嚴肅遊戲之角色扮演與情境模擬對於學習成效之影響：以國小五年級碳足跡課程為例

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陳明秀、蔡仕廷、張基成角色與情境之遊戲教材 1 教育科學研究期刊第六十一卷第四期 2016 年，61（4），1-32 doi:10.6209/JORIES.2016.61(4).01

嚴肅遊戲之角色扮演與情境模擬對於學習

成效之影響：以國小五年級碳足跡課程為例

陳明秀

蔡仕廷

張基成

* 大同大學設計科學研究所設計科學研究所大同大學科技應用與人力資源發展學系國立臺灣師範大學

摘要

本研究目的在探究多媒體遊戲教材教學方案對於國小五年級學童之學習成效。本研究以「碳足跡」為主題開發設計數位多媒體遊戲教材，實驗組學童接受多媒體遊戲教材教學，對照組學童則接受紙本教科書教學，受測人數為兩班普通班級，共計 60 位學童。研究結果顯示：實驗組學童經遊戲教材介入課程後，整體學習成效以及在各項受測學童群組分類（高、低分組與是否經常使用 3C 產品之分類組別）的數據都優於對照組，且實驗組經遊戲教材介入課程後之得分成長幅度的增加皆達到顯著水準。另一方面，透過文字轉化為圖像的多媒體遊戲教材，實驗組在後測考卷的問答題部分，應答架構與思路較使用文本教材的對照組為佳；而學童經由情境模擬與角色扮演的方式完成遊戲關卡、學習碳足跡知識，此學習方式不但能讓學童將遊戲內容對應至本身的日常生活，也能在遊戲過程中檢視自己的學習程度，得到立即的回饋與成就感；根據實驗結果顯示，本研究開發之多媒體遊戲教材教學有助於國小五年級學童之碳足跡知識的學習。關鍵詞：多媒體遊戲教材、情境模擬、碳足跡、數位遊戲學習、嚴肅遊戲通訊作者：蔡仕廷，E-mail: [email protected] 收稿日期：2015/05/30；修正日期：2015/12/31；接受日期：2016/01/22。

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2 角色與情境之遊戲教材陳明秀、蔡仕廷、張基成

壹、緒論

一、研究背景與動機

國小之現行課程大多以傳統紙本教科書為主，部分教師會另外再輔以由教科書出版社製作之影音光碟進行授課。在許多研究文獻及教師們對教育現場的觀察，普通班級中大部分學童對於文字以及圖像的教學吸收程度整體而言頗為平均，但仍有少數學童對文字理解較慢，面對教科書時會顯出缺乏興趣而無心學習，且目前教科書出版之影音光碟仍有不少頁面需要大量閱讀文字，此部分對普通班級的少數學童來說，反而會失去原有的學習興趣，更甚者會出現排斥學習的行為，也無助於學童對課程內容加深印象。另一方面，就教育現場教師們的教學經驗中得知，在電腦的使用或進行資訊課程教學時，這些對文字接收度較低的學童又能夠專心於電腦螢幕上的影音片段及遊戲，並牢記影音及遊戲內容，因而推論此部分的學童偏向圖像的思考模式，倘若能使用適合之教材，就能幫助他們理解教科書中的知識。如 Olson （2010）所提及，過去的研究都集中在電玩遊戲會帶給青少年及兒童的危害，直到最近，大部分研究者開始探索什麼樣的電玩遊戲富有教育意義及功能，並能開發及協助青少年及兒童的身心與學習發展。因此，本研究提出一套幫助學童容易理解課程內容的互動多媒體遊戲教材，將教材的文字閱讀頁面簡化，利用角色扮演遊戲（Role-Playing Game, RPG）的方式呈現課程內容，學童依照教師講解，並親自操作多媒體教材的遊戲進行學習，減緩閱讀紙本教科書大量文字的壓力感，藉由互動遊戲及圖像學習課程知識。電腦遊戲及電玩為什麼會如此吸引學生，主要可歸類出三個原因：（一）由於遊戲具有相當高的複雜度，學生操作時從最簡單的開始，慢慢按照遊戲所設定的順序逐步進階，從一個層次進步到另一個較高的層次，在這些層次的遞換中，學生獲得遊戲中給予的反饋，因此能給予學生立即的滿足；（二）由於遊戲富有挑戰，而學生也可經由閱讀遊戲指引或由嘗試錯誤去獲得遊戲的技巧，可滿足學生好奇探險的精神；（三）由於遊戲有趣好玩，又能學習新知，相對地學生便覺得遊戲世界比現實世界更能獲得成就感（蔡季甫、陳榮銘，2006）。本研究也著重數位遊戲學習的此一特性，經由遊戲關卡晉級方式，使學習者能因完成關卡的成就感而提高學習興致，進而理解學習的課程內容。在《數位遊戲設計‧數位遊戲設計知識全領域》一書中定義嚴肅遊戲（serious game），是指「將數位遊戲應用在休閒娛樂之外的其他專業領域，譬如教育、醫學治療、宗教、政治或軍事等層面」（葉思義、宋昀璐，2004）。電玩遊戲剛被發明並開始蔚為風潮之時，總是被視為是沉淪、暴力且不學無術的一種代名詞（Mitchell & Savill-Smith, 2004）。而後電玩遊戲逐漸開始融入劇情、故事、寓言等饒具意義的元素，漸漸地在年輕世代的文化裡占有一席之地，近年更是有愈來愈多的研究及文獻發現數位遊戲不再只是休閒消遣的工具，因數位遊

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陳明秀、蔡仕廷、張基成角色與情境之遊戲教材 3 戲的互動性、趣味性與極具吸引力的特性，若將知識與教育帶進遊戲中，更能引起學生們的學習興趣，進而提高學習意願；在 Kron、Gjerde、Sen 與 Fetters（2010）的研究中指出，2000 年後的千禧世代學生透過新媒體（包含網路、單機遊戲、線上遊戲、部落格、Facebook、 Myspace等等）發現、體驗、學習新技術。此世代的學生喜好閱讀圖像豐富的動態文字，也明顯偏好積極與充滿活力的新媒體技術和體驗式互動學習，愈來愈多使用者經驗證明新媒體和具教育意義遊戲的優點與發展性。本研究將教科書內容轉化成多媒體遊戲教材，讓學童們更容易吸收知識並應用，此一教材資訊化的過程與美國國家科學基金會（National Science Foundation, NSF）的科學課程改善研究（Science Curriculum Improvement Study, SCIS）意義完全相同。課程改善的計畫主持人 Karplus與課程研發者認為學生與教師皆不可過度依賴教科書，可以多種形式的學習方式理解知識，目前美國的自然科學教師都會使用自製的課程相關教材，內容包羅萬象，而多數教師則是採用教學內容數位化，此方式不但能增加學生學習興趣，並能藉由學生與教師自製教材的互動而加深印象。本研究透過嚴肅遊戲的方式設計多媒體遊戲教材內容，讓學童們經由自行製作之多媒體遊戲教材中的互動，以角色扮演的遊戲模式進行通關，並學習課程內容；角色扮演遊戲是對真實世界的高程度模擬，提供確定的角色身分，每個任務設計都會一定程度的貼近真實事件，在相應的場景中發生與完成，如此可輕鬆地啟動學生已有的認知，幫助學生學習課程（肖瀟，2011）。而本遊戲內容設計相當貼近學童們的平常生活與校園生活，將情境模擬的方式融入教材，也提供反覆學習的機會，讓學童們嘗試選擇不同選項；情境模擬之數位學習能讓使用者藉由角色扮演的方式進行探索與嘗試，從中學習必要的技能、完成課程的任務，進而瞭解在現實生活或未來所需的知識（Kathleen & Deborah, 2004）；讓學童經由不同管道的行為理解課程，不再只有單向的接受訊息，而是能對課程內容進行思考，進而反映至生活中。現今社會隨著資訊進步、3C 電子產品的普及，國小學童大多數都有使用電腦及智慧型手機的習慣，也時常玩類型不同的電腦遊戲及智慧型手機遊戲，許多學童對於玩遊戲這件事有高度的喜好，本研究利用此現象，將正式的學校教材以電腦遊戲呈現，讓學童一邊遊戲並進行學習，也期能減少部分學童對文字的壓力感，並讓不常接觸 3C 產品的學童亦能接觸多媒體教材介面，提高對於課程內容的興趣，此亦為本研究最主要的方向。

