Wraz z rozwojem naszej wiedzy na temat procesów przyswajania nowych treści rośnie nasza umiejętność tworzenia lepszych, ciekawszych i bardziej efektywnych materiałów edukacyjnych. Neuronauki, w tym neurodydaktyka, instruują nas, jak powinniśmy uczyć się samemu oraz jak przekazywać tę wiedzę dalej. W dalszej części artykułu zostanie zaprezentowana gra edukacyjna, która powstała według wyżej wspomnianych zasad.

W roku szkolnym 2022/2023 funkcjonowało w Polsce ok. 22,5 tys. placówek wychowania przedszkolnego, ok. 14 tys. szkół podstawowych oraz ok. 6,5 tys. szkół ponadpodstawowych. Praktycznie wszystkie wspomniane placówki zobowiązane są do corocznego przeprowadzania ćwiczeń ewakuacyjnych z udziałem uczniów i nauczycieli. Aby zwiększyć ich efektywność i ułatwić przyswajanie przez uczniów wiedzy na temat prawidłowego przebiegu ewakuacji oraz tematów pokrewnych, stworzona została edukacyjna gra decyzyjna.

Nauka o uczeniu się

Przekonanie, że umysł człowieka w momencie narodzin jest jak tabula rasa, czyli czysta karta, w świetle aktualnych zdobyczy nauki okazuje się błędne. Już przychodząc na świat, mamy „wgrane” pewne wzorce uczenia się. Owe wytyczne, którymi dysponuje nasz mózg, wpływają na efektywność, z jaką przyswaja on potrzebną mu wiedzę, i na skuteczność określania, co okaże się dla niego w przyszłości przydatne.

Skuteczność naszych naturalnych wzorców i zdolności do nauki uwydatnia się, gdy analizujemy konieczną liczbę powtórzeń lub przykładów wymaganych do opanowania konkretnej umiejętności w zestawieniu z procesem nauki sztucznej sieci neuronowej. To porównanie rzuca światło na fascynujące różnice między sposobem, w jaki ludzki umysł przyswaja informacje, a mechaniką działania sztucznych sieci.

Przykłady tych umiejętności obejmują rozpoznawanie elementów otaczającego świata, takich jak samochód na zdjęciu czy detale ludzkiej twarzy. To, co dziecko osiąga po kilku próbach, wymaga znacznie większej liczby powtórzeń od sztucznej sieci neuronowej. Naturalne zdolności adaptacyjne człowieka, zdolność do generalizacji i szybkiego przyswajania złożonych kontekstów stawiają go w pozycji przewagi w stosunku do maszyn, które potrzebują znacznie więcej danych treningowych.

Nauka zajmująca się efektywnym wykorzystaniem naszych naturalnych predyspozycji do zdobywania wiedzy, zgodnie z wynikami badań nad funkcjonowaniem ludzkiego mózgu, nosi nazwę neurodydaktyki. To interdyscyplinarne podejście łączy nauki pedagogiczne z neurobiologią, mając na celu rozwinięcie nowatorskich koncepcji dydaktycznych opartych na głębokim zrozumieniu procesów poznawczych.

Głównym celem neurodydaktyki jest przekładanie teorii neuronauk na praktyczne strategie nauczania, które lepiej odpowiadają naturalnym mechanizmom przyjmowania wiedzy przez ludzki umysł. W efekcie opracowywane koncepcje dydaktyczne są zoptymalizowane pod kątem skuteczności procesu nauki, bazując na precyzyjnym zrozumieniu, jak ludzki mózg przetwarza, koduje i utrwala informacje.

Zasady prawidłowego uczenia się

Wiedza, którą zyskujemy, zapoznając się z odkryciami wcześniej wspomnianych dziedzin nauki, jest niezwykle obszerna. Jeśli ktoś chciałby dowiedzieć się więcej na ten temat, odsyłam między innymi do pozycji zamieszczonych literaturze.

Oto zaś niektóre z najistotniejszych aspektów skutecznego uczenia się.

• Zaangażowanie

Wagę zaangażowania w procesie kształcenia u organizmów żywych ilustruje np. eksperyment karuzelowy. W tej unikalnej próbie umieszczono dwa kocięta wewnątrz karuzeli – jedno miało nałożoną smycz, drugie zaś znajdowało się w wózku. Celem eksperymentu było zapewnienie zwierzętom identycznych bodźców wzrokowych, z podkreśleniem różnicy w poziomie zaangażowania – jedno zwierzę było aktywne, poruszając się samodzielnie, a drugie pasywne, przemieszczając się tą samą trasą, jednak bez kontroli nad własnym ruchem.

