该团队首次整合自我决定理论(SDT)与心流理论(FT),通过一款名为《Space Time Quest》的引力波探测器设计游戏,揭示了游戏化学习(GBL)提升 STEM 学生工程概念掌握的关键路径。
数字游戏化学习是一种将游戏元素融入教学的创新方式,通过互动任务、情境模拟等设计,将抽象概念可视化、复杂问题简化。在工程教育中,学生常因难以理解设计、系统、优化等核心概念,导致解决实际问题时无从下手。
图1 Space Time Quest游戏界面
研究团队对150名 STEM 专业学生开展了4周游戏化学习干预,结合前后测对比与结构方程模型(SEM)分析,得出以下结论:
显著提升工程概念的掌握程度 ...
此外,心流体验、游戏动机和个人游戏史均对游戏满意度有正向影响,有助于提升学习的持续性。
图2 学生前后测工程概念掌握对比
图3 结构方程模型结果。
该研究不仅证实了 GBL 在工程教育中的有效性,更揭示了背后的心理机制,为未来开发更高效的教育游戏提供了案例参考。