二、研究目的

依據前述之緣起與動機，本研究以特定學習目標（學習碳足跡相關知識），並利用嚴肅遊戲開發之多媒體遊戲教材探討以下兩點現況：（一）以嚴肅遊戲製作之多媒體遊戲教材與紙本教科書置入課程，由數位遊戲學習後的實驗數據分析學童們的學習成效，比較在兩種不同教材的學習過程中以何者接受度較高，在

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4 角色與情境之遊戲教材陳明秀、蔡仕廷、張基成實驗數據交叉比對後，探討學童對多媒體遊戲教材與紙本教科書的學習反應，構成教師們在教材使用比例分配上的依據。（二）學生實測後的數據，用於分析是否能達到嚴肅遊戲原則的學習定義，且能依照族群需求，設計出適合學生使用之多媒體遊戲教材，並能藉由角色扮演與情境模擬在學習上的特性，有效幫助對文字理解較緩慢的學童學習課程內容，也藉此瞭解學童在使用以嚴肅遊戲開發之多媒體教材的發展性。

三、研究假設

鑑於近年探討嚴肅遊戲、多媒體遊戲教材之研究文獻，以及本研究開發以嚴肅遊戲為基礎之多媒體遊戲教材用於學習成效之目的，提出以下三點假設進行實驗：假設一：使用多媒體遊戲教材之實驗組與使用紙本教科書之對照組，在學習碳足跡知識之成效有顯著差異。假設二：班級中學習較緩慢之學童（學期成績為低分組，平均為 60~79 分者）使用本多媒體遊戲教材後，在學習碳足跡成績之成效有顯著差異。假設三：學童經常使用電腦與否，對多媒體遊戲教材學習碳足跡知識之成效有顯著差異。

貳、文獻探討

一、嚴肅遊戲應用於數位遊戲學習

嚴肅遊戲在設計的本質上是著重於「好玩」的大前提之下，讓玩家在進行遊戲過程中，同時獲得知識、樂趣與成就感，進而利用媒體的娛樂效果達成資訊傳遞及教育、甚至社會改革的目的（Singhal & Rogers, 2002）。嚴肅遊戲跳脫傳統遊戲概念，以培養知識與技巧、提供教學訓練和專業模擬為主要應用的遊戲型態；透過寓教於樂的互動形式，讓使用者於遊戲過程中能夠自然地學習知識與相關資訊並體驗教學，或是有效地訓練技能，甚至可能提高醫療的臨床應用，嚴肅遊戲不僅提供娛樂，更專注於培養技術與教育訓練等內容（Zyda, 2005）。

數位資訊時代中，數位遊戲在兒童與青少年的生活中占有重要地位（Hong, Cheng, Hwang, Lee, & Chang, 2009）。遊戲式學習的成效一直是多媒體教材的焦點，有學者認為遊戲是一種驅使學習者學習的重要動機媒介，此論點是探討在遊戲的世界中，多數學生都能被遊戲所吸引（engaged）。Froebel 於遊戲學習的概念中強調兒童的內在潛力若能藉由適當教育方式予以開展，兒童將會有好的成就，他認為透過數位遊戲學習是最適當的教育方式（引自許錦雲、廖佩珊，2010）。這些學者研究歸納出網路數位遊戲如此具吸引力的因素是，當玩家浸淫於其中能帶來樂趣、吸引／投入（engaging）、引發動機（motivational）等經驗，使玩家進入 Csikszentmihalyi（1990）的心流（將個人精神力完全投注在某種活動上的感覺；心流產生時同

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陳明秀、蔡仕廷、張基成角色與情境之遊戲教材 5 時會有高度的興奮及充實感）狀態。而學者 Rosas 等（2003）整理過去數位遊戲學習相關研究，指出數位遊戲式學習在學習成就、認知能力發展、學習動機以及學習專注力等四大方面有顯著的助益。同時也發現，在遊戲式學習的環境中，學生有些能力確實也較易獲得提升，例如經由特殊的教育遊戲中，學生的認知能力以及空間能力都可以獲得良好的提升，支持遊戲式學習的學者們認為，遊戲式學習是一個豐富的多媒體學習環境，遊戲本身是一個強力的動機驅使媒體，遊戲也能增加學生的認知、空間感及創造力。Whitehall 及 McDonald 指出，使用電子學遊戲的學生，在做有關電子學問題解決任務上的表現，比僅接受標準反覆練習的學生來得好；White 也發現有玩牛頓力學電腦遊戲的學生，比沒有玩的學生能更正確回答有關物體運動與力的問題（引自游光昭、蕭顯勝、蔡福興，2006）。若將數位遊戲透過增強和回饋來誘發玩家主動參與的特性適切運用在學習上來引導學習，相信一定能為學生帶來學習上的幫助，協助學生學習的更快、更好（Meimaris, 2008）。數位遊戲雖吸引玩家，但從製作數位遊戲的角度來看，其過程所花費的時間要比一般的數位內容高出許多，有益於學習者之知識與技能的培養（Kafai, Ching, & Marshall, 1997; Nanjappa, 2001）。再者，數位遊戲學習的使用者或玩家在遊戲過程中很容易沉浸其中，遊戲的挑戰性、不可預測性及競爭性是玩遊戲的動力來源，也可引發玩家的好奇心與內在動機，甚至於提升學習成效（洪榮昭、劉明洲，1997；Jenkins, 2002; Liu & Lin, 2009; McFarlane, Sparrowhawk, & Heald, 2002）。

二、多媒體數位教材於課程改善之影響

課程改善的演變至今，因應了資訊時代與科技進步，目前教學中常見課程改進的方式，最明顯的就是傳統文本教材的數位化，也就是將多媒體科技應用於教材及課堂教學。近年在國內、外教育場所中，多媒體教材應用至教學方面的使用頻率節節上升，並成為教師們在傳授知識的一種多元管道，是一項相當具成效的輔助教學工具，且能以不同種類的方式呈現，而多媒體電腦輔助教學（multimedia computer assisted instruction）係將文字、圖片、動畫、聲音、遊戲及影像等各種不同媒體整合成為教材內容，透過多媒體電腦軟、硬體特性來進行教學工作，其目的乃在於適應學習認知上的個別差異，並將教學內容以最佳的呈現方式表達出來（陳明溥，1992）。數位教材與一般文本書面教材最大的不同在於多媒體的動態呈現，各種媒體視覺設計的功能在於：將內容加以裝飾以提高學習者的學習興趣及學習成效。將教材轉變成具動態效果，可引領學習者更清楚瞭解課程所教的內容，來達到提升教學品質的成效（許正忠，2012）。正因為在課程改善的過程中，改善的方式從單一到多面向，再到具有針對性，都是課程改進的演化過程。在美國的自然科學課堂除了指定教材之外，許多教師都使用以自身教學經驗設計的科學教材（Design for Science, DS），但科學教育的研究者才正開始思考科學課程設計

