, p lt; 0.01)。同时也确定了自我决定部分的R2值具有0.30的解释力。方差分析结果在0.01水平上显著，非标准化系数为4.72 (t = 4.27, p lt; 0.01)。职业动机部分的分析结果表明，R2值具有0.48的解释力，方差分析结果在0.01水平上显著。回归分析结果显示，非标准化系数0.48 (t = 4.01, p lt; 0.01)具有统计学意义。此外，年级动机部分的R2值为0.2，方差分析结果在0.01水平上具有统计学意义。非标准化系数为0.47 (t = 3.64, p lt; 0.01)，差异有统计学意义。最后，关于教育内容理解的理解部分的R2值为0.61，方差分析结果在0.01水平显著。回归分析结果显示，非标准化系数为0.71 (t = 9.16, p lt; 0.01)。
四、 研究结
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