九州大学 山田研究室

在基于游戏的学习中,如何支持反思以实现效果最大化?

2025年05月07日

大家好。
在本文中,我将介绍本次英语文献研讨会所阅读的论文及其感想。
论文标题:Game-based learning analytics for supporting adolescents’ reflection.
期刊:Journal of learning analytics,
出版年份:2021
卷号:8(2).
作者: Cloude, E., Carpenter, D., Dever, D., Azevedo, R., & Lester, J.

本研究以游戏化学习环境 Crystal Island 为舞台,验证了学习者进行的“反思(reflection)”的量与质对知识获取和问题解决的影响。
背景在于,尽管旨在培养 21 世纪技能的 PBL 和 GBLE(基于游戏的学习环境)日益普及,但有观点指出,由于游戏中缺乏系统的反思支持,学习效果往往不稳定。反思是一个对经验进行批判性回顾并赋予意义的过程,由于美国的教育课程中缺乏明确的指导,据报告,许多学习者未能掌握充分的问题解决技能。

1.理论框架
本研究采用了 McAlpine 等人(1999)的模型,将反思可视化为以下 4 个阶段:
①意识(自觉目标与现状)②说明(将经验语言化)③关联(与过去的知识或经验相结合)④整合(将获得的见解反映到未来的行动中)。
该框架的重点在于能够从“与学习目标的整合性”这一视角对反思的深度进行定量化。

2.方法
研究从美国公立中学随机抽取了 120 名学生,让他们游玩以微生物学为题材的解谜 GBLE——Crystal Island。学习目标有两个:“理解微生物学概念”和“确定病因并提出解决方案”。
作为反思提示,在游戏中的重要行动之后,系统会提示以下三种问题:(1)学到的重要信息是什么?(2)目前作为解决途径考虑的是什么?(3)用其他方法解决的话该怎么做?
反思的量基于描述次数,质则基于“观察、深思、探讨、假设形成”这 4 个要素进行评估。关于学习成果的指标包括事前后的知识测试得分和游戏中的问题解决成功数(确定病因及提出解决方案的对错)。研究还收集了行为日志,并进行了多维度的分析。

3.结果
研究分析了参与者描述的反思量与质,与知识测试得分变化及问题解决成功数(游戏中)之间的相关性。
结果显示,反思的量与知识测试得分的变化之间存在显著的正相关,但与问题解决成功率之间未见相关性。另一方面,反思的质越高,知识得分和问题解决成绩均有所提高。特别是伴随假设形成的描述,是最强的预测因子。在针对不同提示的分析中,“思考替代方案”的问题诱发了最深度的反思,对学习成果的正向影响也最大。

4.考察
从本研究的结果中,可以得出以下启示:
(1)关于反思,质比量对于问题解决的效果更为重要
研究表明,仅增加反思次数是不够的,如果不伴随与目标直接挂钩的战略性深思和假设形成,问题解决能力就不会提升。
(2)问题(提示)的设计是关键
从关于替代方案的提示促成了深度思考的结果来看,可知“何时、问什么”的设计左右着反思的深度和成果。
(3)关于利用学习分析进行可视化与个性化
通过使用整合了行为日志、话语及视线数据的多模态学习分析,有可能实现实时且个性化的反思支持。

在将本研究结果实际应用于教学设计时,要求教师为了让学习者能够朝着目标行动,有意识地融入支持反思的活动和提问。此外,指出反思的支持不应仅仅被视为一种认知活动,而应在与元认知和自我调节学习的联动中进行设计;通过捕捉在游戏环境等交互式场景中反思是如何与行为相结合的,可以实现更有效的支持。

作为局限性和今后的课题,指出了以下几点。首先,对反思质的评估是基于描述性文本进行的,并不一定能完全反映学习者实际的思考过程。对此,今后需要结合话语、视线追踪、行为日志等进行多模态分析。
其次,本研究中反思的时机是基于游戏内的特定事件自动提示的,但也有必要探讨以学习者自身时机进行反思的自由描述形式,以及自我选择式提示的有效性。
第三,基于学习者个体差异(例如元认知能力、动机、学习形态等)的反思支持个性化,也被列为今后的研究课题。

5.结论
本研究证实了在游戏化学习环境中,“反思的质”左右着学习和问题解决的成败。促成深度反思的关键在于:与学习目标直接挂钩、要求生成替代方案的提示设计,以及适当的提示时机。仅仅提供回顾机会是不够的,研究暗示通过结合“提升质的支持”与“基于多模态数据的可视化”,可以培养学习者的战略性思维。今后的研究中,针对个体差异优化反思支持,以及开发学习环境中的实时反思支持技术,被认为是重要的课题。

以下是我的感想。
为了学习反思如何与学习成果相关联,以及如何在游戏中有效地融入反思,我参考了这篇论文。
特别有参考价值的是,反思的质与学习成果相关,以及反思的质会受到反思提示设计的影响这两点。关于这一点,我认为反思不仅仅是评估,作为提高问题解决能力的有效手段,我也想将其融入到自己的研究中。
另一方面,虽然理解了反思的质与学习成果的关系,但对于除了提示之外还有什么会影响反思质的提升,这一点仍存疑问。文中虽然提到了“收集学习行为日志”,但并未深入提及学习日志与反思或学习效果之间的关联。我也想考虑学习过程中的行为导致反思质发生变化的可能性。此外,对于给予反思指示的时机和频率会产生怎样的影响,我也很感兴趣。关于是否应该从学习者负担及学习者特性等多角度视角进行设计,今后我也想持续关注并学习。

文责:尾崎康平

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