第三章 學習遊戲設計與測試
第一節 學習遊戲設計
本研究的學習遊戲設計，參考 Bergeron (2006)設計的教育遊戲設計架構。
以下分別以需求規格、技術架構、遊戲設計、素材取得與開發等面向敘述分數 學習遊戲 (Frac Dash)之設計。
一、需求規格 (Requirements Specification) (一)遊戲目的 (Purposes of game)
利用遊戲的特性結合學習策略，提升學生對分數學習的動機，並透過遊戲 機制的設計，在遊戲過程中輔以協助，讓學生在遊戲過程中逐步建立、修正並 鞏固分數的概念。
(二)遊戲範疇 (Scope)
遊戲根據教育部 97 年頒定之九年一貫課程綱要，僅限於學習數學領域等值 分數單元，較適合國小高年級學生。
(三)遊戲目標 (Goals)
許多學生在等值分數上有迷思概念，甚至是沒有概念，而且學生對數學的 學習不感興趣。此遊戲結合體驗式學習策略與虛擬教具之設計，期望學生能藉 由遊戲的情境與虛擬教具的協助，增加表徵轉換的能力、改善等值分數概念學 習的成效，並培養對數學學習正向的態度。
(四)對象 (Player Profiles)
以台灣北部 112 位六年級學生為對象，且皆為學過等值分數概念之學習 者。
(五)遊戲環境 (Use Environment) 1. 遊戲環境：2D
2. 遊戲視角：第三人稱 3. 遊戲模式：單人線上
4. 遊戲操控：鍵盤與滑鼠 5. 遊戲設備：
(1) Client 端：遊戲進行環境為學校電腦教室，需有電腦、網路、鍵盤、
滑鼠、耳機等配備，每場遊戲時間 6 分鐘，遊戲現場需有一位以上 的教師進行教學、管理與協助的工作。
(2) Server 端：在 client 網域內架設近端伺服器，且由校內系統管理者 負責管理與維護。
(六)內容來源 (Source of Serious Content)
1. 遊戲：參考 PlayFirst 公司之 Diner Dash 遊戲與 Game House 公司之 Cake Mania 遊戲，結合兩款遊戲設計元素，並引入虛擬教具協助分數概念 的學習，由研究者自行開發完成。
2. 題目：實驗組的遊戲佈題和純使用虛擬教具的控制組內容一致，由”國 小分數與小數的教學、學習與評量”（呂玉琴等人，2009）中的分數概 念題庫進行修改，將其轉為虛擬教具問題情境，適當的融入遊戲當中。
(七)教學目標 (KSA Requirements)
教學目標根據 97 年九年一貫課程綱要基本能力指標，認知、技能與情意目 標如表 3-1，針對認知與技能教學目標，以圖 3-1 說明。
表 3-1 教學目標
認知 (Knowledge) N-2-12 能認識等值分數，並做簡單的應用。
N-3-06 能理解等值分數、約分、擴分的意義。
技能 (Skills) 5-n-06 能用約分、擴分處理等值分數的換算 情意 (Abilities) 1 能培養對數學的正向態度
2 能對數學學習產生興趣，主動將所學運用於生活。
圖 3-1 教學目標說明 當出現圖 3-1 的問題時，題目要求取出全部蛋糕的3
4，但是蛋糕卻分為八塊，
所以學生需將3
4轉換為6
8，或是將兩塊蛋糕合為一塊，重新分為四塊才能解決問 題。因此學生解題前必須具備「N-2-12 能認識等值分數，並做簡單的應用」與
「N-3-06 能理解等值分數、約分、擴分的意義」的認知能力。學生要將3
4轉換 為6
8則需要進行擴分如3
4=3×24×2= 68，或是約分如6
8= 6÷28÷2=34。這樣實際運算的能 力則運用到「5-n-06 能用約分、擴分處理等值分數的換算」。
(八)硬體需求
1. Client 端：電腦 CPU 需 1.6 GHz 以上，記憶體 1024MB 以上，網路 頻寬 512K/128K，顯示器最低解析度需 1024×768。
