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實驗型桌遊和科學桌遊最大區別在於其實驗性質,實驗性質會帶給學生即 時回饋的感受,如同學生在做物理實驗,將球丟出去,自然的會給予學生的回 饋便是一個拋物線軌跡,這種回饋的即時性正是實驗的特點,多數的科學桌遊 使用卡牌等配件較無法達到即時回饋。

本研究的「電流之戰」為達到即時回饋選用 LED 作為發光元件,當學生構 成迴路時,LED 能給予學生最即時的回饋,同時,不同顏色的 LED 所需的電 壓不同,能讓學生調整電壓以配合不同顏色的 LED,本研究發現同一種顏色的 LED 所需的電壓有時差異也蠻大的,可能是因為 LED 大量製造時品質控管不 一,可改用作工較為精細的 LED,減少實驗中的誤差。

電線的部分選用導電銅箔膠帶而非杜邦線,其原因是導電銅箔膠帶能與樂 高積木加工成電路板塊,不同造型的電路板塊連接能帶給桌遊更多變化及遊戲 性,本研究發現電路板塊間會偶而發生接觸不良的狀況,活動過程中建議可以 配置一台三用電表進行檢測,方便隨時進行故障排除,接觸不良的情形並非研 究者所樂見,但接觸不良確實是會發生在實驗之中,也能學生理解實驗總會遇 到出乎意料的狀況,實驗的誤差所造成的不如預期亦會讓學生留下深刻的體驗

(曹淇峰等人,2009)。因本研究選用導電銅箔膠帶黏貼在樂高積木,學生於遊 戲過程中會對電路板塊進行多次拔插的動作,可能會造成少數電路板塊上的導

電銅箔膠帶脫落會毀損,建議於遊戲進行前先檢查電路板塊是否完善。

電池的部分在遊戲中分成實體與卡牌,實體電池為了要輸出不同的電壓給 不同顏色的 LED,故須設計一個可以調整輸出電壓的電池裝置,研究者選用降 壓模組搭配 USB 傳輸線構成實體電池雛形,為了使學生清楚了解當下電壓輸出 值,於是在焊接一個電壓表顯示器,以構成一顆實體電池裝置,為了使電壓輸 出值含有科學意義,於是使用各式材料卡牌組成化學電池,不同材料的組合對 應出的電壓也不盡相同,藉此培養學生操縱變因的能力,並期望學生試圖探究 出化學電池背後的原理。

實驗型桌遊配件選擇上,融合了實驗器材(如:LED、降壓模組)及桌遊配 件(如:卡牌、樂高積木),其用意是在實驗與桌遊間取得平衡,讓學生於「電 流之戰」活動中,能像實驗般的嘗試、操縱變因,同時又不失去一套桌遊的遊 戲性,讓學生能親自操作、感受實驗現象、按照自己想法改變實驗,並且立即 看到改變後的實驗結果,學生將會透過活動引起興趣並獲得科學知識及實驗操 作的技能(周建和,2003)。桌遊結合數位科技使玩家於遊戲中免去繁瑣的計 算、整理手牌等動作,玩家能更加沉浸於遊戲之中,使玩家產生更深遠的學習 效果(陳文烽,2013),學生在「電流之戰」也頻繁的查詢電壓,透過試算表將 繁瑣的公式運算隱藏起來,讓學生專注學習化學電池的科學原理以及科學過程 技能。「電流之戰」也仍有改善的空間,目前使用 Google 試算表輔助學生查詢 化學電池輸出電壓,雖然能達到研究者所期望的效果,但未來若能以 App 或 AR 的形式進行輔助,相信會使遊戲更加流暢,學生也愈能投入遊戲之中。

第二節 遊玩「電流之戰」後,學生科學知能的變化

本研究發現經「電流之戰」活動後,學生的科學知識有顯著提升,其結果 超乎研究者所預期,研究者認為「電流之戰」旨在培養學生科學過程技能,而

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非科學知識,縱使如此桌遊中還是會含有部分的科學知識,故學生科學知識後 測成績可能會有提升。

學生的科學過程技能是有顯著的提升,與研究者預期相符,於「電流之 戰」中,研究者推測學生在「拼接電路」的動作中習得「推理」技能,學生是 以符合目的選取合理的方式進行推理(張嘉麟,2009),學生須先在腦中規劃合 理的電路連接方式,猜想其他玩家的動向,在腦中善用「推理」技能進行沙盤 推演;當遊戲中融入一些科學概念,學生透過遊戲無形中學習到一些科學相關 知識及概念(Hsu, &Lu, 2004),有助於學生釐清迷思概念並進行「分類」,盧秀 琴與施慧淳(2016)研究指出學生認為教戰手冊能幫助他們在遊戲中進行昆蟲 的分類,因教戰手冊裡面有包含生物特徵等科學概念,學生於遊戲進行前有先 聆聽研究者的遊戲解說,遊戲解說中不可避免地或多或少含有一些電學相關的 知識和觀念,有可能幫助學生更加理解電學;學生在遊戲中為了調整輸出電 壓,勢必需要改變材料的組合方式,學生可從中習得「操縱變因」的技能。

