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數位遊戲式學習對中小學學生學習成效影響之後設分析

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Academic year: 2021

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(1)國立臺灣師範大學課程與教學所碩士論文. 指導教授:廖遠光 博士. 數位遊戲式學習對中小學學生學習成效影響 之後設分析 Effects of Digital Game-Based Learning on Primary and Secondary School Students’ Learning Achievement: A Meta-analysis. 研究生:王思涵 撰. 中華民國一○二年一月.

(2) 摘要 本研究透過「後設分析法」探討數位遊戲式學習對於中小學學生學習成效的 影響,篩選出符合本研究需求的論文共計 75 篇,並依照不同的學習成效面向將 分析側重於學業成就(51 個比較數) 、學習態度(29 個比較數)及高層次思考能 力(21 個比較數)三個面向,調節變項的分析則採用固定效果模式(fixed-effects model) 。 各個學習成效的效果量及其調節變項之分析結果如下: 一、學業成就的整體效果量為 0.3980,有七個調節變項影響學業成就, 其一是教學者,控制組無教師的成效顯著優於相同教學者再優於不同教學者、未 說明教學者之研究;控制組無教師的成效顯著優於遊戲為教師之研究。 其二是研究設計形式,單組前後測研究的成效顯著優於不等組前後測的研究設計 形式;其三是控制組教學處理,無控制組形式的數位遊戲式學習影響效果最佳; 其四是網路使用,用網路教學的成效顯著優於未使用網路。其五是增強機制,設 計含增強機制的數位遊戲式學習顯著優於未含增強機制。其六為同步與非同步學 習遊戲類型,非同步遊戲顯著優於同步遊戲。最後為影音式及動畫式學習遊戲類 型,影音式設計的成效顯著優於動畫式。 二、學習態度的整體效果量為 0.3830,有 2 個調節變項影響學習態度,其一是學 校位置,北區的學校成效顯著優於南區學校;其二是單人或多人學習遊戲類型, 單人式的遊戲顯著優於多人式。 三、高層次思考能力學習成效的整體效果量為 0.6065,整體學習成效為正向, 且介於中度至高度效果之間。. 關鍵詞:數位遊戲式學習、中小學學生、學習成效、後設分析. i.

(3) Abstract. A meta-analysis was performed to synthesize existing research comparing the effects of digital game-based learning into instruction with traditional instruction on students’ cognitive and affective achievement. For academic outcomes, there were 51 studies collected, 29 studies on affective outcomes, and 21 studies for high level thinking. The quantitative data of the collected studies were transformed into Effect Size (ES). The main findings of this study were summarized as follows: 1. The whole effects suggest that digital game-based learning into instruction is more effective than traditional instruction on academic learning, affective learning, and high level thinking. Their mean ES were 0.3980, 0.3830 and 0.6065, respectively. 2. Seven variables, type of instructor, type of evaluation for treatment, type of control group instruction, game over network, type of reinforcing, Asynchrony or synchrony, and type of media had a statistically significant impact on the mean ES of academic achievement. 3. Two variables, location of school and number of player had a statistically significant impact on the mean ES of affective achievement. 4. High level thinking had a statistically significant impact on the mean ES. Based on these findings, some implications for future studies were suggested. Keywords: Game-based Learning, Learning Achievement, Meta-Analysis. ii.

(4) 謝誌 在這充實的研究所生涯中,首先要感謝敬愛的廖遠光老師自始至終悉心的指 導,因為有您的專業引導、耐心解惑和支持鼓勵,使我在研究期間能持續進步成 長。其次,感謝口試委員蕭顯勝老師、鄭宜佳老師、林佳蓉老師,給予本篇論文 寶貴的建議及指教,使得學生的論文更臻完善。 感謝師大的同學與老師們。特別向羿伶學姐致上十二萬分的謝意,有您的統 計教學與指導,才有這篇論文的產生,真的非常謝謝妳!!另外,謝謝上瑩、宜芬、 玫燁、又銓、彩鳳、妍岐、珮甄、湘屏、育欣,親愛的妳們在求學路上的相互扶 持,尤其是謝謝上瑩擔任紀錄,協助我處理口試上的事務。 感謝同事宇涵的體諒及幫忙,幫助學校事務的處理及教學生活的相伴。謝謝 秀朗國小的前輩與同事在課務上的配合及論文寫作的鼓勵。 謝謝我的家人,在精神上給予的加油與支持,在此僅將此份榮耀與喜悅獻給 我的父母、姊姊、哥哥、姊夫、大嫂。 最後,要最感謝親愛的永偉,謝謝你對我論文寫作的督促與協助,還有所有 生活大小事的陪伴及鼓勵。 向所有關心、協助我的師長、家人及朋友致上最深的感謝!. iii.

(5) 目次 摘要................................................................................................................................. i Abstract .......................................................................................................................... ii 謝誌............................................................................................................................... iii 目次............................................................................................................................... iv 表目次............................................................................................................................ v 圖目次........................................................................................................................... vi 第一章 緒論........................................................................................................ 1 第一節 研究背景與動機............................................................................ 1 第二節 研究目的與研究問題.................................................................... 4 第三節 第四節 第二章 第一節 第二節 第三節. 名詞釋義........................................................................................ 5 研究取用標準與限制.................................................................... 6 文獻探討................................................................................................ 8 數位遊戲式學習之相關概念........................................................ 8 數位遊戲式學習之相關理論...................................................... 17 數位遊戲式學習之相關研究...................................................... 24. 第四節 第五節 第三章 第一節 第二節 第三節. 學習成效...................................................................................... 53 後設分析法.................................................................................. 55 研究方法.............................................................................................. 62 研究架構...................................................................................... 62 研究程序...................................................................................... 63 實施步驟...................................................................................... 64. 第四章 研究結果與討論.................................................................................. 75 第一節 研究結果...................................................................................... 75 第二節 討論............................................................................................ 148 第五章 結論與建議........................................................................................ 157 第一節 結論............................................................................................ 157 第二節 建議............................................................................................ 161 參考文獻.................................................................................................................... 163 一、中文部分.................................................................................................... 163 二、英文部分.................................................................................................... 175 附錄一 研究變項登錄表格...................................................................................... 177 附錄二 效果量計算登錄表格.................................................................................. 182. iv.

(6) 表目次 表 2-1 各學者對數位遊戲之定義 ................................................................................ 9 表 2-2 數位遊戲式學習之教學實驗類相關研究 ................................................... 27 表 2-3 數位遊戲式學習之實施現況調查類相關研究 ........................................... 39 表 2-4 數位遊戲式學習之系統設計與工具開發類相關研究 ............................... 45 表 2-5 國內外進行數位遊戲式學習文獻整理之研究 ............................................. 52 表 2-6 各學者對後設分析之定義 ........................................................................... 56 表 3-1 Hedges 與 Olkin 之效果值公式 .................................................................... 72 表 3-2 同質性檢定公式 ............................................................................................ 74 表 4-1 學業成就面向研究的基本資料、效果值與變異數 ...................................... 76 表 4-2 學業成就面向-文件性質調節變項檢驗結果 ................................................ 80 表 4-3 學業成就面向-受試者性質調節變項檢驗結果 ............................................ 83 表 4-4 學業成就面向-研究方法調節變項檢驗結果 ................................................ 87 表 4-5 學業成就面向-研究方法 調節變項之事後比較 .......................................... 87 表 4-6 學業成就面向-研究案性質調節變項檢驗結果 ............................................ 99 表 4-7 學業成就面向-研究案性質調節變項之事後比較 ...................................... 101 表 4-8 學習態度面向研究的基本資料、效果值與變異數 ................................... 103 表 4-9 學習態度面向-文件性質調節變項檢驗結果 .............................................. 106 表 4-10 學習態度面向-受試者性質調節變項檢驗結果 ........................................ 109 表 4-11 學習態度面向-受試者性質調節變項之事後比較 .................................... 110 表 4-12 學習態度面向-研究方法調節變項檢驗結果 ............................................ 112 表 4-13 學習態度面向-研究案性質調節變項檢驗結果 ........................................ 123 表 4-14 學習態度面向-研究案調節變項之事後比較 ............................................. 126 表 4-15 高層次思考能力面向研究的基本資料、效果值與變異數 ..................... 127 表 4-16 高層次思考能力面向-文件性質調節變項檢驗結果 ................................ 130 表 4-17 高層次能力面向-受試者性質調節變項檢驗結果 .................................... 132 表 4-18 高層次思考能力面向-研究方法調節變項檢驗結果 ................................ 136 表 4-19 高層次思考能力面向-研究案性質調節變項檢驗結果 ............................ 146. v.

(7) 圖目次 圖 2-1 三個區道的 Flow 模式 ....................................................................................... 19 圖 2-2 四個區道的 Flow 模式 ....................................................................................... 20 圖 2-3 Kolb’s 體驗式學習學循環 ................................................................................ 21 圖 3-1 研究架構 ................................................................................................................. 62 圖 3-2 研究程序 ................................................................................................................. 63 圖 4-1 75 篇數位遊戲式學習研究報告出版年代數量分布 ..................................... 156. vi.

