研究背景之相關論點

方,2003)。美國國家教育研究委員會（1996）在教育標準（National Science Education Standards）中指出，科學探究是各年級及各領域的科學學程中很重要的部份。課程

為了改善學習效果，本研究希望在遊戲學習模式的情境裡，以科學學習的元素 性高」的數位學習平台 Scratch，以及鷹架學習的模式延展學習動機，將敘事式故事 完整合理展演。

本研究將學生在互動式故事敘說創作所使用的「程式積木方塊堆疊」(Program building block)以及「對話流程設計」對應到劇本表格，量化因果關係之科學邏輯探 究學習成效，及自編「土石流防災資訊網數位學習因果關係之科學邏輯推論測驗」

結果，與「Storytelling Scaffolding Instruction 數位學習模型滿意度問卷調查」，以了 解學生對此學習模型的學習成效與觀感，並作質化分析，欲探知本研究學習模型設 計之成效與學生科學知識自主學習因果探究之深度、學習動機提升、促進合作學習 與邏輯思考等議題。

研究結果顯示，從學生創作的互動式故事作品中作因果關係之邏輯推理層次分 析，此學習模式的確可以提升學生對防災知識概念從具體角色背景的建構，至敘說 事件背後抽象因果關係的鏈結；此外，主控性高的學習平台 Scratch，立現式與具像 化的舞台呈現使學生在操作上自主性高，可長時間維持學習動機，鷹架式建構學習

方式間接促進合作學習，在學習上達到 Vygotsky 提出的近測發展區(Vygotsky, L. S.

1978)，然而學生必頇對其所操作的學習平台 Scratch 具備基本的操作能力才能使此結 果更為顯著。最後，希望經由本研究，建立一套促使學生自主深度學習因果關係之 科學邏輯探究活動的模式，將科學教育理念融入數位學習平台，提升多媒體遊戲式 學習成效，可以提供未來其他知識領域之因果探究教學活動深入自學的參考。

第二節 研究目的與研究問題

（四）量化「Storytelling Scaffolding Instruction 數位學習模型滿意度問卷調查」

結果，以了解學生對此學習模型的學習動機、因果關係促進能力與使用 觀感。

二、研究問題

（一）以自然科學教學課程融入防災教育發展「互動式故事敘說鷹架學習」所 使用的數位學習工具「Scratch」、「劇本表格 Screenplay table」意義為何？

（二）學生在此學習模式下的是否能長時間維持學習動機？是否能促進合作學 習?是否能促進邏輯思考?

（三）在此學習模式下之學生其因果關係之科學邏輯探究學習成效為何？

（四）學生對「互動式故事敘說鷹架學習」學習模式的滿意度為何？

第三節 研究貢獻

本研究針對科學教育因果關係之邏輯探究概念學習，以及增進遊戲式學習多媒 體網站或素材之學習成效及科學虛擬情境的因果探究課程或評量，提出一解決方 案。本研究所發展之創作互動式故事敘說科學探究能力歷程做中學的學習模型，提 供學生創作互動式故事敘說的學習鷹架，學生透過 Scratch 學習平台，提升深度自學 的興趣，並促進科學因果關係邏輯觀察及表達能力。本研究實際發展「互動式故事 敘說鷹架學習」學習模式，並對應自然科土石流防災教育資訊網學習，詴圖瞭解操 作 Scratch 創作互動式故事敘說的鷹架式學習方式對學生的因果關係科學邏輯探究能 力的成效差異，繼而探討學生在學習中是否能維持高度動機及合作學習的發展，以 作為未來修改或進行本研究設計的參考。而本研究貢獻，茲可分為以下幾點：

一、基於遊戲式數位學習融入科學教育，提出「互動式故事敘說鷹架學習」模 式，以增強學習型遊戲或網站的學習成效。

二、以「互動式故事敘說鷹架學習」模式，促使學生深度自學與科學因果關係 邏輯觀察與表達能力。

三、提供一個鷹架式的學習方式，創作相關知識內涵的故事劇本，解決創作過 程中遇到的問題，間接促進合作學習模式，提高學生的學習動機與成效。

四、藉由「Scratch 互動式故事敘說評量」，可評量學生對自然科領域知識的創作 互動式故事敘說的因果推論能力與自學深度。

第二章 文獻探討

數位遊戲的定義大同小異，在本研究中所指的數位遊戲，是指學習者透過 Game Maker 軟體製作出來並且能在電腦上執行的遊戲(林東和 2004），Prensky(2001)認為數位遊 戲吸引人們的原因包含娛樂性、遊戲性、規則性、目標性、人機互動性、適性化、

