儿童在严肃的营养教育电子游戏中的乐趣、用户体验满意度与学习之间的关系:实证试点研究

简介

针对儿童的严肃电子游戏

严肃的电子游戏是互动数字程序或应用程序，其目标超出娱乐或乐趣。这种类型的电子游戏旨在促进和鼓励广泛的目的，如教育、培训、技能发展、知识获取，甚至是行为和态度的改变。1，2］．将电子游戏用于严肃目的的主要理由是利用它们激励玩家、提供乐趣和吸引玩家的能力。1］．此外，它们的多功能性允许它们在广泛的领域中用作工具，如军事、政府、教育、公司、企业、旅游和卫生[3.］．大多数严肃的游戏都有积极的结果，总的来说，它们比传统的教学方法更有效。4-7］．

为儿童设计的严肃电子游戏的开发和使用在过去十年中有所增加[8-11］．研究人员鼓励儿童使用电子游戏，因为儿童(无论年龄、性别和背景)都对电子游戏感兴趣。9，因为电子游戏可以让他们在一个安全的环境中练习不同的技能。此外，电子游戏可作为一种替代方法，以影响在传统教育方法下学习有困难的儿童[1］．目前，针对儿童的严肃电子游戏应用广泛，如STEM教育、肥胖预防、营养教育、慢性疾病、精神病学、学习障碍和认知发展[9-14］．

虽然关于严肃电子游戏对儿童的潜在影响的文献越来越多[9-15，研究人员倾向于忽略孩子在游戏过程中的体验，以及这些体验如何影响严肃游戏的成功、有效性和结果。更好地了解他们的经历有助于为孩子们设计更有效、更吸引人的严肃电子游戏。16-20.］．

严肃游戏中的乐趣和用户体验满意度

影响任何电子游戏的接受、使用和成功的两个最著名的因素是玩家的乐趣和玩家的体验满意度。21-26］．如果玩家不喜欢游戏或没有令人满意的游戏体验，他们就不会玩游戏。27］．然而，电子游戏领域对于乐趣和用户体验满意度的定义缺乏共识。21，24］．此外，作为术语，它们经常与许多其他术语互换使用，其中一些术语在概念上重叠(如粘性、流、乐趣、可玩性和沉浸感)。21，24］．

根据Crutzen等人[21］享受指“从电子游戏中获得满足感的行为或状态”。享受是一个多维度的概念，包括注意力集中、目标清晰、反馈、挑战、自主性、沉浸感、社交互动、知识提升、能力、叙事运输和相关性等维度。21，27，28］．同时，Phan等人[24定义的游戏用户体验满意度指的是“玩家在玩电子游戏时对自己体验的满意程度。”游戏用户体验满意度涉及不同维度，如可用性(或可玩性)、叙事、创意自由、音频和视觉美学以及个人满足感。23，24，26］．

乐趣和玩家体验满意度是影响严肃游戏成功和有效性的重要因素。17，21，29]因为无聊或设计糟糕的严肃电子游戏有让人失望并最终疏远目标用户的风险。30.］．之前的研究已经发现，技术能力、美学表现、游戏设计元素和乐趣因素(如角色、对话和幽默)等因素会影响严肃游戏的可接受性。17］．此外，游戏目标、自由度、叙事、互动、挑战、感觉、反馈、乐趣水平、可用性和神秘性等因素对严肃游戏的有效性至关重要。29，31］．这些因素也会影响情绪。19]，订婚[21，32]、满意[33-35]，以及性能[34，36]的球员。严肃的电子游戏能够提供出色的可用性。35，37]和享受[38]与娱乐电子游戏相比[17，39］．

严肃游戏中的乐趣、用户体验满意度和学习

研究[20.，40-44在严肃游戏中描述玩家学习的乐趣和用户体验满意度之间的关系，得出了相互矛盾的结论。有些研究表明，在严肃游戏中，乐趣可以被视为与学习相反的结果。40，41]，其他研究指出，乐趣和用户体验满意度可以积极影响玩家的学习动机和学习结果。特别是幻想、表现、感官刺激、神秘、控制、评估、叙事、现实主义、适应性、互动、反馈、汇报、图形、乐趣、规则和目标等属性可以支持玩家的学习。42]，影响玩家的认知投入和动机[20.，42，43，并影响玩家的学习结果[20.，44］．

