研究設計

「系統控制組」在含有擴增實境操作的具體經驗及主動驗證兩階段關卡，由系統 主動給予學習者操作性提示；而「學習者控制組」則在操作具體經驗及主動驗證 兩階段關卡時，僅告知學習者若有問題可點選提示，而不主動給予學習者提示，

讓學習者可以先自行思考、嘗試。遊戲中之人物及物件，使用3D模型建置軟體「3ds Max」製作相關立體模型，而遊戲架構則使用市售之遊戲引擎「Unity 3d」並透過 Qualcomm所提供之Vuforia來開發擴增實境遊戲式學習環境。

「學習風格」指學習者在學習時所偏好的方式，本研究僅針對感覺型與直覺 型部分，將學習者依據學習風格量表分數將感覺型與直覺型面向分數總和大於0 的學習者分為感覺型，分數越高表示其感覺風格越強烈，總和分數小於0的學習 者為直覺型，分數越低表示其直覺風格越強烈。

本研究依變項有二，分別為「板塊運動概念學習成效」與「擴增實境遊戲式 學習滿意度」。「板塊運動概念學習成效」主要探討學習者在不同提示策略的體 驗式學習模式下進行擴增實境遊戲式學習活動之後，在板塊運動概念測驗的表現 情形，其中包含知識理解和知識應用兩個面向。「擴增實境遊戲式學習滿意度」

主要探討學習者在不同提示策略的體驗式學習模式下進行擴增實境遊戲式學習 活動之後，學習者對於板塊運動概念之學習和擴增實境遊戲式學習的看法，其中 包含學習意願、教材內容、教材連結能力、教材易用性及學習動機等五個面向。

本研究為配合受試樣本的班級、教室和課表的安排，教學實驗以班級為單位，

實驗地點皆於電腦教室中進行，實驗時間為各班的生活科技課上課時間，教學者 為研究者本人，教學實驗為期 4 週，每週一節 45 分鐘，每班各 180 分鐘。

貳、提示策略融入體驗式擴增實境遊戲學習實驗教學活動設計

本研究期望能透過擴增實境模擬板塊運動情境，讓學習者實際體驗板塊如何 運動，同時並了解其相關知識概念。因此研究以 3ds Max 製作相關立體模型，使 用 Unity 及 Qualcomm 所提供之 Vuforia 來開發環境，將板塊運動概念融入於擴增 實境遊戲－「時空歷險記」中，並將遊戲置於平板電腦。在遊戲過程，學習者可

藉由與非玩家角色(NPC)交談及解決在情境中發生的事件來實際操作體驗並學習 板塊運動概念。其學習領域與目標、遊戲設計發展工具、遊戲設計理念、學習活 動設計、學習活動流程詳述如下：

一、學習領域與目標

「時空歷險記」之板塊運動擴增實境遊戲式學習課程內容與目標是依據國民 中小學九年一貫課程綱要自然與生活科技學習領域，分段能力指標的第四階段(國 中 1-3 年級)2-4-3-2「知道地球的地貌改變與板塊構造學說；岩石圈、水圈、大氣 圈、生物圈的變動及彼此如何交互影響」來發展，主要分為地球內部構造、板塊 運動相關學說及板塊運動三個主要概念(如圖 3-2)。

圖 3-2 板塊運動課程知識內容架構圖

「時空歷險記」之學習主題、學習目標與認知層次如表 3-2 所示，在「地球

板塊運動

地球內部構造

地函 地殼 地核

板塊運動相關學說

大陸飄移說 海底擴張說 板塊構造學說

不同邊界的板塊運動

聚合板塊邊界

張裂板塊邊界

錯動板塊邊界

內部構造」主題中，學習者必須能夠：(1)指出地球內部的分層結構、(2)說明地球

擬(如圖 3-3)亦允許開發者以 java 程式自行編寫故事、遊戲事件、動畫等功能(如 圖 3-4)，創造出符合設計者所規畫之遊戲世界，並能整合遊戲相關資料檔案，匯 出至實驗教學進行時使用之平板電腦載具上。

圖 3-3 Unity 3d 遊戲引擎介面圖

參數調整區，可調整物品位置、大小、貼圖等參數

場景建置區：可任意放置模型圖片等物品，

並透過 Game 視窗可瀏覽其實際呈現情形

圖 3-4 Unity 3d 程式編寫介面圖

三、「時空歷險記」遊戲設計理念

提示策略為引導學習者學習時，依據學習狀況所提供的輔助學習鷹架，並參 考體驗式學習理論之學習歷程：具體經驗、反思觀察、抽象概念及主動驗證等四 個學習階段設計遊戲，讓學習者可藉由經驗獲得知識或改變學習歷程；而擴增實 境遊戲式學習可透過遊戲中的學習任務及擴增實境技術，將學習內容以更真實具 體及更具互動性的方式呈現。故本研究之遊戲設計結合提示策略、體驗式學習歷 程及擴增實境遊戲式學習，讓學習者在遊戲的情境中，透過更真實、更高互動性 的方式及提示策略的輔助、引導，將舊經驗與新知識連結，學習板塊運動課程之 概念(如圖 3-5)。其中，「系統控制組」學習者在執行遊戲任務時，由系統主動提

