本研究受限於教育部（2014）夏日樂學試辦計畫（即一般指稱的第三學期），
規定活動式課程不能低於總課程的50％，因此沒有以一般教學的方式作為對照 組。研究樣本為新北市某市立國中第三學期八個班級共121位學生，非隨機取樣，
主要探討不同學習成就學生透過遊戲元素在主題式教學中是否能提升其植物概 念、科學相關態度，本研究結果僅能描述研究樣本，不宜過度推論。
第貳章 文獻探討
本研究的目的在於探討遊戲元素在主題式教學中對於學生學習植物概念的成 效，因此，本研究是為了釐清科學遊戲教學與主題式教學對學生認識校園植物概 念及科學相關態度有何影響。本章分為三節進行相關文獻的探討，第一節為科學 遊戲教學，第二節為主題式教學，第三節為認識校園植物之相關實徵研究。各節 詳述如下：
第一節 科學遊戲教學
本節將說明遊戲及科學遊戲的定義、科學遊戲教學的設計原則、科學相關態 度、科學遊戲教學的學習成果。
一、遊戲及科學遊戲的定義
對於我們來說，聽到遊戲就會聯想到是有趣的、好玩的、會令人感到開心的 一些活動，而通常這些遊戲又會與兒童的生活經驗是相結合的。一般來說，遊戲 的意義是一種娛樂消遣、抒發情緒或發洩多餘的精力，遊戲並不是一件嚴肅的事 情。但是當遊戲與教學相結合時，遊戲還能讓學生保有這些正面的情緒嗎？能讓 他們擁有趣味化的學習嗎？Garvey（1977）認為遊戲的特色是好玩的、沒有外在 目標的且是自願參與的。Piaget（1962）則認為遊戲是一種行為，這種行為是沒有 組織性的，且目的是為了獲得快樂。Groos（1914）認為遊戲是為了發展日後生活 所需的技能中不可缺少的行為，透過遊戲可以幫助兒童發展及增強日後生活中所 需的能力，並認為遊戲是兒童心靈生活的一種方式，遊戲必須透過練習使潛能發 揮出來，特別是在角色扮演模仿的遊戲和動作遊戲、感覺的練習實驗遊戲。綜合 上述內容，我們可以知道遊戲對兒童來說是一種好玩、可以獲得快樂的行為，除
了滿足兒童的心理層面，也可以透過遊戲這種行為滿足兒童的生理需求，透過反 覆練習來使兒童增強在日常生活中的生活技能。
教育家對於遊戲有各種不同的分類，Frobel（1902）將兒童時期的遊戲依據發 展不同階段區分成三種：
（一）模仿遊戲：模仿生命過程和實際生活現象的遊戲。
（二）完全自發遊戲：利用觸手可及的各種材料作為遊戲。
（三）自發應用遊戲：以學校教學為主而產生的遊戲。
Caillois 與 Barash（1961）將遊戲分為四種類型：
（一）競爭性遊戲：在公平的遊戲規下進行競賽。
（二）機運性遊戲：遊戲的結果掌握在運氣上。
（三）模仿性遊戲：裝扮模仿他人的角色。
（四）暈眩性遊戲：在遊戲中使知覺失衡，產生暈眩、緊張、狂喜等狀態。
Piaget（1962）就發展心理學依兒童不同發展時期將遊戲行為分為三類：
（一）練習性遊戲：透過反覆練習達到精熟程度。
（二）表徵性遊戲：是虛構、假裝、想像的遊戲。
（三）規則性遊戲：強調共同決定規則，在活動中競爭性大於合作性。
本研究希望透過遊戲元素融入主題式教學使學生的植物概念及科學相關態度 提升，在遊戲過程當中要有共同遵守的規則才能達到小組競爭的公平性，透過小 組之間的競爭為自己及團體爭取榮譽，而為了讓學生更能深切體會植物與環境間 的交互作用，讓他們假設自己為某一特定植物，來尋找最適合自己生長的環境，
透過模擬該株植物特性將概念與現實情況相結合，藉著這些遊戲過程加深學生植 物概念的學習，提高參與課程的意願、態度及專注力，透過這樣的方式影響他們 的科學相關態度。因此，本研究中的遊戲採用規則性遊戲、競爭性遊戲及模仿遊 戲（模仿性遊戲、表徵性遊戲）。
早期的遊戲理論說明了遊戲與兒童發展間的關係，認為遊戲是兒童學習必經 的一種途徑，並且肯定遊戲的重要性。近代的遊戲理論逐漸開始將遊戲與教學相
結合，認為遊戲不再只是單純的遊戲，而是一種教育、學習的活動。遊戲式學習
（Game-based Learning）最主要的目的就是寓教於樂，使教育與遊戲相結合，以增 加學生的學習興趣，讓學生在遊戲的環境中進行學習，並且能夠愉快的吸收教學 的知識內容（Gee, 2003）。鄧文華（1995）認為科學遊戲是提供人了解這世界的遊 戲，且要遵守稱為科學方法的遊戲規則。陳惠芬（2000）指出科學遊戲就是將科 學活動與遊戲相結合，使學習寓教於樂。陳忠照（2003）提出科學遊戲是利用生 活周遭環境可取得的材料進行科學遊戲，科學遊戲和一般的嬉戲、玩耍不同，因 為科學遊戲具有遊戲可獲得的開心情緒，同時也具有科學的教育涵義。許良榮