Mimo że kwestie etyczne związane z eksperymentem budzą pewne zastrzeżenia, uzyskane wyniki rzucają światło na znaczenie zaangażowania dla nabywania nowych umiejętności. Po zakończeniu eksperymentu oba kocięta zostały poddane testom, które wykazały, że u aktywnego kocięcia rozwinięty został normalny, prawidłowo funkcjonujący wzrok. U kota znajdującego się w wózku zauważono trudności w zaliczaniu testów sprawdzających sprawność tego zmysłu. Na przykład w próbie klifu, w której kocię miało wybór między zejściem ze stromego zbocza lub łagodnego spadku, zwierzę wybierało drogę w sposób przypadkowy.

Opisany eksperyment stanowi jedno z wielu potwierdzeń tezy, że bierny organizm uczy się słabo, a nawet wcale. Efektywna nauka wymaga aktywnego tworzenia i sprawdzania hipotez w środowisku zewnętrznym.

• Poczucie przydatności informacji

Świadomość przydatności informacji odgrywa kluczową rolę w procesie nabywania nowej wiedzy. W badaniach nad naturą funkcjonowania mózgu dostrzega się pewne egoistyczne inklinacje, które sprawiają, że mózg skoncentrowany jest głównie na własnym ja. W procesie podejmowania decyzji kieruje się subiektywnymi kryteriami, co ma istotny wpływ na sposób, w jaki ocenia nowe informacje.

W trakcie procesu uczenia się mózg dokładnie ocenia przydatność nowych danych, kierując się pytaniem o ich istotność z perspektywy jednostki. To podejście znajduje potwierdzenie w badaniach, które pokazują, że informacje związane z osobistym doświadczeniem są najefektywniej zapisywane w strukturach pamięci.

• Informacja zwrotna

To nieodzowne narzędzie korygowania błędów i dostosowywania strategii uczenia się. W trakcie procesu nauki mózg nieustannie monitoruje swoje działania i wyniki, porównując je z oczekiwaniami. Informacja zwrotna pozwala na identyfikację rozbieżności między oczekiwaniami a rzeczywistością. W związku z tym dobrze zaplanowana informacja zwrotna, dostarczana w odpowiednim czasie, jest kluczowa dla skutecznego przyswajania wiedzy i umiejętności.

• Uwaga

To proces kognitywny, który pozwala na selektywne koncentrowanie się na określonych bodźcach z otoczenia, co jest niezbędne do skutecznego przyswajania informacji. Utrzymanie uwagi na dłuższy czas może być wyzwaniem, dlatego też proces nauczania musi być zaprojektowany w sposób angażujący i motywujący.

• Konsolidacja

To proces, który polega na przenoszeniu nowo zdobytej wiedzy z pamięci krótkotrwałej do długotrwałej. Stanowi on kluczowy etap w procesie uczenia się, ponieważ decyduje o trwałości i dostępności zapamiętanych informacji. Konsolidacja odbywa się głównie podczas snu, kiedy mózg przetwarza i porządkuje zgromadzone dane. Dlatego też odpowiednia ilość snu i jego jakość są niezwykle ważne dla efektywnego uczenia się. Ponadto techniki takie jak powtarzanie materiału i regularne testowanie wiedzy mogą wspierać proces konsolidacji.

Struktura i przebieg gry

Po uruchomieniu i załadowaniu się gry przed graczem ukazuje się ekran menu z dostępnymi opcjami, w tym najważniejszą – „Rozpocznij”. Po wybraniu jej pojawia się dodatkowy panel, umożliwiający wybór jednego z czterech poziomów, na którym gracz chciałby zagrać. Przy pierwszym uruchomieniu gry dostępny jest wyłącznie poziom początkowy. Ukończenie pierwszego etapu i zapoznanie gracza z podstawowymi zagadnieniami pozwala odblokować kolejny etap. Analogicznie sytuacja wygląda z poziomami trzecim i czwartym. Poszczególne etapy różnią się tematyką:

• Etap 1. Ewakuacja z budynku – jak powinna przebiegać standardowa ewakuacja.
• Etap 2. Zgłoszenie incydentu – w jaki sposób zachować się, zgłaszając potencjalnie niebezpieczne zdarzenie.
• Etap 3. Znaki i plan ewakuacji – jak czytać znaki i plan ewakuacyjny znajdujące się w obiektach.
• Etap 4. Uwięzienie w płonącym budynku – jak zachować się w momencie uwięzienia wewnątrz budynku ogarniętego pożarem.