(8) 第一章. 緒論. 數位遊戲式學習的學者 Prensky 認為 21 世紀是數位遊戲學習(Digital game-based learning)的世代,其將西元 1975 年以後出生,與科技共同成長的族 群稱之為 G 世代(Game generation),G 世代中絕大多數的人都擁有豐富的數位遊 戲經驗。隨著 G 世代的來臨以及 1985 年以後個人電腦的興起,使得數位遊戲盛 行。同時過去教育者強調遊戲對學童的學習,是自然且必要的元素,應被鼓吹融 入教育中,並認為遊戲可克服教室中枯燥的學習(李俊德,2006,劉旨峰等人, 2009;Prensky, 2001)。. 第一節. 研究背景與動機. 壹、研究背景 二十一世紀是資訊科技的時代,隨著科技的日新月異,無論在資料訊息的流 通及生活環境的改變方面,都更加便捷與快速,這樣的發展也在教育的領域帶來 了新的變革(楊詠婷,2010)。 從早期將資訊科技應用於教育上,發展電腦輔助教學,至網際網路普及而蓬 勃發展的遠距教學、線上學習等。而在數位學習領域中的一股新興趨勢為數位遊 戲式學習 DGBL(Digital Game-Based Learning)。即運用時下青少年最常進行的休 閒活動之一─數位遊戲,結合教育,Gee(2003)曾提出的動機是驅動學習最重要的 因素,當動機是死的,學習也是死的、停止的。所以期待透過這樣的結合,讓學 生將對於數位遊戲的熱情與動機轉至學習方面,達到學習的效果,意即利用數位 遊戲與智慧型玩具(smart tangible)本身的趣味性結合教育設計理念,提供學習者 充滿樂趣與挑戰的學習環境、學以致用的沉浸經驗,以強化學習動機,支持學習 歷程,並促進學習成效,以實踐「寓樂於教」與「寓教於樂」的理想(李胤禎, 2009;悅趣化數位學習國際學術研討會,2010)。 近年來,數位遊戲不論在國內、外都受到相當程度的重視(梁朝雲、鄭時雨、 1.

(9) 楊郁芬,2006)。歐美國家對於遊戲應用在教學上已有一段時間且有前瞻性的研 究方向。如 ENGAGE(European Network for Growing Activity in Game-Based Learning in Education)為一個以歐洲國家為主的遊戲學習於教育應用的社群。其 為歐洲委員會(European Commission)教育與文化小組贊助之終生學習計畫的子 計畫(邱文心,2010)。目標為證明數位遊戲式學習是一個可以應用在教育上的 方法。 同樣的,GBL 在美國一樣得到高度的關注。像是美國威斯康辛大學麥迪遜 分校教育傳播與科技研究所成立了 Games, Learning and Society 研究小組,一般 簡稱 GLS,意即遊戲、學習與社會組。GLS 是一個集合了學術研究員,互動多 媒體或遊戲開發者,政府與產業領導者的研究社群。研究這個類型的媒體運作, 遊戲如何改變我們的學習與對社會的意義。 而台灣不論在業界或是學術界也投入越來越多的心力在數位遊戲的發展上, 除了成立越來越多數位遊戲相關系所,如國立台灣師範大學所成立的「數位遊戲 學習實驗室」、國立台北教育大學的玩具與遊戲設計研究所等,科學研究單位也 投入越來越多之資本與研究人員進行數位遊戲相關之研究(劉旨峰等人,2009)。. 貳、研究動機 許多論述表示,利用數位遊戲的優點融入教育,能提升學生學習成效及學習 動機,不過,從數位遊戲設計層面而言,數位遊戲雖然吸引玩家,但製作數位遊 戲的過程所花的時間要比一般的數位內容要高的許多,且遊戲設計者須能確切掌 握遊戲特性與教育目標相符(梁朝雲,2009),而使用者在遊戲的過程中很容易 沈浸其中,故還需要適當的評鑑指標輔助教師、學生、以及家長進行選擇適當之 數位遊戲,另外,在數位遊戲式學習中,除了遊戲,更要學習,所以若只掌握遊 戲的特性,可能帶來非教育或反教育的負面效果;而如果只重視學習的層面,又 容易使學生感到枯燥乏味(國立台灣師範大學數位遊戲學習實驗室,2010)。 其次,在數位遊戲學習趨勢下,許多與數位遊戲相關的研究在近幾年大量產 2.

(10) 出,而在 Kebritchi(2010)的研究中,整理指出 16 篇將數位遊戲式學習之實證研 究中,其中有 11 篇在學習成效或動機方面具有顯著差異,但剩下的 5 篇則顯示 出部分有差異,部分沒有差異的結果。另外,研究者蒐集數位遊戲式學習之相關 文獻,其中以教學實驗操弄的研究,截至目前為止共 39 篇,在學業成就學習成 效方面,有研究結果顯示數位遊戲式學習對於學業成就學習成效有提升成效,如 林亮均(2006)指出使用線上教育遊戲的實驗組學習成效顯著高於對照組,但其 中有些研究的結果認為並無顯著差異,像是高建斌(2009)的研究指出在學科能 力方面,實驗組與控制組學生沒有達到顯著差異;郭聿惠(2010)研究顯示實驗 組與對照組在學習成就並無顯著差異、實驗組與對照組在學習保留表現上並沒有 顯著差異;而顏羿玲(2011)的研究中研究對象分成三組比較,三組在學習成效 方面皆有一定的效果,但非以數位遊戲組表現最佳。探討數位遊戲式學習對於學 習成效是否真的具正向影響,此為本研究動機一。 眾多的研究中,可能會有許多研究變項,影響學習的成效。如研究對象之年 級、施教學科領域、性別、能力高低、教學區域、教學場所、教學實驗期間、教 學融入時機、教學融入策略、學習成就、學習態度等。因此研究者以這些變項, 來探討究竟是哪些變項會影響遊戲式學習的學習成效,此為本研究之動機二。 而研究者以數位遊戲式學習為主題進行相關研究文獻之蒐集時,發現一篇 「台灣悅趣化學習與社會之研究分析」 (劉旨峰等人,2009) ,其針對2002年至2007 年間所發表的412篇台灣悅趣化學習與社會學位論文為樣本,將「研究隸屬學校」 、 「引用次數」、「主題」、「教育層級」、「適用科目」、「研究方法」、「學 習成效因素」、以及「教學現場需求」面向,採內容分析法,以文字形式加以歸 納整理。而本研究希望能採用後設分析法,以數據化的方式蒐集相關研究數據結 果,檢驗截至目前數位遊戲式學習對中小學學生的學習成效是否具有正向效果。 期在數位遊戲式學習之領域產生科學化的結論,並將研究結果,提供有意願從事 或設計數位遊戲式學習之相關教學者與研究者,做為未來教學及研究之依據參考, 為本研究動機之三。 3.

(11) 第二節. 研究目的與研究問題. 壹、研究目的 基於上述研究動機,本研究之主要目的如下: 一、以量化方式探討數位遊戲式學習對學生學習之整體學習成效 二、以量化方式探討不同文件性質、受試者性質、研究方法及研究案之性質的數 位遊戲式學習之相關研究,其學生學習成效之差異。. 貳、研究問題 一、數位遊戲式學習之整體成效為何? (一)數位遊戲式學習對學生學業成就之整體學習成效為何? (二)數位遊戲式學習對學生學習態度之整體學習成效為何? (三)數位遊戲式學習對學生高層次思考能力學習之整體學習成效為何? 二、不同文件性質、受試者性質、研究方法及研究案之性質的數位遊戲式學習之 相關研究,其學生學習成效之差異為何? (一)不同文件性質(出版形式、出版年代、學科領域)之數位遊戲式學習相關 研究,其學生學習成效是否有顯著差異? (二)不同樣本性質(學習階段、班級、學校位置、教學場所)之數位遊戲式學 習之相關研究,其學生學習成效是否有顯著差異? (三)不同研究方法(研究工具、教學者、工具信度、統計考驗力、統計方式研 究設計形式)之數位遊戲式學習之相關研究,其學生學習成 效是否有顯著差異? (四)不同研究案性質(實驗教學時間、數位遊戲的使用程度、數位遊戲的使用 方式、教學時機、實驗組指導方式、控制組教學處理、實驗組教學處理、網 路使用、數位遊戲製作模式、數位遊戲類型、學習者互動、個人化制定、增 4.

(12) 強機制、內在/外在遊戲、緊密連結/鬆連結遊戲、硬連結/引擎、模板遊戲、 反思/動作遊戲、同步/非同步遊戲、單人/多人遊戲、有時間式的/持續狀態式 的遊戲、影音是/動畫式遊戲)之數位遊戲式學習之相關研究,其學生學習 成效是否有顯著差異?. 第三節. 名詞釋義. 壹、數位遊戲式學習 數位遊戲式學習(Digital Game-based Learning)係指透過數位遊戲做為平台進 行教學,學習者可以在遊戲中完成挑戰、克服問題,透過寓教於樂的學習歷程, 在遊戲中達成學習之效果,最終達到的教育目標的學習方式。而本研究數位遊戲 式學習是指利用在以電腦為平台的電腦遊戲(PC Game)之學習,其包含數位遊戲 式學習、電腦遊戲式學習、悅趣化數位學習、線上遊戲式學習。. 貳、學習成效 學習成效指學習者在教學活動結束後,利用評量或測驗的方式了解學生在學 習上的成果表現,其目的為了解學生在基數或知識等方面的學習情形(國立編譯 館,1990)。本研究學習成效是指學習者在經過實驗教學之後,學業成就、學習 態度與高層次思考能力方面之學習成效的改變狀況。學業成就學習成效是指評估 學習者對課程內容的熟悉程度,具體而言係指學習者在經過實驗處理後,在學習 成就測驗上的得分;學習態度學習成效則是以實驗後之問卷量表的得分來衡量, 包含學習動機、學習意願、學習投入程度、認同態度、覺知態度、信心、創造性 傾向等;高層次思考能力學習則包含創造力、問題解決能力、批判思考能力、推 理/推知能力、擬解題能力、空間能力等學習。高層次思考能力的學習成效是指 經教學實驗後,在測驗與量表上測得的得分,三個面向的學習成效皆為得分較高 表示學習效果較好。 5.

