研究設計

兩個組別。

本研究之依變項有二，分別為「學習成效」與「學習態度」。「學習成效」

改編自南一出版社參考書中自然與生活科技之單元目標測驗題，包括知識理解及 知識應用兩部分，主要為了解學生使用角色扮演遊戲或圖文式網頁，能否學習化 學酸鹼中和單元之概念。「學習態度」則參考翁凱昕(2005)發表之「線上遊戲式 學習對創造力之影響」一文中的「學習態度問卷」量表，包括學習意願、教材內 容、教材連結能力、教材易用性及學習動機五個向度，其目的為了解學生經由角 色扮演遊戲或圖文式網頁方式進行學習活動後，學生對於整體課程之看法與感受 調查。

貳、整體教學活動中在不同的學習環境中，使用不同的學習策略之實驗教學活動 設計

一、學習領域與目標

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)2-4-5-5 認識酸、鹼、鹽與水溶液中氫離子與氫氧離子 的關係，及 pH 值的大小與酸鹼反應的變化。是以，本研究之學習目標是讓學生 了解何謂電解質、酸鹼物質、與酸鹼中和反應的相關概念，如圖 3-2，包括：(一) 電解質；(二)酸與鹼；(三)酸鹼濃度；及(四)酸鹼反應與鹽類，以符合上述國民中 小學九年一貫課程目標。

圖 3-2 化學酸鹼中和單元知識內容架構圖

二、角色扮演遊戲學習活動設計

過去的研究發現，商業遊戲擁有綺麗的畫面、音效以及奇幻等的元素，這些 元素可引發學生的內在動機，進而促使學生專注於數位學習活動(Amory et al., 1999; Karakus, Inal, & Cagiltay, 2008)。因此本研究採用市售之商業遊戲 Starcraft II 所提供的遊戲編輯器(World Editor)設計製作本研究之化學酸鹼中和角色扮演遊 戲，讓學生在進行數位遊戲學習活動時，擁有日常課後玩商業遊戲般的學習動機。

遊戲主要將化學中和概念融合學習活動中，並以角色扮演遊戲(Role Playing Game, RPG)的方式進行，透過與非玩家角色的對話、非玩家角色所提供的資訊內容與蒐 集指定物品的過程中所得到的資訊性提示傳遞學習概念。學生若要完成學習任務，

必須要判斷所蒐集的物品是否正確才得以完成任務，且於每個階段以選擇題來測 驗學生是否有吸收知識。Starcraft II 遊戲編輯器(World Editor)擁有設定遊戲流程 製作、影片製作可為遊戲提供豐富的情境，編輯器畫面如圖 3-3 所示，編輯器中 提供許多功能，以供編輯、製作遊戲，圖中最上方為工作區，主要可以進行遊戲

酸鹼世界

電解質

非電解質 電解質 解離說

酸&鹼

常見酸、鹼 生活應用

酸鹼濃度 pH值定義

酸鹼反應&鹽類

酸鹼中和 常見鹽類

的載入、存檔、執行以及其他編輯相關的工作皆可由此區操作；左下方為觸發器，

主要功能為編輯遊戲的腳本、人物角色相關設定；右方為資料區，主要為調整角 色、怪物之細部設定，如走路速度、掉落物品機率、人物與怪物名稱設定…等。

圖 3-3 遊戲所使用之編輯器畫面

(一)遊戲規則

本研究所使用的化學酸鹼中和遊戲為角色扮演類型之遊戲，遊戲開始時有動 畫幫助學生了解遊戲故事背景以及遊戲目標，結束時有鼓勵學生闖關成功之結束 動畫與勝利畫面。

1. 學生在遊戲中若是想再次瞭解故事的背景，遊戲會提供故事背景選單，使其可 以根據學生需要來決定是否再次閱讀遊戲的故事背景。

2. 遊戲中依據採集原料和方式的不同有不一樣的場景，分別有採集金屬元素、非 金屬元素、打擊妖怪(為了拾取掉落物品)、蒐集混合物等主要場景，學生從 NPC 取得任務後，必須前往這些場景進行蒐集的動作。

3. 完成任務的條件是蒐集任務所要求之物品，可以透過採集、打擊妖怪後拾取掉 落的物品(因完成任務條件的部分物品需打擊妖怪才能獲取)、合成物品(若是任

資料區

觸發器 工作區

務完成的物品為化合物，那學生需要去採集元素，將其合成來獲取完成任務所 需的物品)。

4. 若學生在蒐集物品的過程中，因妖怪的攻擊死亡，則從遊戲一開始進入的地點 重新復活。

5. 重新復活後，會再次進行死亡前正在進行的任務，但死亡前所採集到的物品會 消失，需要重新採集。

6. 遊戲左下角的小地圖，會顯示遊戲中任務中所要尋找的角色與材料的位置，不 僅可讓學生知道自己目前的位置，也可避免學生在遊戲迷失方向。

(二)遊戲操作介面

遊戲操作介面，如圖 3-4 所示，遊戲中會顯示(1)任務目標：顯示目前所需解 決的任務名稱與任務資訊、(2)小地圖：顯示學生所操縱的英雄位置以及任務觸發 地點、(3)物品欄：提供蒐集物品的欄位、(4)英雄控制欄：提供操作英雄的欄位，

