Hoe effectief zijn serious games eigenlijk?

Serious games worden populairder. De belofte dat serious games leerlingen kunnen motiveren om op een actieve en speelse manier te leren heeft, vooral de laatste 10 jaar, veel onderzoek naar de veronderstelde effectiviteit bevorderd. Serious games gebruiken in onderzoek is één ding, het daadwerkelijk toepassen in de praktijk brengt nog wel enkele problemen met zich mee. Zo kunnen docenten het lastig vinden om serious games een plek te geven in het curriculum of in de structuur van hun lessen. Ook is het selecteren, aanpassen of het zelf ontwikkelen van serious games tijdrovend en vergt het niet zelden specialistische kennis. Dat alles zou op zich geen probleem hoeven te zijn als serious games inderdaad zo effectief is als wordt beweerd. In dit artikel probeer ik daar een antwoord op te geven.

Leren met serious games

Wat bedoelen we eigenlijk als we het hebben over het leren met serious games? De multimedia theorie van Mayer veronderstelt dat voor effectief leren drie relevante leerprocessen moeten plaatsvinden (Mayer, 2011):

  • De selectie van nieuwe informatie
  • De organisatie van nieuwe informatie
  • De integratie met bestaande informatie

Serious games kunnen behoorlijk complexe leeromgevingen zijn waarin leerlingen niet alleen een nieuwe en moeilijke taak moeten uitvoeren, maar ook aandacht moeten hebben voor allerlei informatie en activiteiten op het scherm. Het is dan belangrijk dat leerlingen de relevante informatie weten te selecteren en de irrelevante informatie te negeren. De geselecteerde informatie kan niet bestaan uit losse onderdelen maar moet georganiseerd worden in een samenhangende structuur. Tenslotte moet de georganiseerde nieuwe informatie geïntegreerd worden met de reeds bestaande voorkennis. In de praktijk zijn de laatste twee moeilijk van elkaar te scheiden. In dit artikel zullen we daarom beide leerprocessen samenvoegen.

Als we de eerder genoemde praktische problemen in overweging nemen, zou de conclusie kunnen zijn dat de huidige generatie serious games eigenlijk tekort schiet.

Het is niet vanzelfsprekend dat deze leerprocessen ook inderdaad plaatsvinden. Dat geldt bij elke leeromgeving, dus ook bij serious games We zien bijvoorbeeld vaak dat het leren in serious games bestaat uit het verrichten van acties in de game waarbij de leerling de game wereld ziet veranderen. Dit kan leiden tot een vorm van intuïtieve kennis waarbij de nieuwe informatie niet goed geïntegreerd wordt met de voorkennis: de leerling weet de nieuwe kennis dan wel toe te passen in de game, maar vindt het moeilijk om deze kennis toe te passen in een andere context zoals een test (Leemkuil & de Jong, 2011).

Soorten onderzoek naar serious games

De vraag is of serious games er in slagen deze problemen te omzeilen en leerlingen te ondersteunen bij de eerder genoemde leerprocessen. Op dat gebied is, vooral de laatste 10 jaar, veel onderzoek gedaan. Om een goed beeld te krijgen van de verschillende soorten onderzoek kan de driedeling zoals die door Mayer (2011) is voorgesteld verhelderend zijn:

  • De 'media comparison' benadering
  • De 'added-value' benadering
  • De 'cognitive consequences' benadering

In de 'media comparison' benadering wordt een serious game vergeleken met het aanbieden van dezelfde leerstof via een ander medium (bijvoorbeeld een college). De 'added-value' benadering zoomt in op de serious game en onderzoekt of een specifiek kenmerk van de serious game de effectiviteit bevordert (bijvoorbeeld het al dan niet gebruiken van inhoudelijke feedback). Tenslotte kan onderzocht worden wat nu precies geleerd kan worden met serious games. In deze 'cognitive consequences' benadering kan bijvoorbeeld onderzocht worden of serious games vooral geschikt zijn voor algemene vaardigheden zoals ruimtelijk inzicht of ook voor domein-specifieke vaardigheden zoals het oplossen van wiskundeproblemen.

