2.1.1 遊戲式學習的意義
隨著時代的演變及資訊科技的進步，數位化的遊戲在現代人的休閒、娛樂生 活和工作中，扮演了一個不可或缺的角色。
而何者可被稱為數位化的遊戲呢？
Prensky 定義出使遊戲能夠真正被稱為一個遊戲的六個關鍵要素（Prensky, 2001）：
1.規則（Rules）
2.目標（Goals or Objectives）
3.產出（Outcomes）及回饋（Feedback）
4.衝突（Conflict）／競爭（Competition）／挑戰（Challenge）／對立（Opposition）
5.社會互動（Interaction）
6.圖像（Representation）及情節（Story）
另外 Prensky（2001）認為數位遊戲式學習即任何教育內容與電腦遊戲的緊 密結合，亦可把它定義為在電腦或線上（online）的任何教育性遊戲。
近年來，更有不少學者和研究證實數位化的遊戲能帶來正向的教育效果
（Kirriemuir & McFarlane, 2004 ; Prensky, 2003; Squire, 2005; Deacon, 2007）。國內 也有許多遊戲式學習（game-based learning）的相關研究（林富偉，2007；許扶 堂，2007；簡幸如，2005），探討遊戲理論、分類遊戲、分析遊戲特性，期盼遊 戲能提昇學生的學習成效與動機。正如 JISC (2007)廣泛的將之定義為使用遊戲 來達到學習目的，這類的遊戲也可稱為嚴肅遊戲（serious games）。本文僅討論 如何利用遊戲式學習來幫助學習。
Squire 提出一個重要的觀點：數位學習和遊戲的主要差別在於內容（引自 Gros, 2007）。數位學習強調教學內容且著重在理解文字的內容，而遊戲著重在經 驗且能有效率的提昇概念學習、解決問題的能力和實際的參與。因此在設計學習 遊戲時，以概念學習為主，將學習內容有系統的加入遊戲裡。遊戲可以提供趣味 性及娛樂性，它同時有助於學習，Sandford 與 Williamson（2005）指出電腦遊戲
的教育潛力無窮，是值得受重視有效的學習工具，電腦遊戲可以營造一個理想的 學習環境，其環境具有挑戰性，面對複雜狀況時，培養解決問題能力。Rosas（引 自簡幸如，2005）等人整理出運用數位遊戲教學，對學習的正面影響主要有四：
學習成效、認知能力發展、學習動機、學習專注力。
為了讓遊戲與學習充分結合，Dickey (2005)整理出可有效將遊戲設計套用在 專注學習架構（framework of engaged learning）的方式如表 1。
表 1 專注學習與遊戲設計元素的比較
資料來源：“Engaging By Design: How Engagement Strategies in Popular Computer and Video Games Can Inform Instructional Design” by M. Dickey, 2005
專注學習 遊戲設計
具體目標 (Focused goals)
具體目標
敘述故事（Narrative）
角色特性（Character roles）
玩家與遊戲角色的互動 各種觀點
有挑戰性的任務 (Challenging tasks)
有挑戰性的任務 設定(Setting)
動作導向(Action hooks) 資源導向(Resource hooks)
戰略導向(Tactical and strategic hooks) 時間導向(Time hooks)
清楚且令人信服的標準 (Clear & compelling standards)
清楚且令人信服的標準
避免逆境導致早期失敗 (Protection from adverse Consequences for initial failures)
避免逆境導致早期失敗 角色扮演遊戲(Role-playing)
對成果的肯定
(Affirmation of performance)
對成果的肯定 專注(Hooks)
互動結盟
(Affiliation with others)
互動結盟 角色扮演遊戲
非玩家角色(Nonplayer character)
新奇與多樣性 (Novelty & variety)
新奇與多樣性
故事橋段(Narrative arcs)
選擇性 (Choice)
選擇性
Woodrow Wilson 中心在 2002 年初步提倡嚴肅遊戲，且從 2004 年的嚴 肅遊戲會議後，遊戲式學習領域的研究開始遽增，大多分為兩方面：
1.數位遊戲（digital games）在數位素養（digital literacy）、學習類型等的影 響。