支援 java 程式撰寫，可自行設計遊戲中各事件、功能等

供學習者提示，並依照體驗式學習階段，輔助學習者透過由擴增實境模擬情境之

四、「時空歷險記」擴增實境遊戲式學習活動設計

遊戲情境與各階段學習任務歷程說明如下。

(一) 遊戲情境說明

在時空歷險記各週任務開始之前，皆會有上次進度，說明故事內容、前一週 學習內容和遊戲目標，協助學習者迅速投入遊戲情境。遊戲中小風(學習者)和琳 琳在學校後山探險時，不小心掉進一深不見底的洞裡，醒來後才吃驚的發現他們 回到了過去，沒想到未來真的有時光隧道，也能夠在過去、現在、未來間穿梭，

不過也因為這樣，讓貪心的強盜集團起了歹念，想強行搶奪時光隧道，並毀滅部 分時光隧道阻止時空巡邏隊的搜救，進而造成世界時空混亂的狀態，意外捲入風 波的小風和琳琳兩人只能努力的幫忙時空巡邏隊修補，將一切回復，才能重返現 代。

圖 3-6 上次進度讓學習者迅速投入情境、連貫各週內容

(二) 各階段學習任務歷程概述

「時空歷險記」主要分成兩個遊戲階段，分別為「遊戲操作練習任務」及「板 塊運動課程學習任務」。在「遊戲操作練習任務」階段，學習者透過與非玩家角 色的談話了解地球內部結構相關名詞及概念，並嘗試在平板電腦上操作遊戲中物 品(選取、移動)及與非玩家角色對話等(如圖 3-7)。在「板塊運動課程學習任務」

階段，主要藉由遊戲任務方式讓學習者學習板塊運動課程概念及應用。遊戲任務 中，將板塊、化石、熱對流等相關地質現象以 3D 模型方式做模擬，使學習者可 透過執行任務的操作過程中體驗相關概念，不須再只靠想像方式來學習。例如：

在聚合性板塊邊界的活動與地質構造學習任務中，學習者透過直接操作模型板塊，

便可看到兩板塊間交界處的地質變化(如圖 3-8)。

圖 3-7 學習者依照指示進行操作任務

學習者依據遊戲中非玩家角色的指示進行操作任務

圖 3-8 學習者透過操作，體驗板塊交界處的變化

五、「時空歷險記」學習活動流程

在為期四週的學習活動中，學習者進行前測、兩階段學習任務及後測，學習 活動流程圖如圖 3-9 所示。以下分別就其系統控制及學習者控制進行說明。

學習者可透過操作，看到板塊交界處的變化

圖 3-9 遊戲式學習活動流程圖

(一) 擴增實境遊戲式學習活動概述

第一週先實施前測，包含板塊運動先備知識測驗卷及學習風格量表。接著由 教學者解說如何使用及操作平板電腦進行遊戲，再來便是讓學習者兩人一組輪流 進行操作練習關卡。第二週及第三週同樣讓學習者兩人一組輪流依故事內容引導，

操作學習板塊運動課程概念。第四週前 25 分鐘讓學習者兩人一組依故事內容及 引導進行操作學習板塊運動課程概念。最後 20 分鐘進行後測，包含板塊運動課 程學習成效測驗及擴增實境遊戲式學習滿意度量表。學習者進行遊戲式學習之活 動照片如圖 3-10 所示。

圖 3-10 學習者進行「時空歷險記」擴增實境學習活動

(二) 擴增實境學習活動教材

「時空歷險記」之擴增實境遊戲教材以 Unity 3d 所編輯製作，為探討不同提

示策略(系統控制、學習者控制)及學習風格(感覺型、直覺型)對學習者學習的影響，

將參與樣本隨機分配為「系統控制組」和「學習者控制組」兩組。系統控制組和 學習者控制組之差異在於系統控制組在非玩家角色給予學習者任務同時，亦直接 提供提示給學習者，讓學習者依系統提供之程序性提示依序學習並完成任務；學 習者控制組則是系統不主動提供學習者任務之提示，只告訴學習者若執行任務過 程中，有任何困難便可尋求給予程序性之提示幫助。兩組教材皆使用體驗式學習 模式製作，學習者必須按照四步驟學習階段來進行。

提示策略部分，學習者必須先和非玩家角色交談，以接受任務，此時系統控 制組之非玩家角色會直接給予程序性之提示(如圖 3-11)，而學習者控制組則只告知 學習者左下角有提示按鈕(如圖 3-12)。

圖 3-11 系統控制組：直接給予學習者提示 任務內容說明

系統控制組在給予任務說明同時，直接給予學習者提示

圖 3-12 學習者控制組：學習者執行任務有困難時，自行點選按鈕取得提示

由於整體遊戲架構結合體驗式學習四階段，因此學習者必須依序完成。首先，

體驗式學習之第一階段：具體經驗，透過實際操作與知識概念結合(如圖 3-13)，

完成後非玩家角色會給予學習者一改正性回饋(如圖 3-14)，促進其反思所習得之 學習經驗。

學習者控制組在學習者執行任務遇到 困難時，由學習者自行點選觀看提示

提示 按鈕

圖 3-13 體驗式學習－具體經驗：透過實際操作與知識概念結合，得到經驗

圖 3-14 體驗式學習－反思觀察：非玩家角色給予學習者改正性回饋，促使學習 者反思所習得之學習經驗

反思過後，學習者透過選擇題測驗是否習得學習任務隱含之板塊運動概念(如圖 3-15)，

反思過後，學習者透過選擇題測驗是否習得學習任務隱含之板塊運動概念(如圖 3-15)，