第三章 遊戲式歷程評量
3.2 MMG 評量模型
將操作規則依 MMG 模型規劃：將遊戲式歷程評量的操作規則依照 MMG 模型規劃各種 操作之間的關係，設定一連串的流程，並將操作的歷程紀錄下來，以便提供予施測者評 析。以本論文的題目為例，各種操作行為依 MMG 模型的各個階段進行規劃，並將所有可 能之操作列出，所有的操作之間的關係以箭頭表示，若階段之間的操作為可重覆的，則 須標示該階段為可重覆執行。
圖 4 遊戲式歷程評量的 MMG 對應圖
在 各階段 操作 行 為 之 間 的 定 義 與 設 計， 主 要 是透過 改良 式的 多 階 段圖表 模 型 (Modified Multi-stage Graph, 簡稱 MMG)，來規劃遊戲式學習平台裡各種動作與環境、
動作與動作間之相互因果順序與限制的關係。
14 為順序（Action Sequence），其中P1為「觀察」操作行為歷程，P2為「假設」操作行為 歷程，P3
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為了觀察學生在科學實驗過程中可能出現的操作行為模式，我們透過表 3 將學生的 操作行為定義為「有出現觀察行為（P1）」、「無出現觀察行為（P1'）」、「有出現假 設過程的行為（P2）」、「無出現假設過程的行為（P2'）」、「有出現實驗的操作（P3）」、
「無出現實驗的操作（P3
表 3.操作行為定義表
'）」，另外再經由表 4 將學生操作歷程行為定義出十二種模 式。
操作行為 有出現此操作行為 無出現此操作行為
觀察 P1 P1'
假設 P2 P2'
實驗 P3 P3'
在操作歷程行為中，我們定義了P1為「觀察」操作行為歷程，P2為「假設」操作行 為歷程，P3為「實驗」操作行為歷程，而歷程行為模式則是由P1、P2、P3及P1'、P2'、P3' 組合而成。
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第四章 科學過程技能評量之導入
4.1 學科導入遊戲式歷程評量之流程設計
本論文以圖 5 為設計遊戲式歷程評量的流程，老師依照九年一貫課程能力指標所 列，將課程學習中所要評量之核心概念列出，再依照設計步驟，建置遊戲式歷程評量。
圖 5. 學科導入遊戲式歷程評量之流程圖
（1）設定評量目標：教師依據九年一貫課程中的學科之核心概念及能力指標訂定評 量目標，以本論文之題目為例，所欲評量的目標為「學生是否了解物質的『比熱』特性，
讓物質間有『吸熱』、『放熱』的交互作用」。
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上測得金屬的溫度為 120℃；將 A 金屬置入水中後發現水的溫度由 35℃上昇至 50℃，B 金屬的比熱和 A 金屬相同，但重量比 A 金屬小，將 B 金屬置入水中發現水溫由 35℃上昇 至 45℃；B 金屬的比熱和 A 金屬相同，但重量比 A 金屬小，將 B 金屬置入水中發現水溫 由 35℃上昇至 45℃，由實驗可以發現重量大的熱量會比較多，A 金屬與 B 金屬同時置入 水中，可以將水溫由 35℃上昇至 65℃。
（4）將操作規則依 MMG 模型規劃：將操作過程中所有會出現的操作動作皆依 MMG 的 多階段歷程模型規劃，並將操作動作之間關聯，以箭頭連結。例如學生以溫度感知器測 量金屬的溫度，接著再將二個相同溫度的金屬先後置入水中比較水上昇的溫度，「測溫 度」及「置入水中」這二個動作之間便以箭頭做一個連結，表示這二個動作之間是有相 關聯的。
（5）Scratch 快速雛形設計題目：以 MIT Scratch（Maloney, J., et al ,2008）多 媒體遊戲建置工具容易編輯的特性，使用快速雛形法，來實作出遊戲，利用 Scratch 所 見即所得的特性，可以將遊戲中要呈現的效果，可以先拉出幾個圖形做功能的測試，以 檢視設計出的功能是否為我們所需要的效果。
