ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 35
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
| 3.6. Игры и технологии компьютерной игры | |
| Our reveal also indicated that growing numbers of science educators have utilized educational computer games. Among the most popular types of games used by science educators are simulations. C.-Y. Hsu, Chin-Chung Tsai, and Liang (2011) used a computer game that simulated shadow formation in daylight to teach a group of preschoolers. Anderson and Barnett (2013) had middle-school students play the 3D computer game Supercharged!, which simulated electrostatic phenomena such as how charged particles interacted with electric and magnetic fields. Price et al. (2016) used Code Fred: Survival Mode, an online educational game that simulated human body systems. Considerably less common in science education is the use of educational games that do more than merely simulate natural processes. Also relatively uncommon is the use of video games for learning science at the elementary school level. This is sharp contrast to middle- and high-school where science educators have more commonly favored the use of video games as a means to engage students in inquiry-based science learning. To do so, these educators have typically resorted to “computer-based narrative discovery learning games” in an online collaborative environment accessible to K-12 students. | Наши данные также указывают на то, что все большее число преподавателей естественно-научных дисциплин используют образовательные компьютерные игры. Среди наиболее популярных видов игр, используемых преподавателями естественных наук, можно назвать симуляторы. К.-Г. Hsu, Chin-Chung Tsai и Liang (2011) использовали компьютерную игру, имитирующую формирование теней при дневном свете для обучения группы дошкольников. Андерсон и Барнетт (2013) предложили ученикам средних классов поиграть в 3D компьютерную игру Supercharged!, в которой симулировались электростатические явления, такие как взаимодействие заряженных частиц с электрическим и магнитным полями. Прайс и др. (2016) использовали Code Fred: Survival Mode, онлайновую образовательную игру, в которой симулировались системы человеческого тела. Значительно менее распространенным в научном образовании является использование обучающих игр, которые не просто имитируют природные процессы. Относительно редким является также использование видеоигр для обучения естественным наукам на уровне начальной школы. Это резко контрастирует со средней и старшей школой, где преподаватели естественно-научных дисциплин чаще всего отдают предпочтение использованию видеоигр в качестве средства привлечения учащихся к изучению естественно-научных дисциплин на основе научных исследований. Для этого эти педагоги обычно прибегают к "компьютерным обучающим играм с нарративными открытиями" в онлайновой совместной среде, доступной для учащихся в возрасте от 12 до 12 лет. |
| In addition to the above empirical studies, we also found theoretical papers that provided an overview of the literature on games in science education (Barko & Sadler, 2013; Li & Tsai, 2013). The papers consistently emphasize that electronic games have an unquestionable pedagogical value as tools for effectively engaging students in science learning. Such value stems from gaming activity's capability to promote playful thinking in science learners. However, as emphasized by advocates of “learning through play and playful exploration”, a distinction must be made between laissez-faire play (purposeless and entertainment-focused) and structured or guided play (purposeful and learning-focused) (Miller & Almon, 2009). Serious gaming, as conceived in the current scholarly literature, is more consistent with the latter (i.e., an engaging yet informational activity with a clear conceptual focus and sett of learning objectives). | В дополнение к вышеперечисленным эмпирическим исследованиям, мы также нашли теоретические работы, которые содержали обзор литературы об играх в научном образовании (Barko & Sadler, 2013; Li & Tsai, 2013). В этих работах постоянно подчеркивается, что электронные игры имеют неоспоримую педагогическую ценность как инструменты для эффективного вовлечения студентов в научное образование. Такая ценность обусловлена способностью игровой деятельности способствовать развитию игрового мышления у учащихся, изучающих естественные науки. Однако, как подчеркивали сторонники "обучения через игру и исследования в игровой форме", необходимо проводить различие между игрой на основе принципа "laissez-faire play" (бесцельная и ориентированная на развлечения) и структурированной или управляемой игрой (целенаправленная и ориентированная на обучение) (Miller & Almon, 2009). Серьезная игра, как она задумана в современной научной литературе, в большей степени согласуется с последней (т.е. увлекательная и в то же время информационная деятельность с четкой концептуальной направленностью и набором учебных целей). |