（2004）主張科學遊戲是蘊含科學原理或概念的活動，並且提供機會讓學生「玩 科學」，而這些活動對於兒童來說一定要是好玩的，且有高度參與意願的。方金祥 與劉奕萱（2007）認為科學遊戲就是將科學玩具或活動和遊戲做結合，讓學生可 以從科學遊戲或科學趣味競賽中學習科學原理。楊蕎安（2007）指出科學遊戲並 不像一般遊戲那般隨興，但也不像科學實驗那般嚴謹，不必特地強調正確的次序 和明確的實驗步驟，科學遊戲必須包含原理，在遊戲的過程中也須包含一項以上 的科學過程技能。蔡文玉（2012）提出科學遊戲是應該是在高動機下引起學生注 意，在過程中學生是主動參與且感到開心的，並且能使學生了解科學原理、概念，
並能培養其科學態度的一種活動。陳淑玲與吳月娥（2015）主張科學遊戲是可以 有效提高學生學習興趣的，並讓學生做中學－提供學生動手操作的經驗，透過科 學遊戲教學，可以有效的提升學生的學習成效。
綜合上述內容，我們可以知道科學遊戲不論是在活動型態或實驗型態中進 行，皆須包含科學原理或概念，在遊戲的過程中有機會讓學生親自操作、動手體 驗，並且可以利用生活周遭唾手可得的材料進行遊戲，在進行科學遊戲的過程中 學生是主動參與、感到高度興趣的，並可以在這過程當中保持愉悅的心情進行學 習，提升學生的學習興趣，並增加學生的學習成效。研究者希望藉由科學遊戲的 教學引起學生的學習動機，在愉快的環境下進行學習，利用校園內植物進行觀察、
遊戲與教學，透過實際動手操作或參與來學習植物相關概念，並與日常生活經驗
結合。
二、科學遊戲教學的設計原則
在科學課程中融入遊戲教學，除了要顧及原本課程所要教授的概念內容外，
也要注意遊戲的設計規則，以免失衡導致教學為重而遊戲只是口號，並未徹底進 行遊戲活動；或是遊戲玩樂成分過重，而喪失教育的部分，因此讓教學與遊戲玩 樂達到平衡是很重要的，要確定學生是在一個開心的環境中進行學習，讓他們不 失趣味化的學習，確保課程是寓教於樂的。
徐長安（1997）提出遊戲化教學設計原則須含六個特點：
（一）主題：以單元目標中的一個目標為主題。
（二）教材：針對主題學習。
（三）學生：依遊戲需要安排集體或分組，並依學生能力適當分配。
（四）道具：以簡單、就地取材、易操作為原則。
（五）場地：注重安全性。
（六）方式：分為靜態遊戲（智力性遊戲）、動態遊戲。
Trollinger（1977）指出遊戲應用於教學具有八個功能：
（一）藉由遊戲過程能教導有價值的正確知識的使用。
（二）遊戲能夠提高學生批判性思考和決策的技能。
（三）參與遊戲活動能提升學生的知識。
（四）在模仿遊戲(表徵性遊戲)中，教師的角色從知識的模仿者變為知識的推動者。
（五）遊戲通常是真實生活情況的模型，可以讓學生了解未來生活的相關訊息。
（六）在學習過程中，透過參與遊戲活動能激發學生的學習。
（七）遊戲是跨多元學科的，在主要的訓練中運用許多技巧。
（八）適當結合各種遊戲可以滿足不同課程的需求。
郭騰元（2000）認為符合兒童學習的科學遊戲具備五個條件：
（一）能讓小孩喜歡並感到驚訝。
（二）能夠運用簡單的科學原理進行解釋。
（三）簡單的製作方法。
（四）材料能輕易取得。
（五）容易進行改造。
陳忠照（2003）提出在科學遊戲創意教學的活動中，需把握創意 3L（Leading, Learning, and Living）的原則，並配合三個步驟的活動軸線來進行：
（一）情境關注。
（二）探索發現。
（三）創造省思。
Garris、Ahlers 與 Driskell（2002）將遊戲模型分為三階段：輸入-過程-結果 (Input-Process-Outcome Game Model)，（一）輸入：決定教學內容及遊戲特色。（二）
過程：遊戲循環是由參與者的意見、參與者的行為與整個系統的回饋所形成，讓 參與者不斷的重覆進行遊戲。（三）結果：藉由參與遊戲後所學習到的概念。彙整 報告是將過程與結果這兩階段整合，將遊戲過程中所使用到的概念與日常生活經 驗做結合。（如圖 2-1-1）
圖 2-1-1 輸入-過程-結果的遊戲模型
資料來源：〝Games, motivation, and learning: A research and practice model,〞 by Garris, R., Ahlers, R., & Driskell, J. E., 2002, Simulation & Gaming, 33(4), 445.
研究者在探討文獻時發現，在 2003 年後幾乎沒有新的科學遊戲教學模型出 現，在這之後的研究多使用既有的科學遊戲教學模型，研究者認為這是因為科學 遊戲教學模型發展至今已 20 多年，在這期間已不斷調整、漸於完善，因此後續無 人提出新的科學遊戲教學模型，而大多採用前人發展完成的科學遊戲教學模型做
研究者在探討文獻時發現，在 2003 年後幾乎沒有新的科學遊戲教學模型出 現，在這之後的研究多使用既有的科學遊戲教學模型，研究者認為這是因為科學 遊戲教學模型發展至今已 20 多年，在這期間已不斷調整、漸於完善，因此後續無 人提出新的科學遊戲教學模型，而大多採用前人發展完成的科學遊戲教學模型做