本章共分為二節，第一節為推薦機制設計、第二節為遊戲開發平 台。詳細說明如下：
推薦機制設計
本研究將以「排序演算法」之運算思維為教學主題，設計遊戲式學 習教學系統。內容包涵插入排序法、選擇排序法、氣泡排序法、合併排 序法，共計四種排序法的排序規則說明、示範影片、實際排序操作等部 分。
數位遊戲設計腳本以末日求生為背景題材，化為廢墟的城市中，主 人翁與夥伴一同在城市的各個角落探索，過程中解開各個機器人身上的
「排序法」密碼以取得鑰匙，隨著鑰匙的增加，隱藏在廢墟深處的秘密 也將揭開。
此次教學遊戲的特點，在於使用專家教材推薦系統幫助學生找出弱 點、取得適性化教材。本研究將採用知識擷取技術「凱利方格法」來設 計專家系統的架構，該知識工程需要知識工程師與項目專家間討論，從 專業知識中確立元素（Elements）、屬性（Elements）、連接機制（Linking mechanism），並進一步將元素以及屬性製成凱利方格表（Kelly, 1955）。
製表後再交由專家審核、討論修改。使用知識擷取技術可以確保推薦系
統蘊含知識的完整性及一致性，並降低對專業知識樣本數量的依賴程度。
以排序法單元作為標的，研究者與二名資訊教育領域專家討論後，
針對四種排序法的排序過程的特徵，擷取出辨別彼此差異用的 7 種配對 屬性。接著將排序法元素依序填入表格首行，並以表格左側為正向、表 格右側為反向，在最左及最右列填入一對正反屬性組，製成凱利方格表
（表3-1）。由另一名同為資訊教育領域專家檢視該表單，確認選取的各 種屬性對於元素的識別是否具有代表性。
表3-1
教學影片製作
本研究在「排序演算法」之教學設計中，將插入排序法、選擇排序 法、氣泡排序法、合併排序法，共計四種排序法的排序過程以教學短片 的形式呈現。共計四部的影片將各自以特定的規則移動編號 1 到 6 的方 塊，用以演示排序法的排序規則，將原本亂序的六個方塊最後呈現由小
→大的遞增排序。影片的製作使用了 Microsoft PowerPoint 的初步剪輯 以及Sony Vegas 的後製功能。在影片雛型完成後，研究人員在背景中配 音，進一步說明片中文字略去的相關細節。
下文將以選擇排序法為例說明教材演示流程，該種排序法交換規則 為：在數列中挑選未排序數列之最小數，與未排序數列首位數進行交換。
在圖3-1 中，數字「1」為已排序數，數字「4、2、6、5、3」尚未排序。
影片模擬計算機邏輯，首先假設數字 4 為最小數，將之儲存在下方暫存 的小方格中，之後小方格往尾端移動，依序與上方數字比較大小，若上 方數小於小方格內數字則置換（圖 2），若大於或相等則不變動（圖 3-3）。影片在待全數列比對完，確認最小數「2」之後（圖 3-4），會以動畫 顯示該數與未排序數列首數置換的過程，「2」成為新的已排序數（圖 3-5）。之後影片繼續流程（圖 3-6），直至排序過程結束。四部影片時長皆 控制於 90 至 120 秒鐘之內，在說明排序法的同時試圖避免學生產生過 多的多媒體負荷。
圖3-1 排序法挑選最小數
圖 3-2 排序法比較數字大小(1)
圖 3-3 排序法比較數字大小(2)
圖3-4 排序法確認最小數
圖 3-5 排序法交換數字
圖3-6 新一輪排序
遊戲開發
本次研究使用的開發軟體為 RPG Maker MV，為 Enterbrain 公司開 發的角色扮演遊戲製作平台。此次版本相較以往幾代，在開發介面上設 計更加簡潔、編輯更便利。對玩家來說，由於 MV 版本不再需要事先安 裝RTP（內建公用素材庫），遊戲容量大小和運行速度都獲得相當改善。
另外，MV 也是系列中首次支援滑鼠操控的版本，讓以往不熟悉鍵盤操 縱的新手入門RPG 時門檻明顯降低（Kadokawa Corp., 2018）。
圖3-7 教學 RPG 系統架構圖
如系統架構圖（圖 3-7）所示，由教師先以 RPG Maker MV 編輯教 材，系統中的資料庫包含學生的學習教材資料庫、個人資料庫、學習行 為資料庫。其中，學習教材資料庫又包含影片教材資料庫、練習教材資 料庫、測驗題教材資料庫。在學生操控系統之後，研究者可通過資料庫
模組，檢視使用系統學生的個人資料及學習行為、學習歷程等。