2. Server 端：電腦 CPU 為 Intel Xeon 2.4 GHz，記憶體 4GB，網路頻寬 2M/256K，顯示器解析度不限。
二、技術架構 (Technical architecture) (一)遊戲開發流程
1. 遊戲文件撰寫：三週
2. 遊戲美工圖案繪製：一個月
3. 遊戲程式撰寫：六個月 4. 遊戲測試與修改：一個月 (二)遊戲平台：PC
(三)系統需求：作業系統不限，但須可執行 Flash Player 的瀏覽器
(四)程式寫作：以 ASP 為程式開發語言，並以 Action Script 3.0 設計圖性化界 面的控制。
(五)遊戲開發工具：Adobe Flash CS4、Adobe Dreamweaver CS4 (六)遊戲發佈形式：將 Flash 遊戲嵌入於網頁，以網頁形式發佈。
(七)遊戲記錄存檔：每個關卡結束後，系統自動將遊戲資料儲存於資料庫
三、遊戲設計(Game Design) (一)遊戲特色 (Game Feature)：
遊戲以 Diner Dash 為基礎，遊戲以服務客人以賺取金錢與經驗值為目的，
並搭配 Cake Mania 的概念，為遊戲加上操作型的數學任務，且隨著關卡的提升，
玩家面臨的挑戰也越高。遊戲過程玩家會不斷遇到分數概念的問題情境，玩家 必須解決問題來滿足客人，否則會無法累積滿意度與金錢，遊戲分數也無法累 積。
有別於上述兩款遊戲，本遊戲讓其他玩家出現成為來店的客人，且每位玩 家有不同的造型與升級配件，增加競爭元素；除此之外，玩家擁有自己專屬的 個性化角色、更加入了網路排行元素的加入使玩家間互動頻繁，增加遊戲趣味 性。雖然皆以單人挑戰模式進行，但在遊戲過程中會不斷出現其他玩家，而在 此過程中，就能得知其他玩家的經驗值與能力，增加玩家間的競爭。
(二)背景故事 (Story and)
有一天，玩家家中的餐廳烤箱壞了，玩家的奶奶想把烤箱修好，卻不小心 把烤箱變成了時光機，將整個小鎮搬到了中古世紀。但是修好時光機需要花錢 來買材料，因此主角只好在不同的時空背景下幫忙家中餐廳營運，以賺錢來買
材料將時光機修好，好讓整個小鎮再度回到現代。
(三)畫面與選單 (Screens and Menu)
遊戲以 2D 方式呈現，主頁面包含登入畫面（圖 3-1）、遊戲畫面（圖 3-2）、
商店排行榜（圖 3-3）與人物角色設定（圖 3-4）。在進行遊戲前，玩家可以創 造屬於自己的個人角色，包括：性別、髮型、樣貌、眼鏡、膚色、上衣顏色與 下身顏色（圖 3-5）。於遊戲畫面中有時間、等級、金錢、滿意度的狀態顯示。
圖 3-2 遊戲登入畫面
圖 3-3 遊戲主畫面
圖 3-4 遊戲商店畫面
圖 3-5 遊戲個人化設定
圖 3-6 虛擬人偶造型範例
(四)操控方式 (Control)
遊戲過程大部分以滑鼠來進行，增加遊戲進行的流暢性，只有少部分 機會會使用到數字鍵盤來輸入數字。
(五)有趣元素 (Fun elements)
1. 個人化：每個玩家都能創造屬於自己的個人化角色。
2. 滿足：遊戲過程中不斷給予立即回饋，如：金錢、滿意度與經驗 值，讓玩家能獲得滿足。
3. 商店：玩家賺取金錢後可以到商店升級裝備。
4. 挑戰：遊戲設計不同難度的關卡，讓玩家在能不斷的挑戰。
5. 競爭：遊戲能從客人的裝備觀察到其他玩家的等級與裝備，並且 設置排行榜的功能，讓玩家能提高玩遊戲的動機。
6. 問題解決：遊戲過程中會不斷出現問題情境待玩家去解決，有別 於部分數學遊戲以選擇題方式進行，此遊戲採用操作型題目讓玩 家解決。
7. 故事：遊戲故事以穿越時空為背景，並以賺取金錢與回到現代為 目標，讓玩家有動機去達成。
(六)遊戲角色 (Character)
依照不同時空背景，會有不同的關卡角色出現，增加遊戲挑戰性，如 表 3-2。
表 3-2 遊戲角色
圖示 時空 人物 特性
古波斯 波斯王子 非常急躁，滿意度下降快。
