نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• سیده فاطمه نورانی ¹
• محمد سرکانی ²
• زهرا کریمی ³

¹ گروه فناوری اطلاعات و مهندسی کامپیوتر، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

² گروه مهندسی فناوری اطلاعات، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مجازی نور طوبی، تهران، ایران

³ گروه علوم کامپیوتر، دانشکده علوم ریاضی، دانشگاه شهر کرد، شهرکرد، ایران

چکیده

موقعیت‌هایی مانند رقابت و مشارکت را به صورت ریاضی مدل کرده و نتایج آنها را پیش‌بینی کند. نکته کلیدی در نظریه بازی این است که سود طرفین رقابت یا مشارکت وابسته به تصمیمات یکدیگر است. فضای آموزش و یادگیری یک فضای انکارناپذیر از تعاملات بین یادگیرندگان، مدرسان  و کارکنان آموزشی است، که با مدل کردن تعامل این افراد می­توان به تحلیل و ارائه شرایطی جهت پیش‌بینی و در نتیجه بهره­وری بیشتر آموزشی پرداخت. در این مقاله، برای اولین بار عبارت نظریه بازیِ آموزشی (Educational Game Theory) را برای استفاده از نظریه بازی در حوزه آموزش به‌کار می­بریم. هدف تحقیق حاضر، برجسته کردن انواعِ کاربرد و مدل­سازی­های نظریه بازی در پرداختن به جنبه­های مختلف آموزش و یادگیری در پژوهش­های انجام شده در طی سال‌های 1987 تا 2022 و در نهایت اولویت‌بندی انواع کاربردها است.
روش‌ها‌: این پژوهش از نظر هدف کاربردی است و بررسی جامعی از تحقیقات انجام شده در خصوص استفاده از نظریه بازی در حوزه آموزش و یادگیری ارائه می­دهد. در مرحله اول، با جستجو در منابع علمی و تحقیقاتی الکترونیکی و مطالعه اولیه چکیده، مقدمه و نتیجه­گیری مقالات، 42 مقاله، مطابق هدف تحقیق تشخیص داده شدند. سپس، هرکدام از مقالات مورد مطالعه، از چهار جنبه مورد بررسی و تحلیل دقیق قرار گرفتند: این پژو­هش­ در حوزه آموزش و یادگیری، چه استفاده و کاربردی از نظریه بازی را منظور نموده­اند؟ آیا در پژوهش­ مورد نظر طراحی مکانیزمی ارائه شده است؟ تعاملات چه افرادی در حوزه آموزش(اعم از یادگیرنده، استاد، کارکنان و والدین) مدل شده است و اساساً بازیکنان مدل­ پیشنهادی در مقاله چه کسانی در حوزه آموزش هستند؟ و در نهایت، مقاله مورد نظر، مدل پیشنهادی خود را چگونه ارزیابی و اثبات نموده­ است؟در مرحله دوم، با استفاده از ابزار پرسش‌نامه، کاربردهای نظریه بازی در حوزه آموزش اولویت‌بندی شدند. در این مرحله از روش تصمیم‌گیری چند معیاره بهترین – بدترین (BWM) به‌منظور اولویت‌بندی کاربردها استفاده‌شده است.
یافته‌ها: در تحقیق حاضر، استفاده از نظریه بازی در حوزه آموزش و یادگیری را در شش دسته تقسیم‌بندی نمودیم. دسته اول تحقیقاتی هستند که به تحلیل رفتار مشارکتی در شرایط مختلف می­پردازند. دسته دوم تحقیقاتی هستند که از نظریه بازی جهت ایجاد محیطی برای یادگیری بیشتر استفاده می­کنند. دسته سوم، مقالاتی که از نظریه بازی جهت مدل‌سازی شرایط اثرگذار بر کیفیت آموزش و ایجاد محیط برای یادگیری بیشتر استفاده می­کنند. دسته چهارم، پژوهش­هایی که مدل‌سازی شرایط ارزیابی یادگیرنده را انجام می­دهند. دسته پنجم، رفتارِآموزشی مدرسان با یکدیگر و شیوه تدریس آنها را مدل‌سازی و تحلیل می­نمایند. دسته ششم، مقالاتی هستند که فضای یادگیری مشارکتی را مد نظر قرار داده و با استفاده از نظریه بازی، به توصیه منابع آموزشی به اعضای گروه می­پرازند.
از منظر مدل‌سازی روابط، %60 مقالات، تعامل بین یادگیرندگان با یکدگر را مدل نموده­اند، %29 تعامل مدرسان با یادگیرندگان را مدل نموده­اند و %7 مقالات به مدل نمودن تعامل مدرسان  با یکدگر پرداخته­اند. یک مقاله تعامل پدر و مادر در تصمیم‌گیری در خصوص بکارگیری معلم خصوصی را و یک مقاله نیز ارتباط کارمند و یادگیرنده در خصوص تقلب را مدل نموده­اند.
تجزیه‌وتحلیل یافته‌ها با استفاده از روش BMW نشان داد که کاربردهایی مانند«ارزیابی یادگیرندگان»، «افزایش یادگیری» و «پیشنهاد محتوا» به ترتیب بالاترین اولویت‌ها را به خود اختصاص داده‌اند. کاربردهایی مانند «تحلیل رفتارِ آموزشی مدرسان»، «بررسی عوامل محیطی مؤثر بر آموزش» و «تحلیل رفتار مشارکتی» در اولویت‌های پایین‌تر قرار دارند.
نتیجه‌گیری: در این پژوهش، سازمان­دهی رویکردهای مختلف تحقیقاتی در استفاده از نظریه بازی در حوزه آموزش صورت می­گیرد. حوزه ارزیابی یادگیرنده توسط استاد یا همگروه، گروه­بندی برای فعالیت مشارکتی، استفاده از مدل کاربر و مدل‌سازی تلویحی، از موضوعاتی هستند که نیاز به پژوهش و تحقیق بیشتر در حوزه مدل‌سازی فضای آموزش با استفاده از نظریه بازی دارند. همچنین در مدل‌سازی تعامل یادگیرنده/ یادگیرنده و یادگیرنده/ استاد، پس از مدل‌سازی فضای یادگیری، طراحی مکانیزم­ های تشویق جهت ترغیب بازیکنان در مسیر حصول یادگیری بیشتر، از مواردی است که نیاز به پژوهش و تحقیق بیشتر دارد. نتایج حاصل از این پژوهش، دیدگاهی مهیا خواهد کرد که برای محققان بحث آموزش و یادگیری در خصوص استفاده از نظریه بازی در بحث مدل‌سازی فضای آموزش و یادگیری و ایجاد شرایطی برای افزایش بهره ­وری آموزشی می‌تواند ارزشمند باشد.