Om iets te kunnen zeggen over de effectiviteit van serious games in het algemeen kunnen we niet op één enkel onderzoek afgaan. Daarom hebben we juist meerdere studies met elkaar vergeleken. Voor een weloverwogen oordeel over de effectiviteit van serious games is het ook van belang dat alle drie de benaderingen worden meegenomen. Om de vraag rond effectiviteit te beantwoorden hebben we twee vergelijkende onderzoeken uitgevoerd; een waarin serious games vergeleken zijn met de gebruikelijke onderwijsmethoden en een waarin gekeken wordt of bepaalde vormen van ondersteuning een serious game effectiever kunnen maken. In het laatste geval zullen we ook kijken naar verschillende soorten leren.

Serious games vergeleken met gebruikelijke onderwijsmethoden

Het eerste vergelijkende onderzoek had een 'media comparison' benadering waarin serious games vergeleken werden met gebruikelijke onderwijsmethoden zoals colleges, het bestuderen van een tekstboek, opdrachten maken, discussies voeren etc. De algemene conclusie is dat serious games wel effectiever zijn dan gebruikelijke onderwijsmethoden, maar dat hun meerwaarde slechts marginaal is (Wouters, van Nimwegen, van Oostendorp & van der Spek, 2013). Als we de eerder genoemde praktische problemen in overweging nemen, zou de conclusie kunnen zijn dat de huidige generatie serious games eigenlijk tekort schiet. Maar dit is een algemeen beeld, gebaseerd op het samenvoegen van studies die betrekking hebben op verschillende soorten games, domeinen of vakken, leeftijdsgroepen enzovoort. Het zou best kunnen zijn dat serious games wel duidelijk effectiever zijn dan gebruikelijke onderwijsmethoden wanneer we kijken naar bepaalde kenmerken. Van deze kenmerken hebben we bij een aantal kunnen vaststellen dat ze tot een groot positief effect leiden:

  • Serious games combineren met andere onderwijsmethoden
  • Serious games gebruiken gedurende langere tijd
  • Samenwerken
  • Het visuele ontwerp van de serious game

Serious games combineren met andere onderwijsmethoden

Uit de vergelijking blijkt dat serious games die gecombineerd worden met andere onderwijsmethoden (bijvoorbeeld het spelen van de game wordt afgewisseld met discussies in de klas) effectiever zijn dan wanneer alleen serious games worden aangeboden. Een mogelijke verklaring hiervoor is dat de kennis die opgedaan is tijdens het spelen van de game door de additionele onderwijsmethoden explicieter gemaakt wordt. Bijvoorbeeld door discussies in de klas moeten de leerlingen hun kennis verwoorden en argumenten uitwisselen waardoor ze de ervaringen in de game dieper verwerken en meer inzicht krijgen in de leerstof. Vanuit leerpsychologisch oogpunt zou men kunnen zeggen dat de combinatie met een andere onderwijsmethode het organiseren/integreren van nieuwe kennis ondersteunt.

Uit de resultaten blijkt dat serious games met een simpel visueel ontwerp bijzonder effectief kunnen zijn.

Serious games gebruiken gedurende langere tijd

Ook blijkt het effect van serious games toe te nemen wanneer ze gebruikt worden gedurende een langere periode. Een serious game kan een complexe leeromgeving zijn en veel leerlingen zullen tijd nodig hebben om te wennen aan de nieuwe leeromgeving. Geredeneerd vanuit een leerpsychologisch perspectief verwerft de leerling door het herhaaldelijk spelen van de game de vaardigheid om de relevante informatie te selecteren. Vanuit praktisch oogpunt zijn dit belangrijke nuances. Docenten zien zich vaak geconfronteerd met de vraag hoe ze serious games kunnen inpassen in hun lessen (Baek, 2008). De mogelijkheid van de combinatie met andere onderwijsmethoden én het inzetten gedurende een langere termijn biedt meer flexibiliteit. Een docent kan bijvoorbeeld gedurende een langere periode elk lesuur beginnen met een korte sessie waarin de leerlingen de game spelen en de rest van het lesuur besteden aan reguliere lesactiviteiten en daarin teruggrijpen naar de ervaringen van de leerling in de game.

Samenwerken

Een derde factor betreft het positieve effect van samenwerken tijdens de serious game. Een mogelijke verklaring hiervoor is dat het samenwerken in de serious game de leerlingen stimuleert om actiever met de informatie om te gaan (bijvoorbeeld leerlingen kunnen bespreken hoe ze een probleem in de game het beste kunnen aanpakken). Leerpsychologisch gezien zou het samenwerken de leerlingen dan ondersteunen bij het organiseren/integreren van nieuwe informatie.

