數位遊戲學習

壹、 數位遊戲學習的定義

Prensky （2001）認為 21 世紀的社會隨著數位科技的發展，數位 遊戲將快速的普及，並成為人類生活中不可或缺的一部分。因此他將 西元 1975 後出生的新生代命名為 G 世代，使用代號「G」來示意遊戲

「GAME」之意。Prensky 提倡以遊戲的方式來進行學習，認為這種新 的學習方式可以改善傳統教室中學習的無趣乏味，數位遊戲學習

（digital game-based learning）也將成為 21 世紀的主要學習方式。Gee

（2003）認為數位遊戲學習改變了傳統被動接收的學習，學習者在學 習過程中是主動參與的。設計完善的遊戲內容能提供學習者在真實世 界無法獲得的經驗。Van Eck（2006）認為下個世代的學習者較偏好引 導式推論的學習，需要更多元的資訊來源以及更頻繁更快速的學習媒 介，並具有更卓越的視覺化閱讀能力，而上述所有的特徵都符合數位 遊戲學習的特性。本研究依照 Prensky 提出的概念，定義數位遊戲學習 為學習者在電腦、網路等數位媒材上，以結合教育內容與娛樂特性的 遊戲進行學習。

貳、 數位遊戲學習的理論基礎

一、行為理論

行為理論（behaviorism）是由不斷的刺激（stimulus）與反應（response）

來進行聯結而形成出一種 S-R 的關係模式（S-R association model）。行 為理論認為一個有效的學習，教學者除了要提供足夠的刺激，以激發 學習者的反應之外，還需要提供學習者回饋（feedback）來增強學習者 刺激與反應之間的聯結關係，Skinner（1968）所提出行為理論具有三 大定律，說明如下：

(一) 效果律

效果律（law of effect）指的是教學者對學習者的反應必須提供適 當的回饋：對於學習者正確的反應教學者應藉由讚美、獎勵等提供學 習者正向的增強；反之，對於學習者錯誤的行為則應施予懲罰，抑止 其錯誤行為的反應。

(二) 接近律

接近律（law of continuity）是有效運用回饋的原則：如果教學者想 要加強回饋的作用與效果，在提供學習者回饋時，應注意回饋的立即 性。表示在學習者出現正確的反應時，教學者立即提供回饋。反應與 回饋出現的時間愈接近，回饋的作用效果愈好。

(三) 練習律

練習律（law of practice）指的是所有學習都應該以不斷的練習以 達到精熟水準（mastery level）為原則。練習的作用在加強 S-R 間的聯 結關係，教學者可以藉由課程設計，讓學習者不斷的反覆練習學習內 容，使學習者可在最短時間內進行正確的反應。

數位練習式的學習（digital drill & practice learning）即為一種結合

行為理論的數位學習。數位練習式的學習在電腦畫面中呈現出問題（刺 激），而學習者需要選擇正確的答案（反應）。效果律運用在當學習者 答對時電腦會給予獎勵，像是加分（增強）；若學習者答錯則給予懲罰，

像是扣分（抑止）。獎勵或懲罰均緊接在反應之後，這是接近律的原則。

最後依據練習律，數位練習式的學習可讓學習者反覆進行不熟的學習 內容（練習）直到精熟為止。行為學派在 1970 年代開始受到學術界的 質疑與攻擊，認為行為理論只能解釋知識、記憶等低階認知能力的學 習，卻無法說明推理、批判等高階認知能力的學習（Burke, 1982）。不 過 Sinclair、Renshaw 和 Taylor（2004）的研究認為，學生若先預備好 足夠的基礎知識與技能，電腦補助學習還是可以幫助學習者提升高層 次思考的能力。然而，數位練習式學習在學習過程中較為單調、無趣，

因此無法持續引起學習者的學習動機。因此，Prensky（2001）提倡以 遊戲式的數位學習來取代純練習式的數位學習。

二、投入性與學習性

Prensky（2001）以投入性（engagement）和學習性（learning）兩 個向度作為學習活動的分類，在投入性與學習性中又分別分成高、低 兩種不同的程度。Prensky 認為傳統的數位學習，也就是單調的數位練 習式學習，是屬於低投入且低學習的活動；另一方面，純粹的遊戲雖 然能獲得學習者的高投入，但由於缺乏學習內容，學習者無法提升自 我的知能，因此是屬於高投入低學習的類型；不同於上述兩類的活動，

Prensky 提倡以數位遊戲來進行學習的方式，因兼具遊戲特性與教育性 的學習內容，屬於一種既能引起學習者的高投入，又具備高學習性的 學習類型。

三、遊戲學習模式

Garris、Ahlers 和 Driskell（2002）提出遊戲學習模式（input-process-

outcome），可用來解釋數位遊戲學習運作的模式。在此模式中，包含 了輸入、過程與輸出三個階段：輸入（input）是一個整合教學內容與 遊戲特性的教育性遊戲設計；過程（process）是指學習者進行遊戲時，

三個步驟的遊戲循環，如，第一步驟是指學習者在遊戲中的行為、接 著第二步驟中，遊戲系統會與學習者產生互動，且對學習者的遊戲行 為進行回饋反應、最後到第三步驟，是指學習者對於遊戲系統的回饋 所作的自我評斷，而此自我評斷會再接續影響到學習者去調整原先第 一步驟中的遊戲行為。在遊戲循環的過程中，學習者因表現逐漸獲得 改善，在遊戲中獲得愉悅感，致使學習者願意持續在此遊戲循環中進 行學習；輸出（outcome）是指在進行遊戲學習的過程之後，學習者所 達到的特定任務目標或學習成果。

