軟體發展的流程

壹、軟體發展原則

本研究將實做遊戲式模擬系統與傳統式模擬系統，在系統設計部分，依據文 獻探討的內容，就遊戲式模擬系統和傳統式模擬系統設計的差異性進行說明，如 表 3-1 所示。在規則與目標方面，遊戲是為了贏得比賽，而傳統式則是為了發現 因果的關係；遊戲式模擬在競爭方面、幻想方面、約束方面、有趣方面、腳本方 面，都是傳統式模擬所沒有的。

表 3-1 遊戲式模擬系統與傳統式模擬系統差異

特性 遊戲式模擬 傳統式模擬

規則&目標 贏得遊戲 發現因果關係

有結果的呈現 Ｏ(贏 or 輸) Ｏ

包含競爭 對抗電腦 Ｘ

幻想的 Ｏ Ｘ

包含約束、權力、和處罰 Ｏ Ｘ

直線的目標結構 Ｏ Ｘ

有趣的 Ｏ Ｘ

腳本 Ｏ Ｘ

而遊戲式模擬的設計，更重要的是它包含了遊戲的成分如表 3-2 所示，包含 了充滿樂趣、幻想、競爭挑戰、清楚的目標、回饋、良好的互動性、多樣任務、

解決問題，並採用冒險遊戲的特色，讓學習者角色扮演故事中的人物，幫助學習 者能很快的進入遊戲的情境中。

表 3-2 遊戲式模擬系統特性對照說明

參、系統設計的主要知識架構

依據 Siegler (1976)所提出的槓桿平衡規則、張志銘(2003)、陳義勳(1996)對 於生活中槓桿應用的研究，將槓桿學習系統的知識分成以下的架構。

一、槓桿平衡儀器的操作

陳義勳 (1996)指出槓桿平衡條件的概念除了課本提到外，宜讓學生有力×力 臂的活動，所以藉由系統的設計，讓小朋友能藉由歸納推論，最後了解力矩乘積 的意義。張志銘 (2003)則建議在進行槓桿實驗操作前，教師事先設計六類槓桿題 型(簡單平衡題、簡單重量題、簡單距離題、衝突重量題、衝突距離題和衝突平衡 題)，讓學生操作。所以本系統讓學生藉由讓學生藉由系統實驗操作，歸納力矩乘 積的意義。

(1). 規則一：相同重量、相同距離槓桿達平衡狀態。

(2). 規則二：相同重量、不同距離模擬，往距離長的那邊傾斜。

(3). 規則三：不同重量、相同距離模擬，往重量重的那邊傾斜。

(4). 規則四：不同重量、不同距離模擬，使用力矩乘機判斷。

二、槓桿原理的概念

張志銘 (2003)指出，讓學生討論支點、施力點和抗力點相對位置，並比較施 力臂與抗力臂的長短，做為判斷省力或費力的依據。本系統會讓學生藉由模擬的 方式，清楚知道槓桿的基本原理。

(1). 概念一：點的判斷，支點、施力點、抗力點的判斷。

(2). 概念二：力的判斷，省力、費力、不省力不費力，施力臂和抗力臂比較的依 據。

(3). 概念三：時的判斷，省時、費時、不省時不費時，施力臂和抗力臂比較的依 據。

三、生活中槓桿的應用

張志銘 (2003)指出在，讓學生操作這些簡單機械工具外和所屬的槓桿類型。

並依據槓桿原理的概念，比較施力臂與抗力臂的長短，做為判斷省力或費力的依 據。所以本系統使用操作模擬的方式，先讓學生決定支點、施力點、抗力點的關 係，並藉由操作型模擬讓學生知道不同工作的差異性。

(1). 類型一：支點在中間，不一定省力或費力；不一定省時或費時。

(2). 類型二：抗力點在中間，一定省力費時。

(3). 類型三：施力點在中間，一定費力省時。