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學習者游戲經驗差異影響游戲化學習的機制與對策

2024-04-09 05:27王崟羽王雪
電化教育研究 2024年4期
關鍵詞:游戲化學習影響機制學習動機

王崟羽 王雪

[摘? ?要] 學習者游戲經驗差異是影響游戲化學習動機、體驗與效果的重要因素,但其機制尚不明確,且未形成針對游戲經驗差異的游戲化學習對策。鑒于此,研究基于大理論視角,構建游戲經驗差異對游戲化學習的影響機制假設模型,并招募具有高、低游戲經驗的大學生被試各25名,借助眼動儀與問卷采集被試游戲化學習時的視覺認知、學習動機、學習體驗與學習效果數據,分析游戲經驗差異對游戲化學習的影響并驗證假設模型。結果表明:高游戲經驗學習者內部動機、積極情緒與學習效果都相對更高,而低游戲經驗學習者僅外部動機較高;游戲經驗差異影響游戲化學習的機制表現為高游戲經驗學習者能夠通過降低外部動機、提高內部動機和積極情緒來提高學習效果,還能通過積極情緒體驗獲得高水平心流體驗、感知成就與學習滿意度。研究提出四條針對不同游戲經驗學習者的游戲化學習設計對策:促成“外驅”向“內驅”轉化、推動游戲化學習“挑戰”與學習者“技能”高度匹配、誘發“積極情緒”以促進游戲化學習認知加工、巧用“游戲元素與機制”改善游戲化學習行為。

[關鍵詞] 游戲化學習; 游戲經驗; 大理論視角; 學習動機; 影響機制

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] A

[作者簡介] 王崟羽(1998—),男,河南滑縣人。博士研究生,主要從事學習科學、國際中文教育等研究。E-mail:wangyinyutju@qq.com。王雪為通訊作者,E-mail:wangxuetjnu@qq.com。

一、問題的提出

游戲化學習在提升學習動機、增強學習投入、改善學習效果等方面具有顯著的積極作用[1],但有研究提出,并不是所有學習者都適用游戲化學習,部分學習者的個體特征與游戲化學習形式的不匹配是導致游戲化學習效果不盡人意的主要原因[2],其中學習者游戲經驗差異是影響游戲化學習體驗與效果的重要因素[3]。近年來,有學者嘗試運用游戲化學習相關理論分析游戲經驗差異對游戲化學習的影響[4-5],但與游戲化學習相關的眾多理論之間存在互相支持的證據和各自的獨特性,現有單點式或單一理論視角的研究難以全面系統地探究學習者游戲經驗差異對游戲化學習動機、體驗、行為和效果等多方面的影響及機制。美國密蘇里大學著名心理學家Sheldon教授于2019年提出大理論視角(Grand Theory)的研究方法[6],倡導將多個理論或觀點的證據有機整合,推演出能夠全面解釋問題背后作用機理的宏大理論體系,并通過實證研究加以驗證,彌補了采用單一理論解釋問題較為片面的缺陷。研究將基于大理論視角整合游戲化學習研究領域的多種理論觀點,深入分析學習者的游戲經驗差異對游戲化學習的潛在影響,進而構建影響機制的假設模型并通過實驗進行驗證,最終推理出針對不同學習者游戲經驗水平的游戲化學習優化設計對策,旨在解決如下三個研究問題:(1)從大理論視角來看,學習者游戲經驗差異對其在游戲化學習中的視覺認知、學習動機、學習體驗、學習效果產生何種影響?(2)學習者游戲經驗差異影響游戲化學習的機制為何,能否驗證基于大理論視角的假設模型?(3)基于大理論視角,針對不同游戲經驗學習者的游戲化學習優化設計對策有哪些?