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對達到課程改善的重要性（Silk, Schunn, & Cary, 2009）。在 Cronbach（1963）於課程改善的研究中指出，課程開發研究者希望能將專家建議的條件當作課程開發的評估；Lee 也認為，實際上這些專家可能無法完整地正確指出課程應該改善的方向，但他們應試著去瞭解各種改善的可能性；而在另一方面，Lee 期望課程開發研究者在考慮專家的建議時，也能將這些建議是否適用於當前的學習環境或技術發展納入評估範圍。在國家科學標準為基準的概念下，透過科學與課程的設計，是支持課程改善未來的遠景；也藉由傳統教材在課程中的改進，漸漸地以科學實驗為學科導向，使課程改進能達到最佳的演變過程（Cajas, 2001）。

三、情境模擬、角色扮演遊戲於數位學習的重要性

本研究設定之角色扮演遊戲（role-playing game）是屬於電腦角色扮演遊戲。角色扮演遊戲是連續不斷累積經驗的過程，在活動中建構知識；角色扮演遊戲的特點就是虛擬性，此特點將真實和虛擬融合創造了學習條件；也就是說，在現實生活中不可能的事件和任務可以融入到以真實情景為背景的遊戲中，並能刺激學習者的學習興趣（肖瀟，2011）；也因為角色扮演遊戲的特性，能讓學童接觸本教材時能因遊戲角色貼近學童形象而產生高度認同感。除了角色扮演，本教材的遊戲單元是以情境模擬的設計，模擬學童真實生活型態，在現實中某些無法或不容易接觸的環境，可於遊戲情境中呈現，也是本教材期望能夠提供學童全面性的相關知識；如同 Guralnick（2008）的研究提及，情境模擬能夠提供有效的學習，讓學習者在一個類似真實的情境下，以逼真但安全的方式練習須精通的技能。此外，情境模擬教材不僅要提供擬真的情境，更要提供引導與回饋以達成預定的學習成果，以便在未來能將所學的知識應用於現實生活中（高偉傑，2011）。合適的教材軟體則有助於提升教材品質；而情境模擬式的數位教材可以綜合影片、音效、圖片等多媒體元素來呈現內容，建構一個近乎真實生活的情境（賴志豐、張瓊穗，2005）。另外 Brown、Collins 和 Duguid（1989）所提出的情境認知理論認為，學習者必須處於被建構的情境脈絡下，藉由與擬真的情境互動中發現困難並找尋線索，在歸納所學後提出解答，以建立完整的知識體系。而本教材在教學內容的整體設計上，也整合了角色扮演與情境模擬學習的學者們提出之要點，就如謝沛珊（2005）提出情境模擬教材的設計準則應具備以下幾點原則：（一）引人感興趣的故事情境設計，提升學習動機；（二）主題式情境設計，反覆加深對同一主題的知識；（三）依據教學目標，系統性與策略性的單元規劃；（四）多元選項配對可進行互動，方便快速傳達知識；（五）安排不同決策後的結果，讓學習者可多元嘗試；（六）在介面上，可利用真實的畫面讓學習者快速進入情境；（七）介面提供導引的功能，使學習者可以順利操作；（八）利用角色扮演模式，讓學習者融入情境。這樣的教材理念，也正如 Garris、Ahlers 及 Driskell（2002）整合出教育遊戲文獻後提出的電腦遊戲式學習模式：首先，整合教學內容和遊戲特性，進而設計出一套教育遊戲程式；接著，此遊戲能引發一個學習循環，能讓學習者判斷及執行，並由系統產生回饋的學習循環，此循

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陳明秀、蔡仕廷、張基成角色與情境之遊戲教材 7 環能讓學習者感到快樂，並願意持續花時間學習且持續參與，之後將能達成訓練目標或特定的學習成果（游光昭等，2006）。本研究的多媒體遊戲教材概念與設計，由文獻探討中整合之各項因素為出發點。將角色扮演、情境模擬於學習上的特性融入主題式遊戲教材，教材則以具教育模式之嚴肅遊戲為設計主軸，接著讓學童透過數位學習的環境，經由影音動態圖像搭配文字解說瞭解課程中的知識，並以此教材幫助對文字理解較弱之學童；除了幫助學童學習「碳足跡」知識之外，也透過科學與課程的教材設計，以達到多媒體教材於教學中改善課程學習的最大目的。

參、研究方法

本研究使用自製之多媒體遊戲教材為實驗工具，內容以國小五年級自然科學課程為主，實驗置入的課程為「自然科學與生活科技」，而多媒體遊戲教材製作以該學期課程章節區分，選定其中之「節能減碳－碳足跡」單元為主要施測內容。本實驗開始前，實驗組與對照組皆會接受前測，實驗置入課程完成後，再實施後測，總實驗時程為 4 週。此安排的用意是實驗組與對照組學童於正常學期課程內皆使用學校紙本教材、多媒體遊戲教材置入課程後，實驗組改為使用本研究製作之多媒體遊戲教材，目的為測驗多媒體教材介入後的學習成效，以及在不同實驗群組（高、低分組與 3C 產品經常使用與否的組別）中的學習成效差異。教材內容數位遊戲化的依據，是依照實驗之國小所指定使用教科書的出版社為主，該學期的國小教科書為「康軒出版社」的五年級自然科學。而遊戲教材的內容則針對該科課程的單元設計，將文字內容轉化成互動式影音遊戲教材，並配合旁白講解，原紙本教科書中的文字則會轉換成圖像融入遊戲中，讓學童充分利用角色扮演及情境模擬之學習特性，並以互動行為進行學習。

一、多媒體遊戲教材設計

（一）多媒體遊戲教材主題

數位遊戲必須具備三個主要元素，分別為遊戲核心、故事情境與互動性（Rollings & Adams, 2003）；本多媒體遊戲教材內容設計以「碳足跡」為主題（見圖 1），並以角色扮演遊戲為進行方式。目前全球相當重視環保，而「節能減碳」是每個國家正逐步落實的一項議題，現在更是臺灣國民小學基本教育中相當重要的一項課題與教學目標。為了讓人們瞭解碳排放量對人類與生活的影響，因而有「碳足跡」的新名詞出現。碳足跡是指每個人、家庭或每家公司日常釋放的溫室氣體數量（以二氧化碳的影響為單位），用以衡量人類活動對環境的影響。碳足跡與溫室氣體排放的差異在於碳足跡是從消費者端出發，企業及產業溫室氣體的排放，一般是指製造部分相關的排放，但碳足跡排放尚須包含產品原物料的開採與製造、

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8 角色與情境之遊戲教材陳明秀、蔡仕廷、張基成圖1. 「碳足跡」主題遊戲教材首頁產品本身的製造與組裝，一直到產品使用時產生的排放、產品廢棄或回收時所產生的排放量，也就是整個產品生命週期相關投資的碳排放量，產品碳足跡已廣泛成為各國政府或企業達成目標的工具，也成為一種新溝通媒介（行政院環境保護署，2012）。本研究的受測學校將碳足跡課程安排於高年級自然課程中，故多媒體遊戲教材內容即是以該年級程度的文本進行研擬。

（二）教材設計軟體

多媒體遊戲教材使用 Cinema 4D 及 MAYA 兩套 3D 繪圖軟體及搭配 Adobe Flash、 Premiere 和 After Effect 製作，教材內容進行以角色扮演的關卡遊戲為主軸。Cinema 4D 及 MAYA用於教材中的動畫與場景製作（見圖 2、圖 3）、Flash 用於教材主要遊戲關卡與畫面（見圖 4、圖 5）、Premiere 和 After Effect 則是用於實際拍攝畫面影音片段的剪輯與後製。