（6）預試與回饋：將設計好的遊戲互動式評量提供給學生進行施測，並將施測過程中 出現的問題，如系統操作、部分 MMG 模型中的路徑無效、或學生操作歷程超出了所定義 的模型及學生所回饋的相關問題，來加以改進及評估。
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4.2 系統實作
Scratch 為美國麻省理工學院開發之快速圖形化程式設計平台，具有容易上手及物件 導向的優點，對一般教師來說，Scratch 是一個開發遊戲互動式評量的好工具，因此本 論文以 Scratch 為設計平台，將「比熱」實驗所應用到的儀器及操作動作如表 6 所示，
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如圖 6 所示，遊戲式歷程評量的主要操作流程為三個階段，在題目說明說明後進入
「觀察」歷程階段，例如利用滑鼠拖曳金屬 C 至比熱感知器測量金屬 C 的比熱特性，然 後再進入「假設」歷程階段，例如觀察二個金屬後，發現金屬 B 及金屬 C 的比熱相同，
先將金屬 B 置入水中觀察水上昇的溫度，再將金屬 C 置入水中觀察水上昇的溫度，然後 再比較這二個金屬對水溫的影響，最後為「實驗」歷程階段，例如金屬 B 可以讓水上昇 15℃，而金屬 C 可以讓水上昇 20℃，將金屬 B 及金屬 C 置入水中，若上昇的溫度提昇 65℃則可以符合題目的需求，因此在經過三階段操作歷程後，便可以找到答案，完成過 關的條件。下面將就各階段做更詳細的說明。
圖 6. 遊戲操作流程圖
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遊戲進行如圖 7 所示，由題目說明開始，學生由此得知遊戲的目的為「將一杯 50 克 重的水，將水的溫度由 35℃提昇到 65℃，提供條件有四顆具有熱量的金屬，及可以測 金屬特性的儀器」，另外在題目中也說明過關後可以得到一把鑰匙。此說明也可以在遊 戲進行時，以滑鼠點擊「說明」鈕來重複閱讀
圖 7.遊戲式歷程評量題目說明
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在閱讀完說明後，進入遊戲操作的畫面如圖 8，在畫面中可以發現四個金屬、五種操 作儀器、輸出資訊用的筆記本和一個裝在燒杯中的水，學生在觀察完畫面中所有的物件 後，可以用滑鼠拖曳任何一個金屬至測量儀器上，並用滑鼠點擊儀器以進行觀察，當學 生做了點擊儀器觀察金屬的動作時，系統便會將這樣的動作紀錄成一個「觀察」，而在 遊戲的設定中每二個金屬都有一個相同特性，如金屬 B 和金屬 C 的比熱相同，但其他的 物理特性不同。
圖 8.「觀察」階段操作歷程
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在觀察完每個金屬的所具有的特性後，透過觀察筆記本中的資料如圖 9，具有科學實 驗能力的學生可以由觀察結果比較得出，每二個金屬具有一個相同的物理特性，如金屬 B和金屬C的比熱相同，在「比熱」課程教學內容中有提到和「熱量」有關三種物理特性：
重量、比熱、溫度，若學生在此的操作有運用將二個具有相同物理特性的金屬置燒杯中 觀察水上昇的溫度，以比較二個具有相同物理特性的金屬，其所具有的其他物理特性對 水溫的影響程度，如當二個金屬比熱相同時，金屬B比金屬C有較大的重量，則在置入燒 杯後發現對水的溫度上昇有不同的影響，將金屬B置入水中後發現水的溫度由 35℃上昇 至 50℃，金屬C的比熱和金屬B相同，但重量比金屬B小，將金屬B置入水中發現水溫由 35℃上昇至 45℃；金屬C的比熱和金屬B相同，但重量比金屬B小，將金屬C置入水中發現 水溫由 35℃上昇至 45℃，由實驗可以發現重量大的熱量會比較多，在本研究中將二個 金屬一起比較的行為定義為「假設」，若在操作行為歷程紀錄中則會定義為P2。