(13) 參、後設分析 本研究之後設分析係指使用系統的統計技術,探討數位遊戲式學習為研究主 題的實證研究文獻,並計算其效果值(effect size)來分析這些研究結果可以解釋與 推論的程度,以作為進一步推論或修正依據的一種量化分析方法。本研究採用 Hedges 與 Olkin(1985)所建議的後設分析方法。. 第四節. 研究取用標準與限制. 壹、研究取用標準 倘若未經充分的搜尋, 將造成任何研究整合之效度上最嚴重的威脅, 這些 問題直接與納入標準有關,因此設立適當的資料樣本納入標準就顯得特別重要 (張麗雲,2010)。 本研究使用後設分析研究法,因而所蒐集之文獻必須依據特定的標準進行 有條件地篩選後,才適用於本研究。本研究所設定的標準如下: 一、研究主題:必須是針對數位遊戲教學相較於其他教學方式對學習成效 影響之研究。 二、研究型態:必須為準實驗研究、真實驗研究或前實驗研究。 三、研究結果:必須提供足夠量化數據能進行效果量計算。足夠量化數據為研 究結果中呈現:(一)平均數與標準差;(二)F 值及樣本數;(三)t 值 及樣本數。 四、研究對象:必須以台灣中小學學生為對象。 五、本研究以公開可找到之研究為範圍。. 貳、研究限制 一、部分研究文獻因無法取得完整內容,或因樣本數與數據不完整,則不納入 本研究的分析範圍。 6.

(14) 二、本研究所探討的研究文獻是從 2002 年到 2012 年 11 月公開發表為止,不 在此範圍內之文獻不納入分析。 三、研究結果必須提供足夠之量化研究數據:(一)平均數與標準差;(二) F 值及樣本數; (三)t 值及樣本人數。蒐集之研究文獻提供足夠的數據, 才能計算出每一篇研究報告之效果大小值;若未能提供足夠量化數據之 文獻則予以刪除,不納入本研究分析範圍。. 7.

(15) 第二章. 文獻探討. 本章共分為五節,分別就第一節就數位遊戲式學習之相關概念、第二節數位 遊戲式學習相關理論、第三節數位遊戲式學習之相關研究、第四節學習成效之相 關概念與第五節後設分析研究法進行文獻探討。. 第一節. 數位遊戲式學習之相關概念. 遊戲可以使得學習更有趣,並可以使學生從做中學,從而提高學生解決問題 的能力、協作學習能力和其他學習能力,因此應用遊戲來引導學生學習一直是教 育領域中一種常見的教學策略。. 壹、數位遊戲 數位遊戲的演進,最早可追溯至 1950 年代,Willy Higginbotham 在 1958 年 使用一部示波器、一部類比電腦和一些簡單的按鈕,所創造的一部小型互動式遊 樂器。其設計了一個簡單的網球遊戲「雙人網球」(Tennis for Two)(石美倫, 2010)。 一、數位遊戲之定義 數位遊戲是指以資訊硬體平台整合聲光、文字、音樂、圖片、影像或動畫, 提供娛樂之軟體或系統(經濟部工業局,2003;陳彥杰,2009),通常以其執行 平台作為區分(林勝介,2009;許維哲,2006;楊斐羽、梁朝雲,2004;蔣昱雯、 王學武,2009),可分為: (一)電視遊戲 (TV Game) 又稱電視遊樂器遊戲,運用專屬主機以電視作為畫面顯示與音效設備。 (二)電腦遊戲 (PC Game) 指以個人電腦為平台,在電腦上執行之遊戲,包含各種不同的操作系統, 如 Window 系統或是 MAC 系統等,通常存放在磁片或光碟型態中, 8.

(16) 以鍵盤、滑鼠或搖桿操縱控制,具有一般規則性、目標性及情境性,讓使用 者具有想像和競爭的互動,著重於娛樂效果。 (三)掌上型遊戲 (Handhekd Game) 為攜帶方便而設計的遊戲平台,機體較小,較不注重遊戲主機在硬體上的 聲光效果,從軟硬體一機的技術演變至可抽換卡匣式的掌上型電動玩具, 其攜帶方便是其他平台遊戲難以超越的特點。 (四)手機遊戲 (Mobile Game) 是指以行動電話或 PDA 為平台的行動遊戲。 (五)大型遊戲機檯遊戲 (Arcade Game) 專為遊戲設計而成的硬體,組成包含電視螢幕影像管、電腦 IC 機板、操作 面板及外殼,通常放置在電子遊樂場所中,以代幣或銅板啟動,是最早型 態的數位遊戲,以回合制為主,聲光效果較為華麗,而且常位於公共場所, 玩家的炫耀性與成就感也較強。 本研究選定數位遊戲中為以個人電腦為平台,在電腦上使用之遊戲,其可稱 為電腦遊戲或數位遊戲。 再就以個人電腦為平台之數位遊戲進行定義,曾有許多學者針對其定義提出 論述,茲整理如下表:. 表 2-1 各學者對數位遊戲之定義 學者 吳鐵雄(1988). 論述 電腦遊戲為在電腦上發展出來的,具有 娛樂性或教育性的軟體。. 陳文欽(2002). 電腦遊戲是指在個人電腦上可執行的 遊戲軟體,通常存放在磁片、光碟型態 中,以鍵盤或搖桿等配備操控。 9.

(17) 鄭凱育(2000). 電腦遊戲定義為可供個人電腦執行之 遊戲軟體。. 洪國勳(2003). 使用電子型態、配合程式語言將遊戲規 則透過螢幕呈現的遊戲。. 曾繁碩(2005). 在個人電腦平台上執行,具有娛樂性與 教育性的電腦遊戲軟體。. 蔡松男(2008). 在電腦上執行的應用程式,可以讓使用 者自主操控、娛樂,達到身心放鬆、進 行學習的一種休閒活動。. 資料來源:研究者自行整理 綜合上述學者對於數位遊戲之定義,本研究將數位遊戲定義為以個人電腦為 平台,在電腦上執行之遊戲,包含各種不同的操作系統,以鍵盤、滑鼠或搖桿操 縱控制,具有規則、目標及情境等特性,讓使用者具有想像和競爭的互動。. 二、數位遊戲之分類 至今數位遊戲分類並無統一標準,以數位遊戲之類型分類而言工業、開發者 和學者(Industry、developers 和 academics)都進行不同的分類(Gros, 2007),除了 Hight & Novak (2007)將遊戲類型分為動作、冒險、動作冒險、賭博、益智、角 色扮演、模擬、策略、小遊戲以及大型多人線上遊戲共十種類別外,Gros (2007) 將之分為動作遊戲、冒險遊戲、射擊遊戲、線上角色扮演遊戲、模擬、運動遊戲 以及策略遊戲(action games、adventure games、fighting games、role-playing games、 simulations、sports games、strategy games),但遊戲類型不容易分類的原因在於有 些遊戲可能跨越好幾種類別。Liu & Lin(2009)在尋找現有教育電腦遊戲時,將遊 戲類型分為角色扮演、益智、模擬、動作冒險、射擊、運動以及策略(role playing、 puzzle、simulation、action adventure、shooting、sports、strategy)共七種類別。巴 哈姆特遊戲網站則將數位遊戲類型分成:綜合、角色扮演、動作、射擊、競速、 10.

(18) 冒險、策略模擬、益智、運動、其他共十類。. 綜合上述學者所論述之數位遊戲類型及國內外相關文獻(傅尚裕,1999;鄭 凱育,2000)對於數位遊戲之分類,將數位遊戲之類型分成七大類: (一) 角色扮演遊戲 (Role Playing Game) 角色扮演遊戲建構了整個虛擬世界,提供遊戲玩家一種特定身分,然後要求 此角色完成特定情節或是任務,以達成目標。 (二) 益智遊戲 (Puzzle Game) 通常為遊戲玩家與電腦的對戰,兼具趣味性與教育性,重視遊戲玩家在過程 中思考、應變的訓練,常見遊戲包括棋藝、橋牌、俄羅斯方塊等。 (三) 模擬遊戲 (Simulation Game) 模擬遊戲模擬一種真實的情境,像是管理程式、昆蟲的生態演變、商業投資、 經營公司等等,提供遊戲玩家臨場感與真實感,其對於問題解決能力有很大的幫 助。 (四) 動作冒險遊戲 (Action Adventure Game) 這類遊戲提供玩家精緻而逼真的影像及音效,常以具有問題關卡的情境,讓 遊戲玩家利用訊息提示、工具和物品來解決問題。強調遊戲玩家對遊戲內容變化 的急速反應、果斷決策與精確性。 (五) 射擊遊戲 (Shooting Game) 大多要求遊戲玩家閃躲敵人或是瞄準目標進行遊戲,以獲取累積的分數達到 勝利。 (六) 運動遊戲 (Sports Game) 模擬真實運動項目,讓遊戲玩家可直接參與或是扮演指揮的角色進行比賽, 為結合動作與策略性內容的遊戲。 (七) 策略遊戲 (Strategy Game) 提供遊戲玩家運用智慧,試著透過長程策略性規畫及資源運用管理以達到勝 11.

