研究背景與動機

第一章 緒論

本章分別尌本研究之研究背景與動機、研究目的與待答問題、研究範圍與限 制以及重要名詞釋義四個部分進行詳述。

第一節 研究背景與動機

人類為因應時空的快速變遷，逐漸以陸、海、空的便利交通克服環境空間隔 閡，而全球貿易和通訊的蓬勃發展打破原有的天然屏障，使世界各地區能直接進 行聯繫，有助於動物群和植物群的混合(ISSG, 2003)。正因如此，各式各樣的外來 種生物(alien species)正藉由許多管道流動，如：人為引進、原生棲地改變等原因，

導致外來種生物以驚人速度在世界各地蔓延(黃德昌，2005)。外來種生物不但使 許多區域的原生種生物(native species)遭遇競爭和捕食的威脅，更引發物種競爭排 擠及生態環境改變所帶來的衝擊(Pimentel et al., 2000)。國際自然資源保育聯盟 (The International Unionfor Conservation of Nature and Natural Resources) 更於2000 年公布「避免外來入侵種導致生物多樣性喪失的指導方針」(Guidelines for the prevention of biodiversity loss caused by alien invasive species) (IUCN, 2000)，依據 全球外來入侵種生物方案(Global Invasive Species Program, GISP)估算，外來入侵 種生物造成的環境和社會經濟損失，每年剛高達全球經濟的5%，亦即1.4兆美金(趙 榮台，2006)，由此可見外來種生物衍生的相關問題已受國際重視並造成極大的經 濟影響。此外，臺灣的島嶼生態體系脆弱，島上的生物因長期與其他地區隔離，

生物獨立演化而缺乏侵略性，遇到外來入侵種生物亦遭其淘汰(陳建志，2009)。

有鑑於外來入侵種生物對固有環境所造成的生態迫害日益嚴重，故對於外來 種生物議題應當進行教育宣導，讓民眾建立愛護環境的正確觀念(Mills, Leach, Secor, & Carlton, 1993)。我國教育部為充實中小學學童環境永續相關的知識，建 立人與環境互動的正確價值觀，以及全球性環境議題時具備解決環境問題的認知 與技能，將環境教育列為國民中小學九年一貫課程綱要之重大議題之一(教育部，

2008)。透過認識外來種生物能讓學習者學習擁有正向的態度、正確的行為並積極 實踐 (盧秀琷，2008)。然而，近年研究指出，國小學習者對外來種生物認知表現

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不甚理想，多數學習者亦對外來種生物相關議題產生迷思概念及錯誤態度(李佳蓮，

2005；蔡輝毅，2004；魏郁芬，2007)。以學習者角度來看，國小教科書中雖有提 及外來種生物相關議題，但是講述性課程的教學方式不夠活潑有趣，較難引起學 習者的興趣(盧秀琷、彭文萱，2007)；在知識傳遞方面，對於生物多樣性的學習 活動而言，傳統的講授方式僅能讓學習者們接受訊息但不能得到最好的吸收 (Guzman Rodriguez, 2007)。因此，為改善學習活動的知識傳遞過程，提升學習者 的學習動機與認知表現，教師需有效設計與規劃符合學習者的學習活動。

遊戲式數位學習可使學習者透過沉浸在數位遊戲環境中而達到特定的學習 目標(Garris, Ahlers, &Diskell, 2002)，並將學習內容對入數位遊戲，幫助學習者保 留知識並應用在真實世界(Kiili, 2005)。Garris等人(2002)亦發現學習活動融入遊戲 特性能提升學習者的學習動機，引起學習者注意並維持長時間的專注。此外，數 位遊戲應用在學習活動中，不僅可藉由其吸引力與優勢協助學習者喚起舊經驗 (Boot, Kramer, Simons, Fabiani, & Gratton, 2008)，更能幫助學習者投入學習活動中 (Rastegarpour & Marashi, 2012)。遊戲故事情節對入學習情境不僅能豐富視覺化的 學習環境，更能輔助學習者將科學概念遷移至長期記憶，並增進科學學習的態度 (Demircioglu, Demircioglu, & Calik, 2009)。美國科學家聯合會亦建議，可在教學 實務中採取包括教育性遊戲相關的科技優勢(Federation of American Scientists, 2006, p. 46)。然而，要同時找出數位遊戲和學習的內部帄衡是非常不容易的事，