學生可透過操作英雄而得到樂趣與控制感(Prensky, 2001)。

圖 3-4 遊戲操作介面

任務目標

英雄控制欄 小地圖 物品欄

(三)遊戲互動機制

角色扮演遊戲學習環境為透過學生對於角色扮演遊戲的內在動機，完成遊戲 以及闖關成功的獲勝感，促使學生在遊戲中找尋如合獲勝的對應策略，並在完成 遊戲的互動歷程中獲得知識、技能、及情意的正面效益。學生為了完成遊戲任務，

必須在遊戲中探索、與 NPC 對話以及蒐集 NPC 所指定的任務道具，而學習將在 遊戲遊玩的過程中學習到化學酸鹼中和的相關概念。以下就遊戲設計中列出遊戲 與學生之互動機制。

1. 學生從 NPC 對話的過程以及物品的提示資訊中獲得物質組成及特性的概念。

2. 學生拾取物品時會顯示物品的特性，讓學生去判斷採集的物品是否符合任務的 要求。

3. 當學生將物品交付 NPC 時，若是物品不符合任務要求，NPC 會再次說明所要 求物品的特性，或顯示此物品錯誤及其特性為何。

4. 當學生將物品交付 NPC 時，若是物品符合任務要求，則必須回答 NPC 的問題，

選擇錯誤時 NPC 會告知學生為何此答案是不正確的，反之則會再一次提供增 強正確概念的回饋。

(四)遊戲設計特質

本研究之遊戲設計主要以角色扮演方式，藉由遊戲模擬真實的情境，並透過 學生扮演的角色與遊戲中的其他 NPC 談話，了解整個故事的背景、學習任務目標，

並依照 NPC 的提示蒐集任務道具(如酸或是鹼性物質)或是達成任務目標(探索地 圖、找尋指定 NPC)，以達成任務。整體遊戲架構改編 Garris、Ahlers 與 Driskell (2002) 所提出的數位遊戲式學習模式(Input-Process-Outcome Game Model) 做為遊戲設 計的整體架構，改編成角色扮演遊戲式學習架構，以圖 3-5 所示。學生主要扮演 一位探險家，使用 RPG 遊戲的方式來提高學生的學習動機，透過 1.引發學習動機；

2.提供學習任務；3.完成學習任務；4.給予反思回饋，此架構一方面能讓學生釐清 化學酸鹼中和的概念，另外一方面以提昇學習層次。除此之外，主要知識概念可

從故事對話來呈現，用以加深學生重視化學酸鹼中和的概念，使學生得以在遊戲

圖 3-6 引發學習動機：以遊戲動畫引發學生學習動機

接著進入下一個階段「提供學習任務」，如圖 3-7，隨著故事情境的進行，

遊戲將提供學習任務，學生必須依照 NPC 的指示一步一步的解決任務，目的在希 望提高學生的學習意願，並且使學生更能沉浸於學習活動中，以達到化學學習之 成效。

圖 3-7 提供學習任務：遊戲中提供學習任務使學生能沉浸於學習中

經由提高學生之學習意願，學生沉浸於故事情境，並透過與 NPC 互動解決學 習任務，接著將進入下一個階段，「完成學習任務」，如圖 3-8，學生在進行任 務的過程中，需要蒐集一些必要的化學元素，為了達到讓學生反思，拾取物品和

放進物品欄時遊戲跳出物品資訊並且詢問學生是否有與目標物品的特性、概念符 合，讓學生能夠在蒐集過程中增加物品特性的認識及瞭解。

圖 3-8 完成學習任務：完成學習任務時遊戲提供問題以檢視學生學習狀況

最後進入最後一個學習階段，「給予學習回饋」，如圖 3-9 了要達到任務目 標，學生除了必須找到 NPC 外，也需要選擇正確的物品並交付才算是解決任務，

遊戲提供會提供回饋，藉由回饋讓學生能夠進一步的思考並提醒學生去辨別物品 的特性是否能滿足任務的條件，希望透過這樣的方式希望來幫助學生建立正確的 化學觀念。

圖 3-9 給予學習回饋：系統給予適當的學習回饋以幫助建立正確概念

(五)遊戲學習活動設計

本研究之角色扮演遊戲學習活動目的在於讓學生由角色扮演遊戲的操作過 程，透過與遊戲內的 NPC 角色互動中，能夠從中學習化學酸鹼中和單元相關知識，

並且能使學生由遊戲歷程中學習，減少學習焦慮、增進學習效率，本研究之數位 遊戲式學習活動規畫表內容包括：「學習內容」、「學習方式」、「學習目標」，

如表 3-2 所示。

表 3-2 角色扮演遊戲之化學酸鹼中和單元學習內容

學習內容 學習方式 學習目標

電解質 學生透過與非玩家角色的對話了解

電解質與非電解質物質的差異 電解質與非電解質之物質基本定義與概念

酸&鹼 學生透過與 NPC 的對話了解酸性

與鹼性物質的用途與種類 認識常見種類、特徵及用途

酸鹼濃度

學生必須了解與 NPC 的對話內容 並依照 NPC 的指示，完成指定的任 務內容

酸鹼濃度(PH 值)的基本定義與概念 酸鹼反應&

鹽類

為了完成指定任務，學生必須收集

指定物質(酸或鹼物質以完成任務 了解酸鹼中和反應及鹽類的相關知識

三、圖文式網頁學習活動設計

融入圖文式網頁學習架構：

第一個階段為漫畫情境部分，此學習階段主要包含四格漫畫之圖畫內容，以

第一個階段為漫畫情境部分，此學習階段主要包含四格漫畫之圖畫內容，以