研究工具

本研究除了共通的分數知識測驗卷、學習成就測驗卷外，針對組別進行了相異 的研究工具規劃。實驗組的研究工具包含遊戲式虛擬教具、ARCS 問卷量表、態度 問卷；控制組的研究工具則為一般虛擬教具、課堂學習單。敘述各研究工具如下：

一、 分數知識測驗卷

分數知識測驗為學習教材所包含的分數概念相關詴題，內容包含選擇題 5 題、

填充題 3 題、比大小 5 題、計算題 5 題、是非題 2 題與應用問題 4 題。題目經由教 學經驗達 20 年之專家編修審核，詳細測驗內容請參閱附錄一。

二、 學習成就測驗卷

學習成就測驗卷題目架構襲自分數知識測驗卷，題目敘述與題型架構皆相同，

僅數字複雜化。詳細測驗內容請參閱附錄二。

三、 虛擬教具教具設計 1. 設計理念

以美國國家虛擬教具圖書館 (NLVM)所開發之分數乘法虛擬教具「分數 – 矩 形乘法 (Fractions - Rectangle Multiplication)」為藍本，將其呈現分數乘法觀念的手 法與虛擬教具互動功能移植至 Flash 平台，並加入適當之引導敘述、美工後再行中 文化製成本實驗所用一般虛擬教具。基本上，本實驗所提及之一般虛擬教具操作方 式相同。

而本研究之遊戲式虛擬教具紮根於一般虛擬教具，在不至於偏離教學的程度添 加衝突/挑戰、互動等兩大遊戲元素，佐以故事情節與娛樂性，幫助學生增加學習動 機，進而理解分數乘法之概念。教學方面，取傳統虛擬教具之優點，將表徵轉換過 程重現而操作之部分與故事情節作結合，並給予立即的反饋。

本研究將三款不同的虛擬教具，亦即作為藍本的分數 – 矩形乘法、一般 虛擬教具與遊戲式虛擬教具比較示意，如表 3-1 所示。

表 3-1

2. 遊戲式虛擬教具

以美國國家虛擬教具圖書館 (NLVM)所開發之分數乘法虛擬教具「分數 – 矩 形乘法(Fractions - Rectangle Multiplication)」為藍本，融入遊戲元素後移植至 Flash 平台，並加入適當之引導敘述、美工後再行中文化製成本實驗所用遊戲式虛擬教具，

使學生可自行操作虛擬教具學習。

I. 遊戲元素的融入

相對於一般虛擬教具，遊戲式虛擬教具嘗詴融入了遊戲元素。以建立規 則為起始，一開始學習者必頇根據遊戲指引創建角色，此舉也跟著創立了一個 世界觀。遊戲融入以「衝突/挑戰 (conflict/challenge)」與「互動 (interaction)」

為主，「故事 (story)」與「角色 (avatar)」為輔。衝突/挑戰將虛擬教具賦予遊 戲進行意義，具體係指學習者將扮演遊戲主角遭遇分數方面的困難，必頇觀察 與實際操作虛擬教具演練分數乘法之概念，遊戲方得進行；而互動性則添加虛 擬教具的趣味性，提升學習者的學習動機，具體係指加入故事性與角色性，學 習者可隨故事劇情推進，操作主角與遊戲世界進行互動。遊戲元素融入概念整 理如表 3-2 所示。

表 3-2

遊戲元素融入概念一覽表

畫面 概念

互動性 - 角色：

在虛擬教具內創建角色，幫 助學習者瞭解世界觀、遊戲 目標，以及該遵循的規則。

(續下頁)

畫面 概念 衝突/挑戰 - 故事：

將故事劇情融入虛擬教具 中。透過遊戲中的故事引起 學習者共鳴，給予不同的遊 戲情緒。

衝突/挑戰 – 故事：

與故事情節配合，在虛擬教 具裡加入了適當的衝突與 挫折故事，讓學習者有更真 實的想像，增加了遊戲的耐 玩性。

衝突/挑戰 ：

遊戲中因應劇情加入了需 要射擊成功方能順利行進 之挑戰。要成功射擊除了看 準時機外，還得先成功解答 分數乘法的甫能射擊。比起 單純練習題目，可稍微增加 一些趣味性與動機。

(續下頁)