（三）多媒體遊戲教材進行方式

角色扮演遊戲是玩家扮演虛擬世界中的角色在特定場景下進行遊戲，透過操控遊戲主角以發展劇情或升級等方式來完成遊戲。本研究的遊戲內容以課程章節區分，開始時學童選擇喜愛的角色進行遊戲，課程內容之章節以遊戲地圖呈現，一個章節為一個關卡，學童須完成每一章節的課程學習、影音教學與課後遊戲測驗，接著得以往下一章節關卡移動，以此方式完成完整的課程遊戲地圖（見圖 6）。例如：在「認識碳足跡」單元中，學童經由動畫瞭解空氣中的碳是如何形成、具有什麼特性，並瞭解何謂碳足跡；而在影音教學的影片中知道本身的生活環境中如何產生碳氣體、有哪些碳排放的方式、如何計算碳足跡等等；本研究多媒體遊戲教材之排碳量計算，於遊戲設計時已將各遊戲行為之碳排放量數據設定完成，而碳排放量的數據來源為行政院環保署與衛生署提供之官方數據平均；在最後總結時，以遊戲的測驗

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陳明秀、蔡仕廷、張基成角色與情境之遊戲教材 9 圖2. 遊戲片頭動畫（Cinema 4D軟體繪製）圖3. 遊戲場景地圖（MAYA軟體繪製）方式讓學童們正確的應用所學知識，完成遊戲測驗且瞭解遊戲中的行為總共會產生多少排碳量（見圖 7）。學童可以完成一次遊戲流程後，接著以此遊戲的重複選擇特性再進行多次的遊戲，並選擇每次不同的動作選項，不但可以瞭解不同動作會產生的排碳量之外，也可從中認知到哪些行為可減少排碳量的產生，並熟悉節能減碳與碳足跡的好處，這樣的遊戲教材設計

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10 角色與情境之遊戲教材陳明秀、蔡仕廷、張基成圖4. 關卡與單元銜接畫面之交通方式選擇（MAYA與Flash軟體繪製）圖5. 課程關卡結束後之遊戲測驗場景畫面（Flash繪製）方式，與 Garris 等（2002）提及的遊戲式的學習模式相同，也可詳實地描述何謂數位遊戲式學習。首先即需設計一個可以整合教學內容和遊戲特性的教育遊戲，其次是此遊戲能讓人沉浸於面對挑戰而不斷地引發判斷、執行與系統回饋的循環，最後則藉由此種遊戲的投入而達

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陳明秀、蔡仕廷、張基成角色與情境之遊戲教材 11 圖6. 「碳足跡」遊戲進行方式與各單元說明流程圖7. 遊戲關卡完成後之碳排放量總結成某一特定的學習目標。因此，簡單地說，數位遊戲式學習就是利用內涵學習元素的數位遊戲，來達成某一特定的學習成果（蔡福興、游光昭、蕭顯勝，2008）。

（四）多媒體遊戲教材角色設定

遊戲角色的設定在教材開始製作時，參考了數間教科書出版社的課本插圖，並訪談國小高年級學童；由訪談結果得知大部分學童希望選擇與自己外表接近的角色進行遊戲，少部分學童希望能有特別的角色為主角（類似日本動畫角色），綜合調查的結果，本遊戲教材將主片頭動畫遊戲背景介紹遊戲單元四（公園、餐廳）銜接場景裡包含認識碳標章影片以個人選擇方式瞭解此處各項動作所產生之碳排放量遊戲單元五（回家並計算總結）計算一整天活動後之碳排放量以個人選擇方式瞭解此處各項動作所產生之碳排放量遊戲主頁遊戲進行說明角色選擇選擇遊戲主角遊戲單元一（家中）遊戲故事開始以個人選擇方式瞭解學校各項動作所產生之排碳量，例：運動方式、空間遊戲單元二（學校）單元與單元間有銜接場景，例：交通方式選擇依個人選擇方式瞭解家中各項動作所產生之排碳量，例：洗臉、早餐遊戲單元三（牧場、資源廠）銜接場景裡包含認識碳足跡影片

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12 角色與情境之遊戲教材陳明秀、蔡仕廷、張基成角設定為貼近學童年齡層的男、女遊戲主角（見圖 8）。圖8. 「碳足跡」遊戲教材之男、女遊戲主角

（五）多媒體遊戲教材場景

遊戲教材的場景是以學生的日常生活為主要背景。此遊戲教材是以生活中「碳足跡」為主題，因此場景設計部分則是盡量貼近學童日常生活的層面，包括每日必經之處，例如：家中、學校、交通地點、商店等；還有幾處與環境碳排放較有關的地點，例如：資源回收廠、牧場、核電廠等（見圖 9）。這樣的場景安排目的是讓學童瞭解日常生活的碳排放量之外，還能知道平常較不常接觸的地點與排碳量的關係，並讓學童思考本身的生活環境與臺灣的大環境在碳排放量上有什麼樣的差異性與對比。圖9. 遊戲場景之一：資源回收廠

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陳明秀、蔡仕廷、張基成角色與情境之遊戲教材 13

（六）遊戲教材內容校正

多媒體遊戲教材製作前，本研究已先行與教學現場教師合作，透過教師們現場的教學經驗進行遊戲教材的設計、關卡模式、行進規劃及資料取材，經由觀察教學現場的學童在面對紙本教材時，對什麼部分會最感興趣，而哪一部分的閱讀最吃力，並記錄學童興趣低落及不適應的內容，以便修正教材使遊戲畫面較易於學童理解。

二、實驗對象

本研究實驗對象為桃園市某國民小學，受測學童為五年級（10~11 歲），以兩班普通班級為受測對象，一班為實驗組，總人數為 30 位，女生 14 位、男生 16 位；另一班為對照組，人數也是 30 位，女生 17 位、男生 13 位。實驗對象採取學校原生班級進行實驗，目的是在正常編制內瞭解多媒體遊戲教材於課堂使用程度及學童接受度，實驗後將受測學童的徵狀與學習行為分類並進行分析。本研究除了對參與實驗的所有學童進行整體知識得分與學習理解的分析外，也對學童的分類群組進行統計分析。林妙香與林淑莉（2013）的研究顯示，實驗之所以採用此種設計的理由，主要在於可更深入瞭解接受實驗之學童在遊戲單元的學習效果與差異情形。所以實驗對象為完整的班級配置，最主要的目的是更能瞭解在課堂中使用互動式多媒體遊戲教材，對於使用紙本教材的分析差異，並藉由數據的交叉比對，更能得知此套教材在學童理解力的助益程度。為利於分析學童對教材的成效，本研究亦將實驗對象之限制區分為以下組別：（一）實驗組與對照組：使用多媒體遊戲教材以及紙本教科書。（二）低分組與高分組：因部分學童對文字理解吸收度較緩慢，本研究為瞭解兩組學童使用不同教材的學習成長幅度，學童會依前測成績範圍區分為低分組與高分組，前測成績 60~79分為低分組；前測成績 80~100 分為高分組。使用此分數區分範圍的原因是經過與教學現場班導師討論，以及計算受測班級前 3 年之學期平均分數後決定；通常國小五年級大部分學童的學期平均會落於 80~95 分，而 80 分以下的少部分學童，多數有明顯的學習意願低落或文字理解較緩慢，因此，本研究設立此區隔以便分析學童對教材的學習成效。（三）經常使用電腦與否：此組別是為了觀察實驗組在非上課時間的電腦使用習慣，對於操作介入課程的多媒體遊戲教材使否有正面影響，例如：對操作介面的熟悉度、以及對多媒體遊戲教材內容的吸收程度。本研究定義經常使用與否是以非在學校時間內（上學前及放學後），還會使用電腦、電玩、手機遊戲等 3C 用品 2 個小時以上的學童，區分為經常使用的族群。

