本實驗研究採準實驗設計研究法，依據本研究的研究目的，需要進行實驗研 究以探討自變項與依變項之間的關係，然而在實驗過程中，無法完全遵循實驗原 則選取樣本，因此採用準實驗法。以下依實驗步驟、實驗設計、實驗對象、資料 處理進行說明。
4.2.1 實驗步驟
本研究之實驗步驟，如圖 11，需先製作引導式的遊戲式學習教材，及學習 成就測驗，教材是以國中七年級二元一次聯立方程式為主要學習內容，並將實驗 的遊戲設計成三個不同的學習內容及不同的遊戲方式，依序各實施三節課，且教 材分成一元一次方程式、二元一次方程式及應用問題三個部份。在進行實驗前，
課堂實驗組及課堂控制組都會先將二元一次聯立方程式的課程上完並進行二元 一次聯立方程式和應用問題的前測，之後分組實驗且每次上課完都會進行小測 驗，當玩過第一和第二個遊戲時會進行二元一次聯立方程式的後測，最後玩過第 三個遊戲後，會進行應用問題的後測。因此共有二個學習成就前後測驗成績，最 後將實驗結果所得之數據以 SPSS 軟體進行數據分析，並歸納學生學習的錯誤 類型。
圖 11 實驗步驟
4.2.2 實驗設計
本研究之實驗設計有兩個自變項，及兩個依變項，分別說明如下：
一、自變項：
1.遊戲式學習：應用自製的遊戲式教材進行課堂實驗，在數學課時讓學生到 電腦教室，使用遊戲式學習材教，並在每節課後小考並讓學生討論。
2.傳統式教學：在上完二元一次聯立方程式的課程後，以一般傳統式的教 學，複習二元一次聯立方程式和應用問題。
二、依變項：
學習成效：
是指學習者在學習過教材後，對於學習成就測驗(後測)的表現情形，學習成 就測驗的分數越高，代表學習成效越好。由學習成效可判斷出學生對該教材 的學習效果，進而了解教材對學生學習上的幫助。
三、控制變項 1.授課內容：
所有學習者所接受的課程一元一次方程式、二元一次聯立方程式和應用問 題的求解。
2.授課教師：
參與本實驗3 個班級之授課教師皆為同一人，可降低因不同授課教師對學 習成效造成影響。
3.評量工具：
參與本實驗3 個班級，皆採用相同的四份測驗試題。
四、準實驗設計
本研究以學生用引導式的遊戲式學習方式設計準實驗，比較數學學習遊戲對 課堂實驗組與課堂控制組學生學習成效之差異，進行九堂課，為期二週的實驗處 理：課堂實驗組於數學課使用引導式的遊戲式學習，而課堂控制組則使用傳統式 教學。兩組皆在實驗前後進行數學測驗，將兩次測驗成績作為學習成效的前、後 測結果。
4.2.3 實驗對象
基於教學實驗場地及人力支援之方便性，並依學校原有編制班級進行實驗，
實驗對象為桃園縣某國中七年級三個班的學生，共 92 位學生。
本研究在學生上完二元一次聯立方程式的課程後及實驗開始前，先依國一上 學期三次段考的平均分數分組，採27%、46%、27%三個比例分成三組，每班分 成三組，有低成就組、中成就組及高成就組，二個班級接受遊戲式學習，一個班 級接受傳統式的教學做複習，每組的人數分佈情形如表 3。
表 3 實驗分組
不同學習方式的分組
學習方式 低分組 中分組 高分組 合計
遊戲學習組 16 30 16 62
傳統式教學 8 14 8 30
4.2.4 資料處理
將資料以 SPSS 統計軟體進行統計分析，循下列方式進行：
1.以單因子共變數分析方法進行實驗結果分析，以不同的學習方式為自變 數，以學習成效為依變數，依 SPSS 軟體分析後所得的結果，討論不同 的學習方式對學習成效的影響。
2.以引導式的遊戲式學習的前後、後測成績，使用 SPSS 軟體分析後所得的 結果，討論遊戲式對於學習成效的影響。