尽管乐趣和用户体验是促进严肃游戏学习的重要概念，但令人惊讶的是，很少有研究[45-50研究人员测量了严肃游戏情境下的乐趣和用户体验满意度的维度，并分析了它们与玩家学习的关系。Giannakos [45他在一项中学生玩数学游戏的研究中发现，玩家的乐趣与学习成绩有显著的关系。Hamari等[46]，在一项研究中，高中生玩了一个光学游戏和一个工程动力学游戏，发现投入对学习有积极的影响，挑战影响学习，感知挑战是学习结果的一个强有力的预测因素。相反，他们认为沉浸式学习对学习没有显著影响。福基德斯等人[47]，在一项让大学生玩历史游戏和数学游戏的研究中，发现乐趣、目标清晰性、现实性和叙述充分性是影响用户对严肃游戏学习效果看法的最重要因素;相反，他们认为存在感、易用性和动机有边际效应。伊藤和佩特科[48在一项让小学生(10至13岁)玩游戏来培养网络技能的研究中，研究人员发现，乐趣可以鼓励玩家学习，但对学习成果的影响很小。在最近一项针对9至12岁学生的研究中，Iten和Petko [49自我报告的认知学习进步与快乐正相关。以卜拉欣撒得和阿拉维[50他在一项让高中生玩商业策略游戏的研究中发现，游戏的乐趣可以显著预测玩家的词汇学习情况。

虽然有越来越多的文献阐述了玩家在玩严肃电子游戏时的乐趣和体验满意度的重要性，以及它们与玩家学习的关系，但目前，在严肃游戏的背景下，很少有研究调查这些概念与青少年(8 - 10岁)学习之间的关系。上述大多数研究[45-50]在青少年(10至19岁)中进行评估[45-49]或年轻成人[50]，而包括儿童的调查也包括青少年[48，49]，尽管他们在智力和情感成长方面存在差异[51，52］．乐趣和用户体验满意度的重要性以及这些概念对学习的影响在儿童与青少年或年轻人中可能有所不同[19］．

客观的

本研究通过研究8至10岁儿童在玩严肃电子游戏时的学习、用户体验满意度和乐趣之间的关系来弥补这一研究差距。

假设

假设1:快乐与儿童的学习呈正相关。

假设2:快乐影响儿童的学习。

假设3:用户体验满意度与儿童学习呈正相关。

假设4:用户体验满意度影响儿童学习。

方法

概述

这项研究是一个全面项目的一部分，目的是了解严肃的电子游戏对儿童的影响。视频游戏FoodRateMaster和用于获得学习数据的研究过程之前已经详细描述过[53］．

FoodRateMaster

一个多学科团队通过广泛的形成性研究过程开发了FoodRateMaster。fooddratemaster是专门为幼儿设计的，旨在教导他们食物营养素的建议范围，以帮助他们决定是否应减少或维持某些食物的摄入量[53］．

FoodRateMaster有6个级别(图1)，复制一个真正的食品机构(例如，食品卡车，餐馆或杂货店)。在每个场景中(图2)，一个邪恶的厨师准备菜单;玩家根据食物的营养信息来决定食物是可以食用(健康)还是必须减少(不健康)。玩家使用自己的角色将健康食品(绿色标签)放入“保持篮子”(绿色篮子)，将不健康食品(黄色和红色标签)放入“减少篮子”(红色篮子)。玩家移动角色来分类食物和避开障碍物。保持健康的饮食或减少不健康的食物可以让他们保持健康的生活方式，从而赢得分数。此外，当玩家正确地将不健康食品替换为健康食品时，他们可以获得额外的积分。否则，如果玩家犯了太多错误，那么他们就不能获得足够的分数来解锁后续关卡。最后，一个结果屏幕显示所获得的点数，不正确的食物分类，以及玩家在全球排名中的位置(图3)．

