Serious game framework for statistics learning in higher education

Abstract

In recent years, video games have been growing in popularity and made their stand in the entertainment industry. This is reflected by the revenue increase in the video game industry and by the noticeable expansion of their target audience. Indeed, nowadays, video games are not only played by kids and teenagers, but adults are also spending their free time playing. This popularity is constantly leading to talks about incorporating video games in classrooms, referred to as serious games and using them as a learning strategy. Through simulations of day-to-day practical situations, or critical ones on a business environment, video games allow the development of capabilities, such as observation and reasoning skills. At the same time, Serious Games are strategically developed as a way to transmit knowledge to the users/students, and work as a tool in the learning process, applied to a variety of disciplinary areas, developing specific skills for each case. The main purpose of this dissertation is to develop a serious game framework, to provide a solid foundation for the creation of a full-fledged serious game to be used as an educational tool, to promote and present the day-to-day applicability of statistic concepts and in the exercise of decision making. The proposed idea is to create a challenging environment (investigation/pursuit of clues) where clues are contextualized in the statistics area through the practice of probability knowledge, confidence intervals and hypotheses tests. With this, the learning activities include decision making based on statistics’ subareas. The results of this work include an implementation of the first parts of the game and a game design featuring all aspects necessary to start further implementations. The work developed is a solid foundation for further development of the game. Specifically, the game structure and mechanics are defined, the core software architecture is implemented, as well as the start of the storyboard, serving as an example for other structural elements (scenes, dialogues, mini-games, etc.).

Nos últimos anos, os videojogos têm crescido em popularidade e cada vez mais têm vindo a reforçar a sua posição na indústria do entretenimento. Isto é refletido no aumento do rendimento da indústria dos videojogos e a expansão notável do seu público-alvo. Nos dias de hoje, os videojogos já não são apreciados apenas pelas crianças ou adolescentes, sendo que os adultos têm vindo cada vez mais a dedicar parte do seu tempo livre a jogar. Esta popularidade tem levado a um aumento de discussões acerca da incorporação dos videojogos nas salas de aulas, referindo-se aos mesmos como jogos sérios e usá-los como estratégias de aprendizagem. Através de simulações de situações práticas do dia-a-dia, ou situações críticas num ambiente industrial, os jogos sérios permitem o desenvolvimento de várias capacidades, tais como, capacidade de observação e raciocínio. Ao mesmo tempo, estes jogos são desenvolvidos de modo a transmitir conhecimento para os alunos/utilizadores e funcionam como uma ferramenta de suporte ao processo de aprendizagem, aplicado a várias arear disciplinares e desenvolvendo competências específicas para cada caso. O propósito principal desta dissertação passa pelo desenvolvimento da framework de um jogo sério, que disponibiliza ferramentas e informação suficiente para permite o futuro desenvolvimento de um jogo sério completo para ser usado como uma ferramenta de aprendizagem, que promove e apresenta a usabilidade de conceitos de estatística no dia-a-dia e no exercício de tomada de decisões. A ideia proposta é a criação de um ambiente virtual desafiante (investigação/procura de provas) onde as pistas estão contextualizadas na área da estatística, através da prática de conhecimentos de probabilidade, intervalos de confiança e testes de hipóteses. Com isto, as atividades para aprendizagem passam por tomadas de decisão baseadas em subáreas da estatística. Os resultados deste trabalho incluem a implementação das primeiras partes do jogo e o desenho do jogo envolvendo todos os aspetos necessários para futuras implementações. O trabalho desenvolvido é uma base sólida para futuros trabalhos, estando já implementadas a estrutura e mecânicas do jogo, a arquitetura principal do software e o início da narrativa, servindo como exemplos para outros elementos estruturais (cenas, cenários, minijogos, etc.).