SBIR Phase I: Astro-Engineer: Implement Problem-based Serious Games Approach to Engage Middle School Students in Engineering Design Challenges Related to Colonizing Space

SBIR 第一阶段:天文工程师:实施基于问题的严肃游戏方法,让中学生参与与殖民太空相关的工程设计挑战

基本信息

  • 批准号:
    0945681
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-01-01 至 2011-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This Small Business Innovation Research (SBIR) Phase I research project proposes to design, develop and conduct usability and feasibility testing on Astro-Engineer, a problem-based, commercial quality serious game module with embedded scaffolds to interest and engage middle school (7th and 8th grade) students in engineering design challenges related to colonizing space. The overall Phase I and II components of this SBIR project will be to design, develop and evaluate the full suite of five serious game modules with embedded mini games that serve as learning scaffolds, as well as a Teachers Guide, to interest and engage middle school students in learning engineering problem-solving approaches applied to authentic engineering design challenges, applying science and math to solve these challenges, and increasing student interest in engineering, engineering technology and related STEM topics, courses, and careers.By engaging middle school students in problem-based serious game modules based on authentic engineering challenges that are mapped to academic engineering standards and tied to the Project Lead the Way curriculum, middle school students will demonstrate a significant increase in: 1) learning outcomes related to specific engineering design concepts, tasks and problem solving approaches based on challenges related to colonizing space; 2) learning outcomes related to the ability to apply specific math and science skills to solve these engineering challenges; 3) interest in engineering, engineering technology and related STEM topics, courses and/or careers. While the focus for these gains is on all students, there is a particular emphasis on reaching under-represented populations (women, minorities, and persons with abilities). This project will help improve the knowledge base on how to effectively design serious games for STEM education, and specifically to teach the engineering design process, in such a way as to support student interest and learning, and to attract underrepresented populations in engineering. The project will test the usability and feasibility of Astro-Engineer with two classes of middle school students using a pre-post test, observation, surveys and interviews, and data will be analyzed to assess impact on specific populations of interest.
这个小企业创新研究(SBIR)第一阶段的研究项目提出了设计,开发和进行可用性和可行性测试的天文工程师,一个基于问题的,商业质量严重的游戏模块与嵌入式脚手架的兴趣和从事中学(7日和8日年级)学生在工程设计的挑战与殖民空间。该SBIR项目的第一阶段和第二阶段的总体组成部分将是设计、开发和评估全套五个严肃的游戏模块,其中嵌入了作为学习支架的小游戏,以及教师指南,以吸引和吸引中学生学习应用于真实工程设计挑战的工程问题解决方法,应用科学和数学解决这些挑战,提高学生对工程、工程技术和相关STEM主题、课程和职业的兴趣。通过让中学生参与基于问题的严肃游戏模块,这些模块基于真实的工程挑战,与学术工程标准相对应,并与Project Lead the Way课程相关联,中学生将在以下方面得到显著提高:1)与特定工程设计概念,任务和基于殖民空间相关挑战的问题解决方法相关的学习成果; 2)与应用特定数学和科学技能解决这些工程挑战的能力相关的学习成果; 3)对工程,工程技术和相关STEM主题,课程和/或职业的兴趣。虽然这些成果的重点是所有学生,但特别强调覆盖代表性不足的人口(妇女、少数民族和有能力的人)。该项目将有助于改善如何有效地为STEM教育设计严肃游戏的知识基础,特别是教授工程设计过程,以支持学生的兴趣和学习,并吸引工程领域代表性不足的人群。该项目将通过前后测试、观察、调查和访谈,测试Astro-Engineer在两个班级的中学生中的可用性和可行性,并对数据进行分析,以评估对特定人群的影响。

项目成果

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