第一章：科學桌遊與它們的 Aim
此章在給予讀者了解本研究所定義之科學桌遊及其在科學學習的宗旨及潛力，並提出科 學桌遊的開發與設計應從科學學習的觀點以及桌遊的特徵來探討，亦考量科學桌遊的效用擴 展至科學態度、探究與技能等的培養，以擴展科學桌遊在科學教育的多元化效用。
第二章：科學桌遊與它們的 Base
此章在描述基於科學學習理論的科學桌上遊戲基礎組成與分析項目，以釐清科學桌遊的 組成與科學學習理論。其中，科學桌遊組成包含背景主題、流程規則、勝利目標、初始設置、
回合過程、階段機制、物件單元、實體配件；運用到的科學學習理論為科學系統知識、科學 教學類比模型。在文中，本研究建立一套科學桌遊分析結構，可描述桌遊的組成內容及科學 知識的結構，以及依「勝利目標」、「階段機制」、「實體配件」等桌遊組成之科學知識內容所 對應的科學教學類比模型（本文命名為科學桌遊模型），此兩者建構出科學桌遊的結構及模型 化的脈絡，以及描述科學桌遊對科學學習的幫助的可能。
第三章：科學桌遊與它們的 Cases
本章在回顧科學桌遊的設計與運用，以前章科學桌遊分析結構為基礎，採用內容分析法 整理科學桌遊的桌遊組成與科學桌遊模型，目的在了解不同學科與對象之科學桌遊的運用現 況與目的，探討與歸結實徵研究中在科學桌遊的組成常用的設計與運用、科學桌遊模型在科 學學習的應用，並釐清桌遊運用至科學學習的注意事項以及可能的限制與發展的空間。
第四章：科學桌遊與它們的 Design
本章綜整科學桌遊的組成、桌遊的科學學習理論、科學桌遊回顧研究之結果：科學桌遊 之設計、運用與特徵，建立基於科學學習的桌遊設計程序。程序分有學習資訊、科學系統、
規則結構、機制組成等四大項目，設計程序的分析步驟可分為基於系統學習為主的系統導向
（學習資訊、科學系統、規則結構至機制組成）的過程，以及遊樂增強為主的回饋導向（學 習資訊、機制組成與規則結構）的過程。本章亦依循設計程序發展兩套桌遊並探討其成效，
也將描述運用設計程序的兩個案例。
5 第五章：科學桌遊與它們的 EXtension
本章在探討科學知能的培養與可延伸的桌遊組成，目標在建置基於學習功能擴展的 X 科 學設計模式。科學知能可分為科學概念、科學態度與科學（探究）技能等三個面向，包含有 科學教育關注的基本學科領域之核心概念、社會性科學議題之概念、科技與工程之跨域概念；
對科學的興趣與覺知、欣賞科學的重要性及科學中的美感、自主學習與運用科學、體認及建 立對科學議題的價值觀；規劃與執行科學的問題解決、提出合理且較完整的討論及資訊分享、
對科學現象進行推理與論證以建立模型。延展的桌遊組成則從規則結構與機制組成兩個桌遊 設計分析項目探討，分別有目標導向、情境設置之延展，分別利用陷阱目標、大型化遊戲、
難度模組；以及遊戲中鷹架、記錄系統、存檔系統、同情境劇本、科學過程、科技媒材、空 間應用。設計模式如同設計程序分有兩種導向的設計過程，於本章將描述兩套桌遊的成效以 及運用設計模式的兩個案例。
第六章：科學桌遊與它們的 Future
本章在討論上述兩章之科學桌遊的成效與運用案例，以精緻科學桌遊設計程序與 X 科學 桌遊設計模式，並且探討兩者各自在科學學習與遊戲遊玩的意義與特性，亦描繪科學桌遊的 未來發展與未來研究。
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第二章、科學桌遊與它們的 Base
本章的目標在建立基於科學學習理論的科學桌上遊戲基礎組成與分析項目，以釐清科學 桌上遊戲關於科學學習的內涵。分析項目有科學桌遊的組成與科學學習理論，本章將探討與 描述此兩個部分的內容。
第一節 科學桌上遊戲的定義
一、遊戲的特徵
遊戲是玩家參與在人造的規則、衝突與回饋中並完成目標的一種系統，包含了規則、目 標、衝突、互動等多個要素 (Abt, 1987; Prensky, 2003; Salen, Tekinbaş, & Zimmerman, 2004)。
遊戲專家們對遊戲特徵進行分析，描述遊戲應具有故事背景或遊戲的世界觀，然後藉由一套 系統規則來運作遊戲的世界觀，包含目標、物件、環境、回饋系統等提供玩家能投入遊戲並 體驗遊戲世界的環境 (Gee, 2005)，例如，Burgun (2012) 提出互動系統地圖（圖 2a），認為遊 戲具有四個特性，這四個特性分別從廣泛的環境逐漸聚焦出遊戲的定義：(1) 互動系統：由 物體與物體間的相互作用所構成。(2) 謎題：即是玩家需解決的問題與構想的解決方案。(3) 競 賽：讓解決方案由個人執行，並且無法與他人共享，讓玩家與玩家間、或玩家與系統間相互 競爭，判定誰先達成目標。(4) 模棱兩可的決策與未知的結果：遊戲具有的各項決策，讓玩 家無法肯定當下贏了遊戲目標的方法是否最適當正確，這讓每次遊戲都能思考另一種決策，
來分析是否更有效，從而取得更大的勝利。Lopes and Kuhnen (2007) 也提出遊戲設計分析（圖 2b），定義一個遊戲要運作應包含五個項目：(1) 概念：即遊戲本身在意義上存在的目標。(2) 文本：描述遊戲世界的背景，包括呈現給玩家的故事，環境和動機。(3) 核心內容和功能：
