數位遊戲式學習

數位遊戲式學習（Digital game-based learning）為藉由學習者對數位遊戲的內在 動機，引發學習者學習遊戲中內含的教育內容與目標（Prensky, 2001）。本節就遊戲 式數位學習及遊戲式數位學習與程式設計教學分別進行討論。

一、數位遊戲式學習

數位遊戲應用於教學，是視覺化工具的應用之一，過去幾年，數位遊戲在電腦 科學的課堂中流行起來，學生在遊戲相關的專題和課程中，展現了強烈的興趣

（Wallace & Nierman, 2006; Youngblood, 2007）。也有證據證明當給予學生選擇時，

比起非遊戲式的作業，學生會偏好遊戲式的作業（Cliburn, 2006; Cliburn & Miller, 2008）。上述研究對數位遊戲應用於教學的價值提供了有力的支持。研究人員認為玩 數位遊戲給予學習者「心智練習」的機會，數位遊戲中的活動可以發展許多認知技 能，玩家需要面對一連串的長、短決策，規劃問題解決的策略（Johnson, 2005）。Gee

（2003）描述了玩家在投入於遊戲的循環：探究（probe）、假設（hypothesize）、再 探究（reprobe）和反思（rethink），玩家在整個循環中思考他們的行為在遊戲世界中 的影響。根據數位遊戲的特性，Prensky(2001)提出數位遊戲本身所具有的特色，這 些特色能夠吸引使用者投入其中，敘述如下：

（1） 娛樂性（Fun）:能夠賦予玩家享受（Enjoyment）及愉悅（Pleasure）的 感覺。

（2） 遊戲性（Play）:使玩家能強烈且熱情地參與其中（Intense and passionate involvement）。

（3） 規則（Rules）：賦予玩家能夠遵循的架構。

（4） 目標（Goals）：賦予玩家持續性的動機。

（5） 人機互動（Interactive）： 賦予玩家自行操作的彈性。

（6） 適性化（Adaptive）：使玩家能夠順利並沉浸於遊戲。

（7） 成果（Outcomes）及回饋（Feedback）：賦予玩家從遊戲中得到學習的經 驗。

（8） 勝利感（Win states）：賦予玩家擁有自我滿足（Ego gratification）的感覺。

（9） 衝突（Conflict）、競爭（Competition）與挑戰（Challenge）：賦予玩家在 遊戲中獲得興奮的感受。

（10）問題解決（Problem Solving）：適當的鼓勵玩家激起創造力。

（11）社會互動（Interaction）：賦予玩家之間透過互動組成社群。

（12）圖像（Representation）與故事（Story）：透過圖像與故事情境賦予玩家 情感。

這些特性可以引發玩家的好奇心，讓玩家沉浸在遊戲中。若將遊戲應用於教育 中，學習者也可以藉由數位遊戲的特性，引發學習者的好奇心，沉浸在遊戲中進行 學習。而這些特性中的「競爭」與「挑戰」機制是引發學習者動機的關鍵因素

（Robertson & Howells, 2008），可以促進學習者對遊戲內容知識的理解與運用，當 學習者在解決遊戲任務的同時，便是培養問題解決、邏輯思考與創意思考的知識與 技能。因此，應用數位遊戲在教學中時，應注意以上數位遊戲引發學習動機的特點，

否則遊戲喪失娛樂性即喪失學習者對數位遊戲的內在動機，失去了遊戲式數位學習 的優勢。

二、數位遊戲式學習與程式設計教學

數位遊戲應用於電腦科學的學習已行之有年，Becker(2001)發現在初學階段讓學 生撰寫踩地雷、小行星等遊戲程式能幫助學生了解物件繼承的概念（Becker, 2001）；

Bayliss 和 Strout 利用遊戲進行計算機概論的課程，發現能改善學生的學習成效和 降低同儕給予的壓力（Bayliss & Strout, 2006）。而在程式設計教學課程中，遊戲根 據不同的用途有不同的使用方式，我們可以基於遊戲如何被使用來促進學習的過程

加以分類(Wallace, S. A., McCartney, R., & Russell, I. 2010):