Het visuele ontwerp van de serious game

Wanneer gesproken wordt over het selecteren of ontwikkelen van serious games zou men eigenlijk geleid moeten worden door de leerinhoud, het domein en het soort leren dat centraal staat (relatief simpele kennis opdoen of complexere vaardigheden toepassen). Toch hebben overwegingen met betrekking tot het visuele ontwerp vaak nog een prominente rol: het moet er mooi en flitsend uitzien en de vergelijking met commerciële computer games kunnen aangaan. Ten onrechte! Uit de resultaten blijkt dat serious games met een simpel visueel ontwerp bijzonder effectief kunnen zijn. Wellicht komt dit omdat zo’n eenvoudig ontwerp weinig afleiding biedt en de leerling kan helpen om de informatie in de game die belangrijk is te selecteren.

Het effect van ondersteuning in serious games

Een andere manier om naar de effectiviteit van serious games te kijken is of bepaalde vormen van ondersteuning in de game een meerwaarde hebben. Voorbeelden van zulke ondersteuning zijn het stimuleren van reflectie, het geven van advies of het geven van inhoudelijke feedback. De veronderstelling hierbij is dat een vorm van ondersteuning de leerling kan helpen nieuwe informatie te selecteren en te organiseren/integreren. In een tweede vergelijkend onderzoek hebben we daarom vanuit een ‘added-value’ benadering gekeken of leerlingen meer leren wanneer ondersteuning is ingebouwd (Wouters & van Oostendorp, 2013).

Ook hebben we onderzocht of zulke ondersteuning beter is voor het leren van simpele informatie zoals woordjes leren of juist meer voor het leren van complexe vaardigheden zoals wiskundeproblemen oplossen. Wat direct opvalt is dat ondersteuning veel effectiever is voor het leren van complexe vaardigheden dan voor het leren van simpele informatie. Op zichzelf niet verwonderlijk als we ons realiseren dat complexe vaardigheden cognitief het meest veeleisend zijn. Interessant is ook dat ondersteuning vrijwel niets bijdraagt tot het beter leren spelen van de game. Dit lijkt de conclusie te onderbouwen dat ondersteuning in serious games wel degelijk zinvol is omdat we juist willen dat leerlingen niet zozeer goed of beter presteren in de serious game, maar domein-specifieke vaardigheden en kennis opdoen die ze ook buiten de game context kunnen toepassen. Wat precies onder ondersteuning verstaan kan worden is erg breed (in ons vergelijkend onderzoek kwamen we tot 24 verschillende vormen). Bovendien is het zo dat de vormen van ondersteuning zich op verschillende leerprocessen richten. Het beeld dat de resultaten dan laat zien is dat met name ondersteuning gericht op het helpen selecteren van relevante informatie effectief is. Met name het modaliteiteffect, feedback, modelleren en personalisatie.

Modaliteiteffect

Het modaliteiteffect stelt dat leerlingen meer leren als bij visuele informatie (denk aan een animatie) gesproken uitleg wordt aangeboden in plaats van geschreven uitleg. In feite helpt het modaliteiteffect bij het selecteren van relevante informatie omdat de leerling de animatie kan volgen en ondertussen de uitleg kan horen.

Feedback

Bij feedback wordt duidelijk gemaakt of een actie in de game juist was of krijgt de leerling uitleg waarom de actie wel of niet juist was. Dit helpt de leerling om de juiste informatie te selecteren. In een quiz game over de werking van het hart werd bijvoorbeeld gevonden dat uitleg bij de antwoorden van leerlingen in de game tot meer kennis over het hart leidde dan wanneer de feedback weggelaten werd (Cameron & Dwyer, 2005)

Modelleren

Bij modelleren krijgt de leerling eerst een voorbeeld waarin uitgelegd wordt hoe een probleem in de game opgelost kan worden en welke informatie daarbij belangrijk is. Bij soortgelijke problemen later in de game weet de leerling dan welke informatie van belang is bij het oplossen van het probleem. Bijvoorbeeld in een simulation game werd gevonden dat het aanbieden van een stappenplan om managementproblemen op te lossen vooral het leren van vaardigheden bevorderde (Sandberg, Wielinga & Christoph, 2012)

Personalisatie

Het aanpassen van de game context aan de persoonlijke interesses van leerlingen kan de betrokkenheid en daardoor de aandacht vergroten. Het zijn vaak details, bijvoorbeeld in een rekengame mochten leerlingen zelf de naam van 'de commandant' (de eigen naam) en diens adjudanten (namen van vrienden en vriendinnen) opgeven (Cordova & Lepper, 1996), maar het effect op het leren is bijzonder groot.