(19) 利或目標。像是學習做軍事家的模擬情境遊戲,如「三國志」。 (八) 小遊戲 (Mini-Game) 小遊戲是休閒遊戲,主要功能為供人打發時間,多為單機遊戲,且一般而言 是免安裝的綠色軟體(可攜式軟體)、網頁遊戲或 Flash 遊戲,而且檔案合計通 常只有幾 MB,較著名的小遊戲如泡泡龍、打磚塊、俄羅斯方塊、憤怒鳥。 (九) 對戰遊戲 (Fighting Game) 雙方玩家是敵對而不是合作的關係,通常是玩家兩邊面對站立並相互作戰, 在時間限制內儘可能地削減、打敗對手的為目標,這類遊戲通常會被強烈要求的 精巧的人物與招式設定,以達到公平競爭的原則。如快打旋風、格鬥天王遊戲。. 另外,針對學習與遊戲的結合,Prensky(2001)舉出八種類型(參考至蔡福興, 2009): (一)內在遊戲(intrinsic game)與外在遊戲(extrinsic game) 內在遊戲是指學習的內容與遊戲的內容為直接相關,如飛行遊戲,學習開飛 機的技巧與遊戲模擬開飛機飛行是直接相關的。外在遊戲則是學習內容與遊戲是 不相關的,如問答遊戲,問答的題目內容與遊戲進行的目的是無關的,但其好處 是內容可依學習目標更換。 (二)緊密連結遊戲(tightly linked games)與鬆連結遊戲(loosely linked games) 緊密連結是指學習的內容建構在遊戲中,如為了贏得遊戲或解決遊戲的問題, 必須知道某些知識內容,而鬆連結遊戲是指學習內容跟遊戲是分開的,如必須先 跳離遊戲去學習某教材,再藉由連結回到遊戲中。 (三)硬連結遊戲(hard-wired games)與引擎、模板遊戲(engines and templates Games) 硬連結遊戲是指完全為了學習內容與遊戲合身打造的遊戲,若非相同的學習 內容與目標,此遊戲將無法再使用。而引擎遊戲或模板遊戲則是遊戲中有一特定 的引擎或模板,往後將可利用此引擒獲模板再設計出不同的遊戲。 12.

(20) (四)反思遊戲(reflective gmaes)與動作遊戲(action games) 反思遊戲式只在遊戲過程中可以停下來思考的遊戲,如角色扮演遊戲,而動 作遊戲則是指在遊戲過程中無法讓玩家暫時停止動作進行思考的遊戲,如賽車遊 戲。 (五)同步遊戲(synchronous gmaes)非同步遊戲(asynchronous games) 同步遊戲指遊戲過程是所有玩家同時進行,不會因為一位玩家暫停遊戲而讓 整個遊戲暫停下來,如線上角色扮演遊戲。而非同步遊戲則是指遊戲過程不是所 有玩家同步進行,某一位玩家暫停遊戲,整個遊戲會因此而中斷,如大富翁遊戲。 (六)單人遊戲(single-player gmaes)與多人遊戲(multiplayer games) 單人遊戲顧名思系及遊戲僅由一人參與,多人遊戲則為多人玩家共同參與的 遊戲。 (七)有時間式的遊戲(session-based games)與持續狀態式的遊戲 (persistent-state games) 時間式的遊戲是指只要有玩家中斷遊戲,或是有人完成遊戲,遊戲便中止。 反之,遊戲永不中斷,不論白天或黑夜遊戲都持續進行著的即稱為持續狀態的遊 戲,如「天堂」、「魔獸」此類型的線上角色扮演遊戲。 (八)影音式遊戲(video-based games)與動畫式遊戲(animation-based games) 影音式遊戲是指遊戲中的人物角色是運用真實的影音人物扮演,而動畫式遊 戲則是指遊戲中的角色人物為動畫來呈現。. 本研究將運用這九項數位遊戲類型之分類及 Prensky(2001)的八種學習遊戲 類型,作為研究案性質中之相關研究變項,探討不同數位遊戲類型之數位遊戲式 學習對於學習成效之影響。. 13.

(21) 貳、數位遊戲式學習 一、數位遊戲式學習之意涵 數位遊戲式學習從字面上來解釋,便是透過數位遊戲的方式來學習, 強調以學生為中心與融合數位遊戲的創新教學方式。. 數位遊戲式學習又被稱為悅趣化數位學習,2008 年由學者梁朝雲、陳德懷、 楊叔卿及楊接期在共同發表的「『悅趣化數位學習』研究宣言」提出,其意義為: 「將遊戲中促進參與度和增強持續性的元素應用於數位學習設計中,以實踐『寓 樂於教』與『寓教於樂』的亙古理想。以情境脈絡為研究取向,透過給予學習資 源和主控權,『悅趣化數位學習』致力於應用網路科技與聰慧型實物(smart tangible),以提供學習者充滿樂趣與挑戰的學習環境,和學以致用的沉浸 (immersive)經驗,強化其學習動機,支持其學習歷程,並促進其學習成效。」。. 綜合來說,數位遊戲式學習就是透過數位遊戲做為平台進行教學,學習者為 主體,在遊戲中完成挑戰、克服問題,透過寓教於樂的學習歷程,在遊戲中達成 學習之效果,最終達到的教育目標的一種學習方式。. 二、數位遊戲式學習之特性 數位遊戲式學習學者 Prensky(2001)指出數位遊戲式學習的特性包含: (一) 娛樂性:遊戲呈現ㄧ種有趣的形式,讓學習者在遊戲過程中感到有樂趣且和 愉快。 (二) 遊戲性:提供ㄧ種遊樂的形式。帶給學習者強烈進行遊戲的動機和高度的樂 趣。 (三) 規則性:遊戲的內容具結構性,使學習者容易組織遊戲內容,透過實地進行 遊戲,並和遊戲產生互動。. 14.

(22) (四) 目標性:遊戲中具體的目標任務,可明確的指引讓學習者進行遊戲。 (五) 人機互動性:遊戲設計介面,給學習者經由在電腦上的操作與互動來進行遊 戲。 (六) 結果與回饋:遊戲提供學習者學習的機會。 (七) 適性化:遊戲設計可依學習者的能力不同,給予不同的適當的任務,具適應 性。 (八) 勝利感:在進行遊戲中,學習者獲致成功經驗,提供學習者自我滿足感,。 (九) 衝突競爭性與挑戰性:使學習者在遊戲過程中感受到興奮。 (十) 問題解決:遊戲情境中,設置問題,激發學習者創意。 (十一). 社會互動:讓學習者間組成遊戲社群,產生互動性。. (十二). 圖像與情節性:透過圖畫和故事情節,使學習者從中獲致情感。. 而林美娟與莊志洋(1993)則將數位遊戲可提供之教育特性,從三個角度來分析: (一)從教學的角度來看 1.電腦遊戲可以作為學前啟發的工具。 2.電腦遊戲可以作為課程解說的工具。 3.電腦遊戲可以作為測驗評量的工具。 4.電腦遊戲可以作為課後輔導的工具。 (二)從學習的角度來看 1.電腦遊戲可以產生競爭學習的效果。 2.電腦遊戲可以發揮合作學習的效果。 3.電腦遊戲可以提供學習者自由探索的機會,以協助學習者進行認知重整。 (三)從學習環境的角度來看 1.電腦遊戲可提供彈性化的學習環境,讓不同程度之學習者均能以自己的進 度學習。 2.電腦遊戲可提供個別化的學習環境,讓害羞的學習者在沒有外在壓力情況 15.

(23) 下學習。 3.電腦遊戲可提供挑戰式的學習環境,讓好勝者藉競爭的對象激勵其向上。 4.電腦遊戲可提供互助式的學習環境,讓學習者在團隊遊戲中互相切磋學 習。. 李俊德(2006)也提出其對遊戲特點的看法: (一)遊戲活動的參與者是基於內在動機而主動參與的。 (二)遊戲的有趣性可促使參與者的享樂程度,但並非代表參與者不需要花費心 力,為達到遊戲預設的目標,參與者須付出相當的心力。 (三)遊戲的展開,需要有一組規則來定義進行的形式、允許或不允許的行為、 過關的標準以及獎勵的機制。 (四)遊戲應含有對手競爭與任務的挑戰。. 根據上述數位遊戲式學習的論點及再其他學者(楊斐羽、梁朝雲,2004;游 光昭等人,2004;梁朝雲等人,2006)提出遊戲對於學習的相關論述,整理出數 位遊戲式學習有下列十項優點: (一) 趣味性方面:學習者對遊戲中感到好奇與期望、控制性以及故事情節的幻想 性等特性,都可提高學習者的學習興趣和內在動機,而遊戲呈現的形式,讓 學習者在遊戲過程中感到有樂趣且愉快並提延續其學習興趣。 (二) 認知結構方面:數位遊戲的設計,符應了人類的認知結構。將教學內容融入 遊戲當中,讓學習者不斷的在遊戲中解決問題、做決定,可提供高層次思考 能力發展機會,學習者需整合自己所學,以延續遊戲。 (三) 成就感方面:在進行遊戲中,學習者獲致成功經驗,提供學習者自我滿足感 與成就感,學習者會為獲得成就感,在面臨困難挑戰時,能願意不斷的嘗試。 (四) 練習及回饋方面:遊戲學習軟體提供練習的機會,讓學習者可以反覆的操作, 並獲得即時的回饋,讓學習者可以自我評估學習成效,促進學習目標的達 16.