کلیدواژه‌ها

• نظریه بازی
• آموزش
• مدل‌سازی
• BWM

20.1001.1.20080441.1402.17.2.10.1

موضوعات

• کاربرد بازی در آموزش

عنوان مقاله [English]

Identifying and prioritizing the applications of game theory in the educational and learning environments using the BWM

نویسندگان [English]

• S.F. Noorani ¹
• M. Serkani ²
• Z. Karimi ³

¹ Department of Information Technology and Computer Engineering, Faculty of engineering, Payame Noor University (PNU), Tehran, Iran

² Department of Information Technology Engineering, Faculty of Engineering, Noore Touba Virtual University, Tehran, Iran

³ Department of computer science, Faculty of mathematical science, Sharkord University (SKU), Sharkord, Iran

چکیده [English]

Background and Objectives: Game Theory is a branch of applied mathematics that can mathematically model the real-world scenarios for situations such as competition and cooperation and predict their payoffs. The main point in Game Theory is that the interests of the competition or cooperation of both sides depend on each other's decisions. The teaching and learning environments are considered as an undeniable atmosphere of interactions among the learners, faculty members, and instructors. Using Game Theory to interactions modeling, we are able to analyze the situation to achieve the greater educational achievement. In this paper, for the first time, we used Educational Game Theory to mention the use of Game Theory in the education context. The aim of the present study was to highlight the types of applications of Game Theory in addressing various aspects of teaching and learning in the articles that were conducted from 1987 to 2022.
Methods: This research is applied in terms of purpose and systematically provides a comprehensive review of research on the use of game theory in education and learning. In the first stage, by searching the electronic scientific and research sources and preliminary study of abstract, introduction, and conclusion of articles, we discovered that 42 articles were related to the purpose of our research. In the next stage, each of the studied articles was examined and analyzed in detail from four aspects: What is the application of game theory in the field of education and learning? Is there a mechanism design in the study? Who interacts in the field of education (learners, teachers, staff, and parents), and basically who are the players in the proposed model? Finally, we investigated how the articles evaluate and proved their proposed model. Using a questionnaire, the applications of game theory in the field of education were prioritized. The best-worst (BWM) multi-criteria decision-making method was used for prioritization.
Findings: In the present study, we divided the use of game theory in the field of education and learning into six categories. The first category was research that analyzed participatory behavior in different situations. The second category was research that used game theory to create an environment for further learning; the third category was articles that used game theory to model conditions that would affect the quality of education and create an environment for further learning. The fourth category was research that modeled learner assessment conditions. The fifth category modeled and analyzed the educational behavior of teachers with each other and their teaching methods. The sixth category was articles that considered the collaborative learning environment and use game theory to recommend educational resources to group members. From the perspective of relationship modeling, 60% of the articles modeled the interaction among the learners, 29% modeled the interaction between the instructors and learners and 7% of the articles modeled the interaction of the instructors. One article modeled parental interaction in deciding whether to hire a tutor and one article modeled the employee-learner relationship on cheating. The analysis of the findings showed that applications such as "learner assessment", "enhancement of learning" and "content suggestion" were assigned the highest priorities, respectively. Applications such as "teachers' educational behavior analysis", "investigation of environmental factors affecting education" and "participatory behavior analysis" were in lower priorities.
Conclusion: We studied and organized studies which have applied Game Theory in the education area. The areas of learner assessment by the instructor or peer, grouping for collaboration learning, using the user model, and implicit modeling were some of the topics that needed further research in Educational Game Theory. Also, in learner/learner and learner/teacher interactions, new incentives design methods need to encourage players to learning improvement. The results of this study provide a perspective for researchers in the area of education and learning regarding the use of Game Theory in modeling the teaching and learning environment and creating conditions for increasing educational outcomes.

کلیدواژه‌ها [English]

• Game Theory
• Education
• Modeling
• BWM

COPYRIGHTS 
©2023 The author(s). This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution (CC BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, as long as the original authors and source are cited. No permission is required from the authors or the publishers.