本章共分為四節，第一節研究架構與實驗流程、第二節研究對象、
第三節研究工具、以及第四節資料分析與詮釋。詳細說明如下：
研究架構與實驗流程
本研究所有參與者在排序演算法的課堂教學開始之前，請他們填寫 運算思維能力前測卷及認知負荷量表、心流量表、運算思維自我評估量 表等，檢驗學習者在未經歷本次教學前，對排序演算法單元的學習成效 及認知負荷、心流經驗、運算思維自評等能力。填寫完畢後，資訊教師 會進行講授式的課程教學，並於講授課程結束後下堂課開始進行後續的 實驗操弄。
實驗組 1 學生使用推薦式 RPG 學習系統，該遊戲分為診斷用關卡 以及學習用關卡兩部分。在診斷用關卡中，學生必須運用之前課程學習 到的排序演算法知識，回答關卡內的謎題。遊戲會以推薦系統分析學生 在診斷用關卡的作答表現，依情況適性化開放對應的學習用關卡給學生，
並針對其以熟稔的關卡給予跳關用的通關鑰匙，學生可自由選擇是否使 用鑰匙跳關。實驗過程中，實驗組 1 的學生需在前 30 分鐘內完成首輪 推薦式RPG 遊戲學習流程，可視為新手的自學行為。並在對於遊戲玩法 熟練之後，在後 30 分鐘執行遊戲流程（次輪），可視為老手的自學行為。
兩輪遊戲中由系統紀錄下來的數據（Logs）將在後續比較，用以檢視學 生在熟練與不熟練程式之間的學習行為是否有所不同。待系統使用時間 結束後，研究員請受試者填寫運算思維能力後測卷、認知負荷量表、心 流量表、運算思維自我評估量表等，檢測各項心理面向之變化。本組實 驗流程如圖 4-1 最左側所示。
圖4-1 實驗流程圖
實驗組 2 學生同樣使用包含診斷用關卡、學習用關卡的 RPG 學習 系統，與實驗組1 相比，實驗組 2 所使用 RPG 系統並未開啟診斷與推薦 功能。組2 學生除卻無法藉由前測良好的作答表現，進而獲得可供跳關 的鑰匙之外，在其餘的遊戲內容上，實驗組2 與實驗組 1 並無二致。實
驗過程中，實驗組 2 的學生需在前 30 分鐘內完成首輪推薦式 RPG 遊戲 學習流程，可視為新手的自學行為。並在對於遊戲玩法熟練之後，在後 30 分鐘執行遊戲流程（次輪），可視為老手的自學行為。兩輪遊戲中由 系統紀錄下來的數據（Logs）將在後續比較，用以檢視學生在熟練與不 熟練程式之間的學習行為是否不同。待系統使用時間結束後，研究員請 受試者填寫運算思維能力後測卷、認知負荷量表、心流量表、運算思維 自我評估量表等，檢測各項心理面向之變化。本組實驗流程如圖 4-1 中 間所示。
控制組學生則使用推薦式網頁學習系統進行教學，系統同樣會依據 學生填答狀況進行適性化診斷。該系統內建的診斷系統與實驗組 1 使用 的推薦式 RPG 診斷用關卡機制相同，系統會推薦學生對應的教學影片 連結給學習者，此部分影片教材也與 RPG 中學習用關卡使用的影片相 同。實驗過程中，控制組的學生需在前 30 分鐘內完成首輪推薦式網頁學 習系統，並在對於系統操作熟練之後，得到與實驗組 1、實驗組 2 相同 操作兩次系統的機會，在後 30 分鐘執行學習系統（次輪）。待系統使用 時間結束後，研究員請受試者填寫運算思維能力後測卷、認知負荷量表、
心流量表、運算思維自我評估量表等，檢測各項心理面向之變化。流程 如圖4-1 最右側所示。
研究對象
本研究之實驗對象為台北某國民中學七年級學生。共挑選於 107 學 年度下學期修習資訊教育課程的六個班級，實際參與總人數171 名，學 生依照班級均分為三組，分別為實驗組 1、實驗組 2、對照組。三組學生 年齡皆介於 13~14 歲之間，且都由同一名具備多年教學經驗的資訊老師 任教。
圖4-2 實驗組 1 學生觀看教學影片
各組參與人數部分，實驗組1 含兩個班級、共 58 人參與實驗，實驗 組2 含兩個班級、共 60 人參與實驗，對照組含兩個班級、共 53 人參與 實驗。
圖4-3 實驗組 2 學生操作遊戲
圖4-4 對照組學生填寫後測問卷
研究工具
本研究使用的研究工具包含學習成效測驗、認知負荷量表、心流量 表、行為編碼表等，分述如下：
學習成效測驗
