遊戲式數位學習

本節討論現今遊戲式數位學習應用於教育上之情形，分別就「遊戲式數位學 習之範疇」和「遊戲式數位學習在數學學習領域上之應用」兩個面向，針對遊戲 式數位學習之意義、教育意涵以及對學習的影響進行探討。

壹、遊戲式數位學習之範疇

Prensky (2003)定義遊戲式數位學習為結合數位遊戲與學習內容，透過遊戲激 勵學習者的動機，促使其獲得更好的學習。Kiili (2005)也認為讓學習者在數位遊 戲情境中進行學習，有助於其在遊玩歷程習得概念，並能將所學知識應用於日常 生活中。de Freitas 與 Oliver (2006)則表示遊戲式數位學習是指應用遊戲的特質創 造融入遊戲之學習經驗，並在遊戲歷程中傳遞具體學習目標、學習結果與學習經 驗。因此，遊戲式數位學習應該是結合數位遊戲的特性及學習內容，讓學習者投 入於遊戲情境中學習，使其在遊玩的經驗中獲得知識概念，進而能將學習經驗遷 移至真實世界。為瞭解遊戲式數位學習之教育意涵，以下分別就數位遊戲的特性 及其對學習的影響進行探究。

一、遊戲式數位學習的特性

數位遊戲被視為具有潛力的學習工具是因為其能協助教學者達成下列目標 (Gee, 2003; Charles & McAlister, 2004; Holland, Jenkins, & Squire, 2003)：(1)讓學習 者透過行動學習知識，而不是依賴教師的講解；(2)創造學習者的學習動機與滿足 感；(3)適應學習者各種不同的學習風格與技能；(4)協助學習者強化及精熟技巧；

和(5)提供學習者與他人互動和做決策的情境。因此，越來越多研究者提倡將數位 遊戲應用於教育情境，藉以引起學習者的動機，並建立深層而有意義的學習經驗 (Aldrich, 2004; Gee, 2003; Shaffer, 2006)。

數位遊戲因為具備明確的目標、互動性、獎勵機制、挑戰性等性質(Prensky,

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2003)，所以受到青少年的喜愛。Bangert-Drowns 與 Pyke (2001)說明數位遊戲的高 互動性與即時回饋，是激發學習者學習動機的重要因素。而且，數位遊戲將知識 概念轉化為各種問題情境後，可以讓學習者具有反思的機會，並能根據立即的回 饋 訊 息 獲 得 深 層 理 解 (Vogel, Greenwood-Ericksen, Cannon-Bowers, & Bowers, 2006)。此外，Csikszentmihalyi (1990)指出數位遊戲若能具備適當的挑戰性，就能 提高遊戲的趣味性，有助於激勵學習者的學習動機。Ke (2008)也認為挑戰性會影 響學習者是否能專注於學習活動的因素，若學習任務的挑戰程度符合學習者的能 力，將可作為學習的鷹架。另外，獎勵機制也是數位遊戲的重要元素，學習者透 過獎勵機制能瞭解自己在遊戲歷程中的行為是否正確，進而習得正確的知識與技 能(Vogel, Greenwood-Ericksen, Cannon-Bowers, & Bowers, 2006)。綜合言之，數位 遊戲因為具備下列特性，所以有助於激發學習者的學習動機，使其沉浸在學習任 務中。

1. 明確的目標：清楚說明學習任務需達成之目的，引導學習者向學習目標邁進。

2. 挑戰性：提供難度適中的學習任務，使學習者需付出一定的努力才能完成任務。

3. 真實性：模擬真實世界的情境，讓學習者在遊玩歷程中直接應用知識或技能。

4. 互動性：安排多種情節、事物與學習者互動，使其投入於遊戲情境。

5. 即時回饋：提供立即的回饋訊息維持學習者遊玩的動機、協助學習者建構知識 基模，並引領學習者在問題中發現更好的解決方法。

6. 獎勵機制：提供評量學習表現的機制，使學習者因期待行為結果獲得之獎賞而 更專注於學習任務。

二、遊戲式數位學習對學習的影響

近年來，越來越多的研究針對數位遊戲在教育的效應進行探討，因為許多研 究者認為數位遊戲是現今青少年主要的娛樂和教學媒體，而且青少年採用數位遊 戲進行學習能夠產生正面的影響(Squire, 2006)。然而，不是所有的研究結果都獲 得一致的肯定，以下將從正面效益和反面效益分別說明數位遊戲對學習的影響。

