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Authoring of Adaptive Single-Player Educational Games

Mehm, Florian :
Authoring of Adaptive Single-Player Educational Games.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2013)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Authoring of Adaptive Single-Player Educational Games
Language: English
Abstract:

Digital Educational Games, as one of the most important application areas of Serious Games, combine positive properties of digital games, such as strong motivation for players and inherent learning processes, with educational methods and technologies. Adaptive algorithms allow such games to be aligned automatically to the needs of different players, thereby increasing the learning efficacy. However, educational games are among the most complex game production endeavors, since they are often faced with small budget on the one hand and special requirements with impacts on all aspects of game development, from design through programming to asset production, on the other.

Authoring tools have been successfully created and used in fields related to Serious Games and educational games, including e-Learning, multimedia, interactive storytelling and entertainment games. These tools incorporate parts of the production workflows in their respective areas and allow all authors, including non-programmers, to create applications. While it appears beneficial to create authoring tools for educational games, we find that authoring tools for educational games have to account for the higher complexity and interactivity of games compared to other forms of multimedia and that they have not been researched thoroughly in the past.

These challenges are addressed in this thesis by presenting a concept for an authoring tool for adaptive educational single-player games that accounts for the specifics of educational game development. Major results are an educational game description model, concepts for adaptive control of educational games and author support mechanisms specifically for adaptive educational game authoring. These concepts are implemented in the authoring tool "StoryTec", which is validated in the course of a set of evaluation studies. The novel features of StoryTec include the specific support for adaptive educational games, a concept for structural and interaction templates shown to increase the efficiency and effectiveness of the authoring tool, as well as the support for collaborative work. It builds the foundation for a number of current and future research and development projects, including the extension towards authoring of multiplayer games, and is tested and used by over 120 members of an open community.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Lernspiele, als eine Form von Serious Games, nutzen die positiven Eigenschaften von Spielen, unter anderem die allgegenwärtigen Lernprozesse und motivierenden Effekte, um Lernende effektiv zu unterstützen. Während diese Kombination einen hohen Nutzen verspricht, ist die Entwicklung von Lernspielen sehr komplex im Vergleich zu reinen Unterhaltungs-Spielen. Dies ergibt sich aus den oftmals geringeren Budgets auf der einen Seite und zusätzlichen Anforderungen auf der anderen. Diese Anforderungen resultieren aus der Kombination von Spieleentwicklung und Lerninhalten, und äußern sich in Vorgaben für alle Schritte der Spielerstellung, von speziell angepassten Game Design und Inhalten bis zu der technischen Umsetzung. Autorensysteme haben sich in verwandten Gebieten wie dem E-Learning, Multimedia-Produktion, interaktiven Geschichten oder Unterhaltungs-Spielen als nützlich erwiesen. Diese Systeme bilden Aspekte der Produktionsketten in den jeweiligen Gebieten ab und unterstützen Autoren, also oftmals Nicht-Programmierer, in der Erstellung von interaktiven Anwendungen. Allerdings ist festzustellen, daß Autorensysteme für Spiele ein höheres Maß an Komplexität und Interaktivität unterstützen müssen als Autorensysteme in angrenzenden Gebieten. Diese Herausforderung wird in dieser Arbeit adressiert mittels eines Konzeptes für ein Autorensystem für adaptive Lernspiele, das die besonderen Anforderungen dieser Spielegattung unterstützt. Hauptergebnisse sind ein Modell für die Beschreibung ven Lernspielen, Konzepte für die adaptive Kontrolle von Lernspielen sowie Mechanismen zur spezifischen Unterstützung von Autoren bei der Erstellung von adaptiven Lernspielen. Diese Konzepte sind exemplarisch anhand des Autorensystems "StoryTec" umgesetzt, das in einer Reihe von Studien evaluiert wurde. Die neuartigen Eigenschaften von StoryTec sind die spezifische Unterstützung der Erstellung von adaptiven Lernspielen, ein Konzept für Struktur- und Interaktions-Vorlagen durch die eine Steigerung der Effizienz und Effektivität des Autorensystems gezeigt werden konnte. Weiterhin unterstützt das Autorensystem die kollaborative Erstellung von Lernspielen. Das Autorensystem wird als zentrale Komponente in einer Reihe von Forschungsprojekten eingesetzt, in deren Rahmen auch die Unterstützung für Mehrspieler-Spiele erforscht wird, und wird von über 120 Personen im Rahmen einer "Open Community" verwendet und getestet.German
Place of Publication: Darmstadt
Uncontrolled Keywords: Digital Educational Games, Serious Games, Authoring Tool, Adaptivity
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Computational Electromagnetics > t Multimedia Communications
Date Deposited: 16 Dec 2013 11:27
Last Modified: 16 Dec 2013 11:27
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-37218
Referees: Steinmetz, Prof. Dr. Ralf and Masuch, Prof. Dr. Maic
Refereed: 10 May 2013
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/3721
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