系統設計與功能規劃

系統開發分成兩個層面做說明，分別是前端行動設備和後端管理系統，後端 工作主要以伺服器的架設及後端資料庫的管理為主，前端則是撰寫RFID運作的 程式及使用者瀏覽介面的設計。學習物件的內容製作是透過網頁的方式呈現，以 多媒體軟體Flash設計具有互動性的主題式遊戲學習平台介面，如圖3-2所示：

圖 3-2 系統架構圖 主題式遊戲之博物館導覽學習系統

資料庫 伺服器

Internet

Networks 遠端電腦主機 RFID Reader Wireless

Networks

以下針對系統架構圖進行詳細的說明：

(1) 博物館常設展示人類文化廳的每一個學習物件設置唯一識別的 RFID tag，學 習者手持具有 RFID reader 功能的行動設備進行導覽，當經過學習物件的當 下，行動設備的感應器會偵測到 RFID tag 的訊息，並立即讀取其資訊。

(2) 學習者的行動設備將識別出來的標籤資訊，經由無線網路設備環境，送到網 際網路上，傳送至後端管理系統作處理。

(3) 後端管理系統由網頁主機與資料庫構成，網頁程式接收到學習者行動設備傳 送進來的學習物件標籤資訊，並開啟資料庫進行比對分析。

(4) 資料庫的內容包括主題式遊戲活動內容管理、會員管理與績分排行榜等相關 資訊。在主題式遊戲活動內容管理中，每一個學習物件會有互相對應的主題 式遊戲活動、知識學習、線索提示等訊息。網頁程式根據上一個步驟所得到 的標籤資訊，搜尋資料庫中的內容，比對成功才能觸發本系統啟動主題式遊 戲活動，便會將遊戲內容傳送到學習者行動設備上。反之感應器若無偵測到 標籤資訊，則無法進入本系統。

(5) 從資料庫過濾後的相關主題式遊戲活動經由 Internet 透過無線網路，將遊戲 內容顯示於學習者的行動設備上。

(6) 學習者可以透過行動設備，即時進入主題式遊戲世界。

二、系統之遊戲式學習模型

本研究根據 Garris et al.(2002) 年所提到的遊戲式學習模式 (Model of Game-Based Learning) 作為本系統遊戲設計的參考學習模型，並籍此模型說明遊 戲中各個階段中與本研究相對應的設計，如圖3-3所示：

圖 3-3 系統遊戲設計之模型

表 3-1 遊戲特徵與遊戲內容設計之對應(續) 遊戲特徵 遊戲內容設計

回饋

系統不斷給予線索提示的資源，知識任務的列表，讓學習者能 藉此順利突破所有關卡。

圖像

藉由圖像表達方式取代文字的學習，使學習者對介面感到容易 操作，對遊戲的主題能一目了然。

好奇

遊戲世界中提供六種不同的遊戲選擇與系統互動，使學習者擁 有探索的空間，引發學習者的好奇心。

(2) 處理 (Process)：分成「系統回饋」、「學習者判斷」與「學習者行為」三個項 目，如表3-2所示。

表 3-2 處理階段與遊戲內容計之對應

項目 遊戲內容設計

系統回饋

學習者在遊戲任務挑戰中，挑戰失敗，系統給予相關知識學習 和提示；挑戰成功則是作為進入下一關卡的指標。

學習者判斷

學習者在關卡中獲得的績分，會顯示在排行榜中，讓學習者觀 察所有人目前的排名情況，可以作為個人的成長目標。「檔案下 載」的功能需求，

學習者行為

學習者為了順利完成每個關卡之任務，必須具備一定的人類文 化知識，才能快速完成任務。

(3) 輸出 (Output)：學習成果

藉由此遊戲學習模式，使學習者沈浸於遊戲學習中，可以從挑戰過程中系

統不斷給予回饋，進而反思以獲取博物館導覽的相關資訊，藉由遊戲的特徵能 引發學習者內在學習動機，提升學習效率，有助於人類文化知識與技能的進一 步認知，且與學習物件間產生高度互動。

三、系統設計與功能規劃

本系統主要藉由 RFID 感知技術的輔助進行博物館學習導覽，在實際的實 驗區域裡，讓學習者手持具有 RFID reader 功能的行動設備，偵測到學習物件 上貼有 RFID tag 時，將行動設備靠近讀取其tag編碼，透過資料庫比對編碼，

正式啟動系統的運作。在進入系統前，先行加入會員即可登入。因學習人類文 化的背景和歷史前，須實施知識學習的訓練，以利學習者從主題式遊戲學習的 活動中完成挑戰，每一階段進行遊戲評量，成功則進入下一關卡；失敗則重返 原關卡且給予線索提示，從循環的遊戲任務挑戰中，獲取相關人類文化展品的 知識與技能。其整個系統的運作流程，如圖3-4所示。本研究的 RFID 設備使用 Microprogram 微程式資訊股份有限公司所開 MP-602 讀寫器，配合中介程式 (Middleware)的撰寫。程式設計上需先了解 RFID reader 如何透過通訊埠 (Com Port) 與系統軟體之間的通訊，執行應用程式所下達的指令，並控制與 RFID Tag 往來的溝通，再以正確的訊框格式發送指令訊號，即可完成 RFID 系統的運作，

如圖3-5所示。教學內容將應用於國立台中自然科學博物館的常設展示廰，選擇 以「人類文化」作為博物館學習系統上的學習內容物件，人類文化廳係以人類 學為主體的展示場堿，旨在傳達人類的科學發展與文化脈絡。系統內容採用「人 類文化」當作整個架構的主題，以此為發展中心，建構出三大領域 (科學技術、

農業、醫藥) 之遊戲式學習內容，遊戲設計方式進行，以淺入深，循序漸進了解 各個人類文化的內容。本研究對遊戲的介面及功能做一完整的展示及介紹，如 圖3-6所示。

遊戲關卡活動 RFID 偵測學習物件 主題式遊戲之博物館

學習系統

RFID reader RFID

tags

是否偵測出 tag?

是

啟動主題式遊 戲之博物館學

習系統

會員登入or 訪客登入

進入主題式遊 戲之博物館學

習系統

測驗

知識學習

遊戲式活動

成功

失敗 提示

再挑戰

前往下一關 顯示績分

排行榜

偵測 否

遊戲評量

圖 3-4 主題遊戲之博物館學習系統流程圖

RFID

圖 3-6 遊戲功能架構圖

1. 遊戲開始前：在進入系統之後，會要求使用者先進行會員的登入／註冊，出 現遊戲公告的簡介畫面，讓學習者先簡單了解此遊戲的目標，接著才進到遊 戲的主選單。

2. 遊戲進行中：遊戲開始之後，主要是告知學習目前遊戲的各種狀態，讓學習 者可依據這些訊息來進行遊戲，它是整個系統功能的核心部分。各種學習者 可以與遊戲互動的部分，包含系統功能有「知識學習」、「下載檔案」、「排 行榜」。

3. 遊戲結束後：對於人類文化的學習物件能獲得的相關知識與技能。

主題式遊戲之博物館學習系統－首頁

功能選單

會員中心 遊戲公告 主選單-

遊戲世界

1. 會員登入 2. 會員註冊

1. 知識學習 2. 下載檔案 3. 排行榜

遊戲設計：(三類) 1. 科學技術 2. 農業 3. 醫藥 1. 學習目標

2. 遊戲規則 3. 評分方式

四、系統情境模擬說明圖