FoodRateMaster的几个关键元素旨在鼓励享受并产生令人满意的用户体验[53(1)玩家需要完成游戏任务的原因有两个角色:邪恶的厨师和需要对食物更挑剔的孩子。图4)．(2)使用叙事、反馈机制和吸引人的视听元素来鼓励玩家的沉浸感、专注力和乐趣。(3)通过不同关卡的累积难度曲线来调整挑战，鼓励玩家在游戏结束时的乐趣(图1)．(4)学习策略，如行为重复和替代(图2)和认知重构来指导知识提升(图5)．此外，在fooddratemaster中，孩子们必须发挥他们的创造力和好奇心，弄清楚如何利用营养标签和营养红绿灯上的信息，更好地决定吃什么食物。这些策略的一个例子是利用食物之间的联系来促进和加快他们的决策。(5)使用了儿童的情感场景(例如，当他们吃了不健康的食物，体重增加，可能遭受戏弄和欺凌)。(6)评分系统和排名板评估玩家的游戏表现。

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参与招聘

墨西哥一所小学(3、4、5年级)的10岁至10岁的儿童(n=62)被邀请参加这项试点研究。我们为孩子们做了一场“食物制造者”的演示，介绍了它的用途、特点、元素以及如何玩。我们获得了有兴趣参与的孩子家长的书面同意。参加是自愿的，并没有为征聘作出额外努力。机构审查委员会恩塞纳达高等科学教育调查中心(恩塞纳达科学研究和高等教育中心)批准了这项研究。

措施

我们使用以下3份问卷收集数据:食物知识问卷[53]、egamflow问卷[54]，以及游戏用户体验满意度量表(GUESS)问卷[24］．

食物知识问卷[53这项研究是由一个多学科团队根据墨西哥人经常食用的90种食物(49种健康食物和41种不健康食物)开发的。3点反应格式用于评估每种食物健康的(维持或增加摄入量)，不健康的(减少摄入量)，或我不知道．该分数是正确回答问题的总数，最高为90分。

egamflow问卷[54]是一个有效和可靠的工具，用于评估电子学习游戏为用户提供的乐趣水平。该量表包括8个分量表中的42个条目[27，54]:浓度-游戏应该要求注意力集中，玩家应该能够专注于游戏;目标清晰游戏应该在适当的时候为玩家提供明确的目标;反馈玩家必须在适当的时间收到关于他们的行动和朝着目标前进的适当反馈;挑战游戏应该有足够的挑战性，并符合玩家的技能水平自治玩家应该在游戏中对自己的行动有一种控制感浸玩家应该能够轻松深入地融入游戏中社会互动游戏应该支持并创造社交互动机会;知识的进步-游戏支持和激励玩家获取、整合和应用所教授的知识。GUESS问卷[24是一种有效而可靠的工具，用于评估不同类型电子游戏的用户满意度，包括9个分量表中的55个项目:可用性(或可玩性) -游戏可以在有明确目标的情况下轻松进行，并最少受到界面和控制的干扰;叙述-游戏的故事元素及其捕捉玩家兴趣和塑造玩家情感的能力;用大字写玩-游戏应该抓住玩家的注意力和兴趣享受-玩家从游戏中获得的乐趣创作自由-游戏应该培养玩家的创造力和好奇心;音频美学-游戏的听觉方面(如音效)以及它们对游戏体验的丰富程度个人的满足-玩家的成就感、成功欲望和继续玩游戏的欲望;社会连通性游戏应该促进玩家之间的社交联系;视觉美学-游戏的图像以及它们对玩家的吸引力。egamflow量表是用于评估严肃游戏乐趣的最广泛的问卷之一。55］．

我们使用了除了egamflow社交互动和GUESS社交连接之外的所有子量表，因为FoodRateMaster不包括社交功能。根据Phan等人[24不适用的GUESS子量表(游戏邦注:即未包含在被评估的电子游戏中的功能)可以省略。在两份问卷中，李克特式的5点回答格式从强烈反对来强烈同意用来测量每一项。我们只使用了5个点，因为在响应量表上增加额外的点几乎没有额外的效用[56]，影响物品价值和心理距离[57］．此外，儿童可以在5种回答选项中进行区分，并且不倾向于中立点[58］．

数据收集

在前测阶段，参与者被分配了唯一的标识符，并完成了食物知识问卷。在接下来的45天里，孩子们用FoodRateMaster进行了12次游戏，每次至少15分钟(游戏时间:平均3.5小时，SD 0.8)。在测试后阶段(游戏结束后的第二天)，孩子们完成了食物知识问卷(再次)，EGameFlow问卷[54]，以及GUESS问卷[24］．孩子们花了大约15分钟完成每一份问卷。最初，我们对这些问卷进行了试点测试，发现孩子们在回答这些问题时没有任何问题。