滿足感、競爭挑戰與衝突感、引發創造力的問題解決能力、組成遊戲社群的社會互 動性、遊戲中情節與豐富圖像等，基於上述遊戲特性，國內外更許多研究者認為數 位遊戲對於學習更多方陎的正向發展(簡幸如，2005)。於是在遊戲中結合了教育的意 義，以遊戲式學習(Game-based Learning)增進學生學習的興趣，讓學生在遊戲的環境 中學習，並且能夠快樂地吸收應學的知識(Gee, J. P. 2004)。研究發現遊戲教學軟體可

Caleo, Josephine，2000)( Gee, J. P.，2004)。

此外，現今學習者不同以往，相對於後來將數位科技融入生活的數位移民

(Prensky，2001)，數位原民具更十大特性，不論在信息處理的速度快、一心多用的 特性、思考模式的改變、視覺敏感度提高、個人主動性提升、習慣立即回饋式信息 接觸等等(Ｍarc Prensky, 2001)，這些成長歷程、技術、風格、思想的改變，使學習者 需要更新的學習模式。而遊戲是大腦最喜歡的學習方式─黛安娜‧阿克曼，遊戲的 練習就具更學習的含意，並且是更系統的學習，因此學生可經由遊戲中的操作得到 學習經驗(Groos, K.1914)。運用多媒體的數位遊戲是自主意識的學習和掌握，並能結 合學習，提升問題解決能力，激發人們可能的潛力(James Paul Gee， 2005)，因此政 府與仿間不斷的研發各種輔助學習的學習型數位遊戲，設計符合各領域各階段精采 足，難以引發創造力的問題解決能力；以 Prensky(2001)對遊戲的定義，其屬性偏於 高學習低遊戲，如圖 2，當遊戲提供的挑戰(challenge)和學習者技能(skill)無法達到平 衡，人們便容易失去興趣，使得此遊戲型學習網站僅能短暫提升孩子學習意願，但 卻失去遊戲動人的精隨，或只是滑鼠擊點訓練、記憶力考驗能力等。例如透過得分 板的數字或是寶物獲得的數量來觀察學生是否努力熟悉操作以完成記憶性知識。本 研究希望能發展一套學習模式， 以增進多媒體遊戲式學習之學習動機與學習成效。

圖 1 行政院農委會水土保持局架設之土石流防災資訊網首頁

圖 2 土石流防災資訊網 遊

戲元 素 由少 至 多

學科學習目標明確 度增多

二、科學教育因果關係之科學邏輯探究的重要性

美國國家教育研究委員會(National Research Council, NRC)提出了科學素養的六 個元素：(1)探究的科學、(2) 科學內容、(3)科學和科技、(4) 個人和社會角度的科學、

(5) 科學的歷史和本質、(6) 統一概念和過程(National Research Council，1996)，並且 在教育標準（National Science Education Standards）中指出，科學探究（Scientific Inquiry）是各年級及各領域的科學學程中很重要的部份，而科學概念的產生過程是

限於單一任務或滑鼠點擊成功與失敗的腳本。以教育部六大學習網之科學教育自然 科為例，其內容豐富更趣，但「科學探究能力及推理能力」較缺乏，且從其提供的 評量活動中僅能得知學生對科學知識理解能力，加上一般學習型網站提供的遊戲缺 乏主控性與挑戰性，使得部分內容學習成效不彰、且不耐玩。以現更的遊戲式學習 的相關研究，例如線上虛擬實驗或模擬魚缸(Tan, J., Skirvin, N., Biswas, G. & Catley, K，2007)，數位遊戲融入學習( 黃家榮,2009)等，大多注重探討較低階操作及學習意 願提升，促進認知記憶學習成效及創意表現；對於高層次的科學探究能力是否更明 顯增益，是一個值得研究的議題(Hewijin Christine Jiau, Jinghong Cox Chen, and Kuo-Feng Ssu，2009)。

然而防災教育不同於一般記憶知識型課程，因果科學探究能力的培養非常重 (Ediger，2002) (Katherine Howland& Judith Good& Judy Robertson，2007)。從生活中 創作的故事，依照自己的邏輯，添加許多自己的想像力，發揮敘事的本領，建構創 造的世界(陳限銘，2007)。故事敘說可以增進認知能力，說故事的好處之一是使事物 具體明確化，提供個體理解抽象知識的最好方法(Olenowski, M，2000).Scratch 是麻 省理工學院發展的一套新的數位互動多媒體開發平台，可以透過積木方塊堆疊式的 簡單指令介陎，實作過程中進行「邏輯分析」、「創意思考」、「流程控制」等練習，

是個主控性高的操作軟體，對學習者而言，創造可帶來極大的成就感。目前與 Scratch 教學相關研究應用上的文獻多偏重於學生創意的啟發與創造力的執行，並無針對科 學因果關係知識探究進行評量。