本章分為四節，分別敘述本研究之研究背景、研究目的與待答問題、名詞 釋義及研究限制。
第一節 研究背景
分數在國小數學教材中佔有極大的份量，而且應用的課題很廣，包含平分、
測量、比例、比率、比值、部分/全體（教育部，民 97）。因此分數學習的啟蒙 在國小數學中佔了極重要的一環，尤其在分數概念的學習，往往是學習者最為 棘手的部分。由於學習者經常缺乏數感 (number sense)或數學經驗，此時教學 者應佈置適當的學習情境，引導學習者在經歷不同的學習情境下進行反思，產 生意義化的理解，進而與他人溝通、對話 (National Council of Teachers of Mathematics[NCTM], 2000)。
遊戲式學習近年來被認為有效的原因有以下幾點：（1）以動作取代解釋，（2）
創造個人動機與滿足，（3）容納多元的學習風格與能力，（4）加強熟練技能，
及（5）提供互動和決策內容 (Kebritchi & Hirumi, 2008)。遊戲可讓兒童的具體 經驗和抽象思考相互連結，使得遊戲等同於兒童知識的橋樑 (Piaget, 1962)。遊 戲也可融入數學的多重表徵（抽象符號、圖表、具體物）。多重表徵融入分數的 學習活動後，可幫助學習者從不同角度來意義化分數，有助於分數概念的學習
（楊德清，張熙明，民 96）。對數學知識的真正瞭解來自於學習者自己的經驗，
以及對這些經驗的反思，無法經由他人的直接教導而學得 (NCTM, 2000)。「理 解」強調的是概念形成、練習、驗證、推廣，並在具體與抽象情境間來回練習
（教育部，民 97）。因此數學的學習過程很適合以遊戲融入某經驗脈絡中，連 結過去與其他經驗來協助學習。過去已有許多研究證實，遊戲式學習在數學學 習上，可以提升學習者的學習動機與數學成就 (Bai, Pan, Hirumi, & Kebritchi, 2012; Kebritchi, Hirumi, & Bai, 2010; Ritzhaupt, Higgins, & Allred, 2011; Rosas et al., 2003; Shin, Sutherland, Norris, & Soloway, 2011)。
在近幾年的研究中發現，許多遊戲融入數學的研究雖有正面影響，但大多 將遊戲運用於計算的反覆練習，或將學習概念與遊戲分開呈現 (Bai et al., 2012;
Kebritchi et al., 2010; Polycarpou et al., 2010; Ritzhaupt et al., 2011)，且有些遊戲 在課程中所扮演的角色為課後練習 (Bai et al., 2012; Chang, Wu, Weng, & Sung, 2012; Kebritchi et al., 2010; Polycarpou et al., 2010; Ritzhaupt et al., 2011; Shin et al., 2011; Takaoka, Shimokawa, & Okamoto, 2011)，並非新概念的獲取途徑。以 上這些不同的遊戲設計與遊戲在課程中的定位，使得研究結果並不一致。本研 究想將遊戲融入分數的啟蒙學習，透過遊戲的特性，連結學習者的生活與過去 經驗，讓學習者能融入遊戲情境，具體的學習、理解並建構分數概念，再探討 遊戲式學習能否在分數學習成就上有顯著影響。
根據以上所述，此研究希望可讓教學者與學習者無論在教學或學習分數，
都能利用遊戲資源來幫助分數概念的理解，更希望能透過遊戲的融入，提高學 習者學習分數的動力及樂趣，並給予其他教學者做為參考。
第二節 研究目的與待答問題
本研究的目的是探討使用遊戲與繪本學習分數的基本概念對國小三年級生 分數概念的學習成效及對分數與教材的學習感受。
根據上述研究目的，待答問題如下：
1. 遊戲與繪本情境融入分數學習之學習成效有何差異？
2. 國小生對遊戲與繪本情境融入分數單元之分數學習態度有何差異？
3. 國小生對芬紫與芬姆王國遊戲及繪本之教材設計滿意度有何差異？
第三節 名詞釋義
一、遊戲情境
本研究所提之遊戲情境，係指遊戲組所使用之本研究設計的學習遊戲：芬 紫與芬姆王國遊戲，遊戲情境包含遊戲中所建造之遊戲介面、場景、故事、互 動等虛擬遊戲環境。此遊戲專為國小三年級數學領域之分數單元所設計，包含 三大關卡，關卡中設計了許多遊戲活動與故事情節，將在第三章研究方法下第 三節之遊戲設計中詳細說明。
二、數位繪本
本研究所提之繪本，係指繪本組所使用之本研究設計的數位學習繪本：芬 紫與芬姆王國繪本，此繪本的設計是將遊戲組所使用之芬紫與芬姆王國遊戲中 所有遊戲的互動元素去除，只留下相同的故事背景、情節與動畫，使用者能控 制的操作功能只有翻頁功能，其餘所有情節都只能以閱讀的方式學習。繪本的 詳細設計也將在第三章研究方法下第四節之其他研究工具中詳細說明。
第四節 研究限制
一、研究對象之限制
受限於人力、財力、時間與受訪者意願等因素，本研究無法採用隨機抽樣，
而所選取新北市中和區某國小的兩個班級也無法將研究對象隨機分配為兩組，
因此樣本不足與抽樣地區背景可能會有樣本代表性之問題。
本研究所設計之分數遊戲知識內容是康軒與部編版國小三年級上、下學期 的分數單元，研究對象須有分數基本概念，且須尚未學過單位量、分數比大小、
分數加減法的概念，經上述考量，選取新北市中和區某國小三年級下學期尚未 上到分數單元的學生作為研究對象。
另外，由於研究對象年齡較小，受訪狀況可能受到個人專注程度不同而產 生模糊性，造成些許誤差。
二、實驗時間之限制
本研究無論遊戲組或繪本組皆須向國小商借可供實驗之課堂時間與電腦教 室，經與任課老師協調後，遊戲組與繪本組各有三堂課的時間可進行實驗，每 週兩組各一堂課，共需進行三週，但因其中一週無法借課，使實驗須進行四週 才能完成(其中一週不實驗)。
三、研究工具限制
本研究兩組所採用之研究工具不同，遊戲組使用芬紫與芬姆王國遊戲；繪 本組使用芬紫與芬姆王國繪本，為求能掌握兩組的實驗進度，本研究設計相似 的活動單以控制兩組的實驗進度，使兩組皆能在三堂課的時間內完成分數單元 的學習活動。