数据分析

数据分析采用SPSS统计软件(version 26;IBM公司)。在所有分析中，统计学显著性为5% (P< . 05)。一对双尾t进行了测试，以检验测试前和测试后知识得分的差异。皮尔逊相关进行了检查的关系，享受和用户体验满意度，包括他们的子量表，测试后的知识分数。我们还对EGameFlow和GUESS分数进行了标准多元回归，以确定它们的子量表是否可以预测后测儿童知识的结果，并检验它们的相关性。基于(1)egamflow分量表和(2)GUESS分量表，计算独立多元线性回归来预测后测儿童的知识。进行了初步分析，以确保没有违反线性回归分析的假设(准则包括在括号内)[59，60]:线性、正态性、非零方差(方差>0)、无数据轮廓(每个参与者的标准化残差值从−3.29到3.29)、共线性(对于所有变量，方差膨胀因子<10或公差>0.1)和独立误差(Durbin-Watson值从1.5到2.5)。

结果

2名儿童的数据被排除在分析之外(即这2名学生没有完成所有的问卷);因此，研究完成率为97%(60/62):29名女生，31名男生(年龄:平均9岁，标准差0.8岁)。

前测和后测知识得分的平均值分别为56.95 (SD 10.71，范围30-75)和67.88 (SD 10.71，范围30-85)。此外，平均享受和用户体验满意度得分分别为4.16 (SD 0.55，范围2.28-5.00)和4.29 (SD 0.54，范围2.79-5.00)。前测的知识得分显著低于后测(平均差−11.12，标准差8.27;t₅₉=−10.41,P<措施)。因此，在游戏后，儿童的营养知识增加了。

我们发现相关性(表1)后测知识得分与乐趣之间的关系(egamflow量表:r₅₈= 0.36,P=.005)，以及后测知识得分与用户体验满意度之间的关系(GUESS量表:r₅₈= 0.34,P= .008)。此外，我们发现后测知识与以下egamflow子量表之间存在关联:r₅₈= 0.38,P=.003)、知识提升(r₅₈= 0.38,P=.003)，以及目标清晰(r₅₈= 0.29,P= .02点)。此外，在测试后知识和以下GUESS分量表之间发现了关联:r₅₈= 0.35,P=.006)，创作自由(r₅₈= 0.26,P=.04)，以及视觉美学(r₅₈= 0.32,P= . 01)。

两个模型均满足线性回归分析的所有假设。回归结果表明，基于egamflow量表的模型解释了27%的方差(大效应[61])，并且该模型是儿童学习的一个重要预测指标(F_7日,52= 2.74,P= .02点)。表2描述每个子量表对总被解释方差的贡献;只有2个分量表有显著贡献，即挑战(β=0.40, t₅₂= 2.17,P=.04)和知识提高(β=。29日,t₅₂= 2.06,P= .04点)。同时，回归结果表明，基于GUESS量表的模型解释了26%的方差(大效应)，该模型是儿童学习的显著预测因子(F_8日,51= 2.20,P= .04点)。然而，如图所示表2，没有一个分量表有显著的贡献。

讨论

主要结果

本研究调查了儿童玩严肃电子游戏时的乐趣和用户体验满意度与学习的关系。据我们所知，这是第一篇分析8至10岁儿童这些关系的论文。总的来说，研究结果表明，严肃游戏可以为儿童提供乐趣和满意的用户体验，正如乐趣和用户体验满意度水平所证明的那样。研究结果特别表明，当孩子们玩严肃的电子游戏时，他们的学习乐趣和用户体验满意度显著相关。此外，儿童在用于评估乐趣和用户体验满意度的问卷子量表上给出的评分是他们学习的重要预测因素。挑战和知识提升(EGameFlow)与儿童学习相关，并有助于预测儿童学习。同时，叙事、创造自由和视觉美学(GUESS)与儿童的学习相关;然而，这并不有助于预测学习。