| A noticeable trend within this literature is social relevance. Several studies focused on games that involved using science to help people and directly benefit society. Typically focused on socioscientific issues (scientific issues with social ramifications), these games positioned students as scientists shaping society, contributing solutions to realworld challenges, and helping to improve the health and safety. Using mobile-augmented reality technology, Chang, Hsu, Wu, and Tsai (2018) engaged students in decision-making activity wherein students had to investigate whether school grounds had been polluted by an imagined nuclear radiation accident and decide how to best remediate the environmental problem. Students were provided with Android tablet computers with GPS technology and to collect virtual radiation data and conduct interviews with virtual characters. Sadler, Romine, Menon, Ferdig, and Annetta (2015) used a computer-based game with a biotechnology theme (Mission Biotech). As players, students had access to a large laboratory modeled after a biotech laboratory, being tasked with identifying the infectious agent causing a viral outbreak. Bergey, Ketelhut, Liang, Natarajan, and Karakus (2015) used SAVE Science World: Sheep trouble with a group of middle-school students. In this immersive virtual environment, students chose an Avatar and then explored a virtual world called Scientopolis as they set out to help Farmer Brown whose sheep were dying. Across these studies, educators capitalized on the socioscientific affordances of gaming technologies, strategically using them to create altruistic productive spaces (Haun-Frank, 2011)—social spaces where students could experience science as vehicle for helping others (family, community, and larger society) and imagine themselves as scientists whose professional activities are devoted to a greater good. | Заметной тенденцией в этой литературе является социальная значимость. В ряде исследований основное внимание уделяется играм, которые связаны с использованием науки в целях оказания помощи людям и непосредственной выгоды для общества. Эти игры, как правило, сосредоточены на соционаучных проблемах (научные проблемы с социальными последствиями) и позиционируют студентов как ученых, формирующих общество, вносящих свой вклад в решение реальных проблем и помогающих улучшить здоровье и безопасность. Используя технологию мобильной реальности, Chang, Hsu, Wu и Tsai (2018) вовлекали учащихся в процесс принятия решений, в рамках которого учащиеся должны были исследовать, была ли школьная территория загрязнена воображаемой ядерной радиационной аварией, и принять решение о том, как наилучшим образом решить экологическую проблему. Учащимся были предоставлены планшетные компьютеры с операционной системой Android, оснащенные технологией GPS, а также для сбора виртуальных радиационных данных и проведения интервью с виртуальными персонажами. Сэдлер, Ромине, Менон, Фердиг и Аннетта (2015 год) использовали компьютерную игру на биотехнологическую тему (Mission Biotech). В качестве игроков студенты имели доступ в большую лабораторию, построенную по образцу биотехнологической лаборатории, перед которой была поставлена задача определить возбудитель инфекции, вызывающей вирусную вспышку. Bergey, Ketelhut, Liang, Natarajan и Karakus (2015 год) использовали SAVE Science World: Проблемы овец с группой учащихся средней школы. В этой иммерсивной виртуальной среде студенты выбрали "Аватар", а затем исследовали виртуальный мир под названием "Саентополис", чтобы помочь Фермеру Брауну, чьи овцы умирали. Во время этих исследований педагоги использовали социо-научные возможности игровых технологий, стратегически используя их для создания альтруистических продуктивных пространств (Haun-Frank, 2011 г.) - социальных пространств, где студенты могли бы воспринимать науку как средство помощи другим людям (семье, обществу и обществу в целом) и представлять себя учёными, чья профессиональная деятельность посвящена более высокому благополучию. |
| 3.7.Creative and artistic technologies | 3.7. Творческие и художественные технологии |
| Another noticeable theme in the science education literature was use of emergent technologies with creative and artistic affordances such as digital photography and technology-mediated drawing. In two studies, this took the form of photography-based science inquiries— discovery activities wherein students made a photographic record of their experiment and data, and participated collaborative critique of science photographs taken inside class or outdoors (Boyce, Mishra, Kristy, Halverson, & Thomas, 2014; Zimmerman & Weible, 2018). Likewise, Price, Lee, and Malateska (2014) provided children with photographs as well as stereoscopic visualizations (3D images) and then asked to reproduce them in writing. In Chang (2018) and Chang et al. (2010), a drawing technology called DrawScience was used by high-school students to create visual representations of states of matter and the carbon cycle. And, Lee (2015) had elementary