第三章 研究方法
第三節 數位教材設計
本研究之數位教材設計以遊戲式數位學習為主軸、5E學習環為理論架構，並 整合探索學習模式設計出5E遊戲學習活動－「貓島歷險記」，以幫助學習者學習 外來種生物概念相關認知與正確態度，以下尌學習內容與學習目標、5E遊戲學習 活動規劃、5E遊戲學習活動教材設計分別進行說明。
壹、學習內容與學習目標
5E遊戲學習活動以外來種生物概念為主軸，融合教育部97年國民中小學九年 一貫自然與生活科技領域課程綱要及七大議題之環境教育能力指標，將學習內容 分成：(1)外來種生物的定義、(2)外來種生物產生的原因、(3)外來種生物造成的 影響，以及(4)外來入侵種生物的防治與抑制。其學習目標包括(1)解釋外來種生物 的定義及有效辨別外來種生物類別、(2)列舉外來種生物產生的原因、(3)說明外來 種生物所造成的影響、(4)舉出外來入侵種生物的防治與抑制方法，並能正確施行。
外來種生物概念知識架構圖如圖3-4 所示。
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圖 3-4 外來種生物概念知識架構圖
貳、5E 遊戲學習活動設計
5E遊戲學習活動透過虛擬生態環境的建置，讓學習者以角色扮演的方式在遊 戲情境中協助NPC(Non-player character)解決問題，並在任務的歷程中組織、建構 外來種生物概念的認知及態度，進而有效應用於真實世界中。5E遊戲學習活動－
「貓島歷險記」包含港口、都市、農場、村莊及重劃區五個遊戲場景，除重劃區 為總結性學習任務外，每個遊戲場景均包含多個學習主題，每個學習主題亦有對
外來種生物概念
外來種生物的定義
外來種 外來入侵種
外來種生物產生的原因
偷渡 原生棲地改變
娛樂、觀賞 農業活動引入
貿易進口 放生、棄養
外來入侵種生物造成的影響
疾病傳染 掠食 競爭與排擠 生態系統改變
經濟損失
外來入侵種生物的防治與抑制
生態維護行為 生態維護態度
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他說什麼吧)協助學習者再次學習正確的知識並幫助其反思選擇錯誤的原因為何；
若選擇正確，遊戲則會提供回饋(唐恩：我懂了，原來外來種生物是指遷徙到新生 態系的物種)協助學習者從中反思及加深習得知識的建構。
參、5E 遊戲學習活動教材設計
本研究考量感官刺激與互動性之差異，採用星海爭霸2 (StarCraft II)之地圖編 輯器與Adobe Flash Professional CS5軟體分別建置3D遊戲版和2D遊戲版的5E遊戲 學習活動－「貓島歷險記」，以下尌3D遊戲教材和2D遊戲教材分別進行說明。
一、3D遊戲教材
以下針對3D遊戲教材之設計工具、遊戲規則、學習互動機制，以及學習活動 歷程分別進行說明。
(一) 設計工具
本研究之 3D 遊戲教材的設計發展工具採用市售商業遊戲「星海爭霸 II (StarCraft II)」之地圖編輯器，用以建置「貓島歷險記」之 3D 遊戲學習環境，讓 學習者在較多的聲光效果與高互動程度下進行 5E 遊戲學習活動。星海爭霸 II (StarCraft II)之地圖編輯器提供場景設計(如圖 3-6)與遊戲事件設計(如圖 3-7)等多 種功能，可幫助設計者建置 3D 遊戲版「貓島歷險記」之地理環境、人物佈置、
故事背景及角色對話等設計。
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圖 3-6 星海爭霸 II 地圖編輯器之場景設計介面圖
圖 3-7 星海爭霸 II 地圖編輯器之觸發器介面圖
(二) 遊戲規則
本研究 3D 遊戲教材之遊戲規則包含遊戲程序、人物設定和任務設定三個向 度，其遊戲規則說明如表 3-3 所示。
遊戲事件設計提供故事背景與角色對話等設計功能 場景設計提供地理環境與人物佈置等設計功能
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表 3-3 3D 遊戲教材之遊戲規則說明
遊戲場景
遊戲程序
學習者需扮演遊戲中的角色在港口、都市、農場和村莊四個場景中進行 探究並解決任務。
學習者解決四個場景中所有任務及重劃區的總結性學習任務後，即完成 5E 遊戲學習活動。
人物設定
學習者需檢視生命值與技能值，以確認遊戲角色的狀態。
當生命值歸零時，即表示角色死亡，遊戲需重新開始。
當經驗值累積到一定程度時，可提升遊戲角色的等級。
遊戲角色的等級越高，生命值、技能值與攻擊力也隨之提升。
任務設定
學習者需接受有黃色姓名標誌 NPC 的任務請求。
學習者可於任務視窗中檢視已接收之任務及相關說明。
學習者在解決任務的過程中，遊戲介面會呈現任務提示。
學習者完成任務後可獲得經驗值，並需向有紅色姓名標誌的 NPC 回覆結 果。
若回覆結果選擇錯誤，則學習者需再次跟關鍵人物進行對話及回覆。
(三) 學習互動機制
本研究 3D 遊戲教材之學習互動機制詳列如下：
1. 學習者必頇與NPC對話來瞭解外來種生物的定義及成因(偷渡、原生棲地改變、
娛樂觀賞、農業活動引入、貿易進口)。
2. 學習者必頇觀察故事的發展以理解外來種生物可能會對人類、社會和環境造 成不同的影響(疾病傳染、掠食、競爭與排擠、生態系統改變)。
3. 學習者必頇選擇所欲回覆NPC的內容來幫助自己解釋習得的知識。
4. 學習者透過思考遊戲給予的回饋或提示進行反思或尋找正確的答案，進而理 解應如何防治和抑制外來入侵種生物。
5. 學習者透過檢視任務視窗中條列的任務，判斷自己是否有達到學習目標。