与之前工作的比较

鉴于我们的研究考察了乐趣和用户体验对幼儿(年龄在8至10岁之间)学习的影响，与现有涉及青少年或年轻人的研究相比，将这些发现与以前的研究结果联系起来是一项艰巨的任务[45-47］．即便如此，乐趣和用户体验与学习相关的发现，可以帮助预测玩家学习，这为之前的研究提供了进一步的支持。45-47，49，50］．此外，据我们所知，这是第一个在严肃的健康游戏中分析这些因素之间关系的研究。

乐趣和基于游戏的学习

假设1和假设2来自于快乐与儿童学习正相关的期望，并可以预测，得到了证实(假设1:r₅₈= 0.36,P= .005;假设2:F_7日,52= 2.74,P= .02点)。这些结果与之前的研究结果一致，即快乐与学习成绩有显著的关系。45-47，49快乐可以预测学习[50]，此外，这一因素对严肃游戏的有效性有显著的贡献[4，17］．

使用egamflow量表，发现挑战和知识提高与预测儿童的学习相关并有助于预测。关于挑战，这一发现是意料之中的，因为挑战和技能之间的关系决定了玩家在游戏过程中的粘性水平。62］．因此，最佳难度应该与用户完成每个目标所需的技能相匹配。27］．这一结果支持了一些研究结果，即挑战是决定严肃游戏成功的关键因素。20.，29，34，43]与玩家的学习有关[46，50］．关于知识提升，严肃的游戏应该融入策略，提供玩家需要学习和整合的知识，以实现游戏目标。54］．我们的结果支持Ebrahimzadeth和Alavi [50，他发现知识的提高与玩家的学习是正相关的。此外，目标清晰度与儿童的学习相关。这一结果为研究结果提供了支持[43，47明确的目标能够提高玩家的粘性并影响学习效率。然而，这一结果与其他研究的结果形成了对比[46，47，50明确目标的清晰度不会影响玩家的学习。

浓度(P=.49)，反馈(P=.19)，自主权(P=.93)，以及沉浸(P=.65)与孩子的学习无关，也不能预测。这些结果可能与儿童如何感知严肃游戏的反馈、他们对自主和认知的需求以及他们的感觉寻求有关[43］．这一结果进一步支持了以往的研究[46，47，50，并指出注意力、反馈和沉浸感并不会影响玩家的学习。然而，这一结果与其他研究结果形成了鲜明对比，这些研究表明，在严肃游戏中，注意力对学习至关重要。18，27]，即反馈会影响玩家的学习[18，20.，36，43，44，自主性是影响严肃游戏有效性的重要因素[20.，29，43]并且与玩家的学习相关[50］．最后，沉浸感对学习结果的实际影响似乎在电子游戏用于教育目的时更加复杂。63］．而一些研究[31，50，64他们注意到沉浸感是影响严肃游戏效果的一个重要因素。31]与玩家的学习有关[50，64]、其他研究[63，65已经发现沉浸感会限制玩家的学习，因为玩家会因为认知负荷的增加而忽略电子游戏的教育目标。

用户体验满意度和基于游戏的学习

假设3和假设4来自于用户体验满意度与儿童的学习呈正相关，并且可以预测儿童的学习，数据分析证实了这一点(假设3:r₅₈= 0.27,P= .04点;假设4:F_8日,51= 2.20,P= .04点)。将这些发现与之前的研究结果进行比较是很困难的，因为大多数现有研究都专注于使用GUESS量表来评估严肃游戏(例如，[66，67])，并且(据我们所知)之前没有研究涉及GUESS量表和子量表与玩家学习之间的关系。

使用猜测、叙事、创作自由和视觉美学与儿童的学习相关，但没有一个有助于预测儿童的学习。叙述通过让玩家沉浸在框架知识的背景中而促进情境认知[68］．我们的结果支持了那些注意到叙事对学习影响的研究[17，21，29，43，44，69并且发现叙述与玩家的学习是正相关的[47，50］．关于创造性自由，游戏本身就是一个创造性的过程，它可以在想法、对象和行为之间培养新的和新颖的联系。70］．通过这种方式，严肃游戏为积极、批判性和创造性的学习提供了一个安全的环境，允许用户探索技能、方法和概念。71］．以往的研究[72，73已经报道了严肃游戏对思维的有用性;然而，据我们所知，目前还没有研究分析创造性自由与玩家学习之间的相关性。此外，我们的研究结果进一步支持了先前的研究，即视觉美学对严肃游戏的可接受性和玩家学习的影响。17，20.，29，33，42，44并报告游戏的美学呈现与学习结果之间的统计关联[74］．