二、游戲經驗差異對游戲化學習的影響機制

假設模型構建

研究基于大理論視角,將自我決定理論、心流理論、數字化學習認知情感理論和游戲化學習理論進行有機融合,從不同角度深入分析學習者的游戲經驗差異對游戲化學習的影響,并構建影響機制的假設模型,流程如圖1所示。

(一)自我決定理論

自我決定理論由Deci和Ryan于1985年提出[7],該理論將動機視為一個連續的整體,按照動機的自我決定程度與內化程度從低到高分為無動機、外部動機與內部動機,個體之間由于所處的社會環境和經歷不同(如學習者的游戲化經驗水平存在差異),將會導致個體在某種特殊領域(如游戲化學習)中比其他個體更具備自我驅動力,表現在外部動機的內化程度更高、內部動機更強[8],且內部動機將為個體提供更持久的興趣、興奮感與學習推動力,從而獲得積極的情緒體驗,促進學習效果的提升。根據自我決定理論的觀點提出下列假設:

H1:高游戲經驗學習者在游戲化學習中將獲得更高水平的內部動機;H2:內部動機能夠有效促進知識的保留,即學習數量的提升;H3:高游戲經驗學習者的外部動機內化程度高,故外部動機相對較低;H4:外部動機在一定程度上能夠促進學習數量的提升;H5:內部動機能誘發積極情緒;H6:外部動機會抑制積極情緒;H7:積極情緒能促進學習數量的提升;H8:高游戲經驗學習者外部動機部分內化為內部動機;H9:高水平的學習數量也可促進學習者的知識應用能力,即學習質量的提升。如圖1(a)所示。

(二)心流理論

心流體驗由Mihaly Csikszentmihalyi提出。當個體全身心投入某項任務時,任務難度與個體技能水平高度匹配,個體將進入“心流狀態”[9]。在游戲化學習中,游戲元素與機制將持續吸引學習者全身心投入學習并產生心流,激發積極的情緒狀態。這種積極情緒將不斷使學習者產生新的心流,使之貫穿于整個游戲化學習過程,提升學習者的感知成就與學習滿意度,最終獲得更好的學習效果。高游戲經驗的學習者由于對游戲場景熟悉程度更高,個人游戲技能水平也相對較高,因此,更能夠與游戲化學習任務達成匹配而進入“心流狀態”[10]。為此研究補充如下假設:

H10:高游戲經驗學習者的任務難度與個體技能高度匹配,從而獲得更高水平的心流體驗;H11:高心流體驗促進感知成就的提升;H12:感知成就顯著提高學習滿意度;H13:學習滿意度將顯著提升學習數量;H14:積極情緒有利于心流體驗的持續激發。如圖1(b)所示。

(三)數字化學習認知情感理論

Mayer教授于2020年提出數字化學習認知情感理論模型,認為認知加工并不是數字化學習過程中學習者的唯一活動,數字化學習環境中學習者的情緒對認知加工過程能夠產生一定影響,進而影響學習效果[11]。游戲化學習是數字化學習的一種具體形式,游戲化學習過程中學習者的情緒狀態對學習過程和學習效果的影響也同樣不可忽視,而高游戲經驗學習者將在游戲化學習中獲得更加愉悅的學習體驗,這有利于提高學習過程中的視覺認知加工效率,最終促進學習效果的提升[12]。數字化學習認知情感理論模型同樣支持前文提出的假設H7,并進一步補充如下假設:

H15:高游戲經驗學習者在參與游戲化學習時會獲得更高水平的積極情緒;H16:積極情緒將正向調節高游戲經驗學習者的視覺認知行為,體現在每分鐘注視時間的提升;H17:更多的每分鐘注視時間將提高學習數量。如圖1(c)所示。

(四)游戲化學習理論

游戲化學習理論由Landers于2014年提出,認為將游戲化特征融入學習能夠影響學習進程和學習效果,具體包括中介和調節兩類影響過程。中介過程是指游戲化特征與教學內容同時以學習者的學習行為與態度為中介影響其學習效果;調節過程是指游戲化特征通過改善學習者的行為與態度,調節教學設計與內容對學習的影響,使之變得更加有效,最終提升學習效果。游戲化特征可以通過中介和調節兩個過程中的一個或多條路徑來影響學習[13]。游戲化學習理論同樣支持假設H7、H15、H16及H17的觀點,高游戲經驗學習者由于具備更高的游戲化環境適應能力,因此,認知策略將得到優化,表現為產生了更多有效的視覺認知行為、更高水平的積極情緒,進而收獲更優的學習效果[14],由此補充假設H18:游戲化學習材料中的游戲化元素將吸引高游戲經驗學習者投入更多的視覺認知資源,表現為每分鐘注視時間更長。如圖1(d)所示。