（1） 學生藉由實作遊戲來學習：在這個類別中，學生經由創造一個具功能性的 遊戲，在實作過程中學習程式設計概念。Becker 和 Parker（2005）認為實作「經典 街機遊戲」能讓學生維持高度動機，學習不同的程式設計概念，如路徑尋找、碰撞 偵測、人工智慧等。

（2） 學生藉由實作遊戲中的關鍵功能來學習：在這個類別中，許多教學者希望 學生專注在傳統的學習目標，像是實作出特定的資料結構或演算法，而不是專注在 實作遊戲。在這個情況下，教學者可能提供一個近於完成的遊戲，或是缺少特定元 件，尚待完成的遊戲，讓學生完成。

（3） 學生藉由撰寫程式，讓遊戲中的角色進行動作來學習：這個類別表示學生 撰寫程式來控制角色，或是解決遊戲中的難題，適合用在人工智慧相關的課程。

Laird(2001)描述了一個遊戲設計的課程，在課程中學生撰寫一個機器人程式，在一 個模擬的世界中控制一輛坦克，而每位學生的機器人坦克可以互相對抗。

（4） 學生進行教育遊戲：這個類別教育娛樂軟體的基本動機，比起其他學科，

在電腦科學教育中較少見。學生從教育遊戲的情境脈絡中學習。

大部分相關研究的主要結果都顯示遊戲相關的課程是正向的，不同目的取向的遊戲 使用方式，都顯示對學生具有強大的學習動力(Wallace et al., 2010)。

數位遊戲發展是一項豐富的任務，提供學生運用廣泛技能（例如設計遊戲規則、

創造角色與對話、視覺設計和程式設計）來創造一個複雜作品的機會。事實上發展 數位遊戲讓學生主動地投入，因為他們使用一個軟體工具，建構屬於自己的遊戲，

這是一個主動的學習經驗。學生可以自發地學習，藉由遊戲製作將自己創造性的想 法實現出來，並且測試、評估自己的想法(Robertson, J., & Howells, C., 2008)。許多 研究開始採用專門用來學習程式設計的遊戲製作工具，如 Stage Cast Creator、

Gamemaker、Alice 和 Greenfoot。這些研究指出遊戲製作可以提升動機、增加自信、

發展故事述說還有程式設計技能(Robertson et al., 2008)。

結語

學習程式設計能幫助學習者習得「問題解決」、「設計」、「思考策略」等技能，

且能培養學習者在現今複雜社會中，對未來新科技的接受力與應用力。學習者在程 式設計的過程中，能自由地探索、實驗和表達自我。目前我國對於高中資訊科技概 論的學習目標之一，是讓學生具有程式與演算法的基本概念，並擁有問題解決能力，

所以程式設計在高中電腦課程中佔有重要的地位。但程式設計的概念較為抽象，不 易理解容易導致初學者學習困難且學習興趣低落，所以近年來程式設計教學的相關 研究著重於利用視覺化工具輔助教學，目的在提升學生的學習動機。透過將抽象概 念視覺化，減輕學生學習的困難。數位遊戲也是視覺化的應用之一，利用數位遊戲 的特性，讓學習者引發好奇心，沉浸於遊戲中，並促進學習者對遊戲內容知識的理 解與運用，培養問題解決、邏輯思考與創意思考的知識與技能。遊戲在教學上不同 用途有不同的使用方式，其中，藉由製作一個完整的數位遊戲可以學習多個不同的 程式設計概念，數位遊戲製作提供學生廣泛地運用技能的機會，並且讓學生主動投 入、自發地學習。

Greenfoot 是近年來受到矚目的遊戲製作工具之一，具備視覺化與遊戲製作對學 習程式設計的優點，將物件導向程式設計透過視覺化呈現，並使用視覺化編輯器，

給予使用者在視覺化程式設計與類別間互動的機會，促進物件導向思考、增強學生 對程式設計概念的瞭解。本研究企圖將上述文獻所探討的主題，實際運用 Greenfoot 遊戲發展在此研究領域中，讓學習者在遊戲製作的過程中，學習程式設計重要的基 本概念，利用遊戲對學習者內在動機的影響，檢視學習者的學習成就、學習態度，

和開發環境使用的自我效能。