The analysis of brain signals holds considerable importance in enhancing our comprehension of diverse learning techniques and cognitive mechanisms. Game-based learning is increasingly being recognized for its interactive and engaging educational approach. A pilot study of twelve participants divided into experimental and control groups was conducted to understand its effects on cognitive processes. Both groups were provided with the same contents regarding the basic structure of the graph. The participants in the experimental group engaged in a quiz-based game, while those in the control group watched a pre-recorded video. Functional Near-Infrared Spectroscopy (fNIRS) was employed to acquire cerebral signals, and a series of pre and post-tests were administered. The findings of our study indicate that the group engaged in the game activity displayed elevated levels of oxygenated hemoglobin compared to the group involved in watching videos. Conversely, the deoxygenated hemoglobin levels remained relatively consistent across both groups throughout the learning process. The aforementioned findings suggest that the use of game-based learning has a substantial influence on cognitive processes. Furthermore, it is evident that both the game and video groups exhibited higher neural activity in the Lateral Prefrontal cortex (PFC). The oxygenated hemoglobin ratio demonstrates that the game group had 2.33 times more neural processing in the Lateral PFC than the video group. This data is further supported by the knowledge gain analysis, which indicates that the game-based approach resulted in a 47.74% higher knowledge gain than the video group, as calculated from the difference in pre-and post-test scores.


翻译:脑信号分析对于提升我们对不同学习技术与认知机制的理解具有重要意义。游戏学习因其互动性和参与性教育方式而日益受到认可。本研究开展了一项包含十二名参与者的先导实验,参与者被分为实验组和对照组,旨在探究游戏学习对认知过程的影响。两组均学习了关于图基本结构的相同内容。实验组参与者参与了一项基于测验的游戏,而对照组则观看了一段预先录制的视频。研究采用功能性近红外光谱技术(fNIRS)采集大脑信号,并进行了前后测系列评估。研究结果表明,参与游戏活动的组别表现出更高的氧合血红蛋白水平,而观看视频的组别则较低。相反,两组在整个学习过程中脱氧血红蛋白水平保持相对一致。上述发现表明,游戏学习对认知过程有显著影响。此外,游戏组和视频组均在前外侧前额叶皮层(PFC)表现出更高的神经活动。氧合血红蛋白比率显示,游戏组在前外侧PFC的神经处理量是视频组的2.33倍。这一数据进一步得到了知识增益分析的支持,该分析表明,基于游戏的方法较视频组带来了47.74%更高的知识增益,该结果基于前后测成绩差异计算得出。

0
下载
关闭预览

相关内容

Group一直是研究计算机支持的合作工作、人机交互、计算机支持的协作学习和社会技术研究的主要场所。该会议将社会科学、计算机科学、工程、设计、价值观以及其他与小组工作相关的多个不同主题的工作结合起来,并进行了广泛的概念化。官网链接:https://group.acm.org/conferences/group20/
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员