本研究藉由學生填答運算思維能力測驗前、後測卷，用以檢視在使 用遊戲式或影片推薦學習系統後，針對該「排序演算法」單元之學習成 效是否確實獲得改善。測驗卷中每種排序法各占 1 題，共 5 小題，每題 2 分，總分 10 分。題目要求學生依序寫出排序步驟當中，每輪排序之後 數列的排序結果。前後測卷範圍、出題模式相同，僅更動題目中排序用 的數字。本研究將分別於教學前、後施行前測和後測。
認知負荷量表
本研究藉由學生填答認知負荷問卷，以瞭解學生在使用遊戲式及影 片推薦學習系統的影響。該認知負荷量表改編自 Hwang, Yang 和 Wang
（2013）所發展出的認知負荷問卷，總共有 8 題，每題皆採用李克特氏 5 點量表，選項依序為非常滿意、滿意、沒意見、不滿意、非常不滿意，
其中非常不滿意為 1 分，非常滿意為 5 分，依此類推，其中心智負荷（內 在認知負荷）共 5 題，Cronbach's alpha 為 0.86；心智努力（外在認知負
心流體驗量表
本研究藉由學生填答心流體驗問卷，以瞭解學生參與遊戲式及影片 推薦學習系統活動時的融入情形。該心流體驗量表改編自 Pearce, Ainley 和Howard （2005）所發展出的心流經驗問卷，共 8 題，每題皆採用李 克特氏5 點量表，選項依序為非常滿意、滿意、沒意見、不滿意、非常 不滿意，其中非常不滿意為1 分，非常滿意為 5 分，依此類推，Cronbach's alpha 為 0.86。
行為編碼表
本研究針對參與實驗學生之RPG 遊戲操作紀錄（Logs）進行編碼。
使用軟體為 GSEQ Behavior Sequential Analysis，並使用序列分析殘差表 的z-score，解釋學生遊戲行為之間是否有明顯差異，並透過結果探討行 為之間的關聯性。本次使用之行為編碼表如表 4-1 所示，將分析實驗組 1、實驗組 2 的學生們，分別在本次遊戲中的首輪、次輪所有答題行為，
探討不同組別之間，有無專家系統對學生學習行為造成的差異。以及學 生在不同實驗階段中，重複操作系統對作答行為產生的影響。
表 4-1
RPG 系統行為編碼表
編碼 內容 說明
VB 氣泡排序影片 觀看氣泡排序法影片
VI 插入排序影片 觀看插入排序法影片
VC 選擇排序影片 觀看選擇排序法影片
VM 合併排序影片 觀看合併排序法影片
TB 氣泡排序答對 回答氣泡排序問題正確 TI 插入排序答對 回答氣泡排序問題正確 TC 選擇排序答對 回答氣泡排序問題正確 TM 合併排序答對 回答氣泡排序問題正確 FB 氣泡排序答錯 回答氣泡排序問題錯誤 FI 插入排序答錯 回答氣泡排序問題錯誤 FC 選擇排序答錯 回答氣泡排序問題錯誤
FM 合併排序答錯 回答氣泡排序問題
Z 遊戲終結
錯誤次數過多 強制結束遊戲
資料分析與詮釋
本研究將蒐集學生的學習成效、學習動機、認知負荷、心流經驗與 科技化學習意願等資料之後，由統計軟體 SPSS（Statistical Product and Service Solutions），進行以下分析。
學習成效
本研究透過對實驗組 1、實驗組 2 與控制組前測之學習成效得分進 行變異數分析（以下簡稱 ANOVA 分析），確認三組之學習成效有無顯著 差別。之後再各以前測作為共變數、後測為依變數實施共變數分析（以 下簡稱 ANCOVA 分析），以檢測經過教學實驗後，各組學生之間的學習 成效是否有顯著差異。
認知負荷
本研究透過對實驗組 1、實驗組 2 與控制組前測之認知負荷得分進 行ANOVA 分析，確認三組之學習成效有無顯著差別。之後再各以前測 作為共變數、後測為依變數實施 ANCOVA 分析，以檢測各組學生經由 教學實驗後，各組學生之間的認知負荷是否有顯著差異。
心流體驗
本研究透過對實驗組 1、實驗組 2 與控制組前測之心流體驗得分進 行ANOVA 分析，確認三組之學習成效有無顯著差別。之後再各以前測 作為共變數、後測為依變數實施 ANCOVA 分析，以檢測各組學生經由 教學實驗後，各組學生之間的認知負荷是否有顯著差異。
行為編碼
本研究將以 GSEQ 分析實驗組 1、實驗組 2 分別於首輪、次輪 RPG 遊戲階段之行為編碼，檢測紀錄編碼之事件序列、時間序列。並以學生 之行為模式作為依據，進一步將不同組別、不同時間段學生行為表現交 叉比對。