數位學習環境

隨著數位學習(e-Learning)理論的發展，許多研究者(Gee, 2003; Prensky, 2001) 指出數位學習所提供的學習環境比起傳統教學「老師講授，學生聽講」，可以讓 人樂在其中，對於學習也有較佳的興趣與效益，因此，本節就數位學習環境類型、

數位學習環境對學習成效與態度之影響以及數位學習環境於化學教育之應用，分 別進行文獻探討。

壹、數位學習環境類型

目前常見的學習環境有 Moodle 平台、教育內容網頁、社群網路以及教育遊 戲，而本研究採用的數位學習環境為教育遊戲與網頁兩種類型。本研究針對國中 二年級學生之化學酸鹼中和單元設計兩種數位學習環境，一為角色扮演遊戲，另 一為圖文式網頁，以下分別就「教育遊戲」、「圖文式網頁」兩種不同之數位學 習環境類型進行探討：

一、教育遊戲

近年來電腦遊戲已經被證實對於人們是具有一定的吸引力的，電腦遊戲也漸 漸成為我們的社會和文化環境不可或缺的一部分(Oblinger, 2004)，伴隨著科技的 發展，近幾年的科學教育也漸漸的有所改變，以電腦和電腦遊戲為工具的教學逐 漸受到重視，由於學生在遊戲的世界當中，可以藉由遊戲過程中的經驗來想像科 學的世界(Squire, Barneet, Grant, & Higginbotham, 2004)。Papastergiou (2009)指出 青少年對遊戲所顯示出的內在動機可以結合教育內容和目標，就稱為遊戲式學習 (game-based learning)。有學者提到將電腦遊戲與課程內容融合的遊戲叫做教育遊 戲(SG)，當用來做教育使用時，這些遊戲提供了強而有效的學習環境，主要有三 大特點(Kebritchi & Hirumi, 2008)：(一)遊戲利用玩家實際操作的方式，而不是用 講述方式，來引發個人的動機與滿足感；(二)遊戲具有加強學生技能的掌握和使

學生適應多種學習方式和能力；(三)遊戲可提供互動式的決策。除了學習成效，

玩電腦遊戲讓學生有「精神鍛煉」，它可使學生去發展許多的認知技能(Robertson

& Howells, 2008)。

Garris、Ahlers 與 Driskell (2002)也提到遊戲式學習即為整合教學內容和遊戲 特性的教育性遊戲，其中，遊戲特性主要包含下列特性：(一)奇幻(Fantasy)；(二) 規則與目標(Rules/Goals)；(三)知覺刺激(Sensory Stimuli)；(四)挑戰(Challenge)；(五) 神秘(Mystery)；及(六)控制(Control)。學生藉由投入於遊戲情境中而達到特定的學 習目標；Prenksy (2003)也針對數位遊戲歸納出其具有以下特性：(一)娛樂：學生 於遊戲的歷程中感覺愉快且有樂趣；(二)遊戲性：遊戲的特性帶給學生感受高度 的動機與樂趣；(三)規則性：藉由遊戲規則，幫助學生了解遊戲進行方式並浸入 整體遊戲內容，透過實際進行遊戲，與遊戲進行互動；(四)目標性：遊戲中提供 具體的任務目標，明確的指引學生進行遊戲；(五)互動性：遊戲設計介面，給學 生經由在電腦上的操作與互動來進行遊戲；(六)結果與回饋：遊戲結束時，提供 回饋以便讓學生進行反思與學習；(七)適性化：依照學生的能力高低不同，給予 不同難度的任務；(八)勝利感：學生經由遊戲過程中獲得成功經驗，提供學生自 我滿足感；(九)衝突競爭性與挑戰性：遊戲的難易度，使其讓學生在遊戲過程中 有高度的動機與挑戰性；(十)問題解決：由遊戲任務，刺激學生問題解決能力；(十 一)社會互動：藉由與遊戲中的非玩家角色互動產生互動性；(十二)圖像與情節性：

遊戲中提供華利的畫面與故事情節，使學生從中獲得情感。

由上述可知，遊戲具有上列之特性使其將學生之注意力集中於學習活動中，

因此，教師於設計化學學習活動中，可試圖將化學相關概念由學習任務的方式來 呈現，使學生能夠沉浸於教育遊戲之學習歷程中，透過任務解決、學習任務完成 時之學習回饋…等，進行化學之知識建構，並且由遊戲的方式激發學生對於學習 化學的動機，使其對化學抱持正向的態度，以增進對於化學學習興趣。

遊戲式學習為一個新興的學習過程，而此學習之最大目的是將學科內容融入 遊戲，使學生由遊玩的歷程當中，幫助將學科知識保留和應用於真實世界中(Kiili,

2005; Barcena & Crespo, 2006)。即使有眾多的種類的電腦遊戲類型，但成功的電 腦遊戲，都有一個重要特點共同的特點：吸引學生於學習活動當中(Janett et al., 2008)。因此，由過去的研究可得知，遊戲式數位學習主要為利用遊戲的特性來吸 引學生注意力，並將學習相關知識融入其中，進而達到特定的學習成效。

二、圖文式網頁

隨著電腦及網路科技的進步，網際網路應用可說是發展蓬勃，目前有許多教 學應用是以網頁來進行的，如 Moodle 平台、教學網頁、遠距教學…等。網頁在 資訊的傳播上具有無遠弗屆的穿透性，因應用範為日廣，而備受大家重視。特別 是教育上的應用，透過遠距教學能夠及時且彈性地獲得新的資訊，甚至達到終身 學習的目標，是傳統媒體所不及的。因為互動式科技的進度，能為不同族群量身 訂作，使得網路教學在認知學習和情意學習方面，其成效皆優於傳統教學(黃淑敏，

