Skalierbares Spieldesign

Das Ziel von Scalable Game Design ist es, Informatik in die K-12 Schulen zu bringen. Unsere Strategie besteht darin, die IT-Ausbildung auf einer systemischen Ebene zu reformieren, indem wir das Konzept des skalierbaren Spieldesigns als Ansatz für eine sorgfältige Balance zwischen pädagogischen und motivierenden Aspekten der IT-Kompetenz erforschen. Das ursprüngliche iDREAMS-Projekt (Integrative Design-based Reform-oriented Educational Approach for Motivating Students) sollte das Interesse an IT durch die natürliche Anziehungskraft der Schüler für Spieldesign wecken. Die zweite Phase des Projekts mit der Bezeichnung CT4TC (Computational Thinking for Teaching Computing) setzt das ursprüngliche Projekt fort, indem es durch die Sammlung und Analyse von Leistungsdaten genauer untersucht, wie das Spieldesign den Schülern beim Erlernen von MINT-Konzepten hilft. Die dritte Phase des Projekts mit der Bezeichnung oDREAMS (online Design-based Reform-oriented Educational Approach for Motivating Students) vergleicht die Auswirkungen auf die Schüler zwischen Lehrern, die eine persönliche Schulung, eine Online-Schulung oder eine Kombination aus beidem erhalten.

Unter Spieldesign verstehen wir den aktiven Prozess der Zusammenarbeit von Schülern bei der Problemlösung, Kreativität, Modellierung und Kommunikation. Spieldesign entwickelt eine Vielzahl von Fähigkeiten, die mit den MINT- und IT-Kompetenzrahmen wie der National Academy of Sciences Fluency with IT und den NETS-Standards der International Society for Technology in Education übereinstimmen.

Unter skalierbarem Spieldesign verstehen wir einen Lehrplan mit niedriger Schwelle und hoher Obergrenze. Dieser Lehrplan mit sanftem Lernanstieg ermöglicht es Schülern und Lehrern, schnell mit Spieldesign-Aktivitäten zu beginnen, die einfache klassische Spiele hervorbringen, und dann zu anspruchsvollen Spielen mit künstlicher Intelligenz überzugehen. Von dort aus schreiten die Schüler und Lehrer zur Entwicklung wissenschaftlicher Simulationen.

Der systemische Aspekt dieses Projekts erforscht weiterhin eine IT-Ausbildungsökologie, die vier Regionen mit abnehmendem Wohlstand und eine ständig wachsende nationale und internationale Lehrergruppe integriert.

Die Partner die an diesem Projekt arbeiten, das CU Computer Science Department, die School of Education, das Science Discovery Outreach Program und AgentSheets Inc, haben bereits Kooperationen in allen vier Regionen und darüber hinaus aufgebaut:

• Technologie-Zentrum: Boulder, CO, mit einer hohen Dichte an IT-Unternehmen und Bildungsmöglichkeiten; unser AgentSheets-Tool wurde bereits in allen Mittelschulen des Bezirks eingeführt, da es das Potenzial hat, IT-Kenntnisse und -Standards, Gerechtigkeit und Motivation zu fördern.
• Innerstädtisch: Aurora, CO, wo wir eine Pilotstudie zur IT-Bildung durchgeführt haben, um Fragen der allgemeinen Zugänglichkeit in Bezug auf Geschlecht und ethnische Zugehörigkeit zu untersuchen.
• Ländlich: Pueblo CO, Southwest Colorado Board of Cooperative Educational Services, ein 10000 Quadratmeilen großer Zusammenschluss von Schulbezirken.
• Abgelegene/Stammesgebiete: Ignacio, CO, und Oglala, SD, Reservate der amerikanischen Ureinwohner: Southern Ute, und Oglala Sioux.
• tional: Lehrer aus über 30 Staaten haben den Lehrplan mit Schülern in ihren Klassen eingeführt, und jedes Jahr werden weitere geschult.
• International: Brasilien, Schweiz, Deutschland, Mexiko, Slowakei und Thailand

Eine gebildete Bürgerschaft, die im 21. Jahrhundert an Innovationen in den Bereichen Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik teilnimmt und dazu beiträgt, wird umfassende Kenntnisse und Fähigkeiten in der Informatik (CS) benötigen. Die Schulsysteme müssen verstärkt darauf achten, dass die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit haben, rechnerisch zu denken und ein tieferes Verständnis dafür zu entwickeln, wie Technologien und Software als Konstruktionswerkzeuge eingesetzt werden. Die K-12-Schüler in den Vereinigten Staaten sind jedoch mit einer unterbrochenen Pipeline für die CS-Ausbildung konfrontiert. Als Antwort auf dieses Problem haben wir den Lehrplan Scalable Game Design entwickelt, der auf einer Strategie zur Integration von CS-Bildung in den regulären Lehrplan basiert. Diese Strategie bietet den Schülern die Möglichkeit, Spiele und Simulationen aus den Bereichen Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik zu entwerfen und zu programmieren. Es wurde ein Ansatz namens Computational Thinking Pattern Analysis entwickelt, um die für die Entwicklung von Spielen und Simulationen relevanten Fähigkeiten im Bereich des rechnerischen Denkens zu messen und in Beziehung zu setzen. Die Ergebnisse einer Studie mit mehr als 10 000 Schülerinnen und Schülern zeigen, dass dieses Curriculum von Lehrkräften verschiedener Fachrichtungen schnell angenommen wird, dass die Motivation der Schülerinnen und Schüler hoch ist, dass viele Frauen teilnehmen und dass das Interesse unabhängig vom demografischen Hintergrund ist.

Es gibt eine Vielzahl von Ansätzen, um Schülern von der K-12 bis zur Graduiertenschule Informatikkonzepte zu vermitteln. Ein solcher Ansatz besteht darin, die Attraktivität von Spieldesign und -erstellung zu nutzen, um Schülern das Programmieren und rechnerische Denken näher zu bringen. Scalable Game Design ermöglicht es Schülern mit unterschiedlichem Kenntnisstand, wichtige Konzepte in Abhängigkeit von ihrer Erfahrung zu lernen. In diesem Beitrag werden unsere Beobachtungen vorgestellt, die wir über mehrere Jahre hinweg mit Scalable Game Design gemacht haben, um Mittelschülern, Hochschulstudenten, Doktoranden und sogar Mittelschullehrern grundlegende Konzepte der Informatik und Pädagogik zu vermitteln. Die Ergebnisse zeigen, dass Scalable Game Design SchülerInnen unabhängig von ihrem Hintergrund anspricht und ein leistungsfähiges Lehrmittel ist, um SchülerInnen aller Altersgruppen für die Informatik zu interessieren. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass viele Schülerprojekte einen Transfer aufweisen, der es ihnen ermöglicht, komplexe Ideen aus allen Disziplinen für die Allgemeinheit zu erklären.