基于CLT理论的教学游戏设计研究 ——以中智科技物理教学游戏设计为例

论文摘要

随着商业游戏的飞速发展,越来越多的青少年沉迷其中,教育者在感叹网络游戏吸引力的同时,开始思索借鉴网络游戏的成功之处,并将之应用到教育中去,希望借此实现“寓教于乐”的教育理念。但是,近几年的研究表明,教育游戏的应用效果并不尽如人意,与商业游戏的风靡相比,教育游戏始终不能摆脱低迷状态,其中一个重要的原因在于一些家长和老师在担心学生沉迷于游戏的同时,也质疑游戏的教育功能。如何设计并实现能够兼顾教育性和游戏性教教育教学游戏就成为我们亟待解决的问题。笔者分析了教学游戏的教育功能,发现用游戏承载学习内容的方式,能提高学习者的学习兴趣,有效地促进学习。但是,教学游戏在呈现学习内容方面还存在着许多问题,如游戏导航或帮助不明确,游戏任务太难、游戏中知识点不明确等问题,容易给学习者带来不必要的认知负荷。国内外关于游戏设计中考虑认识负荷的研究尚未见报道,而通过对当前游戏设计及其教育实际应用中存在问题之疏理,我觉得关于认识负荷对教育游戏的教育目标与游戏目标的平衡与实现皆有着密切关系,且影响着教育游戏的发展,故而,选择了该研究课题。本文针对当前教学游戏在设计制作上存在的问题,指出主要问题是游戏在设计与制作过程中对认知负荷的处理存在缺陷。根据认知负荷理论,笔者分析了“机械能及其转化”这一教学游戏中影响学习者认知的因素,并在此基础上尝试运用mayer提出的多媒体认知原则来降低游戏中的外在认知负荷,优化相关认知负荷,促进学习的进行。最后笔者将“机械能及其转化”这一游戏应用于初三物体课堂,取得了初步的效果,得到了学校师生的肯定,同时也发现了一些需要改进的问题,为以后的研究找出了方向。围绕研究主题,全文共分为五个章节：第1章介绍了本研究的研究背景、国内外研究现状、本研究的目的、意义和研究方法。第2章为理论基础,主要是对认知负荷理论及教育游戏进行了论述,界定了认知负荷的概念及结构,综述了国内外关于认知负荷的研究现状,并对认知负荷的测量方法进行了详细阐述；教育游戏部分对教育游戏、教学游戏进行了界定,分析了教学游戏的特点。第3章对教学游戏中影响认知负荷的因素进行了分析和阐述,并提出了有效控制学习者认知负荷的教学游戏设计原则。第4章基于认知负荷理论进行教学游戏的设计,详细介绍了教学游戏设计的过程,主要包括前端分析、游戏部分的设计、探究部分的设计、知识点记忆部分的设计、资源需求以及技术实现等等。第5章对前边设计和制作的游戏做了认知负荷的调查,详细分析了游戏中影响认知负荷的因素,并对游戏的应用效果做了统计分析。第6章总结和展望：提出了本研究的不足之处及展望了教学游戏的后续研究方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与问题的提出
• 1.1.1 教育游戏研究背景
• 1.1.2 问题的提出
• 1.2 国内外关于该领域的研究现状及实践
• 1.2.1 国内关于教育游戏的相关研究
• 1.2.2 国外关于教育游戏的相关研究
• 1.3 研究目的和意义
• 1.4 研究方法
• 第2章 理论基础及相关概念界定
• 2.1 认知负荷理论的概述
• 2.1.1 认知负荷理论的产生与发展
• 2.1.2 认知负荷的结构及表征
• 2.1.3 认知负荷的测量方法
• 2.1.4 认知负荷理论的研究综述
• 2.2 教学游戏概述
• 2.2.1 相关概念界定
• 2.2.2 教学游戏的特点
• 第3章 基于认知负荷理论的教学游戏设计原则
• 3.1 影响教学游戏设计的认知负荷因素分析
• 3.1.1 内在认知负荷的影响因素
• 3.1.2 外在认知负荷的影响因素
• 3.1.3 相关认知负荷的影响因素
• 3.2 有效控制学习者认知负荷的教学游戏设计原则
• 第4章 教学游戏的设计与制作—以物理游戏"机械能及其转化"为例
• 4.1 基于认知负荷理论的"机械能及其转化"教学游戏设计思路
• 4.2 前端分析——教学游戏的教学设计
• 4.2.1 学习目标分析
• 4.2.2 学习内容分析
• 4.2.3 学习者分析
• 4.2.4 学习过程分析
• 4.3 "机械能及其转化"的游戏设计
• 4.3.1 游戏部分
• 4.3.2 探究部分
• 4.3.3 知识点记忆部分
• 4.4 "机械能及其转化"的资源需求
• 4.5 游戏"机械能及其转化"的技术实现
• 第5章 教学游戏中认知负荷的测量及结果分析
• 5.1 测量方法的选择及实验的设计
• 5.1.1 认知负荷测量方法的选择
• 5.1.2 实验设计思路
• 5.2 调查问卷的编制及实施
• 5.2.1 关于教学游戏中认知负荷调查问卷的设计维度
• 5.2.2 调查问卷的实施
• 5.3 调查结果分析
• 5.3.1 实验数据收集、统计及分析
• 5.3.2 信度分析
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 附录
• PartⅠ 心理努力及材料难度自陈量表
• PartⅡ 学习成绩测量
• PartⅢ 游戏效果调查
• 致谢
• 攻读学位期间研究成果