圖 9.「假設」階段操作歷程
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在「假設」階段操作歷程中，學生可以發現影響水溫度上昇主要特性，且可以透過 測試金屬對水溫造成的溫度改變多寡來判斷那二個金屬置入水中可以得到答案，例如學 生在假設歷程中發現金屬B置入水中後發現水的溫度由 35℃上昇至 50℃，將金屬C置入 水中發現水溫由 35℃上昇至 45℃，因為若將金屬B與金屬C同時置入水中，可以將水溫 由 35℃上昇至 65℃，便可符合題目的要求，完成過關的條件，這樣實驗的過程，在操 作行為歷程紀錄中則會定義為「實驗」歷程P３
圖 10
，這代表學生在這個階段中表現出將物質 特性比較後的歸納動作。如 所示，最後得到了正確答案便可以過關，獲得過關獎 品-鑰匙，這代表學生通過測驗的獎勵。
圖 10.「實驗」階段操作歷程及過關示意圖
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當學生在操作完遊戲式歷程評量後，系統會將學生操作歷程行為完整紀錄下來，形 成如圖 11 中「時間順序-操作動作」之間的關係資料，並透過事先定義好的操作行為模 式，將學生的操作行為模式定義出來。
圖 11.操作動作歷程資料
對照圖 11 的資料及圖 12 的行為模式，資料列中「時間順序」=1 及 2 時，操作動 作編號為 1 和 2，對照圖 12.操作歷程行為模式可以得到這樣的操作歷程屬於「觀察P1」 階段的操作歷程。
圖 12.操作歷程行為模式
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由上述方法可以對照出學生的操作階段，再經由 Excel 繪出操作動作歷程圖，以方 便判別學生的操作動作歷程類型，如圖 13 所示，X 軸為時間順序，Y 軸為動作行為編號，
行為編號 1-5 為「觀察」階段操作行為，編號 6 為「假設」階段操作行為，編號 8 為「實 驗」階段操作行為。
圖 13.操作動作歷程圖
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在訪談中，請參與的教師針對表 8 的題目，對於遊戲式歷程評量與六大學習網數位 評量在「遊戲活潑性」、「介面操作性」、「遊戲感受度」、「知識應用」及「評量效 果」五個向度上的比較。
表 8.訪談題目表 訪 談 題 目
1 我覺得這一個遊戲式歷程評量的內容比較活潑生動？
2.我覺得這一個遊戲式歷程評量很容易操作？
3.我喜歡用遊戲式歷程評量來評量物理科目？
4.我覺得在遊戲式歷程評量，可以應用到課程中的知識？
5.整體而言，我覺得這一個遊戲評量對學生的學習很有幫助？
由圖 14 得知，在「遊戲活潑性」的表現上遊戲式歷程評量有較佳的效果，而在
「介面操作性」上六大學習網的數位評量比較高，推論是因為此平台屬較新穎且非線性 的評量方式，在操作不熟悉的情況下，容易出現不知道下一步要做什麼的問題，另外在
「遊戲感受度」上遊戲式歷程評量有較佳的效果，因為遊戲式歷程評量的操作和遊戲的 操作方式比較類似，故在此項的得分較高，而「知識應用」的層面，遊戲式歷程評量為 整個實驗的歷程，知識的應用為多個面向，故在此項的得分較高，最後在「評量效果」
「遊戲感受度」上遊戲式歷程評量有較佳的效果，因為遊戲式歷程評量的操作和遊戲的 操作方式比較類似，故在此項的得分較高，而「知識應用」的層面，遊戲式歷程評量為 整個實驗的歷程，知識的應用為多個面向，故在此項的得分較高，最後在「評量效果」