2.將遊戲整合至學校以改善學習。
本研究屬於後者，利用適合的遊戲來達到學習目的，參考Dickey (2005)將遊 戲設計套用在專注學習架構的原則，著重在將遊戲的元素與數學的教學活動結合 來設計遊戲，期望能提昇學生的學習成效及興趣。
2.1.2 遊戲式學習模型
Garris、Ahlers 和 Diskell（2002）學者結合有關教育性遊戲的文獻，提出一 個 Input-Process-Outcome 的遊戲式學習模式(Game Model) 從圖 1 來看，此模 式可從三個部分來看，首先是 Input 的部分，需要包含有教學內容及遊戲特性。
在教學內容方面需針對不同科目設計相關學習內容，而在遊戲特性方面，結合奇 幻性(Fantasy)、規則/目標（Rules/Goals）、感官刺激（Sensory Stimuli）、挑戰性
（Challenge）、神祕性（Mystery）、控制（Control）等相關遊戲特性，使遊戲更 加具有豐富性，引起學習者之學習興趣。 接著從此特點引發遊戲循環，則進入 Process 部分，此部分包含有使用者判斷(User Judgments)、使用者行為(User Behavior) 、系統回饋(System Feedback)。從使用者判斷來看，透過遊戲的方式，
引發學習者學習興趣、享受遊戲帶來樂趣及建立學習者自信心，當學習者更感興 趣涉及任務時，則進入使用者行為(User Behavior)，學習者會從遊戲中積極尋 求 挑 戰 性 ， 並 且 持 續 於 遊 戲 活 動 上 ， 此 行 為 結 果 引 發 系 統 回 饋(System Feedback)，系統給予使用者互動回應。當遊戲學習循環結束時，提供任務報告 (Debriefing)，其中任務報告主要是連結遊戲循環和學習結果，目的討論並檢討遊 戲學習過程中錯誤地方，最後，達到學習成果 (Learning Outcomes)，而學習成果 需要提升認知、技能和情意三個方面，以實現遊戲學習目標(Garris et al., 2002)。
圖 1 數位遊戲式學習模型
資料來源：（Garris et al., 2002）
本研究參考此模型，加入引導式學習，教學內容以國一數學二元一次聯立方 程式的單元為主，並依據遊戲的特性進行遊戲設計及另外設計符合本研究的遊戲 式學習模型。
2.1.3 遊戲在教學上的應用
近年來數位遊戲方式學習的應用很多，國內外也紛紛出現數位遊戲方式學習 的應用。例如國內的亞卓市遊戲學堂、階梯數位學院；加拿大有一個專門為兒童 教育開發遊戲的公司 Inlight Entertainment、英國 Immersive Education Ltd 公司與劍橋大學合作，在中小學中廣泛應用的角色扮演(RPG)Kar2ouche 遊戲、
美國 MIT 與 Microsoft Research 合作，成立 Games-to-teach，專門研究學 習科技如何整合到現有的遊戲之中、韓國 2005 年第一款在 PS2 上自製的遊戲 教學軟體 EyeToy EduKids 等 (以上引述自田愛奎、楊瑛霞、夏天、張際平，
2000；尚俊傑、莊紹勇、李芳樂、李浩文，2006；邱文淇，2006)。
香港中文大學資訊科技教育促進中心（CAITE）先後開發了《唐伯虎點秋 香》、《農場狂想曲》和《4D》等教育遊戲，並進行了一系列的相關實驗研究。
研究結果均顯示這些遊戲確實受到了學生的歡迎，也使學習變得更有趣，並可以 讓學生做中學，從而培養各種高階能力（尚俊傑、莊紹勇、李芳樂、李浩文，2006）。 許扶堂（2007）為國小五年級弱勢學生將遊戲融入數學課後教學，結果顯示遊戲 能提昇弱勢學生在數學課後學習的成就。許多教師在傳統教學不容易讓學生理解 的課程內容，透過數位化的模擬遊戲可以解決這類的問題，同時也讓學生如同身 歷其境般體驗生活上會遇到的困難，遊戲甚至能讓學生在他們只感受到獲得樂趣 的同時，也學習到了一些知識或技術(Trotter,2004)。越來越多人期望能將遊戲應 用在教學上，原因在於許多相關文獻都提到遊戲式學習帶給學生一些好的影響
(簡幸如，2005；JISC,2007；Maxwell,2005)，例如：學生會去探索所學以外的書 籍和遊戲的創作者，而且除了去閱讀來增長知識外，他們也會和朋友、師長、家 庭成員討論，或到圖書館去尋找他們在學習過程中產生的問題的答案。
上述將遊戲應用於教學的例子說明了遊戲式學習對學生有正向的影響，除提 了學習者的學習成效之外，也增加了學習者的學習興趣，更進一步的可以引發學 習者自動自發的精神主動學習更多的知識。