(24) 成。 (五) 適性化方面:遊戲設計可依學習者的能力不同,給予不同的適當的任務,具 適應性。 (六) 挑戰性方面:遊戲設計中常具有衝突競爭性與挑戰性使學習者在遊戲過程中 感受到興奮。 (七) 圖像與情節性方面:透過圖畫和故事情節,使學習者從中獲致情感。 (八) 保留記憶方面:相較於傳統的課程,模擬遊戲在記憶保留方面有較好的效 果。 (九) 規則性與互動性方面:遊戲的內容具結構性,使學習者容易組織遊戲內容, 透過實地進行遊戲,並和遊戲產生互動,或是社群遊戲能使學習者產生社會 互動。 (十) 目標性方面:遊戲中具體的目標任務,可明確的指引讓學習者進行遊戲。. 第二節. 數位遊戲式學習之相關理論. 壹、情境學習 情境學習理論認為學習是一種社會活動,學習者在活動的過程中不斷的與實 際情境互動,從中搜尋意義,建構知識,透過情境中的活動,學生才能真正掌握 知識,進而有效的運用知識。有時雖無法讓學習者在真實的情境當中學習,但運 用科技媒體仍是實踐情境教學的有效工具之一,可以彌補教室環境的不足。 情境學習理論強調學習者與其本身所處環境之間的互動歷程,並認為學習在 真實的情境中進行才能建立完整的知識體系(許瑛玿、廖桂菁,2002)。Brown , Collins & Duguid (1989)更指出學習是基於情境的,若忽略認知的情境本質,將無 法讓學生學得有用的、健全的知識。學習某些事實或是特定知識時,需要配合實 際經驗才能達成,使學習者建構與知識相關的背景知識,而不是抽象符號的記憶, 因此學習知識概念時學習者需要融入學習情境當中。另外學習者可以藉由擬真的. 17.

(25) 情境中解決教學者所要呈現的問題,在求知的過程中不至於得到零碎的知識,而 能在情境中得到整體性的知識。 現在的遊戲開發朝向即時及擬真的方向演進,由於繪圖技術的進步、中央處 理器與 3D 加速繪圖處理器計算能力的提升(戴文凱,2004),遊戲中的人物互 動也愈來愈向真實生活一般。遊戲中應用圖形、聲音和圖像再造逼真的情境, 使 玩家身臨其境, 教學者如能運用虛擬技術就可以佈置與真實環境相近的學習場 景供學習者作情境式的學習。 整理 Collins(1989)、吳天貴(2009)所提出情境式學習包含的策略,分述如 下: 1.. 真實性:無論是知識、情意、技能等,都應從真實的環境中讓學習者學習,. 使其能在生活中反射出並加以運用。 2.. 交織性:指學習者在完成學習任務或是熟悉知識與技能的學習活動之間不斷. 交替作用,使其學習成效能舉一反三。 3.. 連結性:引導學習者將其學習內容與真實生活進行更進一步的思考,以便能. 產生學習遷移。 4.. 反思性:引導學習者不斷反思其自我學習行為,使其了解在完成學習活動的. 過程做法是否具有成效。 5.. 循環性:透過循環的執行學習任務,讓學習者不斷進行計畫、執行、反思的. 歷程,使其能精益求精。 6.. 多元媒體:考量各項媒體的特性,選擇並應用適當的媒體以在合宜的時刻提. 升學習效果。 因此,透過數位遊戲中的虛擬情境使原本抽象的概念可以具體或接近真實的實例 來呈現,可以幫助學習者有意義學習,並將所學活用於日常生活中,而不致形成 學習與實際生活脫離的僵化知識,且學習到的知識是整體性的而非零碎的。. 18.

(26) 貳、Flow 理論 1975 年 Csikszentmihalyi 提出了 Flow 理論,當個體變得全神貫注於活動中, 意識集中於一狹隘的範圍之內,不相關的知覺與想法會遭到濾除,只對具體的目 標和明確的回饋有反應。簡單的說,人們在進行活動時,如果是完全地投入,集 中所有的注意力在這活動上,就會過濾掉其他不相關的知覺,而進入到 Flow 的 狀態(湯宗益、廖莉芬,2002;江彥興、梁朝雲、張弘毅,2008)。 在 Flow 理論裡,最重要的構面就是挑戰與技能。Csikszentimhalyi (1975) 指出 Flow 狀態的產生是在個體在從事一項活動時,其所面對來自於活動本身的 挑戰認知,與其本身所具備的技術認知,兩者是一樣高水準時。根據這兩個構面 Csikszentimhalyi 並提出了 Flow 的三個區道的模式,如圖 2-1 所示。 如果個體技巧大於活動挑戰時,個體會覺得無聊;而當活動挑戰超出了個體 所具備的技能時,個體則會感到焦慮。只有當個體處於技能與挑戰不相上下時, 才會產生 Flow 的狀態(湯宗益、廖莉芬,2002;楊純青、陳祥,2006)。 高. Anxiety 焦慮. 挑戰. Flow Boredom 無聊. 低. 高. 低 技能 圖 2-1 三個區道的 Flow 模式. 資料來源:湯宗益、廖莉芬(2002)。遠距教學系統人機互動之研究:以 Flow 理論 為基礎。資訊、科與社會學報,2(2),83。. 而學者 Massimini(1988)發現,當挑戰與技能這兩個維度都很低時,其實不 會產生 Flow 的經驗,而是在挑戰與技能這兩個維度都有一定程度時,並且這兩. 19.

(27) 個維度都勢均力敵時,使用者才會感受到 Flow 的狀態。因此他提出了四個區道 的 Flow 模式。如圖 2-2 所示,在四個區道模式中另新增了一個狀態:冷漠。 當所面對的挑戰與本身所具備的技能達到的平衡狀態,但是這項挑戰難度遠低於 個體日常生活中的經驗難度,而技能並沒有充分的使用,這時儘管兩者達到平衡, 但個體並不會產生 Flow 狀態,反而進入了一種稱為「冷漠」的狀態。. 高. Anxiety 焦慮. Flow. Apathy 冷漠. Boredom 無聊. 挑戰 低. 低. 高 技能. 圖 2-2 四個區道的 Flow 模式 資料來源:湯宗益、廖莉芬(2002)。遠距教學系統人機互動之研究:以 Flow 理論 為基礎。資訊、科技與社會學報,2(2),83。. 許多研究指出 Flow 理論與數位遊戲玩家持續使用遊戲間有高度的相關,數 位遊戲中的角色扮演、趣味性、遠距臨場感、操控性等特性,都會促使 Flow 經 驗發生(蔡明達、鍾志明、陳慶峰,2001;陳怡安,2002;湯宗益、廖莉芬,2002)。 劉士豪、彭成君、廖秀莉(2003)的研究也指出媒體豐富度越高的呈現方式, 越能使學習者產生沉浸即 Flow 的狀態,進而影響學習者的使用意圖,達到產生 更好的學習效果。 所以適度的運用數位遊戲的特性,並將 Flow 理論中所提及的技能與水準兩 種維度在遊戲的歷程中互相平衡,便能讓學習者產生 Flow 經驗,引起其學習活 動的動機,並能持續維持著對於學習的興趣。. 20.

(28) 參、體驗式學習 體驗式學習主張學習者經由主觀的經驗與經驗的反省,建構自己的認知 架構,並獲得對自己有意義的結果 (Kolb, 1976)。Kolb (1976)認為透過觀察與體 驗生活周遭事物的過程中,發現或形成對事物的概念,再將這些概念透過行動並 驗證。當概念能在情境中獲得解釋,此概念將形成為自身的具體經驗,作為日後 接受新刺激時判斷的準則。體驗式學習是沿於 John Dewey 的經驗教育與 Kurt Lewin 的社會心理學理論,強調經驗在個人學習過程中的重要性。Kolb (1984)將 「體驗式學習循環」(the experiential learning cycle)歷程分為四個階段(圖 2-13): (一) 具體經驗(concrete Experience):學習者從活動中體驗具體的經驗。 (二) 觀察與反思(Reflective Observation) :得到具體經驗後,反思經驗的正確性 或合適性。 (三) 抽象概念(Abstract Conceptualization):逐漸形成抽象的概念。 (四) 主動驗證(Active Experimentation):將形成的概念與不同的情境或新刺激作 比對,驗證其可行性。. 具體經驗 Concrete Experience. 主動驗證 Active Experimentation. 省思觀察 Reflective Observation. 抽象概念 Abstract Conceptualization. 圖 2-1 Kolb’s 體驗式學習學循環. 21.