本 RPG 推薦遊戲中有兩種關卡類型，分別為診斷用關卡以及學習 用關卡。其中，診斷用關卡將會被安排在遊戲早期劇情中，用以檢測學 生的先備知識。該關卡共有 28 個診斷歷程，其中之一如圖所示（圖 3-8）。透過學生在遊戲中的回應，系統會將學生填答的結果逐題與領域專 家的數值進行相似性計算，若在某一題學生答案與專家答案差異過大（|
領域專家數值-學生數值|≧2），表示學生在某一個排序演算法的該觀念 上有學習迷失的狀況，該題所屬的排序法「錯誤參數」會自動加 1，作 為後續遊戲推薦適性化教材的依據。
圖3-8 數位遊戲中的診斷過程
學生的答題狀況將會影響之後的通關流程，如果是在熟稔的排序法 關卡（錯誤參數< 2），NPC 會自動將該關的鑰匙交給學生（圖 3-9），得
到鑰匙的玩家可自行選擇是否仍要挑戰該關卡；反之，如果是不熟練的 排序法（錯誤參數≧2），則玩家必須跟隨 NPC 指導，探索完補究教材之 後，依照該關的要求練習一步步地在遊戲情境中問題解決，並且正確排 列出密碼方可獲得鑰匙。換言之，不同學生因為作答診斷狀況不同，將 會在遊戲歷程中經歷不一樣數目的教學關卡，只要在整個遊戲過程中設 法將四種排序法鑰匙全數集齊，學生皆可打開通往最終關卡的大門，進 行遊戲的最終挑戰。
圖3-9 系統給予熟練關卡之鑰匙
下文將以「選擇排序法」關卡為範例，說明關卡通關流程：在結束 診斷後，系統發現該名學生對於選擇排序法尚不夠精熟，因此並未事先
給予該關之鑰匙，學生必須完成遊戲中所推薦的選擇排序法教學關卡之 後，才能取得該關鑰匙。該遊戲式學習的教學內容包括兩部分，分別是 在遊戲情境中探究到學習元素，然後再解決遊戲中的問題情境，達到學 習與實際演練該排序法之目的。
本研究將排序教學影片安排在遊戲情境中，讓學生為了破關必須自 己找尋及關注該學習資源，個別學生可透過教學影片學習或複習排序法 特徵，在影片逐步示範排序操作的過程中觀察其排序規則，以期補強自 身知識缺口（圖 3-10）。一旦在遊戲情境中完成這些學習元素，學生可以 使用剛習得的排序法來玩及解決接下來在遊戲情境中所面臨的問題以 獲得實際演練。
圖 3-10 關卡「選擇排序法」教學影片
圖3-11 關卡「選擇排序法」答題畫面
為在遊戲中達到實際演練的目的，遊戲中的同伴 NPC 會給出玩家 指示，說明該關解謎要求並帶領學生進行排序挑戰。以選擇排序法為例，
該種排序法交換規則為挑選未排序數列之最小數與未排序數列首位數 進行交換，NPC 從首數開始，逐一詢問學生該數是否要進行交換（圖 3-11）。在此排序法中，如果學生的選擇正確，NPC 會給予正向回饋鼓勵玩 家，並且將已經排列完成的數鎖定；以本題的狀況，當學生玩家選擇「數 字1 最小，交換」後，系統會將數字「1」進行固定（圖 3-12）。
圖 3-12 回答正確示意圖
反之，當玩家選擇了錯誤的選項時，NPC 會提示學生再次思考，同 時左上角的一顆生命值藍燈也會轉為紅色（圖 3-13），當三顆紅燈亮起時 表示玩家生命值歸零，教學課程將會強制結束，學生必須重新從前面存 檔點重新挑戰本關。待全部題數答對後，學生玩家可獲得該關敵人保管 的鑰匙晶片（圖 3-14），學生集齊全數鑰匙晶片後方可邁向最終結局。
圖3-13 回答錯誤示意圖(右上角紅燈亮起)
圖3-14 通關獲得鑰匙
在本遊戲的進行過程中，玩家將經歷許多對話、選擇、思考步驟，
本研究將紀錄玩家在遊玩過程中所產生之行為編碼（Logs），以追蹤玩家 對於選項的偏好、在關卡間耗費的時間、重複答題的次數等相關資訊，
供後續實驗結果部分補充說明。並進一步將玩家行為編碼，利用統計軟 體GESQ 檢視玩家的遊戲行為，並且將所發現的行為模式與其學習成果 進行交叉比對。
圖3-15 推薦式網頁學習系統
另，本次研究為檢視遊戲式學習與否對學生的學習成效，將 RPG 系 統的推薦系統單獨取出，將其網頁化成為具推薦功能的網頁學習系統
（圖 3-15）。如同 RPG 的推薦系統，本網頁學習系統會檢視學生作答，
將學生明顯不熟悉之題項標註為紅底、並在該題下方顯示學習影片連結，
讓控制組學生能透過觀賞影片複習不熟悉的排序法知識。