students record slow-motion videos of themselves making unique body movements (e.g., a soccer kick) with high-speed cameras, use stop-motion animation software to create models of motion (series of still images) and then hand-drawn original flipbooks. Across these studies, use of emergent technologies had the effect of make the science learning process more aesthetically pleasing and visually rich. Consistent with STEAM instructional approaches (Maeda, 2013; Radziwill, Benton, & Moellers, 2015), students were afforded opportunities to use emergent technology creatively (i.e., engage in creative visual production and expression) while learning science. | Еще одной заметной темой в литературе по естественно-научному образованию было использование новейших технологий, имеющих творческие и художественные возможности, таких как цифровая фотография и рисунок с использованием технологий. В двух исследованиях это было сделано в форме научных исследований, основанных на фотографиях - открытий, в ходе которых студенты делали фотографические записи своих экспериментов и данных, а также принимали участие в совместной критике научных фотографий, сделанных в классе или на открытом воздухе (Boyce, Mishra, Kristy, Halverson, & Thomas, 2014; Zimmerman & Weible, 2018). Кроме того, Прайс, Ли и Малатека (2014) предоставили детям фотографии, а также стереоскопические визуализации (3D-изображения), а затем попросили воспроизвести их в письменной форме. В изданиях Chang (2018) и Chang et al. (2010) для создания визуальных изображений состояний материи и углеродного цикла старшеклассники использовали технологию рисования под названием DrawScience. Кроме того, Ли (2015 год) заставлял учащихся начальной школы записывать замедленные видеоматериалы о себе, делая уникальные движения тела (например, футбольный удар) с помощью высокоскоростных камер, использовать программное обеспечение для анимации стоп-движения для создания моделей движения (серии фотоснимков), а затем нарисованные от руки оригинальные флипбуки. Во всех этих исследованиях использование новейших технологий позволило сделать процесс обучения естественным наукам более эстетичным и визуально насыщенным. В соответствии с методикой преподавания STEAM (Maeda, 2013; Radziwill, Benton, & Moellers, 2015) учащимся была предоставлена возможность творчески использовать возникающие технологии (т.е. заниматься творческим производством и самовыражением визуальных образов) в процессе обучения естественным наукам. |
| 4. DISCUSSION | 4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ |
| The above trends highlight the increasingly technological nature of science education. More than ever before, the teaching and learning of science in K-12 classrooms is being mediated by emergent technologies that shape not only how students perceive but also how they experience the natural or physical world (Verbeek, 2001). As “naked” perception (I—world) gives away to mediated perception (I—technology—world), more and more students derive their scientific understandings from technologies that mediate, augment, and simulate the natural world. Far from neutral or transparent, these technologies have an experiential impact and can give rise to new ways of relating to their world (social and physical). This possibility is raised by the philosopher of technology Ihde (2009), who distinguishes among three different types of technology-mediated relations between humans and their world (“!” is used to symbolize human action, whereas “—” denotes a conjoint relationship): | Вышеизложенные тенденции подчеркивают все более технологичный характер естественно-научного образования. Как никогда ранее, преподавание и изучение естественных наук в классах К-12 опосредуется зарождающимися технологиями, которые формируют не только то, как ученики воспринимают, но и то, как они ощущают мир природы или физический мир (Verbeek, 2001). По мере того как "обнаженное" восприятие (мир I) отдается опосредованному восприятию (мир I-технологии), все больше и больше учащихся черпают свои научные знания из технологий, которые опосредуют, расширяют и имитируют мир природы. Далеко не нейтральные или прозрачные, эти технологии оказывают эмпирическое воздействие и могут привести к появлению новых способов отношения к их миру (социальному и физическому). Эту возможность поднимает философ технологии Ihde (2009), который различает три различных типа отношений между человеком и его миром, опосредованных технологиями ("!" используется для обозначения человеческой деятельности, в то время как "-" обозначает совместную связь): |
| Embodiment relations: (I—technology) ! world | Взаимосвязь с эмбодированием: (Я и технология) ! мир |
| Hermeneutic relations: I ! (technology—world) | Герменевтические отношения: Я ! (мир технологий) |
| Alterity relations: I ! technology (—world) | Отношения взаимопомощи: Я ! технология (-мир) |