綜上所述,從大理論視角出發,融會貫通上述四大游戲化學習相關理論的核心觀點,參考已有國內外相關研究成果,研究提出18條假設,構建出游戲經驗差異對游戲化學習的影響機制假設模型,圖1(d)為包含了全部假設的完整模型。研究將進一步通過實驗對假設模型進行檢驗和修正。

三、研究方法

(一)實驗設計與被試

本研究依據游戲經驗差異對游戲化學習的影響機制假設模型開展實驗。采用單因素被試間實驗設計:自變量為學習者的游戲經驗水平(高、低);因變量分別為學習動機(內部、外部)、學習體驗(積極情緒、心流體驗、感知成就、滿意度)、視覺認知(注視時間)與學習效果(學習數量、學習質量)。

從某大學招募被試90名,被試需先完成游戲經驗水平問卷,篩選出游戲經驗水平得分排名前30的被試作為高游戲經驗組,排名后30的被試作為低游戲經驗組。剔除先前知識水平較高(總分30分,高于18分者)、眼動采樣率低于60%的被試,最終高游戲經驗組(游戲經驗水平M=24.96,SD=4.238)與低游戲經驗組(游戲經驗水平M=11.64,SD=2.158)均保留被試25名,其余被試不參與實驗,但同樣會獲得相應報酬??ǚ綑z驗顯示兩組被試的性別比例無顯著差異(p=0.470),t檢驗分析顯示兩組被試的年齡(F=1.121,p=0.358)、先前知識水平(F=0.013,p=0.285)均不存在顯著差異。整體技術路線如圖2所示。

(二)實驗材料

研究采用交互式游戲化教學視頻作為實驗材料,改編自主題為“物質的跨膜運輸方式”的MOOC課程[15],材料包含“主動運輸”“被動運輸”“胞吞與胞吐”三個知識點,總時長3分54秒。實驗材料的游戲化設計方案依據Werbach和Hunter構建的“動力—機制—組件”DMC游戲化設計框架[16],分別在教學視頻和交互功能中添加不同類型的游戲機制與游戲化元素,使用Articulate Storyline 3.9完成制作。

(三)實驗設備與量表

實驗中各階段使用的量表與設備見表1。

四、結果分析與討論

(一)從大理論視角來看,學習者游戲經驗差異對其在游戲化學習中的視覺認知、學習動機、學習體驗、學習效果產生何種影響

本實驗中高游戲經驗組與低游戲經驗組各項實驗數據的均值(M)、標準差(SD)與獨立樣本t檢驗分析結果見表2。

1. 游戲經驗差異對學習者的視覺認知過程無顯著影響

本實驗中不同游戲經驗學習者使用的學習材料及其包含的游戲化元素完全一致,且游戲化學習的時間相對較短、對游戲技能的要求相對較低,不同游戲經驗學習者的認知投入也基本一致,因而未引起兩組之間每分鐘注視時間的顯著差異。

2. 高游戲經驗學習者表現出更強的內部動機,而低游戲經驗學習者的外部動機更強

不同游戲經驗水平的學習者在游戲化學習中會產生不同類型的學習動機。前人研究發現,高游戲經驗者在體驗游戲的過程中往往會產生更高的內部動機[24],本研究結論證明此規律同樣適用于游戲化學習。根據認知評估理論(Cognitive Evaluation Theory,CET),由于對游戲環境更熟悉,高游戲經驗學習者更傾向于選擇游戲化學習方式,這種學習者自身對游戲的興趣成為激發內部動機的源泉。而對于低游戲經驗學習者來說,獲取積分與徽章被視為學習的外在目標,在外在獎勵的控制下,學習者外部動機內化程度降低(也可視為內部動機被外部獎勵破壞),因而僅激發了更高水平的外部動機。