古歐洲 巫師 自認身分尊貴，要求獨自一人坐
四人座，使得空位運用不彈性。
古西班牙 長矛戰士 食量大，要吃兩份餐點，因此會 佔住桌子很久。
古大英帝國 羅賓漢 會給兩倍的金錢。
古羅馬 劍士 會給兩倍的經驗值。
(七)NPC
遊戲畫面中廚師的角色為 NPC，當玩家在解決學問題失敗時，NPC 會 給予適當的協助，幫助玩家思考與解決問題，以順利進行遊戲；另一功用 是作為認知衝突策略的引導。
(八)裝備 (Equipment)
1. 帽子：原本沒有，可以依序升等為白、紅、黑、銀、金，影響獲 得金錢。
2. 徽章：原本沒有，可以依序升等為 1、2、3、4、5，影響獲得經驗 值。
3. 鞋子：原本普通，可以依序升等為銀、金、溜冰、火焰、飛天鞋，
改變走路速度。
圖 3-7 遊戲升級說明
(九)計分 (Scoring)
遊戲難度隨著關卡的提升而越來越難，主要是桌子會變多，以及來客 人數與桌子座位數的搭配也是問題，若不能在一定時間內服務客人，就會 因客人離開而減少金額的收入。而且過關標準也會越來越高，若沒有將賺 來的錢到商店升級配備，則玩家會很難過關。各關達成條件如表 3-3：
表 3-3 關卡達成目標
關卡等級 達成條件
第一關 100 分
第二關 200 分
第三關 400 分
第四關 800 分
第五關 1600 分
第六關 3200 分
第七關 6400 分
第八關 12800 分
第九關 25600 分
第十關 51200 分
(十)遊戲規則 (Game Rule)
遊戲的規則與參數如表 3-4 所示：
表 3-4 遊戲規則與參數
基本設定 遊戲關卡 共 10 關
遊戲時間 每關 6 分鐘
遊戲數值 經驗值 服務一位客人獲得 100 點，經驗值累積讓人物等級提 升。
金錢 服務每位客人 100 元，但要減去下降的滿意度。
金錢=金錢-滿意度
滿意度 隨時間下降，共有 5 顆愛心。
分數 分數=經驗值+金錢
道具 帽子 增加取得的經驗值。
獎牌 增加取得金錢。
鞋子 增加走路速度。
人物等級 n 依據經驗值升等。
(十一) 遊戲流程 (Game Procedure)
登入遊戲畫面後，玩家可以選擇先到商店或式更換造型，之後再進行 遊戲。進行遊戲後需要服務客人才能讓遊戲順利進行（圖 3-7~圖 3-10），
在服務客人的過程中，將點餐單送到廚師工作區，會隨機出現虛擬教具形 式的等值分數問題，問題類型包括離散量與連續量，且連續量運用分數教 學常使用的矩形模式與圓形模式來呈現（圖 3-11～圖 3-13），玩家必須答 對問題才能繼續，否則要進入 NPC 的教學模式（圖 3-14）。詳細流程如圖 3-15。
圖 3-8 遊戲的帶位任務
圖 3-9 遊戲的點餐任務
圖 3-10 遊戲的送餐任務
圖 3-11 遊戲的收桌服務
圖 3-12 離散量虛擬教具等值分數問題範例
圖 3-13 連續量矩形模式虛擬教具等值分數問題範例
圖 3-14 連續量圓形模式虛擬教具等值分數問題範例
圖 3-15 NPC 教學模式範例
圖 3-16 遊戲流程
(十二) 遊戲數據紀錄 (Score Tracking)
離開商店時則會記錄虛擬人偶的狀態（圖 3-16）、遊戲關卡每一回合結 束，記錄玩家的答題情形（圖 3-17）。
圖 3-17 個人化設定資料庫
圖 3-18 回答情形資料庫
(十三) 遊戲協助 (Help)
遊戲中的提供虛擬教具工具來協助玩家思考問題，如表 3-5 說明。
表 3-5 虛擬教具工具
虛擬教具工具 說明
對已變更的虛擬教具，讓玩家恢復其先前狀態。但只能完全 恢復初始狀態，無法逐步恢復。
提供玩家將虛擬教具作分割的工具，點選後玩家只要輸入想 平分的份數，系統會自動平分切割虛擬教具。
提供玩家填滿上色的工具，但只有單一的顏色，
讓玩家可以將數個小物件組成群組，點選後以外框圈起形式 呈現。
除了虛擬教具工具助之外，當玩家解決問題時遇到困難，NPC 則