| Embodiment relations involve use of technologies that enhance our perceptual abilities and sensorial input (e.g., telescopes, microscopes). The technology itself is transparent in the sense that it extends our bodily experience (like “perceptual prosthetics”) without drawing attention to itself. In contrast, hermeneutic relations entail use of technologies that enable us to read or interpret the natural world (e.g., thermometers). The technological tool itself is not transparent as it must be read as it generates representations of the world like numbers and inscriptions (the world is “read through” the technology). Lastly, in alterity relations, technology itself becomes the relational other (e.g., robots, automated machines). Rather than relating to the world via technology, humans relate to technology itself as nature fades into the background of the human experience where is hardly even noticed or attended to. | Взаимосвязи между внедрением и восприятием предполагают использование технологий, повышающих наши способности к восприятию и сенсорный ввод (например, телескопы, микроскопы). Сама технология прозрачна в том смысле, что она расширяет наш телесный опыт (например, "протезирование восприятия"), не привлекая к себе внимания. Напротив, герменевтические отношения предполагают использование технологий, позволяющих читать или интерпретировать мир природы (например, термометры). Технологический инструмент сам по себе не прозрачен, так как он должен быть прочитан, так как генерирует представления о мире, как числа и надписи (мир "прочитывается" технологией). Наконец, в отношениях несхожести сама технология становится родственной другой (например, роботы, автоматические машины). Вместо того, чтобы относиться к миру через технологию, человек относится к самой технологии по мере того, как природа исчезает на фоне человеческого опыта, который едва заметен и не посещается человеком. |
| From the above perspective, the reported trends in our literature review suggest that, as a field, science education has become increasingly characterized by hermeneutic and alterity relations wherein the physical world is experienced indirectly through technological representations or has become secondary to students' experiences as it is “pushed aside” by emergent technological artifacts. As such, science educators are faced with the challenge of helping students view technological instruments not as transparent and neutral devices that simply “depict reality” (naïve instrumentalism) and reveal what is “really” there (naïve realism), but as powerful epistemic tools that help co-constitute the reality being investigated, often (re)shaping what counts as “real” in revolutionary ways | м по отношению к опыту учащихся, поскольку его "оттесняют" возникающие технологические артефакты. Поэтому перед преподавателями естественных наук стоит задача помочь учащимся рассматривать технологические инструменты не как прозрачные и нейтральные устройства, которые просто "изображают реальность" (наивный инструментализм) и раскрывают то, что "на самом деле" там (наивный реализм), а как мощные эпистемные инструменты, помогающие совместно созидать исследуемую реальность, часто (пере)формируя то, что считается "реальным" революционным образом. |
| The literature reviewed above also suggests that the field of science education has focused almost exclusively on psychological aspects of emergent technologies (cognitive processes and conceptual issues). With regard to pedagogical use of technology, science educators have given primacy to conceptualization by focusing their research efforts mainly on issues related to student cognitive development such as effectively using emergent technologies to promote student acquisition of more sophisticated science understandings in science. Considerably less attention has been given to sociocultural aspects of technological innovation in science classrooms such as its impact on existing school culture or the emergence of new identities, cultural values, and interactional processes in the science classroom. For instance, evidence exists that efforts to use educational videogames and social media like Facebook are often met with resistance from science educators who consider such technologies inappropriate for classroom settings (Muehrer, Jenson, Friedberg, & Husain, 2012; Rap & Blonder, 2016). This resistance is unsurprising since “work” is a cultural value central to contemporary school practices (Ildefonso, 2011). Rooted in capitalist ideologies, such a cultural value is largely inconsistent with emerging technologies such as video games, mobile phones, and social media, all of which are typically associated with alternative social practices such as “play” and “leisure.” As a result, introduction of these new technologies typically falls short of engendering any meaningful change or being a truly transformative moment, regardless of how recently they were invented. Truly understanding pedagogical use of emerging technologies requires careful consideration of not only their novel cognitive affordances but also the sociocultural context of resulting behaviors. Effective