هدف پژوهش حاضر، تدوین چهارچوب طراحی بازی های رایانه ای برای یادگیری انواع موضوعات شناختی و بررسی میزان اثربخشی آن در یادگیری اصول بود. برای رسیدن به این هدف از روش تحقیق ترکیبی استفاده شد. در بخش کیفی برای بدست آوردن چهارچوب از تحلیل استقرایی و در بخش کمی برای اعتباریابی درونی از نظر متخصصان به روش پیمایشی پرسشنامه ای و همچنین برای ارزیابی اعتبار بیرونی از روش آزمایشی پیش آزمون و پس آزمون با گروه کنترل استفاده شد. با تحلیل داده های مربوط به مکانیک های بازی های رایانه ای، 32 مکانیک مهم بازی های رایانه ای استخراج شد و با آموزش انواع موضوعات شناختی مطابقت داده شد. مکانیک های پیشنهادشده جهت اعتباریابی درونی به 25 متخصص آموزش و بازی سازی ارسال شد و نتایج تحلیل حاصل از ارزیابی اعتبار درونی چهارچوب نشان داد که چهارچوب پیشنهادی برای آموزش موضوعات شناختی ، از اعتبار مناسب و خوبی برخوردار است. همچنین جهت بدست آوردن اعتبار بیرونی چهارچوب پیشنهادی در یادگیری اصول، بر روی 40 دانش آموز در گروه های کنترل و گواه اجرا شد. نتایج تحلیل کواریانس برای بررسی میزان اثربخشی و اعتباریابی بیرونی نیز نشان داد که بین بازی طراحی شده بر اساس چهارچوب پیشنهادی و بازی موجود تفاوت معناداری وجود دارد.