W momencie rozpoczęcia gry gracz poznaje maskotkę, która jest jego przewodnikiem i towarzyszy mu przez cały jej przebieg. Jako przewodnik zadaje pytania oraz komentuje udzielone przez gracza odpowiedzi, niejednokrotnie rozbudowując opis sytuacji, albo dzieli się z graczem swoimi spostrzeżeniami.

Po zapoznaniu się z maskotką graczowi ukazuje się fragment nagrania wideo, który w pewnym momencie zostaje zatrzymany. W tej właśnie chwili maskotka zadaje pytanie i czeka na odpowiedź. Gracz udziela odpowiedzi przez wciśniecie jednego z trzech przycisków na dole ekranu. Każdorazowo po udzieleniu odpowiedzi oczom gracza ukazuje się scena zawierająca krótką i prostą animację, komentarz maskotki, licznik zdobytych do tej pory gwiazdek (za każdą dobrą odpowiedź na danym poziomie otrzymuje się w nagrodę gwiazdkę), przycisk przejścia do dalszej rozgrywki, a czasami dodatkowy przycisk umożliwiający zapoznanie się z którąś z ciekawostek.

W przypadku udzielenia błędnej odpowiedzi maskotka tłumaczy błąd, dając graczowi natychmiastową informację zwrotną. Następnie osoba grająca zostaje przeniesiona do początku sceny, w której popełniła błąd i ma okazję ponownie zmierzyć się z przedstawioną tam sytuacją. Aby zniwelować znużenie i zniecierpliwienie, którego mogą doświadczać gracze oglądający po raz kolejny ten sam przebieg zdarzeń, gra na bieżąco kontroluje liczbę wyświetleń danej sceny. Jeśli scena została już wcześniej przedstawiona w danej rozgrywce, pojawia się przycisk „Pomiń”, umożliwiający pominięcie odtwarzanego materiału wideo. Jeśli odpowiedź udzielona przez gracza była poprawna, również wyświetla się komentarz maskotki. Dodatkowo gracz zostaje nagrodzony gwiazdką oraz uzyskuje możliwość przejścia do kolejnej sceny w ramach danego etapu.

Po udzieleniu poprawnej odpowiedzi na wszystkie pytania na danym poziomie gracz odbiera gratulacje od maskotki, po czym zostaje przeniesiony do ekranu menu. W tym też momencie odblokowywany zostaje kolejny poziom, o czym gracz może się przekonać po wciśnięciu przycisku „Rozpocznij”.

Mechanizmy zastosowane w grze

Wykorzystując wytyczne neuronauki, w prezentowanej grze zastosowano szereg mechanizmów zwiększających jej efektywność jako narzędzia edukacyjnego. Poniżej kilka przykładów wykorzystanych mechanik.

• Perspektywa pierwszoosobowa

Gracz obserwuje wydarzenia z perspektywy pierwszej osoby, co pozwala mu lepiej wczuć się w sytuację postaci, którą kieruje. Zwiększa to immersję i realistyczne doświadczenie rozgrywki. Łatwiej mu uzmysłowić sobie, że poruszane zagadnienia mogą dotyczyć jego samego.

• Odblokowywanie kolejnych etapów

Po ukończeniu jednego etapu gracz odblokowuje kolejny. Ten mechanizm działa na układ nagrody w mózgu, motywując do dalszego działania przez gratyfikację za poświęcony czas i wysiłek.

• Tematyczny podział gry

Gra jest podzielona na tematyczne etapy, co umożliwia łatwiejsze powtarzanie konkretnych zagadnień bez konieczności przechodzenia przez cały materiał. Ułatwia to koncentrację na poszczególnych aspektach przekazywanej wiedzy.

• Maskotka towarzysząca

Obecność maskotki wpływa pozytywnie na odbiór przekazywanych informacji, budując pewnego rodzaju relację z przewodnikiem po grze.

• Przycisk pomijania scen

Gracz ma możliwość pomijania scen przy ich ponownym oglądaniu, co zapobiega uczuciu znużenia i utrzymuje wysoki poziom zaangażowania.

• Ukryte ciekawostki

W grze ukryto ciekawostki, które mobilizują gracza do ponownego przechodzenia gry. Mogą one pojawiać się zarówno przy poprawnych, jak i błędnych odpowiedziach, wzbudzając zainteresowanie i zaskoczenie. Chęć odnalezienia kolejnych ciekawostek może być również czynnikiem zachęcającym do ponownego przejścia gry, co z kolei wpłynie pozytywnie na konsolidację zdobytej wiedzy.

• Natychmiastowa informacja zwrotna

Po każdej odpowiedzi pojawia się panel podsumowujący, który natychmiast informuje gracza, czy podjęta decyzja była poprawna. Ułatwia to zapamiętanie właściwych reakcji oraz znacznie przyspiesza proces uczenia się.