如果沒有引導和教學策略，要透過商業遊戲進行遊戲式數位學習很難達到教育的 目的(Kim, Park, & Baek, 2009)。

5E學習環的投入(Engagement)、探索(Exploration)、解釋(Explanation)、精緻 化(Elaboration)和評量(Evaluation)五個步驟可以幫助學習者在活動中激發先備知 識並克服迷思概念，不僅能有效增進習得知識，學習者亦具有解釋和辯論自我想 法的機會(Liu, Peng, Wu, & Lin, 2009)。此外，研究指出5E學習環對科學學習之概 念保留、態度改善、問題解決能力表現上有正面影響(Abraham, 1997)。因此，本 研究依循5E學習環的策略建構，營造出探索式學習的數位遊戲學習環境，藉由以 學習任務為主體、5E學習環為架構進行遊戲式數位學習，讓學習者透過扮演遊戲

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角色接受任務，探索解決任務的方法，解釋過程中獲取的知識，並依據回饋或提 示進行反思，所有學習任務完成後進行總結性評量。

雖然在數位遊戲學習環境中探索能使學習更富趣味性，並獲得學習經驗 (Charles & Mcalister, 2004)。但是，探索並非漫無目的，應讓學習者主動發現問題、

解決問題，並提供學習資源、給予提示和鼓勵，以提升學習者在探索過程中的吸 收程度與理解力；當探索被視為一種學習方式時，著重學習者認知建構的過程，

並希望能引發學習者的興趣、增進主動學習的態度(Justice, Rice, Roy, Hudspith, &

Jenkins, 2009)。非探索式學習取向以學科為中心，並涵蓋眾多教材；而探索式學 習取向則以學習者為中心，強調學習者的認知成長(洪振方，2003)。從學習者的 角度來看，教材涵蓋愈多，學習者的學習保留愈少；教材涵蓋愈少，學習者的學 習保留則愈多(Chiappetta, Koballa, & Collette, 1998)。相較於接受傳統講述式教學 的國小中、高年級學習者，接受探索式學習的學習者之科學態度、科學知識和過 程技能學習表現較佳(Wideen, 1975)。此外，對探索式學習而言，數位遊戲所提供 的視覺化學習環境極具影響力(Edelson, Gordin, & Pea, 1997)，其真實環境模擬、

故事情節敘述、學習任務挑戰與即時回饋呈現等特性(Lucey-Roper, 2006)，更能有 效增強學習者在探索學習歷程中主動參與及解決問題的能力。因此，當遊戲式數 位學習變成互動學習的新潮流時，亦凸顯探索式學習的重要性(Pivec & Dziabenko, 2004)。其中，探索學習模式是指學習者定義及研究問題的過程，包含了形成問題、

構思假設、設計解決方法、模式化等，被視為是培養科學過程技能的有效方法 (Windschitl, 2003)。因此，遊戲式探索學習模式可能有助於提升國小高年級學習 者的自然與生活科技領域的學習成效與學習態度。

另外，學習者在學習的過程中，影響其學習的因素很多，包括人格特質、學 習動機、學習環境和教師教學方法等因素(Fielding, 2000)，其中，學習型態被視 為影響學習的因素之一。學習型態意指學習者進行學習活動時，經由其知覺、記 憶、思維等心理歷程，所表現出帶有認知、情意、生理等三種性質的習慣性特徵 (張春興，1985)。Pintrich和Johnson (1990)認為鑑別學習者的學習型態之目的在於 幫助教師瞭解學習者進行資訊處理時，其認知處理及思考反應之差異。因此，若

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教師營造及設計出符合學習者之學習型態的學習環境與學習活動，除了可維持或 提升學習動機外，亦能有效增進學習成效(楊坤堂，1996)。

綜合上述，本研究以5E學習環為架構設計遊戲式數位學習，並融入探索學習 模式於外來種生物概念學習中，探討不同探索學習模式、5E遊戲學習活動與學習 型態對國小生外來種生物概念的學習成效、行為意向及自然與生活科技領域與科 技學習態度之影響，期許學習者能透過遊戲情境體驗逼真的故事情節，將學習內 容與真實情境連結，進而有效地學習生態保育的認知及行為，並應用於真實世 界。

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