三、實驗場地與環境

本研究進行實驗的場地，選定為桃園市某國民小學電腦教室，實驗現場光線充足，備有

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14 角色與情境之遊戲教材陳明秀、蔡仕廷、張基成 30 臺教學用的桌上型電腦。由於學校與班級本身是一個自然形成的完整團體，為有效蒐集並分析相關資料，在正式實施實驗計畫時，未告知實驗組之學童於學期後半段將採取不同教材上課，讓學童自然進入學習狀況。

四、實驗工具

（一）本研究開發之「碳足跡」主題多媒體遊戲教材。（二）文本教材（包含教師共同編訂之碳足跡文本教材，內容皆與多媒體遊戲內容相同）。（三）受測學童之個人基本資料調查問卷：目的為評估參與本研究之學童基本資料，調查項目包括受測學童姓名、性別、年齡、監護人教育程度、父母親婚姻狀況。（四）前測與後測之單元小考試卷：前測的試卷內容以政府提倡之節能減碳與環保為範圍，目的為測量兩組學生對於「碳」的基本知識；而後測的試卷內容則是完全以「碳足跡」為主題，以測量對照組與實驗組在接受不同教材後，對碳足跡知識的學習程度。

五、實驗方法

實驗總時程為 4 週，實驗置入課程之前，有一次小考模式的前測，以考卷形式測驗，內容為環境與節能減碳的知識，實驗置入後，實驗組接受為期 4 週、每週一次、每次一節課（共 40分鐘）的自然科學多媒體遊戲教材實驗課程；第 1 週為課程介紹與單元一、第 2 週為單元二與三、第 3 週為單元四與五、第 4 週為後測；對照組則持續以教科書進行教學。多媒體遊戲教材實驗的教學方式為每學童分配一部電腦，教師以多媒體遊戲教材之影音內容進行課程講解，之後學童透過電腦進行多媒體遊戲學習，自行操控進行下一步驟，每個關卡結束後都會有重點提示頁面，讓學童複習剛剛課堂教過的內容，接著會進到遊戲測驗，讓學童得知自己在學習過程中瞭解多少內容，而遊戲測驗方式因應關卡內容的不同，區分為大富翁、遊戲卡、機智問答與闖關遊戲四種類型，教師也可從旁進行指導。對照組方面，則以學習單配合環保署公布之碳排放量數據，以及課堂中教師講解、靜態圖文案例、學童分組討論的方式進行課程。實驗結束後實施後測並記錄成績，模式與前測相同，以考卷形式進行並計分，內容為「碳足跡」主題，包含是非題 10 題、選擇題 10 題、填空題五題與問答題三題。

六、實驗數據統計與分析方式

（一）自變項

本研究之自變項為「多媒體遊戲教材」及「紙本教科書教材」。「多媒體遊戲教材」之設計架構與內容取材主要依照國小自然科學與生活科技的課程製作，結合多媒體之視覺（含動畫、影像、圖形、字卡）與聽覺（含音效、對白、音樂、正向語言回饋）效果，並透過結合現今自然科學之角色示範影片，讓實驗組經由電腦遊戲以關卡的互動方式學習。

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（二）依變項

本研究的依變項為受測之實驗組及對照組的學習成效。經紙本教科書與多媒體遊戲教材學習後的碳足跡知識吸收程度，並於後測時測驗學童評量的成果。

（三）控制變項

1.多媒體遊戲教材內容與學校官方教科書一致性控制。本研究計畫所設計之多媒體遊戲教材內容在選取與製作時，邀請該受測學校之教師群（自然科教師、班級導師與教學組長）協助內容修正並共同編輯。對照組使用之教科書及文本教材也由相同教師群共同編訂，以確保教材內容一致。 2.學童條件限制為普通班級學生，但有高分組與低分組之差異（特殊教育與資源班學童不在此次討論範圍內）。實驗資料的處理，採用 SPSS 20.0 for Windows 統計軟體對各項測驗成果進行統計分析。透過次數分配與百分比對所有參與實驗之學童，以及學童個人基本資料有關之變項的分布情形進行統計，而計算平均值與標準差則被用來瞭解每位學童各項變數（人數、行為、學習時間、測驗分數）實驗後的數據。學童在整體知識及各單元學習介入前、後分數的變化情形，本研究亦透過「百分比同質性檢驗（卡方檢定）」、「成對樣本 t 檢定」與「單因子共變數分析」等推論性統計技術對資料做更深入的分析，藉由百分比同質性檢測來檢驗實驗組與對照組學童在各項個人背景是否具備同質性；並以成對樣本 t 檢定及獨立樣本 t 檢定來檢驗實驗組（接受互動式多媒體教育課程教學）與對照組（接受紙本教科書教育課程教學）在接受多媒體遊戲課程介入後，是否符合本研究假設之條件。

肆、結果與討論

一、實驗結果

（一）實驗組與對照組學童組成：百分比同質性檢驗（卡方檢定）與獨立 t 檢定

實驗對象共 60 位，對照組與實驗組各 30 位，實驗組女生 14 位（47%）、男生 16 位（53%）；對照組女生 17 位（57%）、男生 13 位（43%）。前測開始前，實驗組與對照組皆填寫個人資料問卷，回收之問卷確認填寫無誤後（回收率 100%，兩組共 60 份，皆為有效樣本）即進行前測。在百分比同質性檢測（卡方檢定）方面，由表 1「實驗組與對照組個資之百分比同質性卡方檢定結果」得知，兩組學童在性別（男與女）、年齡（2000 年與 2001 年出生）、雙親婚姻狀況（在婚與單親）、與監護人教育程度（碩博士、大學專科、高中職含以下）的各類變項上都未達到顯著水準（p ＞ .05）；另外在實驗組與對照組兩班的前半學期成績平均

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16 角色與情境之遊戲教材陳明秀、蔡仕廷、張基成表 1 實驗組與對照組個資的百分比同質性卡方檢定結果（N＝60）檢定項目卡方值 p值性別 0.60 .43 年齡 1.68 .19 雙親婚姻狀況 0.05 .95 監護人教育程度 0.21 .89 （範圍 60~100 分）方面，經由獨立樣本 t 檢定後顯示，實驗組前半學期平均分為 87.2 分，對照組為 86.6 分，F(1, 58)＝0.051，t＝0.25，p ＞ .05，也未達顯著水準。透過卡方檢定與獨立樣本 t 檢定後之數據得知，實驗組與對照組在學生個人背景及家庭條件上具有相當大程度的同質性。

（二）實驗組與對照組各項數據分析：成對樣本 t 檢定

1. 實驗組與對照組之「碳足跡」知識整體學習成效

使用多媒體遊戲教材介入課程後的前測與後測的數據統計，由表 2 得知對照組的前測平均為 84.10 分（滿分為 100 分）、後測平均為 83.90 分（滿分為 100 分），對照組在前後測平均數上稍微下降（總平均下降 0.20 分）；而在實驗組方面，前測平均為 79.80 分（滿分為 100 分）、後測平均則是 86.80 分（滿分為 100 分），實驗組在多媒體遊戲教材介入課程之後，測驗平均有明顯上升幅度（總平均上升 7.00 分）。由表 2 也可看出，持續使用紙本教科書的對照組前測與後測（t＝0.05, p ＞ .05）於此實驗結果未達顯著水準；而轉換使用多媒體遊戲教材介入教學的實驗組前測與後測結果（t＝-5.22, p ＜ .001）達到顯著水準。表 2 實驗組與對照組於「碳足跡」課程後之數據前測後測組別人數平均值標準差平均值標準差前後測差 t值實驗組（多媒體遊戲） 30人 79.80 12.12 86.80 11.77 7.00 5.22*** 對照組（紙本教科書） 30人 84.10 9.94 83.90 14.08 -0.20 --0.05*** ***p ＜ .001. 本研究在此群組中，可看出兩個班級的起始能力有明顯差別，實驗組的前測平均數低於

