第一章 緒論
第一節、研究背景
The Horizon Report (2011)針對數位學習領域的探討將遊戲學習列為兩、三年 內的發展重點，其中提到自 2003 年 James Gee 提出遊戲學習對認知發展的影響 後，數位遊戲學習逐漸受到關注，不少研究更開始探討遊戲學習的潛力。Annetta, Mangrum, Holmes, Collazo & Cheng(2009)在研究中提到，關於遊戲學習的研究近 年不斷增加，同時也受學術外的其他各界關注，由此發展可見數位遊戲學習乃是 目前的主要趨勢之一。
從過去相關的研究進可以發現遊戲學習的一些優點，如遊戲關卡具挑戰性、
遊戲能激發學習者好奇心等。Coller & Shernoff (2009)在研究中提到，學習者進 入遊戲世界學習常是十分投入的，藉由跟隨學習遊戲的發展與引導，學習者回應 遊戲世界的內容，就能夠自然而然的產生學習。學者指出若能在遊戲設計時有效 的融合課程內容於遊戲之中，便可藉遊戲讓學習者思考新的知識概念，並使其被 保留更久(Rodriguez, Cheng & Basu, 2007)。
在台灣國民小學的教育中，自然與生活科技被列入七大學習領域之一，可見 其重要性。97 年國民中小學九年一貫課程綱要中提到學習科學能開拓視野、了 解自然的演變規則，並且透過科學技術的進步，善用自然科學的知識，提升解決 問題的能力，此外尚提及學習科學可以「讓我們學會如何去進行探究活動：學會 觀察、詢問、規劃、實驗、歸納、研判，也培養出批判、創造等各種能力。特別 是以實驗或實地觀察的方式去進行學習，使我們獲得處理事務、解決問題的能力，
也瞭解到探究過程中，細心、耐心與切實的重要性。」 (97 年國民中小學九年一 貫課程綱要頁一)。
從以上國民小學課綱可知學習自然科學的必要與重要性。而在學習知識時，
學生是不斷的在既有的知識上重新組合新、舊學習以建立新的知識(Jaakkola &
Nurmi, 2008)，科學的學習亦同。Squire, Barnett, Grant & Higginbotham(2004)提到，
科學的知識內容常是較抽象且複雜的，因此若學生在學習的過程中沒有經過引導 與提示，此類複雜的科學知識概念較難從日常生活經驗中獲得。對於初次接觸某 新科學知識的學生而言，學習抽象複雜的科學概念並不容易，即便學生能憑空想
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像抽象概念，但多半會產生與科學原理不同的理解，而這些想法通常來自過去的 學習及生活經驗(McDermott & Shaffer, 1992)。
林鼎富(民 91)於其研究中提到，回顧過去研究發現，僅少數專注探討磁鐵、
磁極與磁力概念的相關研究，多數研究皆側重於電與磁交互作用的研究，又磁力 概念為往後學習電磁概念的基礎，因此基於上述科學學習的重要與困難以及遊戲 學習的特性，本研究使用數位遊戲學習的方式，藉其特性，結合國小自然與生活 科技磁力學習單元，設計一針對磁力概念的教育遊戲，進一步探討遊戲學習對學 生自然與生活科技科領域學習的影響，希望藉由本研究能幫助國小學生對此概念 的學習，同時也提供國小自然科教師作為未來教學的參考。
第二節、研究目的與待答問題
一、研究目的
本研究旨在比較使用自學策略與遊戲策略對國小三年級學生學習自然科領 域之磁力概念學習成就的影響。
二、待答問題
(一) 自學策略與遊戲策略對國小三年級學生在磁力概念學習成效上有何 差異？
(二) 國小三年級學生對於遊戲策略所使用之學習遊戲：磁島大冒險之態度 為何？
(三) 國小三年級學生對於自然科學學習的態度為何？
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第三節、名詞釋義
一、自學策略
本研究中所提之自學策略，係指控制組學生所使用之學習策略。此自學策略 於本研究設計中，乃使用康軒文教事業出版之國小三年級自然與生活科技領域電 子教科書，供控制組學生於電腦上應用自學。其中電子教科書除包含課本之完整 內容，同時另有互動式頁面動畫、學習影片、隨堂測驗、重點歸納與遊戲評量等 功能可使用，而控制組學生便使用上述之電子教科書功能進行磁力單元之自學活 動。
二、遊戲策略
遊戲策略之定義，係指使用本研究所設計之學習遊戲：磁島大冒險所進行的 學習策略，其中遊戲策略為實驗組所使用，而此學習遊戲：磁島大冒險則專為自 然與生活科技領域之磁力單元所設計。遊戲包含三大關卡，而大關卡之下又設有 諸多小關卡；磁島大冒險遊戲包含遊戲闖關、獎勵關卡、學習影片、重點整理、
挑戰魔王等活動，進而藉上述遊戲活動，將學科知識融入遊戲之中，作為遊戲學 習的內容設計。
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第四節、研究限制
一、研究參與者的限制
因研究之需，參與實驗研究之學生需對於本研究之學習內容，康軒出版社國 小三年級上學期自然與生活科技，第二單元：磁力，無任何先備的學習經驗，故 適合參與研究的對象需為三年級或三年級以下的學生，但考慮低年級(一、二年 級)學生對於電腦的操作能力可能不足，故排除低年級學生作為本研究之參與對 象。經上述原因考量，本研究參與者為台北市某國小三年級的學生，共兩個班級 51 人，而所有研究參與者皆符合未有任何關於磁力概念先備學習經驗的條件。
二、實驗限制
本研究所選定的學習單元，無論實驗組或控制組皆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 後控制組與實驗組共分別有三堂課堂時間可進行實驗，而實驗時間則各自安排於 同週不連續的三堂課集中完成(不跨週次進行)。
本研究選定之學習內容，康軒出版社國小三年級上學期自然與生活科技，第 二單元：磁力，據上述學校能配合之實驗時間與整體實驗設計的考量，共計各組 須於三堂課的時間內完成此單元之所有學習，而此三堂課則不包含前測測驗與後 測測驗時間。基於以上的限制，控制組與實驗組之實驗乃於連續的兩週分別進行，
因各組實驗需於在一週三堂課內進行完畢，故另於實驗開始前一天的晨光時間進 行前測測驗，而後測測驗則利用第三次實驗進行完畢後接續實施。
三、研究工具限制
在本研究中，控制組與實驗組所採用之研究工具不同，其中控制組使用康軒 出版之自然與生活科技電子書自學，而實驗組則使用本研究設計之磁島大冒險學 習遊戲進行學習；因上述使用之學習策略不同，又，為求能掌握控制組與實驗組 之實驗進度，本研究特別設計不同的學習單以控制兩組之實驗進度，使其能在相 同時間，三堂課內完成磁力單元內容的學習。
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