DOSP-VHR-003041 | Gaming and Immersive Media Learning Initiative (GIMLI)

PROBLEEMSTELLING

Het lopende onderzoeksproject GLaDoS (PWO, 2024) ontwikkelt een praktijkmodel voor game-based learning. Met game-based learning bedoelen we het gebruiken van digitale games voor educatieve leerdoelen zoals het verwerven van kennis, het oefenen van vaardigheden of het veranderen van attitudes en gedrag. Dat houdt in dat er bij het design van dergelijke educatieve games gestreefd moet worden naar het vinden van een balans tussen game elementen die de betrokkenheid van spelers/leerders verhogen en de educatieve leerdoelen bereiken (Ahmad, 2020; All et al., 2016; Herrewijn et al., 2021; Natucci & Borges, 2021).

Hoe die balans bereikt kan worden, en hoe de effectiviteit van een educatieve game in kaart kan worden gebracht, vormen echter nog uitdagende vraagstukken waar zowel onderzoekers als het werkveld het hoofd over breken.

De eerste resultaten van het GLaDoS project zijn veelbelovend: de onderzoekers bouwen momenteel aan de theoretische onderbouwing van het praktijkmodel, waarbij ze op basis van bestaand onderzoek in kaart brengen hoe specifieke game designelementen (bv. game controls, level design, storytelling, multiplayer elementen, beloningen, …) samenhangen met speler betrokkenheid (Calleja, 2011) en hoe deze speler betrokkenheid zich ultiem vertaalt in effecten op het leerproces en leerrendement. Ze merken hierbij een grote overlap op tussen de literatuur over game-based learning en immersive learning (waar gebruikers telkens worden ondergedompeld in een rijke en meeslepende virtuele omgeving die hen in staat stelt om op een diepgaande en betekenisvolle manier te leren), waardoor het GLaDoS praktijkmodel potentieel ook binnen een dergelijke context kan worden toegepast.

GIMLI wil daarom gaan kijken of het GLaDoS praktijkmodel kan worden samengevoegd met het eerder ontwikkelde IMIL (Vanthournout, Wauthier, & Van Aken, 2022) uit het TETRA-project AI-gedreven VR-training (VLAIO, 2021).

Naast het theoretisch in kaart brengen van de relaties tussen designelementen, speler betrokkenheid en leerrendement, bekijken de GLaDoS onderzoekers ook welke manieren er al bestaan om deze variabelen te meten a.d.h.v. verschillende soorten data (bv. zelf-rapporteringsdata via vragenlijsten, psychofysiologische data). Hierbij stellen ze vast dat er nog geen robuuste methodologie bestaat om de cruciale variabele speler betrokkenheid te meten. Speler betrokkenheid is een complexe, multidimensionale variabele (Calleja, 2011), maar er is nog geen betrouwbare en valide vragenlijst voorhanden die deze verschillende dimensies van speler betrokkenheid kan meten (zoals betrokkenheid die voortkomt uit de interactie met de game controlemechanismen van de game, de game omgeving, het verhaal, de sociale elementen, de game regels, de emoties die de game oproept,…). Daarnaast weten we vanuit cognitieve psychologie dat emotionele opwinding (arousal) en aandacht belangrijke vereisten zijn voor het ervaren van betrokkenheid (Calleja, 2011), en dat die processen in kaart kunnen worden gebracht a.d.h.v. psychofysiologische meetapparatuur. Hoe dergelijke onderliggende processen kunnen worden ingezet in kader van (immersive) game-based learning is echter nog niet duidelijk. Bijgevolg meten de meeste effectiviteitsstudies dan ook enkel het leerrendement van educatieve games, maar krijgen ze nog geen zicht op de mechanismen die het leren mogelijk maken.