(29) 由上述說明可知,學習源起於具體的經驗,接著在經驗活動中進行觀察和思 考,進而獲得抽象概念並加以類化,最後在新的情境 (situation)中檢視概念的正 確性,在行動中形成新的經驗。 Kolb 所提出的體驗式學習循環 (experiential learning cycle)已廣泛使用在認 知、技能、情意等與教育實務相關之教學情境中(王麗君,2011)。且已有將體 驗式學習應用於結合數位遊戲與數學領域學習的研究(Kebritchi et al., 2010;任欣 堯,2011; 羅怡帆、陳明溥、許燕欣、邱寶萱,2012)。據此,本研究欲利用體 驗式學習為學習理論架構,融合數學領域學習與數位遊戲,並針對遊戲中學習歷 程提出說明如下: (一) 從具體經驗建構知識:從知識建構歷程中,遊戲學習提示與即時回饋提示都 能促使學習者獲得具體經驗 (Prensky, 2007;Gros, 2007),除此之外遊戲中融 入了虛擬教具,提供實際操作的機會,並利用多重表徵協助學習者體驗具體 經驗的活動。當學習者投入於遊戲中,其遊戲的互動情境引起更多的學習動 機。因此具體經驗的過程中,遊戲幫助學習者從遊戲中提取陳敘性的知識, 並成為下一個學習階段中的先備經驗。 (二) 遊戲過程中,學習者會不斷地遇到問題,因為學習者在遊戲中保有高度的學 習動機,因此在問題解決的過程中,不斷的反思觀察使其概念強化。幫助學 習者從嘗試錯誤過程中同化新知識,並經由不同挑戰關卡強化已習得之概念 知識。遊戲歷程記錄幫助學習者反思遊玩策略、不斷修正遊玩策略及已建構 之知識。在體驗式學習循環之反思觀察階段,學習者藉由不斷遊玩之反思將 具體經驗同化成抽象概念,並在不斷闖關的過程中應用程序性知識。 (三) 當學習者在遊戲中累積具體經驗後,遊戲能夠連結虛擬與實際生活 (Inal & Cagiltay, 2007),使具體概念不斷建構出的知識架構對學習者主動遷移抽象 概念產生幫助。 (四) 然而,學習者得到的經驗轉化為知識後,又能在遊戲中不斷地驗證,若產生 衝突時,學習者便會進行調適,也就是 Kolb (1984)所提出的觀察反思。 22.

(30) 上述的學習模式為一連串漸進式的循環歷程,遊戲式學習的特性結合體驗式學習 理論,讓學習者能透過不斷驗證與反省;進行經驗與知識的同化、調適,而後從 中獲得知識。. 肆、探索式學習 學習概念強調學習活動應以主題為導向,而學習主題的規劃與學習環境的設 計應能切合學習者的生活情境,讓學習者經由實際參與解決生活中的問題,而使 學習者能對學習主題有深刻的認識與了解。 探索式學習是一種以學生的知識探索活動為主的學習活動,乃指教師在教學 過程中,藉由提出問題以及提供與教學主題相關的資料,讓學生主動進行假設、 探索、驗證、歸納、解釋及討論活動(林奇賢,2003)。 探索式學習有四個重要的意義: 1. 對學習者而言,在學習的過程中,學習者不再只是被動的接受知識,而是 以主動學習的方式來參與學習。 2. 對教師而言,教師不再是知識來源的權威象徵,而是學習的協助者,在學 習者學習時,負責提供學習輔助。 3. 就課程的本質而言,探索式學習較不強調學科教材的記憶與認知,它強調 學習過程的重要性。 4. 就學習的型態而言,探索式學習強調合作學習活動的重要性,因此,諸如 討論、觀摩等人際互動的活動應被強化與鼓勵。 探索式學習是一種以單一主題探索為導向的學習活動,它經常係以呈現問題 做為開始,引導學習者由人際互動中解決問題。 在數位遊戲式探索學習活動中,學習者猶如一位探險家,與一群各自擁有專 長的探險老手,在遊戲中做知識探索。而探索過程是建構知識的基礎。. 23.

(31) 探索式的學習更具有下列三項特徵: 1. 學習者為學習歷程中的主體。 2. 學習須在真實的社會情境中進行。 3. 重視建構性知識。. 綜上所述,探索式學習強調用生活中真實的問題來引導學習者合作研究,並 使用學習輔助工具去探索相關概念及知識,進而完成指定之學習任務,數位遊戲 式學習便是讓學習者在遊戲中為學習活動的主體,透過問題或任務的引導,不斷 的知識探索,建構出實際生活中能運用的知識與能力。. 第三節. 數位遊戲式學習之相關研究. 本研究所設定的文獻蒐集時間至2012年11月為止,以「數位遊戲」、「電腦 遊戲」、「悅趣化」、「線上遊戲」為關鍵字查詢台灣博碩士論文知識加值系統 806篇;台灣期刊論文索引系統461篇、國家科學委員會之計畫成果報告112篇之 相關文獻。依其研究主題大致可區分為產業發展與行銷類、教學實驗類、實施現 況調查類、系統設計與工具開發類及四大類,由於文獻數量多,本節僅以「數位 遊戲」為關鍵字在臺灣碩博士論文知識加值系統檢索之結果,作為分析遊戲式學 習相關研究的資料來源,茲將各類研究報告整理如下:. 壹、教學實驗類 本研究經過初步過濾篩選,蒐集到61篇教學實驗相關研究(如表2-2),其研究 在教學現場進行實驗性教學,目的在探討相關研究變項對教學成效之影響。其中, 吳姿樺(2012)數位遊戲融入國小四年級音樂教學設計之研究中的數位遊戲為智 慧型手持式裝置、陳玟池(2011)的研究運用數位遊戲輔具Wii於注意力缺陷過 動症學童之注意力提升成效兩篇之數位遊戲與本研究所欲探討的數位遊戲不同, 24.

(32) 故不列入討論,其餘的56篇教學實驗研究將其研究主題、科目等部分研究內容等 加以整理,依發表年代排序如表2-2。 59 篇在數位遊戲式學習領域之教學實驗研究,其發表年代從最早一篇 2006 年,2007 年發表共 7 篇;2008 年發表 6 篇;2009 年發表 10 篇;2010 年發表 8 年;2011 年發表 14 篇;2012 至 8 月發表 13 篇。顯示自 2007 年開始數位遊戲式 學習的實證研究便大幅增加,且在接下來每一年度都有一定的研究數量,其中又 以 2011 年發表最多,而 2012 年僅至 8 月已有 13 篇,顯示在這兩年間數位遊戲 式學習的主題更是受到關注。 在研究領域方面,部分研究涵蓋兩個以上的領域(林淑蕙,2009;陳建興, 2011;黃家榮,2009)。研究報告中以自然領域為最多,發表了 19 篇,次高為研 究英語、國語的語文領域共 6 篇,另外尚有環境議題、健康與體育、資訊學科、 商業經營學科、環境議題、品德教育等。此外,研究推理能力、問題解決能力、 創造力、批判思考能力等學習成效,共有 17 篇關於高層次思考能力領域的研究, 可看出數位遊戲式學習應用在各種不同的領域中。 在研究對象方面,以國小學童為研究對象計有 40 篇,其中更以高年級學童 為最多,共 28 篇;以國中學生為對象有 8 篇,高中職學生 2 篇,針對高等教育 學生為研究對象 4 篇;另有研究對象為數獨玩家、亞斯伯格症學生、課輔計畫學 生,顯示數位遊戲式學習在各求學階段皆有發展,且不限於普通班級的學生(劉 耀聰,2008;范綱正,2011),又以國小階段為最大宗。 在研究設計上,59篇中有41篇約七成比例的研究都使用不等組前後測設計, 且半數以上的研究施以態度量表或是問卷來調查學習態度部分。 在數位遊戲的使用方面,部分研究以數位遊戲加上學習策略的設計方式, 如曹蔚恆(2007)融入 ARCS 動機引導策略;陳俊榮(2010)、李欣樺(2011)、林 穎(2011)採用合作式數位遊戲;詹惠麟(2010)、江杰翰(2011)在遊戲中加入鷹架輔 助策略。 在學習成效方面,數位遊戲式學習能顯著提升研究對象學習成效的,計有 25.