• Forma testowa

Zgodnie z przeprowadzonymi badaniami wplecenie w proces kształcenia jakiejś formy testu widocznie poprawia jej skuteczność.

• Atrakcyjna oprawa wizualna i dźwiękowa

Gra charakteryzuje się atrakcyjną oprawą wizualną i ścieżką dźwiękową, co przykuwa uwagę gracza, zwiększając jego skupienie na przedstawionych wydarzeniach.

• Wizualizacja stanów emocjonalnych maskotki

Maskotka przedstawiana jest w stanie emocjonalnym zależnym od tego, czy gracz udzielił poprawnej, czy błędnej odpowiedzi. Uwiarygodnia to postać maskotki, jednocześnie dodatkowo angażując gracza emocjonalnie.

• Losowe rozmieszczenie przycisków

Przyciski rozmieszczane są na ekranie w losowej kolejności, co zmusza gracza do zapętania treści udzielonej odpowiedzi, nie zaś jej lokalizacji na ekranie.

• Przekaz w formie historii

Ludzki mózg ma skłonność do słuchania historii, a także umiejętność do wyciągania wniosków na ich podstawie. Mózg przedstawia wysłuchiwaną historię tak, jakby to osoba słuchająca sama w niej uczestniczyła.

Wieloplatformowość

Kluczowym założeniem produkcji tego materiału edukacyjnego było zapewnienie jego łatwej dostępności i dystrybucji. Gra została zatem opracowana w formie elektronicznej, co pozwala na jej łatwe rozpowszechnianie. Przyjęto przy tym strategię wieloplatformowości.

Gra dostępna jest w wersjach na różne systemy operacyjne, w tym Windows oraz Android, co gwarantuje kompatybilność z różnymi typami urządzeń. Dodatkowo może być uruchamiana w przeglądarce internetowej, co eliminuje konieczność instalacji na urządzeniu użytkownika i umożliwia natychmiastowy dostęp do treści edukacyjnych.

Propozycja zastosowania gry

Główną ideą było wykorzystanie gry jako materiału edukacyjnego dla uczniów szkół podstawowych oraz ponadpodstawowych. Niemniej jednak nie ma przeciwskazań do tego, by była formą zapoznania z procesem ewakuacji również w innych placówkach.

Najłatwiejsze w zastosowaniu wydaje się być uruchomienie uczniom gry do wspólnego przejścia w ramach lekcji edukacji dla bezpieczeństwa lub na godzinie wychowawczej.

Przy braku takiej możliwości pewną opcją staje się możliwość rozesłania linków do odtworzenia gry w wersji online lub umożliwiających pobranie gry.

Dostęp do gry

Z gry można skorzystać za darmo, dostęp do niej w celach niekomercyjnych jest w swobodny. Aby uruchomić grę, należy użyć QR-kodu lub linku znajdującego się poniżej. Na stronie internetowej jest możliwość pobrania odpowiedniej wersji gry lub uruchomienia jej w formie przeglądarkowej.

Przy instalacji osoba chcąca pobrać pliki zostanie zapytana o chęć przekazania pewnej kwoty autorowi, nie jest to jednak wymagane. Aby uzyskać dostęp do pobrania gry bez konieczności płacenia za nią, wystarczy kliknąć na napis „Nie, dzięki, po prostu zabierz mnie do pobierania” lub w wersji anglojęzycznej „No thanks, just take me to the downloads”. Po tej czynności pojawi się ekran z wyborem plików dla różnych systemów operacyjnych.

Literatura

[1] Żylińska M., Neurodydaktyka. Nauczanie i uczenie się przyjazne mózgowi, wyd. I, Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, Toruń 2013, ISBN 978-83-231-3092-5.

[2] Dahaene S., Jak się uczymy? Dlaczego mózgi uczą się lepiej niż komputery … jak dotąd, wyd. I dodruk, wydawnictwo Copernicus Center Press sp. z o.o., Kraków 2021, ISBN 978-83-7886-562-9.

[3] Ramachandran V.S., Neuronauka o podstawach człowieczeństwa. O czym mówi mózg?, wyd. I dodruk 4, Wydawnictwo Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa 2022.

[4] Kaczmarzyk M., Szkoła neuronów, wyd. II, wydawnictwo Dobra Literatura, Słupsk 2018, ISBN 978-83-65897-44-2.

Gra edukacyjna

Ekran startowy gry ewakuacyjnej

Etap dotyczący czytania znaków ewakuacyjnych

Asystent w formie maskotki komentuje odpowiedzi gracza

Fragment z przerywnika filmowego