畫面 概念 互動性 – 操作：

將藍本虛擬教具之互動性 移植至遊戲式虛擬教具。在 其原有的互動理念上賦予 劇情。

衝突 / 挑戰 – 結束：

在所有遊戲衝突解決與劇 情完成後此虛擬教具迎來 結局，與遊戲特性之結尾概 念相符。

II. ARCS 動機模型的融入

Munn 與 Fernal (1969)認為動機是個體內在的一種興趣、態度及渴慕之動力，

可以影響並改變原本行為。也就是說，動機是引發學習重要的一環。本研究所 參考之動機模型為 ARCS 動機模型，其基本意涵與應用如表 3-3 所示，本研究 所開發之遊戲式虛擬教具常識融入 ARCS 動機模型架構，其中注意 (Attention) 之主要方針為以角色圖像、故事劇情來吸引學習者的興趣和好奇心；相關 (Relevance) 之主要方針為喚起學生先備知識，使其感到熟悉，並給予同樣觀念 之教學實例讓學習者自行發現分數乘法關聯性；信心 (Confidence)則以提供努 力的方向與提供學習成功的機會為主；滿足 (Satisfaction)則強調鼓勵學習者的

成就，並提供學習者一顯身手的機會。概念羅列對應整理至表 3-4。

表 3-4

ARCS 動機模型融入概念一覽表

(續下頁) ARCS

動機模式 向度

教材設計 概念說明

注意 Attention

感官的吸引。

以開場動畫與設定人 物吸引學生目光，用 新奇、非預期的方法 捕捉學生的注意。

感官的吸引。

用新奇、非預期的劇 情捕捉學生的注意。

相關 Relevance

似曾相似的效果。

分數概念指引中結合 學生的先前經驗，提 高課程的熟悉度。

(續下頁) ARCS

動機模式 向度

教材設計 概念說明

目標取向的建立。

藉著陳述教學與個人 目標的相關性，讓學 習者產生實用的知 覺。

目標取向的建立。

提供符合學生動機與 價值學習機會，如自 我學習或合作學習 等。

信心 Confidence

過程中多用正向 話語鼓勵學習者，以 建立自我信心。

ARCS 動機模式

向度

教材設計 概念說明

提供學習成功的機 會、努力的方向。

使學生知道那些學習 活動和經驗可協助提 高學習能力。

滿意 Satisfaction

提供一顯身手的機 會。

在教學後立即加入適 當且難易適中的問 答，提供增強鼓勵學 生的成就。

提供回饋與報償。

除了結局動畫外，加 入了讓學生再次進行 遊戲的機制。

3. 一般虛擬教具

以美國國家虛擬教具圖書館 (NLVM)所開發之分數乘法虛擬教具「分數 – 矩 形乘法 (Fractions - Rectangle Multiplication)」為藍本，將其呈現分數乘法觀念的手 法與虛擬教具互動功能移植至 flash 平台，並加入適當之引導敘述、美工後再行中文 化製成本實驗所用虛擬教具，使學生可自行操作虛擬教具學習。

四、 ARCS 動機量表

本研究使用之 ARCS 動機量表改編盧秋如(民 94)譯自 Keller (1999)發展之 ARCS 動機學習量表。共有 20 題，涉及「Attention (注意)」、「Relevance (相關)」、

「Confidence (信心)」與「Satisfaction (滿意)」四個面向，每個面向各有五題。選 項設計採用李特克四點量表(Likert Sale 4-point)，1 代表非常不同意、2 代表不同意、

3 代表同意與 4 代表非常同意，分數愈高表示學生之學習動機愈正向。量表的信度 經內部一致性考驗，結果如表 3-5 所示：Attention (注意)之 Cronbach's α 為.865；

Relevance (相關) 之 Cronbach's α 為.878；Confidence (信心) 之 Cronbach's α 為.751；

Satisfaction (滿意) 之 Cronbach's α 為.534。全量表之之 Cronbach's α 為.892，顯示內 部一致性係數合乎理想。詳細量表內容請參閱附錄三。

表 3-5

ARCS 學習動機量表向度、題數分配及內部一致性

向度 題數 Cronbach's α

Attention (注意) 5 .885 Relevance (相關) 5 .878 Confidence (信心) 5 .751 Satisfaction (滿意) 5 .534

整體 20 .892

五、 態度問卷

本研究使用之態度問卷設計改編自 Reimer 與 Moyer (2005) 針對三年級學生利 用虛擬教具學習分數所設計的問卷量表。問卷旨在瞭解學生參與實驗時的態度，又 可分為「學生對於數學學習的態度」與「學生對於虛擬教具的態度」兩面向。此問 卷答題選項選項設計採用李特克四點量表 (Likert Sale 4-point)， 1 代表非常不同意、

2 代表不同意、3 代表同意與 4 代表非常同意，分數愈高表示學生之學習態度愈正向。

詳細問卷內容請參閱附錄四。

六、 課堂學習單

本研究設計課堂學習單作為一般虛擬教具之輔佐，將教材進行情形對應到紙本，

供學生依據自己的進度記錄學習情形。詳細請參閱附錄五。