Educational systems based on computer games: analysis of tools and development features.

No Thumbnail Available

Files

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Perustieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
Electronic archive copy is available locally at the Harald Herlin Learning Centre. The staff of Aalto University has access to the electronic bachelor's theses by logging into Aaltodoc with their personal Aalto user ID. Read more about the availability of the bachelor's theses.
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2024-05-08

Department

Major/Subject

Tietotekniikka

Mcode

SCI3027

Degree programme

Teknistieteellinen kandidaattiohjelma

Language

en

Pages

31

Series

Abstract

Information technology is used in many different ways in vast fields such as scientific research, medicine, finance and modern education. With the spread of information technology, previously incompatible fields such as computer entertainment and education have been brought together, and as a result, educational games have emerged as an interesting way to improve learning experiences. Educational games refer to video games that are designed to teach a certain subject such as mathematics or art. This literature review examines educational games, their most important features, how educational games are developed and what are the effects of educational games on learning. The research question is how educational games can improve learning, what are the theoretical foundations of educational games and what tools are used in their development. The research is done with a literature review, that examines literature related to the development of video games, as well as scientific articles investigating educational games. In addition, the work has also utilized case studies in which the effect of educational games has been studied in the teaching of different age groups. The work does not examine other educational technologies or financial aspects. The main result is that well-designed educational games significantly increase study motivation and improve learning efficiency and learning results. When designing and developing educational games, the emphasis is on aligning game mechanics with educational goals. These game mechanics include mechanics, story, aesthetics, technology, and pedagogy. The literature review also looks at the different stages of game development, and the decisions made in the early stages of development have a great impact on the functionality of educational games. Game developers can also improve educational games by making use of students' previous knowledge, organizing information logically, offering practice opportunities in the game and giving personal feedback to students. Such games offer unique opportunities for personalizing learning and active participation. Game-based learning (GBL) has been shown to improve students' digital literacy, increase persistence in studying, increase creativity and improve problem-solving skills. At the end of the study, the latest tools that can be used in the development of educational games will be reviewed. These tools include the Unity ML Agents Toolkit, Tensorflow's Agents, Microsoft Bonsai, Promethean AI, and Aethir. With the help of the tools in question, educational games can be improved and teaching can be made more effective. Educational games show great potential in reforming the education sector and it is important that new technologies are researched and utilized. These technologies include virtual reality (VR) and augmented reality (AR), and future research should focus on how these technologies can improve learning. In addition, educational games require close cooperation between teachers and game developers.

Tietotekniikkaa käytetään monin eri tavoin valtavilla aloilla, kuten tieteellisessä tutkimuksessa, lääketieteessä, finanssialalla ja nykyaikaisessa koulutuksessa. Tietotekniikan yleistyessä aiemmin yhteensopimattomat alat kuten tietokoneviihde ja koulutus ovat tuotu yhteen, ja tämän seurauksena opettavaiset pelit ovat nousseet mielenkiintoiseksi tavaksi parantaa oppimiskokemuksia. Opettavaisilla peleillä tarkoitetaan videopelejä, jotka on suunniteltu opettamaan jotain tiettyä aihetta kuten matematiikkaa tai taidetta. Tämä kirjallisuuskatsaus tutkii opettavaisia pelejä, niiden tärkeimpiä piirteitä, miten opettavaisia pelejä kehitetään ja mitkä ovat opettavaisten pelien vaikutukset oppimiseen. Tutkimusongelmana tutkitaan millä tavoin opettavaiset pelit voivat parantaa oppimista, mitkä ovat opettavaisten pelien teoreettiset perusteet ja mitä työkaluja niiden kehityksessä käytetään. Tutkimuksessa on hyödynnetty kirjallisuuskatsausta, joka tutkii videopelien kehittämiseen liittyvää kirjallisuutta sekä opettavaisia pelejä tutkivia tieteellisiä artikkeleita. Lisäksi työssä on myös hyödynnetty tapaustutkimuksia, joissa opetuspelien vaikutusta on tutkittu eri ikäryhmien opetuksessa. Työssä ei tutkita muita koulutusteknologioita tai taloudellisia näkökohtia. Keskeisimpänä tuloksena havaitaan, että hyvin suunnitellut opettavaiset pelit lisäävät opiskelumotivaatiota merkittävästi sekä parantavat oppimisen tehokkuutta ja oppimistuloksia. Opettavaisia pelejä suunniteltaessa ja kehittäessä korostuu pelimekaniikkojen kohdistaminen opetustavoitteiden kanssa. Näihin pelimekaniikkoihin kuuluvat mekaniikat, tarina, estetiikka, teknologia ja pedagogiikka. Kirjallisuuskatsaus käsittelee myös pelikehityksen eri vaiheita, ja huomataan että kehityksen alkuvaiheessa tehdyillä päätöksillä on suuri vaikutus opettavaisien pelien toimivuuteen. Pelikehittäjät voivat parantaa opettavia pelejä myös hyödyntämällä opiskelijoiden aiempaa tietoa, järjestämällä informaation loogisesti, tarjoamalla harjoittelumahdollisuuksia pelissä ja antamalla henkilökohtaista palautetta oppilaille. Tällaiset pelit tarjoavat ainutlaatuisia mahdollisuuksia oppimisen henkilökohtaistamiseen sekä aktiiviseen osallistumiseen. Pelipohjaisen oppimisen (engl. game-based learning, GBL) on näytetty parantavan opiskelijoiden digitaalista lukutaitoa, lisäävän sinnikkyyttä opiskelussa, lisäävän luovuutta ja parantavan ongelmanratkaisutaitoja. Työn lopussa käydään läpi uusimpia työkaluja, joita opettavien pelien kehittämisessä voidaan hyödyntää. Näihin työkaluihin sisältyvät Unity ML Agents Toolkit, Tensorflow’s Agents, Microsoft Bonsai, Promethean AI ja Aethir. Kyseisten työkalujen avulla opettavaisia pelejä voidaan parantaa ja opetuksesta voidaan tehdä tehokkaampaa. Opettavaiset pelit näyttävät suurta potentiaalia opetusalan uudistamisessa ja on tärkeää, että uusia teknologioita tutkitaan ja hyödynnetään. Näihin teknologioihin sisältyvät virtuaalitodellisuus (engl. Virtual Reality, VR) sekä lisätty todellisuus (Augmented Reality, AR) ja tulevaisuuden tutkimuksen pitäisi keskittyä miten nämä teknologiat voivat parantaa oppimista. Lisäksi opettavaiset pelit vaativat tiivistä yhteistyötä opettajien sekä pelinkehittäjien välillä.

Description

Supervisor

Savioja, Lauri

Thesis advisor

Malykhina, Tetiana

Keywords

opettavaiset pelit, pelisuunnittelu, oppimisprosessit, koulutusteknologia, educational games, game design

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202405283891

Collections

[kand] Perustieteiden korkeakoulu / SCI