promotion of science earning seems less likely without the realization that new technologies do not actually emerge in sociocultural vacuum and that users (scientists as well as science learners) do exercise their human agency as free actors whose behavior is not simply determined (dictated) by the new technology | Из вышеприведенной литературы также следует, что область естественно-научного образования почти исключительно сосредоточена на психологических аспектах зарождающихся технологий (когнитивные процессы и концептуальные вопросы). Что касается использования технологии в педагогических целях, то преподаватели естественно-научных дисциплин отдали предпочтение концептуализации, сосредоточив свои исследовательские усилия главным образом на вопросах, связанных с когнитивным развитием учащихся, таких как эффективное использование новых технологий в целях содействия овладению учащимися более сложными научными знаниями в области естественных наук. Значительно меньше внимания уделялось социально-культурным аспектам технологических нововведений в классах по естественно-научным дисциплинам, таким как их воздействие на существующую школьную культуру или появление новой самобытности, культурных ценностей и процессов взаимодействия в классах по естественно-научным дисциплинам. Например, существуют свидетельства того, что усилия по использованию образовательных видеоигр и социальных сетей, таких как Facebook, часто наталкиваются на сопротивление со стороны преподавателей естественно-научных дисциплин, которые считают, что такие технологии не подходят для работы в классе (Muehrer, Jenson, Friedberg, & Husain, 2012; Rap & Blonder, 2016). Это сопротивление неудивительно, поскольку "работа" является культурной ценностью, занимающей центральное место в современной школьной практике (Ildefonso, 2011). Укорененная в капиталистических идеологиях, такая культурная ценность в значительной степени несовместима с возникающими технологиями, такими как видеоигры, мобильные телефоны и социальные сети, которые обычно ассоциируются с альтернативными социальными практиками, такими как "игра" и "досуг". В результате внедрение этих новых технологий, как правило, не приводит к каким-либо значимым изменениям или не является поистине преобразующим моментом, независимо от того, как недавно они были изобретены. Поистине глубокое понимание педагогического использования новых технологий требует тщательного рассмотрения не только их новых когнитивных возможностей, но и социокультурного контекста поведения в результате. Эффективное содействие получению научных знаний представляется менее вероятным без осознания того, что новые технологии на самом деле не появляются в социокультурном вакууме и что пользователи (как ученые, так и изучающие науку) осуществляют свою человеческую деятельность в качестве свободных субъектов, поведение которых не просто определяется (диктуется) новой технологией. |
| In a recent call for papers in the Journal of Research in Science Teaching, Neumann and Waight (2019) highlight the rapid advancements in instructional technologies in the past decade, as well as the pressing need for science educators to research how “21st century cutting-edge technologies” have been/can be applied to the teaching and learning of science. Most notable among these are learning analytics, natural language processing, machine learning, adaptive feedback technologies, IoT (Internet of Things), and interactive dashboards; all technologies that rely on massive data collected about choices and actions of learners enabling the technology-rich environments to provide personalized real-time feedback. Consistent with this call, we did not find any studies using these technologies. Filling this void can certainly could prove impactful for future research in science teaching and learning. | В недавнем призыве к публикации в журнале "Исследования в области преподавания естественно-научных дисциплин" (Journal of Research in Science Teaching, Neumann and Waight, 2019) подчеркиваются быстрые достижения в области учебных технологий за последнее десятилетие, а также настоятельная необходимость того, чтобы преподаватели естественно-научных дисциплин изучали вопрос о том, как "передовые технологии 21-го века" применялись/могут применяться в преподавании и обучении естественно-научным дисциплинам. Наиболее примечательными из них являются аналитика обучения, обработка данных на естественном языке, машинное обучение, адаптивные технологии обратной связи, IoT (Internet of Things) и интерактивные информационные панели; все технологии, которые опираются на массивные собранные данные о выборе и действиях обучающихся, позволяющие обогащенной технологиями среде обеспечивать персонифицированную обратную связь в режиме реального времени. В соответствии с этим призывом мы не нашли никаких исследований с использованием этих технологий. Заполнение этого вакуума, безусловно, может оказаться полезным для будущих исследований в области преподавания и изучения естественных наук. |