建立遊戲相關的功能，包括有具體的物體、遊戲運作方式。(4) 機制：遊戲中的「大腦」，每 當玩家希望執行某個動作時，他必頇選用遊戲中給定的一個可用動作，然後輸入一組或多組 資訊，遊戲再藉由回饋程序給出輸出結果。(5) 動作：由玩家在遊戲中可執行的動作組成，
玩家依其願望與決策，從遊戲中運行可選擇的各類動作，然後通過機制層來獲得回饋。
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(a) (b)
圖 2 遊戲特性。(a)互動系統地圖。(b)遊戲設計認知。
以教育為目的的遊戲亦如同大部分的遊戲一樣，具有故事背景或遊戲中的世界，但更特 別的是這個遊戲世界具有學科知識的內涵，詴圖讓學生在投入遊戲時，同時學習知識 (Kiili, 2005; Reese, 2009)。以科學學習為目標的遊戲，即是將科學知識融入在遊戲世界中 (Eisenack, 2013)。對於教育型遊戲的特性，Starks (2014) 提出了具教育性質的嚴肅遊戲 (Serious game) 應有的遊戲框架，將社會認知理論和多元智能理論與遊戲設計原則相結合。有 5 個內涵：(1) 知識：遊戲詴圖傳達的知識，知識通常代表遊戲的總體目的。(2) 目標：目標是遊戲要給玩 家達成的內容。(3) 結果預期：預期是指玩家在遊戲做了一個行為後，獲得的可能結果，通 常玩家會預期這個結果能接近遊戲目標。(4) 鼓勵：鼓勵被稱為對玩家的支持，可以是幫助 實現目標的環境和社會因素。環境是指遊戲中讓玩家可以安全、方便表現行動的設定；而社 會因素，則是在玩家執行行動後，給予鼓舞的設定。(5) 障礙：障礙是阻礙玩家實現目標的 因素，玩家移動到下一個情境前，必頇解決的謎題。像鼓勵一樣，可以從環境或社會因素來 設定障礙。Garris, Ahlers, and Driskell (2002) 則提出能幫助學習的遊戲應包含課程內容與遊戲 特性，將學習概念傳遞至遊戲中，並設計讓玩家可以反覆操作的環境（目標、行動、回饋的 循環），讓玩家能反思與目標的差異，學習、調整與效化遊戲行動策略與知識。學習型遊戲可 以依據學習目標，設計玩家在遊戲中會面臨到的與學科內容有關的情境，供玩家選擇或執行 行動，並預先規劃各種行動會提供的回饋，以利於使用者在遊戲之中的概念建構 (Kiili, 2005)。
文獻對遊戲的特徵的描述如表 1。
8 表 1 文獻對遊戲的特徵的描述
文獻 項目 描述
Burgun (2012)
（一般遊戲） Kuhnen (2007)
（一般遊戲） Starks (2014)
（教育遊戲）
Ogershok & Cottrell, 2004)。
綜合上述文獻，以科學學習為目標的科學桌上遊戲，應包含：(1)桌上遊戲的特性，例如 遊戲背景、目標、謎題、遊戲內容、遊戲功能、機制、以及供玩家在遊戲中操作的實體物件。
(2) 科學領域學習的特性，例如：科學概念、可學習的環境、學習有所回饋等。因此本研究
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定義之科學桌上遊戲，乃以科學知識做為遊戲內容，遊戲同時具有遊戲世界與科學知識，並 且，玩家未使用任何數位載具，單純以實體物件和人工操作的方式，來進行遊玩。圖 3 為本 文對科學桌遊的定義，下文將依序探討科學桌遊的組成與科學桌遊的科學學習這兩個項目。
圖 3 本研究的科學桌遊的基礎定義
第二節 科學桌遊的組成
桌遊具有一般遊戲的特徵，除此之外，為了讓遊戲可以描述故事背景、運作遊戲，桌上 遊戲，藉由規則與配件描述了一個遊戲，大部份的桌遊設計者說明主要由「背景主題」、「流 程規則」及「實體配件」等三大部分組構而成，還有其他次要的組成 (Engelstein, 2017)。本 研究綜整文獻，歸納次要的組成含括在「流程規則」中，包含該遊戲的「勝利目標」、「初始 設置」、「回合過程」、「階段機制」、「物件單元」，這些組成建立了一個桌遊的故事背景及遊戲 世界觀、運作規則及玩家操作方式（表 2）。
表 2 桌遊的組成與定義
主要組成 次要組成 定義
背景主題 遊戲的背景故事、硬體環境與背景知識 (Engelstein, 2017; Lopes &
Kuhnen, 2007; Starks, 2014)。具體來說，是桌遊中的時間、空間、角 色的環境。
流程規則 勝利目標 玩家達成的目標。透過各種解決方案解決遊戲途中的問題和阻礙，
相互競爭取得勝利 (Burgun, 2012; Starks, 2014)。
初始設置 玩家一開始擁有的資訊與資源。
回合過程 具體的物體、遊戲運作流程，形成遊戲中具時序的情境，統整遊戲 的各項功能 (Lopes & Kuhnen, 2007)。
階段機制 物件間相互作用，玩家執行動作後由特定過程回饋出結果 (Burgun, 2012; Garris et al., 2002; Kiili, 2005; Lopes & Kuhnen, 2007)。
物件單元 遊戲環境中的物體與物件 (Burgun, 2012)。
實體配件 玩家操作的實體物件，例如、卡牌、模型 (Engelstein, 2017)。