本研究引入了一种新颖的计算框架，用于在开发过程中评估和预测严肃游戏的教育影响。通过使用有限状态机（FSM）和模型检测技术，本研究评估了严肃游戏“下一代战场（BSN）”在教授联合全域作战（JADO）相关概念方面的有效性。传统的评估方法通常依赖于资源密集型的人类试验，缺乏可扩展性，且无法早期洞察游戏机制与学习目标的一致性。本研究解决了传统评估方法的这些挑战。本研究做出了两项关键贡献。首先，它分析了参与BSN的本科生和研究生的真实数据，结合游戏前和游戏后的评估与调查，以衡量感知和实际的学习成果。其次，它构建并评估了BSN和第二个游戏“HVAC Attack!”的计算模型，以系统评估学习目标的覆盖范围。通过比较基于模型的预测与真实结果，该研究证明了该框架在全面人类试验之前识别设计缺陷、优化游戏机制和增强学习目标的能力。研究结果突显了该框架在军事训练应用之外的泛化潜力，为军事教育、企业培训及其他领域提供了可扩展、高效的解决方案。未来的方向包括从游戏材料自动生成FSM、建模更复杂的玩家行为，以及将学习目标支持内容检查器（LOSCCs）嵌入数字严肃游戏中以进行实时学习分析。关键词：基于游戏的学习；严肃游戏；评估；模型检测

本论文的其余部分分为四个附加章节。第二章概述了相关文献。第三章详细说明了用于进行研究的方法。第四章展示了研究的结果。最后，第五章总结了研究的贡献，并提出了未来工作的潜在方向。