數位遊戲學習基本屬性與效益

一、數位遊戲學習的基本屬性

遊戲是人類的基本行為之一，而闡述遊戲理論的學者不少，其中認知學者 提出的遊戲觀點與學習有直接關係。Piaget (1962) 認為在遊戲過程中，能對新 的事物刺激產生同化或調適，進而改變認知結構，促進認知的發展。Vygotsky (1976) 認為遊戲可直接促進兒童的認知發展，並可激發兒童的創造力和變通力。

Bruner (1972) 認為遊戲過程可以嘗試很多新的行為及規則，日後會在適當的時 機應用到實際生活情境，進而解決生活上的問題。Aufshnaiter 與 Schwedes (1984) 提出了「遊戲導向教學法」，主張以有趣的遊戲活動與學習內容結合，讓學生在 遊戲過程中，將事物、行動和實體等建立成一個客觀化的系統，進而形成概念 結構，達到學習的目的。

近年來，數位遊戲式學習備受關注 (Horizon Report, 2012)，許多研究指出，

資訊科技的進步，讓數位遊戲式學習成為相當具有潛力的學習策略之一 (Egenfeldt-Nielsen, 2005; Federation of American Scientists, 2006; Mitchell &

Savill-Smith, 2004)。然而此種學習方式越來越受到關注的原因，是因為數位遊 戲式學習有一些如 Prensky (2007) 提到的屬性：

(一) 趣味 (Fun)：遊戲建立了娛樂的環境，讓學習者在遊戲世界中感到有趣。

(二) 玩 (Play)：遊戲提供玩的形式，讓學習者有玩的動機與玩的熱情。

(三) 規則 (Rules)：遊戲內容具結構與規則，讓學習者了解遊戲世界運作的方 式。

(四) 目標 (Goals)：遊戲中的任務，可指引學習者進行遊戲，提升學習者使用遊 戲進行學習的動機。

(五) 人機互動 (Interactive)：遊戲提供互動介面設計，會針對學習者的操作進行 反應，讓學習者在其中獲得互動的感受。

(六) 結果與回饋 (Outcomes and Feedback)：遊戲過程會有不同的事件與結局，，

而且透過符合學習策略的回饋，能讓學習者學習概念或熟練技能。

(七) 適性 (Adaptive)：遊戲能彈性的調整進度與難度，依據學習者不同的能力 給予不同的環境。

(八) 勝利感 (Win states)：遊戲提供成功經驗給學習者，學習者能獲得正增強而 維持動機。

(九) 衝突、競爭與挑戰 (Conflict, Competition & Challenge)：遊戲具有競爭與挑 戰的元素，學習者通常需要克服挑戰才能讓遊戲持續進行，因此學習概念 可以用不同的挑戰形式出現，讓學習者在遊戲過程面對學習問題。

(十) 問題解決 (Problem Solving)：透過解決遊戲中的問題，不僅能培養問題解 決的能力，同時也能激發、提升創造與思考的能力。

(十一) 社會互動 (Interaction)：讓學習者間組成遊戲社群，產生互動。

(十二) 表徵與故事 (Representation and Story)：遊戲中的故事，能引起學習者 共鳴，給予不同的遊戲情緒。

二、數位遊戲學習的效益

研究者與教育工作者相信將學習內容與數位遊戲結合，能提升學生的學習 動機 (Akinsola & Animasa, 2007; Ke, 2008; Kebritchi & Hirumi, 2008; Kebritchi, Hirumi, & Bai, 2010 )。好的遊戲設計可以激發學習動機，藉由遊戲機制可以激 發學習者更持久的學習動機（Brom, Klement, & Preuss, 2011）。數位遊戲創造了 一個新的學習環境，貼近學習者的習慣和興趣，讓他們沉浸其中學習 (Prensky, 2007)。遊戲也被認為是有效的學習策略，因為使用遊戲式學習可以： (1) 讓學 習者主動學習而不是只由教師講授；(2) 激發學習者的學習動機；(3) 適合不同 學習風格；(4) 精熟技能 以及(5) 提供互動的學習情境脈絡 (Charles &

