Die Forscher entwickelten ein Lernspiel, das Augmented Reality und greifbare Interaktion nutzt, um jungen Schülern STEM beizubringen. Sie haben kürzlich ihre Forschungsergebnisse zur Nutzung und Effizienz des Spiels veröffentlicht, um das Erlernen der Chemie zu fördern und die Wahrnehmung der Kinder für das Thema zu verbessern.
Die Studie zielte darauf ab, das Problem anzugehen, dass Kinder Chemie als ein herausforderndes und komplexes Fach wahrnehmen, was zu schlechteren schulischen Leistungen und einem verringerten Interesse an einer Karriere in MINT-Fächern führen kann. Das Spiel Periodic Fable Discovery präsentiert Kindern wissenschaftliche Inhalte, die durch eine Erkundungsaktivität mit manipulierbaren physischen Würfeln und Augmented Reality unterstützt werden.
Das Spiel soll Kinder unterhalten und sie mit fesselnden Geschichten über die Grundlagen der Chemie und des Periodensystems begeistern. „Kinder verwenden Smartphones, um Informationen über ein bestimmtes chemisches Element zu erhalten, indem sie die Smartphone-Kamera auf die Oberfläche der Würfel richten. Jedes Gesicht zeigt Text, Audio oder Animationen über bestimmte Eigenschaften chemischer Elemente“, erklärt Sandra Câmara Olim, leitende Forscherin.
Diese Ergebnisse wurden im Februar auf der ACM International Conference on Tangible, Embedded and Embodied Interaction in Warschau vorgestellt. Sandra Câmara Olim, Forscherin am Interactive Technologies Institute, leitet das Projekt unter der Leitung von Valentina Nisi, Professorin am Instituto Superior Técnico. Die quantitativen und qualitativen Ergebnisse der Studie zeigten deutlich positive Ergebnisse bei den Lernergebnissen und dem Engagement der Teilnehmer.
„Kinder behielten mehr Informationen über Chemie und das Periodensystem, was zu besseren Leistungen in Wissenstests führte. Außerdem veränderten die Schüler ihre Wahrnehmung von Chemie von einem schwierigen und langweiligen Fach zu einem interessanten und nützlichen“, sagt die Forscherin.
Die Studie ermutigt Forscher, dieses Designsystem weiterhin als Instrument zur Förderung der MINT-Bildung zu evaluieren. Die Forschung bietet Einblicke in das Design und die Entwicklung von spielbasierten AR-Erlebnissen unter Verwendung eines interdisziplinären Ansatzes zwischen Lerninhalten, menschlichen Faktoren und Technologien, um das Interesse von Kindern an Chemie zu fördern.
„Durch die Kombination unseres technologischen Know-hows mit den pädagogischen Fähigkeiten der Lehrer konnten wir ein lustiges interaktives Spiel entwickeln, das durch Geschichtenerzählen eine emotionale Verbindung zu Kindern herstellt und so ihr Interesse an dem Thema steigert“, sagt Sandra.
Die Spielmechanik von Periodic Fable wurde entwickelt, um Kinder durch Geschichtenerzählen, physische Interaktion mit manipulierbaren Würfeln und Augmented Reality in das Lernen über Chemie einzubeziehen. Das Spiel besteht aus einer interaktiven, unterhaltsamen und einprägsamen Lernerfahrung für Kinder, die zu einer besseren Wissenserhaltung und einem gesteigerten Interesse an dem Thema führen kann.
Durch die Verwendung physischer Würfel bietet das Spiel eine taktile Erfahrung, die es Kindern ermöglicht, die Elemente des Periodensystems auf praktische Weise zu manipulieren und zu erforschen. Augmented Reality verbessert die Erfahrung weiter, indem eine digitale Ebene hinzugefügt wird, die Informationen und Animationen auf die physischen Würfel legt, wodurch die Lernerfahrung ansprechender und immersiver wird. Die Forscher planen, das Design und die Wirksamkeit des Spiels weiter zu evaluieren, indem sie weitere Studien mit mehr Teilnehmern durchführen und die potenziellen langfristigen Auswirkungen von AR-basierten Spielen auf die Ausdauer der Schüler im naturwissenschaftlichen Unterricht und die Entwicklung ihrer räumlichen Fähigkeiten untersuchen.
Das Periodic Fable-Projekt ist Teil von Sandra Câmara Olims Doktorarbeit. Das Set von AR-basierten Lernspielen richtet sich an Kinder im Alter von neun bis 13 Jahren, mit unterschiedlichen pädagogischen Ansätzen, um die Aneignung akademischer Konzepte auf unterhaltsame und spielerische Weise zu erleichtern.
Die Forscher glauben, dass diese Studie einen langfristigen Einfluss auf die Gesellschaft haben wird, indem sie Einblicke in das Design und die Entwicklung von AR-basierten Spielen zur Förderung der MINT-Bildung bietet. Das Papier wird als Teil der veröffentlicht Proceedings of the Seventeenth International Conference on Tangible, Embedded, and Embodied Interaction.
Mehr Informationen:
Sandra Monica Camara Olim et al, „Periodic Fable Discovery“ Using Tangible Interactions and Augmented Reality to Promote MINT-Fächer, Proceedings of the Seventeenth International Conference on Tangible, Embedded, and Embodied Interaction (2023). DOI: 10.1145/3569009.3572804
Bereitgestellt vom Interactive Technologies Institute