第三節 學生對於「電流之戰」的感受

本研究從學生作答情形得知,學生主要感受到的是遊戲的回饋機制,像是 LED 發光與否,能夠帶給學生即時回饋和深刻的印象,透過遊戲的即時回饋和 適當的遊戲刺激感亦可讓學生有更多的思考空間,進而提升思考能力(洪榮 昭、詹瓊華,2018)。立即回饋能讓玩家在行為與結果之間建立更強力的連結,

也能讓學生有更佳的學習表現(王偉存,2011)。學生的回答多偏重在於「基礎 電學」的部分,而「化學電池」的部分相對較少,研究者認為是因為「基礎電 學」中有些動作為遊戲致勝的必要動作,經過多次反覆操弄,學生對於這些動 作較為熟悉,印象也較深,所以回答內容多與「基礎電學」的動作相關,

Zacharia (2007)對大學生進行電學實驗研究發現,電腦模擬實驗讓學生可以簡單 且反覆的操作實驗,進而獲得更多實驗經驗;相較之下, 遊戲中「化學電池」

的部分,僅做為調整電池電壓輸出,並非遊戲致勝的必要動作,也沒有強制學 生一定要執行相關動作,故可能有些同學在遊戲中對於「化學電池」的部分體 驗較少,進而影響到作答。

第四節 不同背景的學生在桌遊中學習科學過程技能之成效

本研究發現科學知識對於學生在「電流之戰」活動中科學過程技能的學習 並沒有顯著的影響,可見「電流之戰」在遊玩、學習上,學生並不需具備過多 的科學專業知識,也同樣能在「電流之戰」活動中學習到科學過程技能。對於 一款桌遊而言,此一研究結果能讓遊玩的客群增加,學生不必具備艱澀的科學 知識,同樣能享受實驗、探究的過程。葉豐榮與吳裕益(2018)研究發現基本 科學過程技能與學生物理成績有高度相關,本研究科學知識為高的組別於科學 過程技能的表現均優於科學知識為低的組別,縱使不達顯著差異,但學生具有 的科學知識越多也越能在活動中展現科學探究能力(盧秀琴、洪榮昭、蔡春 微,2008)。

研究結果顯示學生遊戲經驗並不會影響學生在「電流之戰」活動中科學過 程技能的學習,徐謚(2014)也指出遊戲經驗多寡對於問題解決能力並無差 異。可見不論學生是桌遊資深玩家還是新手,對於技能或問題解決能力的學習 並無直接影響,學生在「電流之戰」中皆能學習到科學過程技能。

研究結果顯示學生實驗經驗並不會影響學生在「電流之戰」活動中科學過 程技能的學習,研究者認為學生做過的實驗多寡與學生科學過程技能的關係不 大,學生可能曾經做過很多實驗,但是多為食譜式實驗(曹淇峰等人,2009),

依樣畫葫蘆的重現實驗現象,對於科學過程技能的掌握幫助不大。

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第五節 理化老師對於「電流之戰」的看法

調查理化老師對於「電流之戰」的看法後,發現多數老師對於「電流 之戰」表示認可,認為「電流之戰」適合教學現場,也有一定的意願於課堂中 使用「電流之戰」進行教學。值得探討的是,僅有一位老師在「我覺得使用

「電流之戰」來學習實驗是一個不錯的主意」這個問題勾選非常不同意,研究 者十分好奇這位老師的想法,經詢問後,老師認為實驗型桌遊無法取代實驗本 身,但她也認同「電流之戰」確實能營造出讓學生探究科學的環境,另外有一 位老師認為「電流之戰」於課堂中使用的話適合多給學生一些引導,畢竟有教 學時數上的壓力,但是若作為課餘時間使用,老師則認為可以讓學生自行去探 究背後的科學原理。

第陸章、結論

本研究設計了一款實驗型桌遊「電流之戰」,從學生回答資料歸納發現,回 饋機制的設定會幫助學生在「電流之戰」中學習,透過遊戲回饋機制理解科學 現象及原理。本研究採用導電銅箔膠帶、降壓模組等非傳統桌遊常見配件,學 生於遊玩「電流之戰」並不會覺得操作上有負擔,可見配件只要搭配合宜的遊 戲設計亦能融入遊戲之中。

本研究發現不同背景的學生對於在「電流之戰」中科學過程技能的學習並 無顯著的差異,遊玩「電流之戰」後,學生的科學知識與科學過程技能皆有顯 著的提升,且理化老師普遍認為「電流之戰」適合於教學現場使用,若理化老 師想要於在相關單元進行實驗時,「電流之戰」的操作對於學生能力的要求不 高,多數學生容易上手、容易投入遊戲,對於學生培養科學過程技能也有幫 助。

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第柒章、建議

未來若有研究者欲進行科學過程技能評量,建議可以改採用實作評量的方 式來檢測學生科學過程技能,學生若能於實作評量中表現良好,便可以認為學 生確實有掌握科學過程技能。

實驗型桌遊與一般卡牌類的科學桌遊不同的地方在於,設計遊戲時需時常 檢視遊戲的現象或回饋是否與傳統實驗操作結果相符,若不相符或有出入則可

實驗型桌遊與一般卡牌類的科學桌遊不同的地方在於,設計遊戲時需時常 檢視遊戲的現象或回饋是否與傳統實驗操作結果相符,若不相符或有出入則可

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