McAlister, 2004; Holland, Jenkins, & Squire, 2002)。遊戲式學習透過遊戲情境幫 助學習者從遊玩歷程中吸收知識、澄清概念、並精緻化已建構的知識，達成學

習經驗的遷移 (Gros, 2007)。

雖然研究者認為數位遊戲能幫助學習者的學習或動機，但也有研究者對此 抱持懷疑的態度，認為遊戲也可能因為太多外在的干擾而無助於學習 (Hay, 2005; Lim, Nonis & Hedberg, 2006)。因此我們要更審慎地去思考遊戲是否真的 能幫助學生的學習，還是只是單純吸引學習者或提高一時的動機而已。

從過去的研究看，Dempsey、Rasmussen 與 Lucassen (1994) 蒐集 94 篇數位 遊戲文獻進行探討後，認為數位遊戲對學習有正面的影響。 Vogel 等人 (2006) 檢視了 32 篇實徵研究，指出在認知方面，使用數位遊戲式學習顯著優於傳統的 學習法。Kebritchi 等人 (2010) 分析了 16 篇文獻，探討數位遊戲對學習成就及 動機的影響，研究者鎖定其中 9 篇對數學領域的研究，在這 9 篇當中，對學生 學習成效有顯著提升的有 7 篇 (Klawe, 1998; Ke & Grabowski, 2007;

Lopez-Morteo & Lopez, 2007; Moreno, 2002; Papastergiou, 2009; Rosas et al., 2003; Yip & Kwan, 2006)；對學習動機有顯著提升的有 4 篇 (Klawe,1998;

Lopez-Morteo & Lopez, 2007; Rosas et al., 2003; Sedighian & Sedighian, 1996)。而 國內探討數位遊戲式學習應用於數學領域的研究結果，整理後呈現於表 2-1：