3. 高游戲經驗學習者的積極情緒水平顯著高于低游戲經驗學習者,但心流體驗、感知成就、學習滿意度方面無顯著差異不同游戲經驗水平的學習者在游戲化學習中產生了不同的學習體驗,但僅體現在積極情緒水平上。Sheldon研究發現,由內部動機驅動的行為更易誘發積極情緒,而外部動機則難以改善情緒狀態[25]。因此,研究發現動機與情緒之間的關系是受游戲經驗差異影響的,高游戲經驗學習者內部動機更高,便獲得了更高水平的積極情緒。但由于本研究使用的交互式游戲化視頻學習材料的沉浸感有限,對學習者的游戲技能要求也相對較低,不同游戲經驗水平的學習者獲得了類似的游戲化學習體驗,未能發現游戲經驗差異對心流體驗、感知成就與學習滿意度的顯著影響。

4. 高游戲經驗學習者的學習質量顯著高于低游戲經驗學習者,但學習數量無顯著差異

不同游戲經驗水平的學習者收獲了不同的學習效果,且主要體現在學習質量上。大量研究證實豐富的游戲經驗對學習存在促進作用,如Antzaka等人的研究發現有動作視頻游戲經驗的學習者閱讀成績更好[26]。本研究結論也證實游戲化學習場景中高游戲經驗學習者在高水平的內部動機和積極情緒的雙重加持和驅動下,實現了對學習內容的深度加工,因而獲得了更好的學習質量。

(二)學習者游戲經驗差異影響游戲化學習的機制為何?能否驗證基于大理論視角的假設模型

將模型與兩組實驗數據導入AMOS中,采用結構方程模型進行分析,深入挖掘游戲經驗差異對游戲化學習的影響機制與路徑。模型擬合度指標均達到標準要求(見表3)。圖3為游戲經驗差異對游戲化學習的影響機制驗證模型。

整體上看,假設模型中源于四大理論的18條假設有10條得到驗證,8條假設不成立。具體分析如下:

1. 源于自我決定理論的假設路徑驗證

游戲經驗水平到內部動機路徑顯著(Beta=0.339,p=0.014,SE=0.436),內部動機到學習數量路徑顯著(Beta=-0.377,p=0.013,SE=0.213),學習數量到學習質量路徑顯著(Beta=0.427,p<0.001,SE=0.145);內部動機到積極情緒路徑顯著(Beta=0.455,p<0.001,SE=0.564),積極情緒到學習數量路徑顯著(Beta=0.328,p=0.031,SE=0.048),學習數量到學習質量路徑顯著(Beta=0.427,p<0.001,SE=0.145);游戲經驗水平到外部動機路徑顯著(Beta=-0.237,p=0.087,SE=0.584),外部動機到學習數量路徑顯著(Beta=0.239,p=0.064,SE=0.136);外部動機到內部動機路徑不顯著(Beta=0.145,p=0.296,SE=0.104),外部動機到積極情緒路徑不顯著(Beta=0.049,p=0.692,SE=0.414)。假設H1、H2、H3、H4、H5、H7、H9成立,H6、H8不成立。

上述路徑驗證了高游戲經驗學習者在游戲化學習中獲得了更高的內部動機,而外部動機相對較低。外部動機能夠直接對學習數量與質量產生促進作用,而內部動機則需要積極情緒來介導,較高水平的內部動機誘發了學習者積極的情緒狀態,進而促進了學習數量與質量的提升,但外部動機不能誘發積極情緒。動機對學習效果的促進作用需要綜合內部和外部兩種動機的影響,最能促進學習的動機組合為“高內部動機+低外部動機”[27],本研究結論恰好與該動機組合的作用一致。從總體上看,高游戲經驗學習者在內部動機的推動下獲得積極的情緒狀態,學習數量與質量進而得到提升,而外部動機是一種壓力驅使,因此不能誘發積極情緒。

2. 源于心流理論的假設路徑驗證

游戲經驗水平到心流體驗路徑不顯著(Beta=-0.157,p=0.254,SE=0.898),心流體驗到感知成就路徑顯著(Beta=0.479,p<0.001,SE=0.048),感知成就到滿意度路徑顯著(Beta=0.386,p=0.003,SE=0.066),滿意度到學習數量路徑不顯著(Beta=0.038,p=0.766,SE=0.455);積極情緒到心流體驗路徑顯著(Beta=0.456,p<0.001,SE=0.063)。假設H11、H12、H14成立,H10、H13不成立。

