因為有許多自然科學概念是抽象而非具體的，學生難以理解並應用(Anderson &
Barnett, 2010)。學者指出，學生發生學習困難的原因之一，是因為學生難以理解 科學中的抽象概念(Ploetzner, Lippitsch, Galmbacher, Heuer & Scherrer, 2008)。自 然科學概念通常由因果關係所組成，要了解一個科學概念，必須知道當中的變數 的例行工作(Kanthan & Senger, 2011)。遊戲式學習讓學生在進行遊戲的同時，也 在學習。The Horizon Report(2011)指出，許多研究者看到了遊戲於教育的價值，
認為遊戲可增進決策、創新及問題解決技能。而許多學者也提出，利用數位遊戲 的可以使學生投入學習，並幫助他們學習較困難的概念(Annetta, Minogue, Homes
2
& Cheng, 2009)。
雖然現在已有許多關於數位遊戲用於教育的研究，但相關的實證研究數量仍 然不足(Annetta et al., 2009 ; Connolly, Boyle, MacArthur, Hainey & Boyle, 2012)，
許多研究得到的結論也不一致，使得遊戲和學習之間的關係尚難以被定論(Vogel
& Vogel, 2006)。在蒐集文獻的過程中也發現，針對光學學習的研究數量並不多，
大部分內容是探討學生對於光學的迷思概念，本研究的目的為，設計一個學習光 學的數位遊戲，並探討運用該遊戲於國小四年級學生光學學習的成效以及態度。
第二節 研究目的與待答問題
一、研究目的
本研究發展一用於國小光學學習的數位教育遊戲，探討運用數位遊戲策略對 國小四年級學生光學概念學習的影響。
二、待答問題
(一) 用此數位教育遊戲「光之勇者傳說」對國小四年級學生光學概念學習是否 有影響?
(二) 國小四年級學生對於使用此數位教育遊戲「光之勇者傳說」進行學習的滿 意度為何?
(三) 國小四年級學生對於使用此數位教育遊戲「光之勇者傳說」進行學習後，對 於科學學習之態度為何?
3
第三節 名詞釋義
一、數位遊戲策略
數位遊戲策略之定義，是指使用本研究所設計的學習遊戲「光之勇者傳說」，
來進行學習之策略，遊戲內容針對國小四年級，自然與生活科技中的光學單元所 設計。遊戲為益智遊戲，共有七個關卡，光之勇者遊戲包含遊戲闖關、學習影片 及反思題目等活動，遊戲是將學科內容融入這些活動後設計而成。
二、學習環(Learning Cycle)
學習環是指本研究根據實驗參與者之能力，所提出適於用在國小四年級學生 學習自然科學之學習流程，共分四步驟 : Play, Watch, Reflect, Apply。本研究之學 習遊戲設計將依據此學習環開發。
4
第四節 研究限制
一、研究參與者的限制
因研究之需，參與本實驗研究之學生需對於本研究之學習內容，康軒出版社 國小四年級上學期自然與生活科技，第三單元：奇妙的光，無任何學習經驗，故 適合參與研究的對象需為四年級或四年級以下的學生，故本實驗對象只侷限於新 北市某國小四年級一個班級的學生共 27 人，若要將研究結果推論或應用至其他 區域學校或其他年齡層學生，須進一步探討分析。
二、實驗限制
本研究之實驗，使用電腦設備進行實驗，故需與學校商借可供實驗之課堂與 電腦教室使用時間，經多次與學校協調後，最後共有兩堂課堂時間可進行實驗，
而實驗時間則各自安排於兩週集中完成，前測測驗卷另利用晨光時間完成。由於 未能長時間進行探究，本研究之結果只能對接受短時間自然科學課程的學習成效 和學習態度作推論。
三、教材內容限制
在製作數位學習遊戲時，為配合各教科書版本教學進度，避免學生對此單元 已有學習經驗，比較各版本後，選擇康軒版自然與生活科技的「奇妙的光」單元，
於上學期前製作學習遊戲，以便配合學校進度進行實驗。並且為配合本研究所提 出的學習環，將此單元內容較偏記憶的內容刪除，如 : 生活中的各種色光所代表 的意義。故本實驗結果僅限於該單元的學習成效，無法推論至其它單元。
5 億美元。青少年的人口當中，有四分之三是經常性的數位遊戲玩家(Kirriemuir &
McFarlane, 2004)，顯示數位遊戲已成為新世代學生生活中中不可或缺的一部分。
Peng(2009) 也提到，這個世代的學生，在成長過程中是伴隨著數位遊戲的，遊戲 以及提供了明確的目標(Peng, 2009 ; Tan & Biswas, 2007)。由Csíkszentmihályi 所提 出的心流理論(Flow Theory)說到，當挑戰和個人能力達到一個平衡點的時候，就