表 2-1 國內數學遊戲學習相關文獻 研究者 鄭凱育（2000）

研究主題 電腦遊戲對國小四年級學童二維空間概念發展影響之研究 研究對象 國小四年級 52 人

實驗設計 準實驗前後測設計

自變項 數位遊戲活動/傳統教學、性別 依變項 二維空概念

研究結果 1. 不同性別學童二維空間概念差異達顯著，女生的二維空間概 念較男生佳。

2. 數位遊戲對學童二維空間概念並不顯著。

研究者 黃憲銘（2006）

研究主題 以格子謎題遊戲式輔助小學數學技巧熟練之數位學習設計與實作 研究對象 國小六年級 30 人

實驗設計 準實驗前後測設計

自變項 格子謎題遊戲活動/紙本練習活動 依變項 數學成就、學習動機與興趣

研究結果 1. 實驗組學生後測成績高於前測成績。

2. 格子謎題遊戲對於學生的學習動機是正向的。

研究者 賴佩以（2006）

研究主題 遊戲教學對七年級學生數學學習信念、學習動機與學習成就之研 究

研究對象 國中七年級 138 人

實驗設計 準實驗不等組前後測設計 自變項 數學遊戲教學/傳統教學

依變項 數學學習信念、學習動機與學習成就

研究結果 1. 實施數學遊戲教學能提昇學生的學習信念。

2. 實施數學遊戲教學能提昇學生的學習動機。

3. 實施數學遊戲教學未能提昇學生的學習成就。

4. 實施數學遊戲教學後，實驗組學生對數學遊戲教學持正面的 態度。

研究者 邵明宏（2007）

研究主題 使用電腦遊戲模式學習國小數學之探究--以數與計算單元為例 研究對象 國小三四年級 120 人

實驗設計 準實驗前後測設計 自變項 數位遊戲學習/傳統教學

依變項 「數與計算」學習成效、學習興趣

研究結果 1. 實驗組的學習成效顯著高於控制組學生。

2. 遊戲有助於提昇學生的學習興趣。

研究者 劉耀聰（2007）

研究主題 數位遊戲軟體應用於國小數學低成就學生補救教學之探討 研究對象 國小四年級 96 人

實驗設計 不等組前後測設計

自變項 數位遊戲軟體融入補救教學/傳統講授補救教學、能力水準 依變項 學習態度、學習成就

研究結果 對數學低成就學生實施補救教學，數位遊戲軟體融入補救教學的 學習成效與態度優於傳統講授補救教學。

研究者 王學仁（2009）

研究主題 數位遊戲對國小高年級學童空間能力發展影響之研究 研究對象 128 人

實驗設計 準實驗前後測設計

自變項 數位遊戲/電腦軟體七巧板 依變項 學習成效

研究結果 國小學童的空間能力可以經由數位遊戲的活動加以提升，且對於 低空間能力的學童更有其學習成效。

研究者 吳春進（2009）

研究主題 電腦遊戲對國小學童空間能力發展影響之研究 研究對象 國小四年級、六年級各兩班共 124 人

實驗設計 準實驗前後測設計

自變項 數位遊戲活動教學/未接受數位遊戲教學、性別、年級 依變項 空間能力

研究結果 1. 不同性別之國小中、高學童在空間能力的表現無顯著差異。

2. 數位遊戲對國小中年級學童空間辨識查覺能力發展的影響達 到顯著水準，對高年級學童空間辨識查覺能力發展無顯著影 響。

3. 數位遊戲對國小中、高年級學童空間移動旋轉能力發展的影 響達到顯著水準。

研究者 劉素君（2010）

研究主題 數位遊戲對國小高年級學童推理能力之影響 研究對象 國小五年級 62 人

實驗設計 準實驗前後測設計 自變項 數位遊戲/傳統教學 依變項 推理能力、學習成就

研究結果 數位遊戲對推理能力之提升有顯著成效且透過推理能力對數學成 就有正向影響

研究者 Chun-Yi Lee, Ming-Puu Chen (2011)

研究主題 A computer game as a context for non-routine mathematical problem solving: The effects of type of question prompt and level of prior knowledge

研究對象 國中七年級 78 人

實驗設計 準實驗非對等控制組設計 自變項 傳統教學/數位遊戲學習 依變項 邏輯推理、問題解決

研究結果 1. 先備知識較高的學生邏輯推理有顯著差異 2. 先備知識較高的學生問題解決有顯著差異 研究者 江佩穎（2011）

研究主題 使用數位遊戲提升國中八年級學生學習成效之探究—以圓的性質 為例

研究對象 八年級 30 人

實驗設計 單組前後測實驗設計 自變項 數位遊戲

依變項 直線與圓的位置關係、兩圓位置關係和圓的性質之學習成效 研究結果 1. 利用數位遊戲學習的學生，其在直線與圓的位置關係、兩圓

位置關係和圓的性質之成效上都有顯著且良好的學習成效。

2. 學生認為透過數位遊戲可以學習數學知識。

3. 學生認為數位遊戲具娛樂性可達到快樂學習。

4. 學生學習數學的態度由被動化為主動。

如上表所示，9 篇文獻中 6 篇文獻指出，使用遊戲式學習於數學領域能使 實驗組學習成就顯著優於控制組（Chun-Yi Lee, Ming-Puu Chen, 2011；江佩穎，

2011；吳春進，2009；邵明宏，2007；鄭凱育，2000；劉素君，2009）；以動機 為依變項的研究皆認為數位遊戲有助於提升學習動機。

綜合上述文獻結果，在數學領域使用數位遊戲來學習，有一定程度的效益。

但是要發展適合學習的數學遊戲，我們應審慎考慮學習過程是否有明確的學習 目標、合適的學習內容、適當學習活動和有效的學習評量，更重要的是這些元 素要能與數位遊戲式學習密切結合，才能發揮數位遊戲式學習的優勢，最終達 到提升學生學習成效的目標。因此本研究在後續章節，針對學習的內容與策略

但是要發展適合學習的數學遊戲，我們應審慎考慮學習過程是否有明確的學習 目標、合適的學習內容、適當學習活動和有效的學習評量，更重要的是這些元 素要能與數位遊戲式學習密切結合，才能發揮數位遊戲式學習的優勢，最終達 到提升學生學習成效的目標。因此本研究在後續章節，針對學習的內容與策略