四、數位遊戲特性

Prensky（2001）認為數位遊戲學習因具有遊戲的特性-樂趣（fun）， 因此得以提升學習者的學習動機；從 Garris、Ahlers 和 Driskell（2002）

的理論中也可以發現，設計完善的輸入（input），可以提升學習者在過 程中學習循環的持續性，進而達到有效的學習輸出。歸結學者之論述，

一個成效良好的數位遊戲式學習，必需具備某些遊戲特性，才能吸引 學習者投入專注在遊戲學習的過程之中。以下說明由 Prensky 所提出之 理想數位遊戲特性：

1.娛樂性（form of fun）：即遊戲中要以有趣的形式來呈現，讓學習者能 在遊戲的過程中，感到快樂和愉悅。

2.遊戲性（form of play）：提供能進行玩樂的形式。讓學習者產生高度 的遊戲動機與樂趣。

3.規則性（rules）：遊戲內容是具有結構且規律的，讓學習者容易瞭解 遊戲內容，透過實際的遊戲過程，與遊戲產生互動。

4.目標性（goals）：遊戲中應該要有具體的目標任務，讓學習者可以明 確的依照指引來進行遊戲，以引起達成目標的動機。

5.人機互動性（interactive）：遊戲的介面設計，應該要有能讓學習者簡 易方便的操作方式，以利於遊戲互動的進行。

6.輸出（outcome）與回饋（feedback）：遊戲中應該要在遊戲進行後，

展示遊戲成果並提供學習者回饋，才能增強學習者的學習性與動機。

7.適性化（adaptive）：遊戲設計依學習者的能力不同，給予不同的適當 任務，「因材施教」才能讓學習者有「發揮所長」的機會。

8.勝利感（win States）：在進行遊戲中，學習者獲得成功的經驗，將提 供學習者產生自我滿足感（satisfied），以增加學習動機。

9.衝突性（conflict）、競爭性（competition）、挑戰性（challenge）與對 抗性（opposition）：遊戲中應具備這些元素，才能使學習者在遊戲過程 中持續不斷的產生興奮感受，增強遊戲的吸引力。

10.問題解決（problem solving）：在遊戲情境中應設計出一些問題，以 引起學習者腦力激盪來解決問題的欲望。

11.社會互動（interaction）：遊戲設計中若能讓學習者彼此之間組織遊 戲裡的社群，將可使學習者間產生社會互動。

12.象徵性（representation）與故事性（story）：即在遊戲中透過圖片畫 面的呈現或故事情節的鋪成，以引發出學習者情感上的悸動。

參、 數位遊戲學習的相關研究

研究者在閱讀相關文獻後，將數位遊戲學習的相關研究分成研究 對象、應用領域、學習成效等三個部分來探討，以說明本研究的設計 與架構，如下：

一、研究對象鮮少為幼兒

劉旨峰等人（2009）調查 2002 至 2007 年國內數位遊戲式學習分 析研究中指出，多數研究中之對象以國小學童為主，而以學齡前幼兒 為研究對象佔最少。推測其原因，可能是由於數位遊戲學習多以滑鼠 或鍵盤做為操控的方式。然而，滑鼠或鍵盤需要較精細手部動作的能 力才可操控自如，對於學齡前幼兒來說，此階段尚處於小肌肉發展的 時期，幼兒無法準確以滑鼠或鍵盤等操作方式來進行數位遊戲式的學 習。

Anselomo 和 Zinck（1987）的研究指出，只要具備有合適的軟體 與硬體，學齡前幼兒確實可以運用電腦來進行學習。因此，上述幼兒 進行數位遊戲式學習的困境，在隨著觸控、視訊等科技技術的發展成 熟後，將不再受限於傳統操作方式的障礙（林邑霖，2011；邱文淇，

2006）。研究者也認為隨著硬體輸入的科技突破，讓幼兒藉由觸控方式 進行操作，可將數位遊戲學習應用於學齡前幼兒的學習之中。

二、應用領域以數學為主

劉旨峰等人（2009）探討數位遊戲學習可應用之學習領域時，發 現數學是國內數位遊戲式學習的研究中最常被應用的學習領域。數位 遊戲學習因具有多媒體的視覺呈現與聲光效果，較容易將數學或自然 領域中的抽象概念具象化來協助學習者於抽象的概念的理解（鄭晉昌，

1997）。然而，學齡前幼兒的認知發展尚處於前運思期，無論數位圖示 如何的擬真，仍然不如實物具體。因此數位遊戲學習並不一定適用於 學齡前幼兒，仍有待相關研究對幼兒的數學數位遊戲學習做進一步的 驗證。

三、學習成效的研究結果不一致

研究者整理歸納相關研究，其研究結果依照數位遊戲學習是否具

有顯著學習成效可以分為以下三種：

(一) 數位遊戲學習具顯著學習成效

Gunstone 和 White（1981）研究高中學生接受數位遊戲學習的成效，

實驗組與控制組先進行力學相關概念的測試，以控制力學相關概念的 先備知識。研究結果顯示兩組在前測無顯著差異，但在後測分數上，

實驗組與控制組先進行力學相關概念的測試，以控制力學相關概念的 先備知識。研究結果顯示兩組在前測無顯著差異，但在後測分數上，