第一章、科學桌遊與它們的 Aim
第一節 引言：科學桌遊的開發
科學桌遊是指將科學知識融入至遊戲中，並運用至科學學習的桌上遊戲，以期望使用者 在玩遊戲的過程中理解與學習科學知識。許多實徵研究已顯示科學桌上遊戲運用在科學知識 的學習有成效，是故，若科學桌遊能被更廣泛地開發與運用，相信能為科學教育的多元化提 供更多的幫助。以科學學習為目的的科學桌遊之開發與設計，應考量科學學習的內涵與桌遊 的遊戲內容，從科學學習的觀點以及桌遊的特徵來探討科學桌遊的設計程序，可讓科學桌遊 的教育／推廣者，有具綜整性、可依循的參考觀點來完整地開發桌遊。此外，若能將科學桌 遊的效用擴展至科學知識外的素養培養，例如態度、探究與技能等，相信能擴展科學桌遊在 科學教育的多元化效用。
一、科學桌遊設計與運用
桌上遊戲是玩家一同在桌子上面對面遊玩、通常不主要以數位電子設備運作的遊戲。桌 上遊戲的特色是玩家在面對面的實體空間中進行遊戲，藉由操作實體配件來運作遊戲規則，
以達成遊戲目標(Ogershok & Cottrell, 2004)。此外，亦具有情節性、挑戰性與互動性等遊戲特 性，還有實體化的物件、外顯的回饋過程、人工操作的計算方式等特徵(Cheng, Tsai, Chang, &
Chien, 2019; Engelstein, 2017)。桌遊運用在科學知識的學習已有許多研究指出有幫助，例如，
Miralles, Moran, Dopico, and Garcia‐Vazquez (2013)發展人類呼吸系統和循環系統的桌遊，學生 組合卡牌並自己判斷身體系統與器官間的分類，在玩完遊戲後的後測成績顯著高於前測，也 認為遊戲可以幫助他們學習。Gutierrez (2014)設計了 DNA 桌遊，使用黏土與細針黏成基因，
讓學生排序 DNA 序列、發生變異等，結果顯示學生在玩完遊戲後成績有提升。Alexander, Sevcik, Hicks, and Schultz (2008)創作一套「Elements」競爭型卡牌遊戲，卡牌上畫有元素離子，
幫助學生認識化學元素的名稱和符號，以及排列化合物。Peppler, Danish, and Phelps (2013)的 桌遊安排了玩家間相互合作的互動，藉由討論讓學習者了解環境對蜜蜂的影響和蜜蜂的合作 行為。這些文獻表明運用科學桌遊在科學學習的目的，即是希望提供一種以遊戲為主的學習 環境，讓使用者能在玩遊戲的過程中理解與學習科學知識。因此，若科學桌遊能被更廣泛地
2
開發與運用，相信能為科學教育的多元化提供更多的幫助。在此目的下，科學桌遊的開發與 設計應考量科學學習的內涵與桌遊的特性。然而，現階段尚未有完整的設計模式，是從科學 學習的觀點以及桌遊的特性來分析與探討科學桌遊的設計，這讓有意設計科學桌遊的教育推 廣者，難有綜整性的參考觀點來完整地建構桌遊。此外，現階段的科學桌遊多以培養特定的 科學知識為目的(Miralles et al., 2013; Rose, 2011; Steinman & Blastos, 2002)，非培養系統性的 科學知識，皆顯示科學桌遊的設計尚有發展空間。
知識的學習即是學習者對學科知識之結構的形成(Bruner, 2009; 張春興 & 林清山, 2009)，
因此，科學桌遊之設計的科學學習可以從結構與本質兩個觀點討論：(1)科學學習的目標之一 為理解科學知識，科學知識通常分有系統、關係、成份等相互具有結構性的關聯(邱美虹, 2016)，
而桌遊組成中的回合流程、階段機制與物件單元也構成遊戲的運作系統，與系統性的科學知 識結構相近。(2) 科學模型做為科學概念中的物件、事件或現象的表徵，讓抽象的概念變得 容易理解(Gilbert, Boulter, & Elmer, 2000)，而桌遊擁有遊戲情境，透過配件做為遊戲情境的物 件或事件的表徵，本質也如同科學模型，此外，在科學學習的意義也相似，都是輔助學習者 理解科學。因此，科學桌遊之設計思維可立基於對桌遊與科學知識的結構以及桌遊組成與科 學模型的關聯進行分析，然後再參考遊戲設計概念，建構一套具科學知識學習效用的科學桌 遊設計程序。
二、科學桌遊的擴展
另一方面，除了系統知識，科學教育亦注重科學概念、科學態度與科學探究（技能）的 培養，例如跨領域概念、對科學的興趣與覺知、對科學問題解決的觀察與規劃執行(NGSS, 2013;
國家教育研究院, 2013)，這提供了科學桌遊設計的新目標－擴展科學桌遊在科學教育的功用。
因此，若能基於科學知識學習的科學桌遊設計程序，再整合能擴展科學學習內涵與科學桌遊 特性相關的學習要素與桌遊要素，發展一套可依循、可運用的能擴展學習的科學桌遊的設計 模式，供科學桌遊的設計者分析和開發科學桌遊，應可擴展科學桌遊在科學教育的多元化效 用。於本研究，將擴展科學桌遊之英文名為 Extended Science Board Game，取名為 X-科學桌 遊(X-SBG)，乃參考整合與擴展各類元素、功能與效用之延展實境，其 Extended Reality 縮寫 成 XR(Mann, Furness, Yuan, Iorio, & Wang, 2018; Yachina, Zeynalov, & Dyushebekova, 2016)。
3
第二節 研究目的
本研究的目的在發展一個立基於科學學習理論、具聚焦性且可依循的科學桌遊設計模式 與準則，並探討設計模式的運用與成效。主要的研究目的有三。
一、基於科學學習理論與文獻回顧建立科學桌遊設計程序。
二、依循設計程序發展科學桌遊，透過實徵研究檢驗桌遊的成效。
三、立基於科學桌遊設計程序與桌遊實徵結果，發展「X-科學桌遊設計模式」，擴展科學桌遊 在科學學習的多元化效用。
第三節 文章架構與內容
此篇研究所建立之科學桌遊設計程序，乃針對以學習科學知識為目標的桌遊的設計，而 X 科學設計模式，則是基於科學學習表現（概念、態度、技能）培養的科學桌遊。本篇文章 架構如圖 1，主文將在第二章探討科學桌遊的組成以及可運用至桌遊的科學學習理論，提供 具科學學習的觀點之桌遊分析項目。第三章依循桌遊分析項目，回顧科學桌遊的設計與運用，
釐清科學桌遊在科學學習中的特徵。第四章則參考分析項目與回顧結果，建立基於科學學習 的桌遊設計程序，並依循設計程序發展兩套桌遊與探討其成效，同時說明兩個設計程序應用 案例。第五章則建置基於學習功能擴展的 X 科學設計模式，並評估依 X 科學桌遊設計模式發 展的兩套桌遊的成效，亦說明兩個設計模式應用案例。第六章討論與精緻科學桌遊設計程序 與 X 科學桌遊設計模式，以及討論科學桌遊的未來發展。本研究所發展的設計模式立基於科 學知識結構與科學模型，故依循此模式所分析或發展的桌遊內容具特定的結構性與範圍性，
可能無法涵蓋現行所有桌遊的所有特性。
圖 1 文章架構
4 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。