Teaduslikud mängud: hariduse tulevik

Gamification - mängumehaaniliste või mängude kujundamise elementide rakendamine - muudab 21. sajandi haridusest mõtlemist. Selles stsenaariumis muutuvad teadusmängud üha olulisemaks, et suurendada huvi ja kaasatust teaduse vastu, edendada teadusharidust ja isegi teha edusamme teaduse enda valdkonnas.

Olenemata sellest, kas tegemist on digitaalse platvormi, lauamängu või interaktiivse isikliku põgenemistoaga, mängivad teaduslikud mängud olulist rolli selles, kuidas üksikisikud - lapsed, noored täiskasvanud ja inimesed üldiselt - õpivad teadust, ilma et nad seda ise mõistaksid.

Selles artiklis uurime, kuidas teadusmängud muudavad seda, kuidas inimesed saavad teadmisi omandada, ja aitavad teadlastel parandada teadusharidust metakognitiivsete strateegiate abil.

Teaduslike mängude roll ja kasu

Mängud soodustavad väiksema stressiga, isejuhtivat õpikeskkonda, mis võib parandada loodusteaduslikku haridust. Uuringud on näidanud, et õppemängude üle kontrolli omavate õpilaste kui mängijate õpitulemused paranevad märkimisväärselt võrreldes õpetaja juhitud õppes osalemisega (Vogel et al. 2006).

Iseseisev mäng julgustab kasutajaid arendama oma probleemide lahendamise oskusi. Hardcore-mängijad kasutavad korduvalt midagi, mida nimetatakse metakognitiivseteks strateegiateks, mille hulka kuuluvad:

Õppimise teadlik juhtimine
Asjakohaste strateegiate kavandamine ja valimine
Õppeprotsessi jälgimine
Vigade parandamine
Õpistrateegiate tõhususe analüüsimine
Vajaduse korral õppimiskäitumise ja -strateegiate muutmine

Meta-kognitiivsed strateegiad liikvel olles

Meta-kognitiivsed strateegiad annavad õpilastele võimaluse mõelda omaenda mõtlemise üle. See teadlikkus õppeprotsessist suurendab nende kontrolli oma õppimise üle. Samuti suurendab see isiklikku suutlikkust eneseregulatsiooni ja oma õpimotivatsiooni juhtimise osas.

Teadusliku mängu kavandamise ja arendamise võti on mõelda, kuidas metakognitiivsed strateegiad ja teadus saavad ühendada, et luua lõbus ja hariv kogemus. Teadusmängud, mis hõlmavad mitmeid platvormide, mänguliikide ja sihtrühmade tasemeid, võivad olla mis tahes järgmistes näidetes:

Piirialade teadus

Mäng kodeerib iga soolestiku mikroobi DNA nelja erineva kuju ja värvusega telliskivide jadana. Mängijad ühendavad need värvilised kujundid, et aidata teadlastel hinnata iga mikroobi sarnasust.

Evolutsioon

See on auhinnatud lauamäng, kus 2-6 mängijat kohandavad liike pidevalt muutuvas ökosüsteemis, kus on näljased kiskjad ja piiratud ressursid. Mängijad loovad oma liigid, millel on üle 12 000 erineva tunnuskombinatsiooni, et uurida, kohaneda ja mängida uusi omadusi. Oxfordi ülikooli evolutsioonibioloogia osakond mängib seda mängu, mida on tutvustatud maailma juhtivas teadusajakirjas Nature.

Foldit

Foldit on ainulaadne valkude voltimise arvutimäng, mille on välja töötanud ülikooli teadlased. Seda mängu mängides saate aidata kaasa inimeste tervise, tipptasemel biotehnika ja bioloogia sisemise toimimise täiustatud uurimisele.

Poolväärtusaeg

See üle 50 väljaande poolt aasta mänguks nimetatud tiitel ühendab tegevus- ja seiklusmängu auhinnatud tehnoloogiaga, et luua hirmutavalt realistlik maailm, kus mängijad peavad mõtlema, et ellu jääda. Mäng sisaldab ka põnevat mitmikmängurežiimi, mis võimaldab mängida nii sõprade kui ka vaenlaste vastu.

Inimressursi masin

See rahvusvahelise mobiilimängude auhinna "Excellence in Innovation" võitnud puzzle-mäng õpetab olulisi kodeerimise elemente. Igal tasandil annab ülemus ülesande. Kuna mängija automatiseerib selle kontoritöötaja programmeerimise abil, tuleb mängu juurde veel üks teaduslik ülesanne.

Immuunsüsteemi rünnak

Ameerika Teadlaste Föderatsiooni ja Escape Hatch Entertainmenti loodud hariv videomäng. Mängijad juhivad nanoroboteid läbi veresoonte ja sidekoe 3D-keskkonna, püüdes päästa haiget patsienti. Mängu käigus õpivad kasutajad bioloogilisi protsesse, mis võimaldavad makrofaagidel ja neutrofiilidel infektsioone avastada ja nendega võidelda.

NeMO-Net

Ühe mängijaga iPad-mäng, kus mängijad aitavad NASA-l korallrahusid klassifitseerida, maalides korallide 3D- ja 2D-pilte. Mängijad saavad hinnata üksteise klassifitseerimisi ja tõusta toiduahelas, kui nad uurivad ja klassifitseerivad korallrahusid, madalat merekeskkonda ja olendeid kogu maailma paikadest.

Faagide sissetungijad

Harvardi ülikooli tasuta veebipõhine teadusõpetuse platvorm "Phage Invaders" kujutab endast linna, mida rünnatakse ja mille kangelane peab kiiresti tegutsema, et peatada viirusliku kurjategija armee vallutamist. Kasutajad saavad üha raskemaks muutuvate tasemete kaudu mängides õppida CRISPR-kaitsesüsteemiga seonduvat.

Puudriline mänguasi

Powder Toy on tasuta füüsika liivakastimäng, mis simuleerib õhurõhku ja -kiirust, soojust, gravitatsiooni ja lugematul hulgal erinevate ainete vahelisi vastastikmõjusid. Mäng pakub sulle erinevaid ehitusmaterjale, vedelikke, gaase ja elektroonilisi komponente, et ehitada keerulisi masinaid, relvi, pomme, realistlikke maastikke ja peaaegu kõike muud.

Universumi liivakast

Universe Sandbox on füüsikapõhine kosmosesimulaator. See ühendab gravitatsiooni, kliima, kokkupõrked ja materiaalsed vastastikmõjud, et näidata meie universumi ilu ja meie planeedi haprust.

Wingspan

Teadusel põhinev lindude kogumise lauamäng Wingspan on alates 2019. aasta debüüdist müünud 300 000 eksemplari. Mänguga on kaasas 170 illustreeritud linnukaarti, millest igaühel on võimsus, mis peegeldab selle linnu käitumist looduses, tuues ornitoloogia maailma elutuppa.

Online infograafia tegija teaduse jaoks

Mind the Graph on veebiplatvorm, kus teadlased, õppejõud ja tervishoiutöötajad loovad professionaalse kvaliteediga pilte koos uskumatute teadusillustratsioonidega, mis edastavad võimsaid sõnumeid postrites, töödes ja esitlustes.

Teaduslik sisu on tavaliselt iseenesest keeruline, nii et Mind the Graph on minimalistliku disainiga. Tööriistas on ühendatud tuttavas drag-and-drop-liideses olevad olulised kujundusfunktsioonid ja võimas teadusillustratsioonide raamatukogu, mis on praegu maailma suurim ja akadeemilisele kogukonnale tasuta mudelina kättesaadav.