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陳明秀、蔡仕廷、張基成角色與情境之遊戲教材 17 對照組，顯示實驗組的先備知識能力較低，因不同的先備知識可能會有不同的學習成就，為排除起始能力不同的因素，以確認經過實驗教學後兩班的教學成就是否有明顯的差異，因此以對照組與實驗組受試者的前測成績作為共變數，進行「單因子共變數分析」後得到調整後之平均數，對照組為 82.1 分，實驗組為 88.6 分，F(1, 58)＝65.48，顯著性為 0.00（p ＜ .05），顯示前測為共變數的狀況下，起始能力（學童的先備知識）確實會影響後測成績；不過經由本研究之多媒體遊戲教材介入教學後，實驗組在後測的成績比起對照組而言，呈現相當程度的提升，證明本研究教材在提升學童課程學習成效上有明顯助益。

2. 學童對於不同教材之低分組（學習較緩慢）與高分組學習成效差異

表 3 為實驗組學童之低分組與高分組在使用多媒體遊戲教材後之數據。由表 3 可看出，使用本研究開發之多媒體遊戲教材的實驗組中，低分組（前測分數為 60~79 分）人數共計 14 位，其前測平均為 69.14 分（標準差 7.98）、後測平均為 79.64 分（標準差 13.07），前後測平均差達到 10.50 分（＝79.64－69.14）；而高分組（前測分數為 80~100 分）之人數共計 16 位，其前測平均為 89.12 分（標準差 5.51）、後測平均為 93.90 分（標準差 5.41），前後測平均差為 4.78 分（＝93.90－89.12），低、高分組皆達顯著水準（t＝-4.89、t＝-3.02），但卻有程度上的差異，故由表 3 的數據可看出，使用多媒體遊戲教材的低分組在學習成效方面，幅度大於高分組。表 3 實驗組之低分組與高分組於多媒體遊戲教材使用後之數據前測後測組別人數平均值標準差平均值標準差前後測差 t值低分組（60分~79分） 14人 69.14 7.98 79.64 13.07 10.50 4.89*** 高分組（80分~100分） 16人 89.12 5.51 93.90 5.41 4.78 3.02*** **p ＜ .01. ***p ＜ .001. 對照組中，表 4 數據顯示低分組（前測分數為 60~79 分）人數共計九位，其前測平均為 72分（標準差 8.42）、後測平均為 70.55 分（標準差 13.80），前後測平均差為-1.45 分（＝70.55 －72）；而高分組方面，高分組（前測分數為 80~100 分）人數共計 21 位，其前測平均為 89.23 分（標準差 4.62）、後測平均為 89.71 分（標準差 9.78），前後測平均差為 0.48 分（＝89.71 －89.23），低、高分組皆未達顯著水準（t＝0.31、t＝-0.25）。

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18 角色與情境之遊戲教材陳明秀、蔡仕廷、張基成表 4 對照組之低分組與高分組於紙本教科書使用後之數據前測後測組別人數平均值標準差平均值標準差前後測差 t值低分組（60分~79分） 9人 72.00 8.42 70.55 13.80 -1.45 --0.31 高分組（80分~100分） 21人 89.23 4.62 89.71 9.78 +0.48 0.25

3. 經常使用 3C 產品與否學童之學習成效差異：成對與獨立樣本 t 檢定

實驗組的非在學校時間內（上學前及放學後）還會使用 3C 產品超過 2 小時以上的學童共計 10 位，3C 產品包含電腦、電玩、手機及平板電腦，表 5 的數據顯示，經常使用電腦的組別在前、後測差平均的提升幅度為 8 分（前測平均為 85.63 分、後測平均為 93.63 分）；而在不常使用（使用時間低於 2 小時）的組別中共計有 20 位學童，其前、後測差平均的提升幅度為 6.60分（前測平均 76.45 分、後測平均 83.05 分），而經常使用電腦的組別（t＝-4.26, df＝10, p ＜ .01）與不常使用電腦的組別（t＝-3.71, df＝19, p ＜ .01）統計結果皆達到顯著水準。於表 5數據觀出，較常使用電腦的族群在使用多媒體遊戲教材學習後，於前、後測差的分數提升方面，較不常使用電腦的族群高。表 5 實驗組經常與不常使用 3C 產品組別之數據前測後測組別人數平均值標準差平均值標準差前後測差 t值經常（超過2小時） 10人 85.63 8.36 93.63 6.21 8.00 4.26** 不常（2小時以下） 20人 76.45 12.71 83.05 12.28 6.60 3.71** **p ＜ .01. 表 6 的前測數據部分，從 Levene’s Test 結果顯示兩組學童的資料同質（F(1, 28)＝2.17, p ＞ .05），所以表示兩組學童樣本在前測值之變異數相近。t 檢定顯示無顯著差異（t＝2.19, df ＝28, p ＞ .05）。在後測方面，由 Levene’s Test 結果得知兩組學童資料為不同質（F(1, 28) ＝5.62, p ＜ .05），所以表示測量值變異數不相近，而 t 檢定顯示兩組學童於後測有顯著差異（t＝2.95, df＝28, p ＜ .01）。

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陳明秀、蔡仕廷、張基成角色與情境之遊戲教材 19 表 6 實驗組經常使用 3C 產品與否於前後測樣本 t 檢定實驗 Levene’s Test（F值）平均數相等 t檢定（t值）前測 2.17 2.19 後測 5.62 2.95

二、討論

首先在實驗組與對照組之「碳足跡」知識整體學習成效方面，由表 2 數據結果得知，實驗組與對照組在使用不同教材後，實驗組的學習成效有著明顯的成長幅度。另外，於數據中也觀察到，對照組保持紙本教科書的學習方式，前測的表現優於實驗組（對照組前測＝84.10 分、實驗組前測＝79.80 分），但對照組的後測結果卻略低於前測，經由實驗過程與數據推斷，因為前測的內容為環境與節能減碳關係的知識，屬於學童較常接觸的基本常識，不但自然科學課程會提及，社會課程及輔導課程都有機會學習，而進入以「碳足跡」為主題的課程後，部分同學是第一次接觸到何謂「碳足跡」，且對這一主題有初步較深入的學習，課程難度相對於前測的內容稍微提升，而碳足跡的意義與碳排放的產生過程，單用文字以及靜態圖片表達，對於五年級學童在理解上也需多花時間消化，以致於對照組在後測的成績上稍低於前測。反觀實驗組，在前測成績中表現不如對照組（兩組前測平均差為 84.10－79.80＝4.30 分），但在多媒體遊戲教材置入課程後，表 2 顯示實驗組在「碳足跡」的單元學習中，成績由 79.80 分提升至 86.80 分（前後測平均差提高 7 分），根據此數據結果，原因可推論出多媒體遊戲教材除了有教師講解並配合影音教學，帶著學童認識碳足跡以及碳排放過程之外，遊戲教材也能讓學童親自動手選擇行為模式（見圖 10），藉由遊戲主體經歷每一單元中與碳足跡有關的知識，也可重複學習，選擇多次不同的行為模式來學習碳足跡課程，如此不但有影音的感官效果，遊戲本身也較能引起學童參與的意願，提高課堂上的學習興趣並吸收課程知識；對照組的文本教材中，就無法呈現此種特性，雖然文本的內容相同，但相同的動作以純文字及靜態圖片相對遊戲教材而言（見圖 11），較缺少了能夠讓學童參與其中的意願，只能藉由文字及教師講解與舉例中學習。另外，在實驗結果中也發現後測的考試卷中最後一部分為問答題，實驗組在問答題部分答對的比例高於對照組，尤其在「請簡單敘述什麼是碳足跡」與「請簡單敘述什麼是碳標籤」這兩題，實驗組答題的架構與完整性較對照組佳，此點也驗證了國小學童普遍對於圖像之接受度較高，答題時對多媒體遊戲教材裡的動態圖像、影片印象較深刻，並能在答案中舉例出多媒體遊戲教材中出現的例子，所以能將答案架構回答的較完整。學生參與教育型遊戲可提供所有學科更深入且更具意義的洞察力（林大維，2012）。如此也證明本研究開發之多媒體遊戲教材對於學童而言，有著較佳的學習成效。

