研究動機與目的

本章分別就本研究的研究動機與、研究目的、研究問題、及名詞釋譯四個部 分進行說明。

第一節 研究動機與目的

資訊科技是一種問題解決工具，要發揮工具在教學上的最大應用，則是必頇 將其融入各科教學活動之中。資訊科技融入各科教學活動之中，並不會造成學習 的負擔，反而因資訊科技的應用，使學習更具多元化、個別化，使學習效果更為 提升 (王曉璿，1999)，電腦使教與學更加的有效率，並且可以應用在真實世界的 問題，使不同的學習者學習更加容易。資訊科技運用於教學中其範疇相當廣，例 如可將抽象化的教材具體呈現、提供實物演練的經驗，或是提供學校無法提供問 題解決的環境(江蕙茹，2002)，設計電腦輔助學習軟體應同時考慮學科知識、學 習理論與電腦科技三方面 (陳龍川，1998)。我們需要有別於傳統教學以教師為中 心的革新教學設計，將「資訊融入教學」帶到「資訊促進學習」的教育新典範（宋 曜廷、張國恩、侯惠澤，2005）。

Gredler (1996)指出貧乏的練習並沒有辦法有效的達成目標，但是模擬卻是最 適當的，因為使用模擬有助於學習者問題解決的能力。張國恩 (2002)，指出將抽 象化的概念以視覺化的方式表現出來有助於學習者觀念的理解，或利用模擬軟體 建立學習環境以協助學習者操作練習等都是 CAI 軟體的功用，並幫助老師教學或 學習者課後學習是融入教學的模式之一。

從科學教育相關之研究，指出電腦模擬已廣泛的應用於科學教室中，因為科 學實驗中常有經費較貴、實驗過程較費時或較危險的實驗操作，所以使用電腦模 擬設計好的軟體，模擬這些實驗狀況，經由這些模擬軟體，學習者有機會「操作」

並「觀察」實驗或現象過程 (陳龍川，1998)。虛擬實境技術支援建構教學的優勢 在於能將真實情境虛擬成學習者可理解的情境，有助於學習者進行有意義的思考

和問題解決 (許瑛昭，1998)。根據 McKenna 和 Agogino (1997)提出在模擬問題 測驗的興趣 (Virvou, Katsionis, & Manos, 2005)。所以妥善的設計實驗系統，並有 效的提升學習的興趣，可能影響學習者學習成就的表現。 的學習元件是必頇的 (Amony, Naicker, Vincent, & Adams, 1999)，好的遊戲設計可 以產生有意義的學習結果，遊戲式學習可以促進良好學習狀態 (FengFeng &

Barbara, 2006)。有很多研究顯示，電腦遊戲當教學工具有正向的效果，可用來加 強 和 支 持 學 生 的 成 就 感 、 認 知 能 力 、 學 習 動 機 、 和 注 意 力 (McFarlance, Sparrowhawk, & Heald, 2002)。

模擬結合遊戲式的學習，嘗詴發展增加其複雜度和動態模擬的遊戲，可以激 勵感知的察覺和訓練真實世界的系統 (van Houten & Verbraeck, 2006)，遊戲的系 統包含了有趣的學習元件，使學習者的學習興趣能提升 (Jonnavithulal & Kinshunk, 2005)，透過遊戲來保持學習的動機和注意力，使教學軟體傳遞給學習者的知識和

技能，都能順利的進行學習遷移 (Virvou, Katsionis, & Manos, 2005)，因此，本研 究將模擬結合遊戲化學習軟體的優勢，開發有趣的遊戲式模擬系統，希望讓學習 者更有興趣、更有效率的學習，並探討此遊戲式模擬系統促進學生學習的成效。

學習系統也可做為學生課後自我學習的教材。

Webster、Trevino 和 Ryan 等人 (1993) 認為神馳經驗 (flow)是互動的經驗，

互動過程中具有遊戲性和探索的特質，使個人能感知到愉悅的感覺，而較佳的特 質可以具有正面的情緒，並引發個人進一步的探索與學習。因此有些研究也採用 神馳理論去探討電腦遊戲活動的情境，針對學習者心理特性探討遊戲式學習是否 可以達到較佳的神馳經驗，使學習者達到專注的學習，這個議題也是值得關注的。

到目前為止，遊戲式模擬應用在學習上的文獻十分有限，若是可以使用遊戲 式模擬軟體提升學習的動機、學習的興趣，使學生達到正面的情緒，達到神馳的 經驗，並在加上模擬操作實驗的過程，增加學生理解能力，應該可以提升學生學 習成就、神馳經驗、和學習的態度。

綜合上述，本研究設計遊戲式模擬軟體，以遊戲式的方式進行模擬的學習，

讓學習者在遊戲的情境中進行操作學習，並藉由遊戲的設計，提升學生的興趣，

並加入引導和回饋，強化學生的概念，和增進學習者的學習成效。本研究以國小 六年級自然科槓桿概念學習為例，考慮相關學科知識、學習理論應，應用有效的 遊戲式模擬策略提升學習者的學習的成效，促進達到神馳經驗的狀態和良好的自 然科學習的態度。，並比較遊戲式模擬軟體和一般傳統傳統式模擬軟體，對於學 習者的影響，更希望未來能提供電腦輔助軟體工具設計者，有良好的遊戲式模擬 軟體模組作為參考。