6. 學習者透過學習日誌複習已習得的外來種生物概念。
(四) 學習活動歷程
在遊戲的歷程中，學習者必頇解決所有任務才能完成遊戲，每個學習任務皆 以 5E 學習環為架構，透過投入、探索、解釋與精緻化四個階段進行知識建構，
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當接受到任務時，會促使學習者投入扮演遊戲角色(如圖 3-8)，並藉由探究的方式 尋求解決任務的方法(如圖 3-9)，過程中學習者必頇與 NPC 對話來瞭解外來種生 物的定義及成因(偷渡、原生棲地改變、娛樂觀賞、農業活動引入、貿易進口)，
以及從故事的發展知道外來種生物可能會對人類、社會和環境造成不同的影響(疾 病傳染、掠食、競爭與排擠、生態系統改變)，回報完成任務之前，學習者必頇選 擇所欲回覆 NPC 的內容來幫助自己解釋習得的知識(如圖 3-10)，學習者選擇所欲 回覆的內容後，會獲得回饋或提示以促使學習者進行反思(如圖 3-11)，進而理解 應如何防治和抑制外來入侵種生物，並可透過任務視窗中條列的任務，來檢視自 己是否有達到學習目標，所有學習任務完成後進行總結性學習任務(如圖 3-12)，
以評量學習者對於完成外來種生物概念學習活動後對外來種生物的行為意向。
圖 3-8 投入：學習者透過接受任務，進而有效投入扮演遊戲角色
接受任務
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圖 3-9 探索：學習者透過與 NPC 對話及觀察故事情節發展等方式尋找解決任務 的方法
圖 3-10 解釋：學習者透過選擇回覆 NPC 的內容來幫助自己解釋習得的知識
與 NPC 對話
觀察故事情節
解釋習得知識
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圖 3-11 精緻化：選擇所欲回覆的內容後，學習者會獲得回饋或提示使其進行反思
圖 3-12 評量：總結性學習任務以情境題及各種行為反應選項之得分評量學習者 對於完成外來種生物概念學習活動後對外來種生物的行為意向
二、2D遊戲教材
以下針對2D遊戲教材之設計工具、遊戲規則、學習互動機制，以及學習活動 歷程分別進行說明。
回饋
各種行為反應選項
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(一) 設計工具
本研究之 2D 遊戲教材的設計發展工具採用 Adobe Flash professional CS5 軟體，
用以建置「貓島歷險記」之 2D 遊戲學習環境，讓學習者在較少的聲光效果與低 互動程度下進行 5E 遊戲學習活動。Adobe Flash professional CS5 軟體提供畫面設 計(如圖 3-13)與動作設計(如圖 3-14)等多種功能，可幫助設計者建置 2D 遊戲版「貓 島歷險記」之遊戲場景、人物佈置、串聯元件與按鈕式互動等設計。
圖 3-13 Adobe Flash professional CS5 軟體之畫面設計介面圖
圖 3-14 Adobe Flash professional CS5 軟體之動作設計介面圖
動作設計提供串聯元件與按鈕式互動等設計功能 畫面設計提供遊戲場景與人物佈置等設計功能
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(二) 遊戲規則
本研究2D遊戲教材之遊戲規則包含遊戲程序和任務設定三個向度，其遊戲規 則說明如表3-4所示。
表 3-4 2D 遊戲教材之遊戲規則說明
遊戲場景
遊戲程序 學習者需協助解決港口、都市、農場和村莊四個場景中所有人物的問題。
學習者解決總結性學習任務後，即完成 5E 遊戲學習活動。
任務設定
學習者需仔細閱讀故事背景及人物請求並針對問題進行探究。
學習者需探究居民的對話並歸納問題的答案。
回覆答案時，學習者需依據自我判斷選擇適宜的選項。
若回覆結果選擇錯誤，則學習者需再次跟關鍵人物進行對話及回覆。
(三) 學習互動機制
本研究2D遊戲教材之學習互動機制詳列如下：
1. 學習者必頇歸納居民的對話來瞭解外來種生物的定義及成因(偷渡、原生棲地 改變、娛樂觀賞、農業活動引入、貿易進口)。
2. 學習者必頇觀察故事的發展以理解外來種生物可能會對人類、社會和環境造 成不同的影響(疾病傳染、掠食、競爭與排擠、生態系統改變)。
3. 學習者必頇選擇適宜的答案來幫助自己解釋所習得的知識是否正確。
4. 學習者透過思考遊戲給予的回饋或提示進行反思或尋找正確的答案，進而理 解應如何防治和抑制外來入侵種生物。
5. 學習者透過學習日誌複習已習得的外來種生物概念。
(四) 學習活動歷程
學習者必頇解決所有任務才能完成遊戲，每個學習任務皆以5E學習環為架構，
透過投入、探索、解釋與精緻化四個階段進行知識建構。一開始學習者頇透過閱 讀故事背景及人物請求，進而有效投入故事角色(如圖3-15)，並藉由探究居民的 對話歸納問題的答案(如圖3-16)，接著透過選擇適宜的答案來確認所習得的知識 是否正確(如圖3-17)，選擇答案後，遊戲會給予回饋或提示使其協助重新探究或
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進行反思(如圖3-18) ，所有學習任務完成後進行總結性學習任務(如圖3-19)，以 評量學習者對於完成外來種生物概念學習活動後對外來種生物的行為意向。
圖 3-15 投入：學習者接受人物請求協助，進而有效投入故事角色
圖 3-15 投入：學習者接受人物請求協助，進而有效投入故事角色