(33) 23 篇(王怡文,2012;王柔翔,2009;江佩穎,2011;任淑莉,2012;何雅惠, 2011;陳向斌,2007;陳彥杰,2008;陳韋銘,2007;陳俊榮,2010;陳建達, 2012;陳裕民,2012;陳憶萱,2007;陳靜婷,2012;許弼雄,2011;游明潤, 2008;曾家俊,2010;黃家榮,2009;黃榆婷,2010;楊詠婷,2010;廖家瑜, 2011;劉素君,2009;賴俊甫,2007;蘇曉萍,2010)。顯著提升部分成效的有 19 篇(吳佳佳,2007;吳叔鎮,2011;吳春進,2009;吳政穎,2009;林月嬌, 2009;林淑蕙,2009;范綱正,2011;胡菖顯,2012;高建斌,2009;許湘宜, 2012;陳俊宏,2011;陳建興,2011;郭聿惠,2010;黃靚芬,2012;張超翔, 2012;趙秀琴,2011;蔡建志,2012;盧昉暄,2012;盧重佑,2009)。未能提 升學習成效的有 2 篇(曹蔚恆,2007;劉耀聰,2008)。 整體看來,這些研究中實驗組學生的學習成效表現普遍有顯著優於對照組的 結果,但亦有研究僅部分提升或是無顯著差異,甚至無提升之情形。總之,研究 報告還是有不一致之看法。但若單從每篇研究之數據結果來看,無法整體地說明 數位遊戲式學習影響學習成效是否為正向,故本研究將以後設分析法研究,以所 蒐集之研究數據加以轉化為效果大小,獲得結論。. 26.

(34) 表 2-2 數位遊戲式學習之教學實驗類相關研究 研究者. 研究主題. (年代). 研究 科目. 研究對象. 依變項. 研究設計. 研究結果. 吳天貴 建置一個數位遊戲式學習系 (2006) 統以促進能源教育之學習動 機及自我覺知. 能源 研究所學生 教育 23 位. 學業成就、 單組前後 學習動機 測以及單 組後測. 1. 本數位遊戲式學習系統的確有助於提升學習者的動機。 2. 本數位遊戲式學習系統有助於提昇能源議題的自我覺 知。. 吳佳佳 數位遊戲式學習系統融入英 (2007) 語學習活動之設計與評估. 英語 國小三年級. 學習成效、 田野研究 學習動機及 態度. 使用 PILE 系統能提升學習者之學習成效,尤其在聽力的 訓練及對低成就群組上成果較佳,除此之外,使用 PILE 系統在學習動機、投入以及學習信心態度上皆為正增強。. 陳向斌. 自然 國小六年級. 文化認同、 不等組前. 1. 經教學實驗後,在文化認同有顯著提升。. (2007) 習對文化認同與環境覺知之 研究-以「希望之旅」為例. 與生 130 人 活科 技. 環境覺知. 後測. 2. 經教學實驗後,不同性別、家庭社經背景學生,在文化 認同有顯著差異。 3. 經教學實驗後,對環境覺知有顯著提升。 4. 經教學實驗後,不同性別家庭社經背景學生,在環境覺 知沒有顯著差異. 陳憶萱 數位遊戲學習系統對不同學 (2007) 習風格的國小中年級學童科 學學習成就之影響-以「希望 之旅」為例. 自然 國小中年級 與生 122 人 活科 技. 學業成就. 不等組前 後測. 1. 在科學學習成就上:文字瀏覽模式中,聽覺偏好強弱兩 組無顯著差異,僅視覺偏好強組顯著優於視覺偏好弱 組;在語音模式中,聽覺偏好強組顯著優於聽覺偏好弱 組、且視覺偏好強組顯著優於視覺偏好弱組;在綜合瀏. 融入文化之科學數位遊戲學. 覽模式中,聽覺偏好強弱兩組並無顯著差異。 2. 數位學習確實能提升學生學習成效。 李宜穎 不同學習成就學童在數位遊 (2007) 戲學習系統中問題解決歷程 之比較-以「希望之旅」為. 自然 國小五年級 與生 119 位. 問題解決能 單組前後 力學習成效 測. 活科. 1. 高學習成就學童在問題解決歷程問卷的平均得分比低 學習成就學童的得分高,但未達顯著差異。 2. 在遊戲中整體問題解決策略的得分方面,高學習成就組. 27.

(35) 例 曹蔚恆 動機引導策略對科學數位遊 (2007) 戲學習之學習動機與學習成 就影響研究-以國小六年級 學童為對象 焦點團體訪談、個別訪談、. 技. 的平均分數比低學習成就組的平均分數高且達顯著差 異。. 自然 國小六年級 與生 210 位 活科 技. 學業成就、 準實驗研 學習動機 究設計. 網頁討論、研究者自編之學 習手冊、研究者課室觀察 賴俊甫 數位遊戲學習系統對不同學 (2007) 習風格學生科學態度之影響. 1. 實施 ARCS 動機引導策略能長時間維持國小六年級學 童使用之學習動機:實驗組使用「希望之旅」結束後之 學習動機後測與前測並無顯著差異;對照組之學習動機 後測雖有顯著下降,但仍在正向動機範圍內。 2. 實施 ARCS 動機引導策略對國小六年級學童學習成就 沒有影響:實驗組與對照組後測成績相比,未達顯著差 異水準。. 自然 小學五年級 與生 249 位. 學習態度. 不等組準 實驗. 1. 實驗組學生的科學相關態度,不論在總量表或四個分量 表:「對科學的態度」、「對學習科學的態度」、「對參與. ---以「希望之旅」為例. 活科 技. 科學問題解決取向之數位遊. 自然 國小五年級. 學業成就、 不等組前. 1. 傳統教學可以在教學後使學習者的後測成績進步,且顯. (2007) 戲學習軟體之發展及其成效 評估研究. 與生 105 位 活科 技. 問題解決能 後測 力. 著優於使用 PSG-SWAP 及 G-SWAP 的班級。但是在延 宕後測上,則沒有顯著差異。 2. PSG-SWAP 在問題解決能力的提升上顯著優於 G-SWAP 及傳統教學。. 張弘典 能源小蜜蜂:以數位遊戲式 (2008) 學習輔助能源教育. 能源 國中八年級 教育 12 人. 學業成就、 不等組前 學習動機 後測. 1. 數位遊戲式學習系統的確有助於提升學習者的動機。 2. 數位遊戲式學習系統有助於提昇能源議題的能源意識。. 蘇瑋翔. 創造 國小五年級. 創造力學習 不等組前. 市售創意教材無明顯提升成效,而傳統創造力教學及混成. 力. 成效. 數位遊戲教學皆有提升之效。. 陳韋銘. 運用混成數位遊戲教學提升. (2008) 國小五年級學童創造力之探. 科學探討活動的態度」 、 「科學態度」之得分,皆顯著優 於對照組學生。 2. 實驗組學生經過數位遊戲教學教學,在科學相關態度 上,並不因性別不同及學習風格不同而有顯著差異。. 80 人. 後測 28.

(36) 討及成效評估 劉耀聰. 數位遊戲軟體應用於國小數. 數學 國小四年級. (2008) 學低成就學生補救教學之探 討. 96 人. 陳彥杰 數位遊戲設計教學對於國小 (2008) 學童學習演繹邏輯推理能力 成效之研究. 演繹 國小六年級 邏輯 33 人 論推. 學習態度、 不等組前. 對數學低成就學生實施補救教學,數位遊戲軟體融入補救. 學業成就. 教學法的學習成效與態度優於傳統講授補救教學法。. 後測. 推理能力學 單組前後 習成效 測. 經過數位遊戲設計教學後,學生整體之邏輯三段論推理能 力(定言、假言、選言),具有顯著提升。. 問題解決能 單組前後 力、學習動 測. 數位遊戲式模擬教材雖在測驗總得分上未能達到顯著差 異,但確實能提升大學生在商店經營管理問題解決之「問. 機. 題解索策略」的學習成效;同時透過問卷結果得知,有助 於學習與提高學習興趣。. 理能 力 吳孟蓉 數位遊戲式模擬教材對大學 (2008) 生學習成效之影響—以商店. 商業 大學一年級 經營 130 名. 經營管理為例 游明潤 數位遊戲結合事實知識學習 (2008) 之研究—以 APEC Car Tour 為例. 社會 APEC Car Tou 學業成就 使用者. 王學仁 數位遊戲對國小高年級學童 (2009) 空間能力發展影響之研究 王柔翔. 融入環境特色之科學數位遊. 單組前後 測. 數位遊戲學習系統在吸引使用者投入專注的程度上有很好 的效果,在學習成效上亦有顯著的表現。. 空間 國小六年級 能力 128 人. 空間能力、 不等組前 學業成就 後測. 國小學童的空間能力可以經由數位遊戲的活動加以提升, 且對於低空間能力的學童更有其學習成效。. 自然 國小五年級. 學校認同、 不等組前. 學生經融入校本環境特色之科學數位遊戲學習其環境關. 環境覺知. 注、環境發覺、環境省思後測表現優於一般教學,且達顯 著差異。. (2009) 戲學習對學校認同與環境覺 與生 94 人 知的影響~以「校園植物」為 活科 例 技 林淑蕙. 學童在不同空間維度之科學. 後測. 自然 國小五年級 56 問題解決能 不等組前. 29. 1. 實施「三維空間」和「二維圖面」之科學問題解決數位.

