THEORETICAL ASPECTS OF THE IMPLEMENTATION OF GAME TECHNOLOGIES IN SCIENCE TEACHING

Authors

DOI:

https://doi.org/10.32782/cusu-pmtp-2025-2-12

Keywords:

game-based learning, gamification, digital tools, science education, PhET simulations, educational comics, STEM education, student motivation

Abstract

The article analyzes modern approaches to the use of game-based technologies in education, which are becoming increasingly relevant in the context of digitalization of society and the transition to a competency-based learning paradigm. Games are considered not only as a form of entertainment but also as an effective pedagogical technology that fosters cognitive activity, the development of social skills, critical thinking, and creativity. The relevance of the problem is determined by both the rapid development of digital tools and the psychological inclination of young people toward gaming activities, which open new opportunities for enhancing motivation and engagement in the educational process. The paper reviews the theoretical foundations of game-based learning as presented in the works of well-known scholars who emphasize the potential of games in developing students’ cognitive and social skills, sustaining motivation, and supporting the transition from theoretical knowledge to practical application. The analysis demonstrates that game-based technologies represent a powerful tool for enriching the learning experience, particularly in science education. The article presents classical classifications of games by K. Groos, J. Piaget, and R. Caillois, and proposes an original classification of game-based methods that takes into account the integration of digital tools. These include mobile learning games, VR/AR/MR technologies, online quests, and STEM-oriented games. Particular attention is paid to the integration of digital simulations (PhET platform), which combine constructive learning and playbased strategies, as well as the use of educational comics as an innovative tool to increase students’ motivation and facilitate understanding of complex scientific concepts. The results of the study confirm that game-based technologies significantly enhance learners’ engagement, motivation, and conceptual understanding of the material. The integration of modern digital instruments and platforms creates opportunities for interactive, activity-oriented learning that meets the needs of the digital generation. Gamification is highlighted as an innovative strategy that equips students with essential skills for reallife problem-solving and future professional activity.

References

Бойко О. П., Зелінга Ю. О. Дослідження особливостей розробки засобів гейміфікації для навчання інформатики. Матеріали шостої міжнародної конференції з адаптивних технологій управління навчанням ATL-2020. 2020. С. 43–45.

Бузько В. Л., Єчкало Ю. В. Гейміфікація як засіб формування пізнавального інтересу у навчанні фізики. Новітні комп’ютерні технології. 2017. Т. 15. С. 171–175.

Гончарова Н. О. Досвід використання ігрових технологій при вивченні STEM – дисциплін. 2016. URL: https://lib.iitta.gov.ua/id/eprint/ 715072/1/%D0%93%D0%BE%D0%BD%D1%87%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0-materialy-konferencii-7-8-12-2016.pdf

Калашнікова Т. В. Ігрові технології у практиці початкової школи. Педагогіка формування творчої особистості у вищій і загальноосвітній школах. 2009. № 86. С. 108–111.

Коберник Г. І. Технологія гейміфікації у професійно-педагогічній підготовці майбутнього вчителя. Перспективи та інновації науки. (Серія «Педагогіка», Серія «Психологія», Серія «Медицина»). 2021. № 5(5). С. 397–405.

Кудикіна Н. В. Ігрова діяльність дітей: теоретичні основи й методика педагогічного керівництва. Її величність гра: теорія і методика організації дитячої ігрової діяльності в контексті наступності дошкільної та початкової освіти / за ред. Г. С. Тарасенко. Вінниця. 2009. 320 с.

Мар’єнко М. В., Борисюк І. Ю. Гейміфікація освітнього процесу під час вивчення дисциплін природничо-математичного циклу учнями ЗЗСО. Фізико-математична освіта. 2020. Випуск 4(26). С. 72–78. DOI: https://doi.org/10.31110/2413-1571-2020-026-4-013

Сальник І.В. Мобільні пристрої та сучасне освітнє програмне забезпечення у навчанні фізики в закладах загальної середньої освіти. Інформаційні технології і засоби навчання. 2019. Том 73. № 5. С. 1–15. DOI: https://doi.org/10.33407/itlt.v73i5.2918

Тріщук О. В., Фіголь Н. М., Волик Н. С. Гейміфікація в освітньому процесі. Технологія і техніка друкарства : збірник наукових праць, 2019. Вип. 3 (65). С. 72–79.

Шафорост Ю., Лут О., Шмиголь І. Навчання через розваги: інтеграція edutainment та ігрових технологій у процесі навчання хімії. Вісник Черкаського національного університету імені Богдана Хмельницького. Серія «Педагогічні науки». 2024. Випуск № 1. С. 183–190. DOI: https://doi.org/10.31651/2524-2660-2024-1-183-190

Швейгер Н. Р., Ройко Л. Л., Ройко О. О. Використання комп’ютерно-ігрових технологій як засобу формування позитивної мотивації до навчання . Математика. Інформаційні технології. Освіта : зб. статей XII Міжнар. наук.-практ. конф. Луцьк: 2023. № 10. С. 173–180. URL: https://evnuir.vnu.edu.ua/handle/123456789/23438

Caball S., Claris R. Formative Assessment, Learning Data Analytics and Gamification: In ICT Education (1st. ed.). USA :Academic Press, Inc., 2016. 382 p.

Kaumbayev SA, Akhmetov NK. Psychological and pedagogical problems of the methodology of computerization of gaming technologies in teaching chemistry. Sci Herald Uzhhorod Univ Ser Phys. 2024. P. 212–221. DOI: https://doi.org/10.54919/physics/55.2024.21os2

Khokhlova L.H, Derkach M.O. Game technologies in the teaching of mathematics as a means of increasing the educational motivation of students. In: Collection of abstracts of reports of the III International scientific and practical conference “Training of future teachers of physics, chemistry, biology and natural sciences in the context of the requirements of the New Ukrainian School”; 2021 May 20. Ternopil: Ternopil Volodymyr Hnatiuk National Pedagogical University. 2021. P. 210–213.

Khrystov Kh, Yonchev E, Tsvietkov V. Modeling pedagogical conclusions through electronic learning objects. Inf Technol Teach Aids. 2022. № 89(3). p. 121–130. DOI: https://doi.org/10.33407/itlt.v89i3.485916. Pranata O. D. Physics education technology (PhET) as a game-based learning tool: A quasi-experimental study. Pedagogical Research. 2024. 9(4). em0221. DOI: https://doi.org/10.29333/pr/15154

Werbach K. Hanter D. For the Win: How Game Thinking Can Revolutionize Your Business. Philadelphia, 2012. 148 р. URL: https://www.researchgate.net/publication/273946893_For_the_Win_How_Game_Thinking_can_Revolutionize_your_Business

Published

2025-10-17