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20 角色與情境之遊戲教材陳明秀、蔡仕廷、張基成圖10. 遊戲教材中行為選擇模式，學童可由不同選擇中瞭解其所產生的碳排放量圖11. 對照組文本教材內容。以學習單配合環保署公布之碳排放量計算數據，以及教師講解、舉例、學童討論的方式進行課程。在學童對於不同教材之低分組與高分組學習成效差異中，表 3 數據顯示實驗組的低分組進步幅度為 10.50 分（＝79.64－69.14）、高分組的進步幅度為 4.78 分（＝93.90－89.12），由此前、後測差之平均可得知，低分組學童在使用多媒體遊戲教材之後，對碳足跡知識的學習成效有大幅度的差異。在此低分組的 14 位同學中，有八位的學期科目成績落差較大，成績高的科目明顯分布在社會科、藝術人文科與綜合科等較多以圖像呈現課本內容的科目；在數學、國語、英語等幾個以文字閱讀為主的科目表現稍差；至於自然科則視單元而定，若在較多課程背景介紹以及需要背誦的實驗過程時，這些學童於該單元的成績就會低於以圖像就可

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陳明秀、蔡仕廷、張基成角色與情境之遊戲教材 21 理解的自然科單元。而本研究當初以碳足跡為實驗題材，是此主題在學校課程中還是多以文字為主、圖像為輔（見圖 12）；本研究把文字部分轉化為學童都能理解的圖像呈現方式（見圖 13），並採用遊戲式學習，進而發現這些學童在使用多媒體遊戲教材實驗的過程中，表現出專心且興奮的態度，並在第一堂實驗課程結束後，就詢問下一堂實驗課的內容為何，此狀況也是低分組學童在多媒體遊戲教材的學習後能夠有大幅度進步空間的原因。至於對照組的學童（見表 4），高分組在學習成效差異幅度相當小（0.48 分），原因是持續同樣的紙本教科書教學，但內容較深入且難度提升，以致於成長幅度較小；而低分組方面，同樣的原因且學習成效呈現負成長（-1.45 分），由此結果（見表 3、表 4）足以證明多媒體遊戲教材的學習方式，在學童遇到難以理解文字為主的教科書時，將文本教材轉換成多媒體教材是一種相當適合的課程呈現方式，也具有較佳的學習成效。表 5 的結果顯示，經常使用 3C 電子產品的學童與非經常使用的學童，雖然兩者皆達顯著水準，但在學習成效的成長幅度差異不大（前後測差平均為 8 分、6.60 分）。不過在此實驗過程中可觀察到一現象，經常使用電子產品的學童在遊戲教材進行時，幾乎沒有無法理解下一步該如何進行的狀況，可以聽完課程講解後就上手遊戲教材；但在非經常使用電子產品的學童中，實驗開始進行後仍有幾位對於剛解說過之遊戲教材進行方式提出疑問，不過於第二堂實驗課程開始後，因對於遊戲教材的理解度漸漸熟悉，此狀況就逐漸減少。兩組學童在獨立樣本 t 檢定方面，前測的數據顯示在原本課程及考試模式中，有無經常的使用 3C 產品對此較無影響；而於後測的結果中得知，Levene’s Test 與 t 檢定皆達顯著水準。在後測結束後的試卷分析過程中可發現，經常使用 3C 產品的學童在回答細節的表現方面優於不常使用 3C 產品的學童；因在多媒體遊戲教材關卡與關卡間的連接畫面中，設計有不同的移動方式及該場景特有的畫面，例如在遊戲單元四中，有介紹「低碳飲食」的影片與場景，場景中有選購物品的畫面，除了以按鈕可以選擇物品之外，背景中的架上也置入了一些有碳標籤的商品，較常使用 3C 產品的學童，對背景的物品較為注意，會以滑鼠去點擊看該物品是否也是在可選擇的範圍內，此舉動加深了學童對具有碳標籤物品的印象；但不常使用 3C 產品的學童，大部分選擇完物品後就直接往下一頁面，較少會去點擊背景物品的圖樣，因此在後測中提及碳標籤及低碳飲食的題目時，經常使用 3C 產品的學童學習成效表現較佳。最後，在不常使用 3C 產品的學童部分，經過此教材學習後，對於介面也具有基本的使用認知，往後在面對相似教材時可減少摸索的時間且較快進入學習狀態。

三、實驗假設驗證結果

就本研究初始之實驗假設，受測族群背景具同質性的狀況下，對照上述實驗結果後可驗證：驗證一：使用多媒體遊戲教材之實驗組數據統計達顯著水準；而使用紙本教科書之對照組未達顯著水準。實驗組的前、後測差平均明顯高於對照組，驗證使用多媒體遊戲教材在碳

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22 角色與情境之遊戲教材陳明秀、蔡仕廷、張基成圖12. 教師共同編訂之文本教材文字內容（內容參照行政院環境保護署）足跡知識之學習成效有較佳的成果。驗證二：對學習較緩慢之學童（學期成績低分組，平均為 60~79 分者）使用本研究之多媒體遊戲教材後，在學習碳足跡知識之成效，有顯著差異。驗證三：受測學童經常使用電腦與否對多媒體遊戲教材學習碳足跡知識之成效上有顯著差異。

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陳明秀、蔡仕廷、張基成角色與情境之遊戲教材 23 圖13. 多媒體遊戲教材中的碳足跡解說影片。影片穿插於遊戲單元中，以實際拍攝與動畫圖像方式呈現，並搭配旁白講解。