2001)。網站可結合文字、圖片、聲音等的多媒體結合，以不同形式搭配來呈現，

並透過簡單且人性化的操作方式，讓學生能以更容易操作的方式與電腦的互動中 進行學習(吳世彬，1993；游朝煌，1994)。

教學媒體中的電腦多媒體在教育上可以扮演的角色有下面幾點(朱則剛，

1996)：(一)做為教學上的輔助工具：教學上教師可以利用電腦多媒體輔助工具配 合教學上的講解，它可以提供教學內容更為具體化、更充實解更易於使學生理解 的工具，藉以提高教學效果；(二)成為訊息承載者：電腦多媒體可以設計成為內 容完整的教學資訊，用來呈現教學內容，承載教學訊息，讓學生藉由操作及觀看 教學內容來學習；(三)可以用來個別化學習：電腦多媒體個別化的內容形式，讓 學生於上課中或課後個別操作，以因應不同程度的學生，自行控制學習的速度，

達到個別化學習的目的；(四)加強補救教學：電腦多媒體的內容可以設計成為補 救教學之用，讓無法適應團體教學程度的學生，從操作教學內容中，補救其原先 的不足；Carolyn (1997)也提出電腦模擬學習之幾點益處：(一)所短時間：有些實 驗在反應上需要較長的耗時，藉由電腦模擬的方式可大幅縮短時間；(二)場地獨

立：學生學習不需要受到氣候、時間與場地之影響，使學生能夠想學便學；(三) 不具危險性：在電腦上的操作不因程序錯誤，進而造成危險或是意外；(四)理想 性：有些實驗在實驗室操作時無法避免其他因素的干擾，透過電腦模擬可將干擾 因素降至最低。

根據 Mohnsen (1995)對於超過 30 個調查研究發現，50%的學生使用多媒體教 學課程，學生平均的學習時數能被縮短：除此之外，學生使用互動式電腦輔助教 學的科技比使用傳統方法學習的學生增加 33%到 70%的熟練度。陳明溥(1992)提 到使用網站多媒體的方式，若能同時將教學策略適當融入，可提供不同的溝通方 式，讓學生達到較佳的學習成效。

貳、數位學習環境對學習成效與態度之影響

遊戲式數位學習不僅提供了趣味性與娛樂性，同時也有助於學生於學習當中，

包括引發學習動機、增加學習成效。有研究指出數位遊戲因本身的娛樂性質，可 以成功地應用在教學中，激發學生的學習動機(Cagiltay, 2008)。由於數位遊戲使 學生感知其環境非真實世界，在遊戲當中敢於冒險和參與在遊戲經驗中，而遊戲 活動的自發性行為就來自於學生的內在動機(Martens, Gulikers, & Bastiaens, 2004)。

且數位遊戲具備挑戰性、奇幻與引發好奇心等的特質可吸引學生沉浸在數位遊戲 的世界裡，有以下特質吸引學生沉浸於數位遊戲之中(Malone, 1980; Prensky, 2001)：一、遊戲規則；二、清楚的挑戰目標；三、與學生的活動奇幻的連結；四、

逐漸攀升的難度；五、互動性與學生的控制性；六、不確定的結果、及七、即時 與建構的回饋。Oblinger (2004)也整理出數位遊戲環境在學習上的幫助有：一、

遊戲支持多感官、積極主動、經驗的問題導向學習；二、有助於學生運用先前學 過的知識，可以活化他們的概念；三、提供即時的回饋，使學生能夠測試他們的 假設和從遊戲活動中學習；四、學生透過達成遊戲中的分數和目標進行自我評估。

因此，學生能夠經由遊戲中所提供不同的元素中，提升學生的學習動機，並且使 其能夠將注意力於學習活動當中，透過遊戲互動、即時回饋，讓學生能夠進行自

我評估與知識建構。

Vygotsky (1978)曾提出在遊戲中使用象徵性事物，可以幫助學習抽象思考，

而角色扮演的遊戲類型即是透過角色扮演的象徵方式，讓學生扮演遊戲中的角色，

與遊戲中的非玩家角色進行互動；Bennett (1963)針對角色扮演在教育上的功能列 出了幾項觀點：一、提供學生在一個無拘束的環境下，能盡情發揮自己真實的感 受，並且能澄清價值；二、可幫助學生在面對不可預期的狀況發生時發展能有的 彈性；三、讓學生能在扮演不同於自己的角色時，幫助思考其社會的責任，並能 培養其責任感。亦可幫助學生瞭解人際之間的問題；四、在情境下學生雖可能犯 錯或失敗，但對結果不會害怕，使之能嘗試也不會有所損傷。是以，透過角色扮 演遊戲進行化學學習活動，學生經由遊戲中實際操作的過程，能夠將具體的問題 情境中，順利以所學知識應用於問題解決中，除此之外，透過遊戲中的角色、任 務物品…等遊戲相關設計，將原本較為抽象的化學概念象轉為具體的遊戲任務，

促進學生對於知識概念之理解、降低化學學習之障礙。

Papastergiou (2009)調查遊戲式數位學習對於青少年學科上的影響，結果顯示，

遊戲式數位學習比起非遊戲式數位學習導向能同時更有效提升學生的知識學習

遊戲式數位學習比起非遊戲式數位學習導向能同時更有效提升學生的知識學習