研究發現高游戲經驗學習者的心流體驗并無顯著提升,但積極的情緒狀態能夠刺激他們產生心流狀態,進一步獲得更高的感知成就與學習滿意度,但更好的學習體驗并未顯著提高學習數量與質量。這或許是因為當游戲化學習方式僅提升了學習者的學習體驗時,學習者沉迷于游戲化機制和元素中,不能集中于學習任務之上,抑制了學習效果的提升。

3. 源于數字化學習認知情感理論的假設路徑驗證

游戲經驗水平到積極情緒路徑顯著(Beta=0.218,p=0.091,SE=1.826),積極情緒到每分鐘注視時間路徑不顯著(Beta=-0.118,p=0.434,SE=0.103),每分鐘注視時間到學習數量路徑不顯著(Beta=0.156,p=0.227,SE=0.059)。假設H15成立,H16、H17不成立。

游戲化學習場景更能滿足高游戲經驗學習者對“玩中學”的要求,使游戲化學習成為自己的“主場”,獲得更強的歸屬感與順利完成任務的信心,進而激發了積極的情緒體驗,更有利于學習數量與質量的提升。由于本研究中高游戲經驗組與低游戲經驗組使用的游戲化學習材料完全相同,因此,在學習過程中從視覺通道接收到的教學內容和游戲化元素的數量及位置均一致,未發現兩組之間在視覺認知行為方面的差異。

4. 源于游戲化學習理論的假設路徑驗證

游戲經驗水平到每分鐘注視時間路徑不顯著(Beta=-0.014,p=0.928,SE=1.461)。假設H18不成立。

從游戲化學習理論視角同樣發現兩組在視覺認知方面不存在差異。結合假設H7、H9、H15可以得出游戲化學習過程中的游戲化元素更能夠吸引高游戲經驗水平的學習者的情緒投入,積極情緒作為介導有效改善了學習數量與質量。

綜上所述,本研究從大理論視角提出的假設模型被部分驗證,游戲經驗差異影響游戲化學習的機制包括:游戲經驗水平→內部動機→積極情緒→學習數量→學習質量;游戲經驗水平→積極情緒→學習數量→學習質量;游戲經驗水平→外部動機→學習數量→學習質量;游戲經驗水平→積極情緒→心流體驗→感知成就→學習滿意度。

五、大理論視角下針對游戲經驗差異的游戲化學習設計對策

游戲經驗差異在學生群體中普遍存在,部分學習者可能由于自身游戲經驗的不足導致無法適應游戲化學習環境,進而阻礙學習體驗與效果。因此,本研究基于大理論視角,結合研究發現的游戲經驗差異對游戲化學習的影響機制,提出面向游戲經驗差異的游戲化學習資源、策略和環境的優化設計對策,以回答研究問題三,旨在充分釋放游戲化學習的潛在優勢,提升各類游戲經驗水平學習者的游戲化學習體驗與成效。

(一)促成“外驅”向“內驅”轉化,讓高水平內部動機成為促進游戲化學習的總抓手

自我決定理論將內部動機定義為一種自主型動機,即“內驅”,而外部動機則是一種控制型動機,即“外驅”,“外驅”可隨內化程度的提升逐漸轉化為“內驅”。在“內驅”的支持下,學習者將獲得更多的知識與更好的學習體驗。高游戲經驗學習者在游戲化學習中會產生較高水平的內部動機進而自發地參與學習活動,而低游戲經驗學習者由于外部動機較高,參與學習的動力源于外部的獎勵驅使,導致學習體驗與效果略遜于高游戲經驗者?;诖?,建議將促進不同游戲經驗學習者把“外驅”內化為“內驅”作為提升游戲化學習體驗與成效的關鍵。例如,在使用外部獎勵作為工具驅動學習者產生學習行為的同時,幫助學習者設置學習目標,將學習進度與行為表現可視化,并不斷為學習者提供鼓勵和支持;當學習者在獲取獎勵并感知到自己的進步時,外部獎勵將逐漸被轉化為一種內部激勵,促使學習者以“自我提升”為目的,積極主動完成游戲化學習任務,實現“外驅”的內化。