Het GIMLI-project streeft er daarom naar deze lacune te vullen door een geïntegreerd model te ontwikkelen dat niet alleen het bestaande theoretische kader uitbreidt naar andere immersieve media (zoals VR ervaringen), maar ook verder bekijkt hoe speler betrokkenheid in al diens dimensies kan worden gemeten door het in kaart brengen, combineren en eventueel aanvullen van bestaande meetinstrumenten. Hierbij zal eerst en vooral worden toegewerkt naar een verzameling van bestaande vragenlijsten die (onderdelen van) de verschillende dimensies van speler betrokkenheid kunnen meten (bv. Brockmyer et al., 2009; Busselle & Bilandzic, 2009; Gajadhar, 2012; IJsselsteijn et al., 2008; Jennett et al., 2008; Vanden Abeele et al., 2020; Witmer & Singer, 1998). Daarnaast zal worden onderzocht of speler betrokkenheid ook in kaart kan worden gebracht a.d.h.v. psychofysiologische maten. OLLI beschikt recent over een Shimmer 3 GSR + meettoestel (voor het meten van emotionele opwinding) en een Tobii Pro Fusion eye tracker (voor het meten van aandachtsprocessen) die het mogelijk zouden maken om dit verder te onderzoeken. Het project ambieert ten slotte om het praktijkmodel te testen en valideren via experimenteel onderzoek.

ONDERZOEKSVRAAG

De centrale vraag die het GIMLI-project zal onderzoeken is hoe immersieve leerervaringen, zoals in de vorm van digitale games en VR ervaringen, de speler betrokkenheid kunnen verhogen en hoe deze verhoogde betrokkenheid vervolgens het leerrendement beïnvloedt. Belangrijk daarbij is dat we ook toewerken naar een betrouwbare en valide manier om speler betrokkenheid te meten.

OV1: Hoe verhouden designelementen, speler betrokkenheid en leerrendement van immersieve leerervaringen zich ten opzichte van elkaar? OV2: Hoe kunnen we speler betrokkenheid meten aan de hand van zelf-rapporterings- en psychofysiologische maten?

METHODE

Om het GLaDoS praktijkmodel uit te breiden zodat het niet enkel game-based learning omvat maar toepasbaar is op alle vormen van immersive learning, zullen de onderzoekers eerst en vooral desk research uitvoeren, waarbij ze zich zullen baseren op bestaande praktijkgerichte en academische literatuur. Ze zullen theorieën en principes uit zowel game/immersive design als onderwijskunde [zoals het Player Involvement Model (Calleja, 2011), Flow theory (Csikszentmihalyi, 2000), Cognitive Affective Model of Immersive Learning (Makransky & Petersen, 2021), etc.] integreren in een update van het theoretisch model, waarbij designelementen in relatie worden gebracht met speler betrokkenheid en leerrendement. Vervolgens zal ook worden nagegaan hoe de variabelen uit het model kunnen worden gemeten en geëvalueerd in de context van immersieve media zoals games en VR. Hierbij wordt stilgestaan bij zowel zelf-rapporterings- als psychofysiologische meetinstrumenten (zoals eyetracking en het meten van huidgeleiding en hartslag). Tegelijkertijd zullen er behoefteanalyses worden uitgevoerd bij ontwikkelaars van (immersive) game-based leerervaringen, om na te gaan of het ontwikkelde praktijkmodel effectief relevant is voor het werkveld. Het praktijkmodel zal tot slot getest worden a.d.h.v. experimenteel onderzoek met een pre-test post-test design (om leerrendement in kaart te kunnen brengen), opgezet rond twee bestaande use cases (nl. immersieve/game-based leerervaringen). In overleg met de makers van deze use cases zal gekeken worden welke designelementen relevant zijn om te gaan manipuleren tussen condities, en welke doelgroep ze willen bereiken.

GEPLANDE RESULTATEN

Het project zal een geüpdatet praktijkmodel (O1) opleveren, dat getest zal worden door toepassing op use cases in experimenteel onderzoek.

Het praktijkmodel zal beschikbaar worden gesteld online, op diens eigen website, met downloadbare white paper(s) gericht op het werkveld die de theoretische en methodologische onderbouwing uiteenzetten (O2).

Het zal ook worden vertaald naar een presentatie die kan worden gegeven op praktijkevenementen (bv. OMG Festival; O3).

Tot slot zullen de resultaten van het experimenteel onderzoek in artikel(s) worden gegoten die kunnen worden ingediend voor wetenschappelijke conferenties (gericht op praktijk én academia) zoals Joint Conference on Serious Games, Game UX Summit en/of Media & Learning (O4).