Hoewel er wel vormen van ondersteuning zijn die de leerling helpen de opgedane informatie adequaat te organiseren/ integreren met de reeds bestaande voorkennis, zijn de resultaten minder overtuigend. Uit ons vergelijkend onderzoek blijken er twee uit te springen: reflecteren en samenwerken (zie de resultaten van ons eerste onderzoek).

Reflecteren

Onder reflecteren wordt verstaan het nadenken over antwoorden of acties in de game om te komen tot een beter begrip van de leerinhoud in de game. De uitdaging in serious games is leerlingen te stimuleren om te reflecteren zonder het speelelement te verstoren. Zo vonden Johnson en Mayer (2010) in een serious game over elektriciteit dat het kiezen van een reden voor een bepaalde actie uit een lijst met mogelijke redenen het leren van vaardigheden bevorderde zonder dat dit de flow van de game verstoorde.

Conclusie

Ondanks alle optimisme is de meerwaarde van de huidige generatie serious games ten opzichte van gebruikelijke onderwijsmethoden beperkt. Het goede nieuws is wel dat de effectiviteit vergroot kan worden door gerichte ingrepen die de belangrijke leerprocessen stimuleren. Tabel 1 vat het nog eens samen.

  Leerprocessen
  Selecteren Organiseren/Integreren
Combineren met andere methoden   x
Meerdere sessies x  
Samenwerken   x
Gepast visueel ontwerp x  
Modaliteit x  
Feedback x  
Modelleren x  
Personalisatie x  
Reflectie   x
Samenwerken   x
Tabel 1. Mogelijke ingrepen om de effectiviteit van serious games te vergroten

Vanzelfsprekend is het belangrijk om verder te zoeken naar manieren waarop het leren met serious games verbeterd kan worden. Belangrijk is ook te kijken hoe ingrepen die effectief zijn gebleken (zie Tabel 1) met elkaar gecombineerd kunnen worden zodat alle relevante leerprocessen aangesproken worden. In dat kader werken bijvoorbeeld de universiteiten van Utrecht, Twente en Leuven aan een rekengame voor het vmbo waarbij eerst systematisch afzonderlijk het effect van veelbelovende vormen van ondersteuning zoals het stimuleren van reflectie, nieuwsgierigheid en integratie wordt onderzocht met de bedoeling om later de meest effectieve vormen van ondersteuning te combineren.

Referenties

Baek, Y. K. (2008). What hinders teachers in using computer and video games in the classroom? Exploring factors inhibiting the uptake of computer and video games. CyberPsychology & Behavior, 11, 665-671.
Cameron, B., & Dwyer, F. (2005). The effect of online gaming, cognition and feedback type in facilitating delayed achievement of different learning objectives. Journal of Interactive learning Research, 16, 243-258.
Cordova, D. L., & Lepper, M. R. (1996). Intrinsic motivation and the process of learning: Beneficial effects of contextualization, personalization, and choice. Journal of Educational Psychology, 88, 715-730.
Johnson, C. I., & Mayer, R. E. (2010). Applying the self-explanation principle to multimedia learning in a computer-based game-like environment. Computers in Human Behavior, 26, 1246-1252.
Leemkuil, H., & de Jong, T. (2011). Instructional support in games. In S. Tobias & D. Fletcher (Eds.), Computer games and instruction (pp. 353-369). Charlotte, NC: Information Age Publishing.
Mayer, R. E. (2011). Multimedia learning and games. In S. Tobias & J. D. Fletcher (Eds.), Computer games and instruction (pp. 281-305). Charlotte, NC: Information Age Publishing.
Sandberg, J. A. C., Wielinga, B. J., & Christoph, L. H. (2012). The role of prescriptive models in learning. Computers & Education, 59(2), 839-854.
Wouters, P., Van Nimwegen, C., Van Oostendorp, H., & Van der Spek, E. D. (2013). A meta-analysis of the cognitive and motivational effects of serious games. Journal of Educational Psychology, 105, 249-265.
Wouters, P., & Van Oostendorp, H. (2013). A meta-analytic review of the role of instructional support in game-based learning. Computers & Education, 60(1), 412-425.