在本研究中，可用性(或可玩性)(P=.11)，玩全神贯注(P=.25)，享受(P=.47)、音频美学(P=.45)，以及个人满足(P=.24)与儿童的学习没有达到静态显著相关，也不有助于预测。我们的结果支持Fokides等人的结果[47)，他发现可用性(或可玩性)与玩家的学习之间没有显著的关系，它只影响玩家的乐趣。然而，我们的结果与Tolentino等人的发现相反[35，他认为严肃的电子游戏应该有高水平的可用性。玩家专注度类似于egamflow量表中的沉浸感子量表，后者与学习无关。由于egamflow量表的分数与儿童学习之间存在相关性，因此GUESS量表的快乐分量表与儿童学习之间缺乏相关性是令人惊讶的。我们认为这一结果是由于GUESS量表的乐趣子量表，不包括egamflow量表中考虑的所有影响乐趣的因素。最后，尽管之前的研究也提到了音频美学的重要性[20.，29，75]和个人满足[29来激发玩家在严肃游戏中的动机和沉浸感，但据我们所知，此前并没有研究分析这些分量表与玩家学习之间的相关性。

局限性和未来工作

这项研究面临着一些局限性。首先，自我报告测量的乐趣和用户体验满意度可以高度敏感的受访者的理解和愿意提供诚实的答案。其次，由于参与研究的儿童样本很小，因此对结果的解释应谨慎。样本量本可以更大，从而使人们对统计分析和结果的稳健性更有信心。然而，考虑到我们的主要目标是探索儿童学习与乐趣和用户体验满意度之间的关系，我们相信我们的结果为研究人员探索儿童严肃电子游戏的设计提供了一个很好的起点。第三，由于空间和时间的限制，不同班级的孩子在同一时间参加游戏站的游戏。这种情况可能会影响参与者的行为(游戏邦注:即在游戏中的更高或更低表现)。第四，一些学生更熟悉电子游戏，这可能影响了他们的表现。第五，会议的频率和会期是预先确定的。在现实环境中，游戏时间更长、频率更高是很常见的，这可能会加速玩家对电子游戏的厌倦，甚至会导致电子游戏倦怠。76]，从而影响学习、享受和用户满意度。第六，这些学生的年龄范围也很有限，这限制了研究结果的普遍性。最后，孩子们只玩了一个严肃的游戏。为了克服这些问题，我们建议对不同年龄段和不同电子游戏体验水平的学生进行类似的研究，使用几种不同的严肃电子游戏，让玩家可以按照自己的节奏进行游戏。

对于未来的工作，我们计划在广泛的年龄范围内对用户进行全面研究，以提供可推广的结果。此外，基于玩家年龄对乐趣和用户体验满意度的影响的洞察，在未来的研究中，我们还计划进行年龄分析，评估年龄的重要性，确定其与乐趣和用户体验满意度与学习的关系之间的关联，以及不同年龄用户的不同分量表之间是否存在变异性。

结论

总之，本研究报告的结果有助于更好地理解玩严肃游戏时乐趣和用户体验对儿童学习的相关性和影响。这些发现应该在儿童严肃电子游戏开发的设计阶段加以考虑，并表明，由于儿童的乐趣和用户体验满意度与他们的学习显著相关，并且乐趣和用户体验满意度是儿童在玩严肃电子游戏时学习的重要预测因素，当为儿童设计严肃电子游戏时，执行能够促进用户体验享受和满意度的元素是非常重要的。特别是，电子游戏应该具有足够的挑战性，符合儿童的技能，并包括支持和激励玩家获取和应用所学知识的元素。明确的目标、叙事、创作自由和视觉美学与儿童的学习呈正相关;因此，严肃儿童电子游戏的设计师应该致力于提供明确的目标，制作能够抓住玩家兴趣、塑造玩家情感、培养他们创造力和好奇心的元素，并在游戏中加入吸引人的图像元素。