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從正面效益來看，有研究者認為數位遊戲能激起學習者強烈的參與感(Malone, 1981; Rieber, 1996)；鼓勵學習者主動學習，以及做中學(Garris, Ahlers, & Driskell, 2002)；可以有效增強學習成效，並促進學習者理解較為複雜的學科內容(Ricci, Salas, & Cannon-Bowers, 1996)；相較於傳統講述式教學更能引起學生的內在學習 動機，使其專注並投入於學習情境(Foster, 2008; Kang & Tan, 2008; Papastergiou, 2009)，以及提升學生的學習成效與認知技能發展(Gillispie, Martin, & Parker, 2010;

Hickey, Ingram-Goble, & Jameson, 2009; Kang & Tan, 2008; Papastergiou, 2009)。綜 上所述，數位遊戲對學習的正面效益可以從認知、情意與技能三方面來看。在情 意方面，數位遊戲可以激勵學習者的內在動機和參與感；在認知方面，數位遊戲 可以模擬具體情境讓學習者較能理解難度較高的學習內容；在技能方面，數位遊 戲提供做中學的機會，讓學習者能據此發展動作技能。

就負面效益而言，Squire (2003)提到數位遊戲應用於課堂可能會引發問題如 下：(1)遊戲式學習活動無法吸引所有的學習者；(2)學習者容易注重在「遊玩」的 部分，而不是學科內容的目標；(3)學習者在複雜度較高的數位遊戲中無法精確地 學習到知識概念。亦有許多研究結果顯示數位遊戲雖能提升學習者的學習動機，

但是有效地改善學習者的學習成效(Harris, 2001; Hays, 2005; Ke & Grabowski, 2007; Ke, 2008)

綜合數位遊戲在學習的正面和負面效益可知，數位遊戲對學習的影響尚未有 定論，尤其在數位遊戲是否能提升學習者的學習成效層面有較多不一致的研究結 果。可能是因為以往許多研究都只針對遊戲的娛樂性去吸引學習者，卻忽略在遊 戲歷程中整合教學策略和學習內容，因而造成學習成效不彰(Egenfeldt-Nielsen, 2007)。因此，如何設計數位遊戲學習環境，促使學習者有效學習數學知識仍是尚 待探討的問題(Sedig, 2008)。

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貳、遊戲式數位學習在數學學習領域上之應用

為了改善學習者的學科成就表現，教育研究者已逐漸重視數位遊戲在學習上 的應用(Gee, 2005; Oblinger, 2006)。而且，已有許多研究證實數位遊戲對學習者學 習數學有正向的影響，包括學習成就與態度(Gillispie, Martin, & Parker, 2010; Ke &

Grabowski, 2007; Vogel, Greenwood-Ericksen, Cannon-Bowers, & Bowers, 2006)。因 為數位遊戲可以利用多種情境呈現數學教材，並將抽象概念具體化，以及提供驗 證的機會，促進學習者的學習成效(Betz, 1995)。Kebritchi、Hirumi 與 Bai (2010) 甚至指出數位遊戲在數學教育上具有正面成效是因為數位遊戲具備下列因素：(1) 讓學習者有較真實的體驗；(2)使學習者在解決遊戲任務和遊戲歷程中有了學習數 學的原因；(2)降低學習者對數學的恐懼；(4)增加學習者學習的時間；(5)結合學 習和樂趣的特性，激勵學習者的動機；(6)賦予學習者冒險和探索的機會；(7)提供 學習者富有挑戰性的任務。所以，利用數位遊戲作為數學學習工具，具有提升學 習者學習成效、激發學習動機與態度的潛力(Van Eck & Dempsey, 2002)。以下就 遊戲式數位學習對數學學習的影響與實徵性研究進行探討。