(37) (2009) 問題解決數位遊戲學習情境 之學習成效研究. 吳春進. 電腦遊戲對國小學童空間能. (2009) 力發展影響之研究. 與生 位 活科. 力、學業成 後測 就、空間能. 遊戲學習系統教學,對學童之學習成就均有正面成效, 無顯著差異;問題解決能力均有正面成效,無顯著差. 技、 問題 解決 能力. 力. 異;間能力均有正面成效,且達顯著差異。. 空間 國小四年級、. 空間能力學 不等組前. 1. 不同性別之國小中、高學童在空間能力上的表現上無顯. 能力 六年級各兩班 124 人. 習成效. 著差異。 2. 電腦遊戲對國小中年級學童空間辨識查覺能力發展的 影響達到顯著水準,對高年級學童空間辨識查覺能力發 展無顯著影響。. 後測. 3. 電腦遊戲對國小中、高年級學童空間移動旋轉能力發展 的影響達到顯著水準。 吳政穎 數位遊戲式學習在環境教育 (2009) 上之應用—以全球暖化對水 資源影響為例. 環境 國小五年級 議題 30 人. 學業成就、 不等組前 學習動機 後測. 1. 學生在遊戲後對暖化及水資源知識有明顯進步。 2. 遊戲有助於提昇學生的學習動機。. 林月嬌 電腦遊戲應用於國小營養教 (2009) 育之學習成效. 營養 國小三年級 教育 66 人 (健 康). 學業成就、 不等組前 營養態度、 後測. 1. 實驗組學童在營養知識測驗、飲食行為量表部份顯著高 於控制組。 2. 實驗組與控制組在營養態度方面的表現無顯著差異。 3. 實驗組學生對於電腦遊戲應用在教學上持正向的態度。. 高建斌 數位遊戲式學習對國中生學 (2009) 習動機、問題解決能力與學 科成就之影響. 問題 國中三年級 解決 44 人 能力. 學習動機、 不等組前 問題解決能 後測 力、學業成 就. 1. 在動機方面,實驗組與控制組達到顯著差異。 2. 在問題解決能力,實驗組與控制組達到顯著差異。 3. 在學科能力方面,實驗組與控制組學生沒有達到顯著差 異。. 30.

(38) 黃家榮 融合科學與英語學習之數位 (2009) 遊戲模式發展及成效研究. 自然 國小五年級 與生 114 人. 學業成就、 不等組前 學習態度 後測. 1. 實驗組學童的科學及英語成就測驗成績皆顯著進步。 2. 學童對於數位遊戲持正面看法,在學習上更為積極。. 活科 技、 英語 劉素君 數位遊戲對國小高年級學童 (2009) 推理能力之影響. 數學 國小五年級 62 人. 推理能力學 不等組前 習成效 後測. 數位遊戲對推理能力之提升有顯著成效且透過推理能力對 數學成就有正向影響. 盧重佑 悅趣化合作學習融入國中英 (2009) 語補救教學研究. 英文 國中七年級 90 人. 學業成就、 不等組前 學習信心 後測. 對於學生英語學習成效有效果,學習信心也有明顯改變效 果。. 郭聿惠 數位遊戲式學習對高職資訊 (2010) 科學習成就與動機之影響以角色扮演遊戲為例. 半導 高職資訊科二 體製 年級 88 人 造技 術課 程. 學業成就、 不等組前 學習動機及 後測 學習保留. 1. 實驗組與對照組在學習成就並無顯著差異。 2. 實驗組與對照組在學習保留表現上並沒有顯著差異。 3. 實驗組在學習動機表現較優於對照組。. 曾家俊 台灣鄉土史地之數位遊戲開 (2010) 發與成效研究. 社會 子課輔計畫弱 勢家庭學生. 學業成就. 證實遊戲式學習是可以有效提升學習者學習成效與學習動 機;其中針對 3D 類型之遊戲,我們更加入環境與建築的 觀察與沉浸,相較於傳統的 2D 教學遊戲類型,3D 呈現方 式擁有更多的觀察式史地教學內容,而結果也顯示學生在. 單組前後 測. 透過此遊戲學習後對於台灣史地認知有所提升。 陳俊榮 合作學習在數位遊戲情境下 (2010) 對國小學童科學邏輯推理培 育的成效. 邏輯 國小六年級 推理 140 位 能力. 邏輯推理能 不等組前 力學習成效 後測. 1. 融入自然科的合作式數位學習遊戲能有效提升學童的 邏輯推理能力。 2. 合作式數位遊戲學習較一般非合作式數位遊戲學習對 於培育學童邏輯推理成效更佳。. 31.

(39) 3. 數位遊戲學習系統能提升學童的學習動機與學習態度。 詹惠麟. 數位遊戲中鷹架輔助對策略. (2010) 發展及遊戲行為的影響. 數學 出 90 位具有 相似策略與解 題行為的數獨 玩家. 數獨學習成 不等組前. 1. 鷹架輔助可降低玩家每關答案全部清除次數、自我作答. 效. 次數。控制挫折鷹架能降低玩家每關卡關次數與使用關 鍵特徵工具的次數。關鍵特徵和控制挫折鷹架會造成玩 家鷹架依賴,剝奪玩家的學習機會。 2. 關鍵特徵和提供示範鷹架雖會造成玩家鷹架依賴,但玩 家在解題行為有正面學習成長的表現。. 後測. 黃榆婷 應用悅趣化數位教材於國小 (2010) 學童空間學習成效與展開圖 解題歷程之研究. 自然 五年級 與生 112 人 活科 技. 空間能力學 不等組前 習成效、推 後測 理能力. 1. 在空間能力前後測的成績,實驗組學生測驗表現顯著優 於控制組,且實驗組學生的空間知覺、空間定位、空間 關係以及空間組織與推理能力皆有顯著進步。. 楊詠婷 數位遊戲式英語教學之學習 (2010) 成效與滿意度研究-以國小 二年級學生為例. 英語 國小二年級 64 人. 學業成就與 不等組前 學習滿意度 後測. 1. 實驗組顯著的提昇學生的學習成效,並比控制組來 得高。 2. 實驗組男生的學習成效比女生來得高。 3. 實驗組的學生所呈現的整體滿意度為佳。. 黃麗松. 自然 工程材料課修. 學業成就. 線上工程材料實驗室—數位. 單組前後. 本系統確實能輔助同學學習工程材料實驗課,並提升學習. 測. 效率。. (2010) 遊戲式學習. 與生 課學生 活科 技. 蘇曉萍. 推知 國小四年級. 推知能力學 單組前後. 1. 可有效提升學童因果關係認知程度。. (2010) 之研究-由融入合作策略之 數位遊戲學習中探討. 能力 120 人. 習成效. 測. 2. 在因果關係認知狀況未顯現性別之差異因素。 3. 可有效提升學童因果關係推知能力。對於習成就較低落 者之因果關係推知能力,提升效果最顯著。. 江佩穎. 數學 八年級. 學業成就. 單組前後. 1. 利用數位遊戲學習的學生,其在直線與圓的位置關係、. 國小學童因果關係推知能力. 使用數位遊戲提升國中八年. (2011) 級學生學習成效之探究—以. 30 人. 測 32. 兩圓位置關係和圓的性質之成效上都有顯著且良好的.

(40) 圓的性質為例. 學習成效。 2. 學生認為數位遊戲具娛樂性可達到快樂學習。 3. 學生學習數學的態度由被動化為主動。. 吳叔鎮 悅趣化數位學習對國小高年 (2011) 級學童自然與生活科技領域 學習成效之影響. 自然 六年級 與生 54 人 活科 技. 學業成就、 不等組前 學習動機、 後測 科學技能. 1. 實驗組在「氧氣與二氧化碳」 、 「電磁世界」之單元學習 成效均優於控制組,其中在「電磁世界」單元達顯著差 異。 2. 悅趣化學習教材可提昇學童對課程內涵的學習動機。. 趙秀琴 數位遊戲式學習對國中學生 (2011) 歷史科學習態度與學習成效 之研究. 歷史 八年級 64 人. 學業成就、 不等組前 學習態度 後測. 1. 數位遊戲式學習有助於提升國中生歷史科學習,主要在 「理解」和「應用」,但以短期效果為主,長期效果並 不顯著。 2. FACEBOOK 數位遊戲式學習對於提升國中生學習態度 無顯著性差異。. 廖家瑜 利用紙筆與實作評量探究國 (2011) 小學童在月亮數位遊戲學習 之成效. 自然 國小四年級 與生 60 人 活科 技. 學業成就、 不等組前 月亮實作評 後測 量. 1. 學生在遊戲教學後,實作評量或傳統評量測驗學童在學 習成效後測,顯著優異於一般教學的學生。 2. 月亮數位遊戲適合四年級的學生操作,能引起學習動機 並提供各種視角觀察月亮,作為教學後的輔助教材。. 江杰翰 數位遊戲中鷹架輔助對玩家 (2011) 概念構圖及設計創造力之影 響. 概念 國中八年級 構 圖、 創造. 概念構圖能 不等組前 力學習成 後測 效、創造力 學習成效. 將鷹架運用於數位遊戲中有助於受試者在知識習得過程中 結構性知識的增強,且關鍵特徵鷹架對受試者的知識概念 聯結能力較之提供示範鷹架能更為顯著地提升。. 批判思考能 不等組前 力、學業成 後測 就. 1. 在環境態度,數位遊戲學習與對照教學沒有顯著的差 異;在環境行為,數位遊戲學與對照教學沒有顯著的差 異;在批判思考能力,數位遊戲學習顯著優於對照教學。. 力 陳建興 數位遊戲對於學生科學批判 (2011) 思考與環境教育成效之研究. 批判 國小的五年級 思考 109 位 能 力、. 2. 高成就學生在環境知識、環境態度、批判思考顯著優於 33.

參考文獻

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