(二)推動游戲化學習“挑戰”與學習者“技能”高度匹配,使學習者在心流狀態下投入游戲化學習

心流理論認為,只有在游戲化學習任務的“挑戰性”與學習者的“技能水平”相契合的條件下,學習者才能夠感受到心流。高游戲經驗學習者能夠在游戲化學習過程中獲得較高水平的積極情緒,進而刺激學習者進入心流狀態,以獲得更高的感知成就與學習滿意度,整體來看游戲化學習體驗更佳。而低游戲經驗者由于游戲經驗的缺失,導致游戲“技能”水平低于高游戲經驗學習者,所以不能夠適配游戲化學習任務的“挑戰性”,是游戲化學習體驗不佳的根本原因?;诖?,建議創設不同游戲化程度的學習環境以適應不同游戲經驗水平的學習者。例如,在保證學習難度、教學目標與教學內容一致的同時,控制學習過程中的游戲化元素的種類與數量、設置不同難度的“游戲化”學習任務等;不同游戲經驗的學習者可自主選擇與自己學習需求相適配的游戲化學習任務,實現個性化、差異化的學習,推動游戲化學習“挑戰”與學習者游戲“技能”的高度匹配。

(三)誘發“積極情緒”以促進游戲化學習認知加工,使快樂學習貫穿游戲化學習始終

數字化學習認知情感理論提出,積極的情緒狀態可促進學習者產生有利于認知加工的學習行為,進而促進學習。高游戲經驗學習者在游戲化學習中更易產生積極情緒,進而促進深度認知加工,獲得更好的學習效果;而低游戲經驗學習者則未能產生積極的情緒狀態,導致學習效果不佳。為此,建議在游戲化學習資源設計時引入情緒設計的理念,發掘游戲化學習的趣味性,幫助學習者合理調節情緒狀態。例如,當游戲化學習進程即將進入難度較高的階段,可以通過文字提示、趣味音效、虛擬同伴幫助等方法為學習者提供情感支持,保證學習者能夠以積極的情緒狀態完成高難度任務;也可以對游戲化學習中含高難度知識點的關鍵部分進行多彩化與擬人化的設計,并優化知識講解配音與背景音樂,從視覺和聽覺雙通道誘發學習者的積極情緒,進而改善游戲化學習認知過程與學習效果[28]。

(四)巧用“游戲元素與機制”改善游戲化學習行為,促進教育性與游戲性的平衡統一

游戲化學習理論認為,教學內容與游戲化元素將共同影響游戲化學習行為態度與學習效果,其中游戲化元素將改善學習行為與態度,并促進學習效果提升。高游戲經驗學習者更易在積極的情緒狀態下高質量地完成游戲化學習任務,但由于本研究中不同游戲經驗組的游戲化學習材料、游戲元素與機制均相同,因此,并未發現不同游戲經驗學習者的游戲化學習行為存在區別?;诖?,為激發不同游戲經驗的學習者產生有效的游戲化學習行為,建議使用更科學的游戲化設計模型來創設游戲性與教育性相平衡的游戲化學習環境。例如,可根據學習—游戲機制模型(LM-GM)、元素—機制—情感(Mechanics-Dynamics-Aesthetics, MDA)等游戲化設計框架,明確游戲化設計方案中的游戲元素、游戲機制和情感體驗,將教學目標與游戲化設計充分匹配以創造高質量的游戲化學習新體驗。

六、結? ?語

研究基于大理論視角,全面系統探究了學習者的游戲經驗差異對游戲化學習的影響機制,并提出四條游戲化學習的優化設計對策,系統地回答了三個研究問題,旨在克服游戲經驗差異對游戲化學習的不良影響,全面促進各類學習者的游戲化學習體驗與效果,推動游戲化學習的健康良性發展。但本研究仍存在一些不足,如采用主觀報告方式的問卷測量學習者的動機與情緒狀態、被試男女比例無顯著差異等。在后續的研究中可引入生理測量手段來完成動機與情緒狀態等數據的測量,深入探索適合于不同教學內容、教學場景與學習對象的游戲化學習機制和策略。

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