一、遊戲式數位學習對數學學習的影響

學習數學的理想環境應該是在學習者擁有很少或不需具備數學概念下，也能 學習數學概念之情境，且提供學習任務讓學習者投入並享受學習數學的歷程，進 而逐步地建立數學概念和技能(Sedig, 2008)。數位遊戲正好能提供這樣的環境，因 為數位遊戲具備的娛樂性能引發學習者的學習動機，且能將學習內容融入遊戲任 務，使學習者積極參與遊戲式學習活動(Ahn, 2008; Gillispie, Martin, & Parker, 2010;

Sedig, 2008)。而且，數位遊戲所提供的故事背景和任務關卡，能激發學習者理解 數學概念的態度(Gillispie, Martin, & Parker, 2010)。如 Lopez-Morteo 與 Lopez (2007) 所說，一個能促進學習者的數學學習成就表現的工具，首先必須是一個可以激發 學習者學習動機的工具。此外，數位遊戲能將學科內容轉化為各種情境問題，而 數 學 概 念 透 過 具 體 的 問 題 情 境 或 範 例 呈 現 能 協 助 學 習 者 理 解 (Vogel,

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Greenwood-Ericksen, Cannon-Bowers, & Bowers, 2006)。如 Kebritchi、Hirumi 與 Bai (2010)所指，雖然數位遊戲無法提供真實的數學問題，但是它擁有實踐活動和 模擬任務，讓學習者能投入在實作和歷程中，透過與遊戲任務的互動學習數學知 識。然而，部分研究結果卻指出數位遊戲無法有效促進學習者在知識上的收穫 (Kim & Chang, 2010; Ke, 2008; Lopez-Morteo & Lopez, 2007; Van Eck, 2006)。甚至 有研究顯示娛樂性成分較低的數學練習遊戲比較能改善學習者的學習成效(Lee, Luchini, Michael, Norris, & Soloway, 2004; Rice, 2007)。如 Ke (2008)提到即使數學 練習遊戲減少許多商業遊戲的聲光效果、高度互動性的成分，但只要能整合「遊

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Burks (2011)利用一個練習數學習題的遊戲：Survivor Math 讓大學生在課堂中 學習代數。學習者在 Survivor Math 裡必須於限定時間內回答遊戲中的問題，任務 類型有三：個人、團體、獎勵賽。個人任務就是每位學生必須利用基礎概念回答 的問題；團體任務則是同儕間接力完成的問題，每位同學依序說明解題步驟；而 獎勵賽任務則是提供問題讓學習者挑戰自己解題的速度。研究結果發現，數位遊 戲能幫助學習建立數學學習信心，更能協助學習者理解基礎代數的概念。

Yang 與 Chen (2010)建置一個方塊拼圖遊戲，訓練學習者的空間能力。學習 者在遊戲中必須根據任務指定的圖形，利用不同形狀的方塊合成該圖案，且遊戲 每次出現的圖形採隨機出現，避免學習者因記憶作用而減少練習機會。研究結果 顯示，數位遊戲有助於增進學習者的空間能力，且能降低性別間空間能力的差距。

本篇研究建議，數位遊戲對提升數學相關能力有所助益，但採用數位遊戲學習數 學尚須考量學習者的個別差異，如先備知識、性別等。

Gillispie、Martin 與 Parker (2010)運用 3D 角色扮演遊戲：Dimension-M 讓學 習者學習基礎代數。遊戲提供故事情境，將數學概念包含在故事中，使學習者跟 隨故事脈絡習得概念。此外，遊戲中提供學習日誌與隨堂測驗的功能，前者是讓 學習者可以隨時檢視已習得之概念；後者是在每個階段檢視學習者是否已理解任

Gillispie、Martin 與 Parker (2010)運用 3D 角色扮演遊戲：Dimension-M 讓學 習者學習基礎代數。遊戲提供故事情境，將數學概念包含在故事中，使學習者跟 隨故事脈絡習得概念。此外，遊戲中提供學習日誌與隨堂測驗的功能，前者是讓 學習者可以隨時檢視已習得之概念；後者是在每個階段檢視學習者是否已理解任