伍、結論與建議

一、結論

誠如前述與實驗結果，本研究主要目的在探究多媒體遊戲教材介入教學課程後，對國小五年級學童學習「碳足跡」知識的學習成效。根據數據顯示，透過多媒體遊戲教材的實施，得知學童對於此種學習方式相當有興趣，也正因為本教材的開發結合了知識及遊戲特性，且將教科書中的文字內容以圖像的方式呈現，學童透過層層的遊戲設計關卡學習碳足跡知識，並能在遊戲關卡測驗模式檢視自己的學習程度，得到立即的回饋與成就感，正如 Olson（2010）的實驗結果，研究者發現，學童在遊戲過程中若能有思考及合作模式，即能啟發科學思考的基礎，對於克服障礙與協作學習上是有正面助益的。同時本研究也將受測學童的學習狀況與習慣分類，檢視多媒體遊戲教材在這些群組內的使用成效；在學習狀況方面，將學童以平均方式分為高分組與低分組，低分組普遍為在課業學習上較無法專心或理解較慢的學童，多媒體遊戲教材介入課程後，低分組對於碳足跡知識的成長幅度明顯高於高分組，顯示多媒體遊戲教材能夠提升學童的專注力；另外，在學童的習慣方面，本研究以是否經常使用 3C 產品為族群分類，多媒體遊戲教材介入後的結果可得知，經常使用 3C 產品的族群對於教材內的細節較能注意，也能從中加深印象，而不常使用 3C 產品的學童，雖然在課程開始時會明顯跟不上進度，不過經歷了一、二堂課之後，已能習慣使用多媒體遊戲教材，在學習興趣方面也有明顯表現，遇到操作問題或關卡測驗時，會想知道正確的方式及解答，並未有因不瞭解而跳過的狀況產生。基於上述研究結果，本研究所設計開發之多媒體遊戲教材對實驗組在碳足跡知識的學習上，具有顯著的學習效果並能有效地提

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24 角色與情境之遊戲教材陳明秀、蔡仕廷、張基成升學習興趣。本研究希望能以此多媒體遊戲教材幫助教育前線的教師們，利用此遊戲教材的文字圖像化，以及加入遊戲影音的趣味性與吸引力，提升學童專注度，也正如吳瑞源與吳慧敏（2008）使用多媒體動畫教材對學習成效與時間的影響所述，多媒體組合形式不但影響學習成效；「動畫加旁白」的組合對於實驗中的學習是最佳的成果。且利用遊戲動畫中簡短的字卡解說搭配教師的課程講解，使學童們快速理解與進入學習狀況，教師也能順利引導學童進入知識領域，經由通過遊戲關卡的方式學習課本知識，不再只是枯燥的咬文嚼字，而是帶領學童們透過遊戲教材沉浸學習的樂趣。現今遊戲應用教育學習的研究方向，已從過去的減少電玩遊戲對青少年的誘惑，轉變為如何將電玩遊戲對青少年心智發展的益處發揮到極大值，並避免電玩遊戲的潛在危害（Olson, 2010）。也正如同課程改善的主要目的，是在於增加教育的品質與價值，但改變的過程需要長時間來證明成效，無論課程改善的結果是好或相反，其實都能視其為有價值的改變。本研究中也從實驗數據中驗證，多媒體遊戲教材的知識與文字圖像化能提升學童們的理解力與學習動力，並期望在未來提供教學現場的教師們有實質幫助的教學工具，除了教育部公定之出版社教材外，讓此教材在教師們指導學童時，成為一項有利並具正面助益的教學選擇。

二、建議

（一）可將本研究之概念與數據作為主架構應用於資源班。因為多媒體教材之影音特性以及遊戲式學習的樂趣，可幫助資源班學童提升學習意願，也期望從後續研究分析資源班學童對遊戲教材的接受程度，由此得知學童們是因為本身心理狀態而抗拒學習，抑或是因為大量文字無法負荷而產生抗拒心態等現象，並由「學習風格」的理論與觀點做深入研究與探討，再搭配此數據改良遊戲內容，幫助資源班學童進入學習狀況。（二）可再將學童依個人徵狀與學習狀況分類，檢視多媒體遊戲教材在何種徵狀下能有較高的學習提升，也可嘗試將多媒體遊戲教材應用於臨床確診案例之教學，例如：學習遲緩、注意力不集中、過動症，以瞭解多媒體遊戲教材是否能對確診學童有學習助益。（三）教科書出版社都會隨書附上該科目之影音光碟教材，但就教育現場的觀察而言，大部分教師幾乎不使用影音光碟，少部分教師也只將光碟作為補充。建議可將多媒體遊戲教材與出版社提供之影音光碟教材做完整研究，分析多媒體遊戲教材及影音光碟對學童學習之差異為何。

誌謝

本研究之多媒體遊戲教材由張基成教授之製作團隊研發，感謝團隊成員曾煥格、郭昱宏悉心設計開發，助本研究實驗順利完成。

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參考文獻

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(29)

附錄

桃園市龜山區○○國民小學「碳足跡」知識學習測驗卷

五年班座號：姓名：

一、選擇題（共十題，一題 3 分）

（） 1. 碳足跡主要是計算下列哪個選項？  H2O  CO2  NaCl  O2。（） 2. 碳足跡是以以下何種單位計算？ 國家 地區 城市 個人。（） 3. 有關碳足跡的敘述，下列何者正確？ 人類生活軌跡或產品製造過程所產生的二氧化碳總和 人一天呼吸二氧化碳擴散影響的軌跡 人走路所呼出的二氧化碳及對環境所造成的影響 綠色森林遭受人類破壞後，二氧化碳所產生的足跡。（） 4. 低碳飲食的五大原則，不包含下列哪一項？ 在地當季蔬食 少油少糖少鹽 少吃菜，多吃肉 少加工多原味。（） 5. 在食品生命週期中盡量避免產生溫室氣體排放，稱為 低溫飲食 低氣飲食 低壓飲食 低碳飲食。（） 6. 下列何項電器用品有最低的碳排放量？ 電視 冷氣 電梯  LED 燈管。（） 7. 溫室氣體不斷增加所造成的全球暖化現象，其影響有 海平面上升 生態系統失衡 氣候變遷 以上皆是。（） 8. 家庭用品裡碳排放量最大宗來自於 空調及照明 電腦 電視 吹風機。（） 9. 以下哪種行為有較佳的減碳效果？ 實施資源回收 冷氣溫度控制在 20~22度 開車到住家巷口的便利商店購物 從一樓坐電梯到二樓。（） 10. 聯合國跨政府氣候變遷研究小組公開呼籲全球民眾抑制食肉的衝動，因為肉品是碳排放量高度密集的商品。民眾哪些行動可以幫助減少溫室氣體？ 少吃肉 騎單車 少消費 以上皆是。

二、是非題（共十題，一題 3 分）

（） 1. 刷牙時，一直開著水龍頭所產生的碳排放量，比用漱口杯接水所產生的碳排放量還大。（） 2. 就生產過程來說，蔬菜沙拉的碳排放量比牛肉漢堡的碳排放量還多。（） 3. 搭乘電梯可減少碳排放量。

(30)

30 角色與情境之遊戲教材陳明秀、蔡仕廷、張基成（） 4. 選購具有「環保標章」的產品有助於減少排碳量。（） 5. 洗澡時應盡量淋浴並選用低流量之蓮蓬頭，可減少水量的使用。（） 6. 少開車、多搭乘大眾交通工具有助於減少碳排放量。（） 7. 出外旅遊外求方便，不用自備水壺，大量購買寶特瓶製品即可。（） 8. 外出時，即使短程路途也應該多開車，以求方便。（） 9. 以碳排放量來計算，生產一公斤的牛肉的碳排放量，大約是生產一公斤蔬果的 10倍。（） 10. 愛用當地食材，如彰化人愛用彰化當地的蔬果，是有助於減少碳排放量。

三、填充題（共五題，一格 4 分）

1. 碳足跡可被定義為與一項活動或產品的整個（）過程所直接與間接產生的溫室氣體排放量。 2. 產品碳足跡排放尚須包含產品原物料的開採與製造、組裝、（）。 3. 透過（）制度的施行，能使產品各階段的碳排放來源透明化，也能促使消費者正確地使用產品，以達到減低產品碳排放量的最大效益。 4. 下方的碳標籤圖案中，綠色愛心中的數字代表（）氣體的單位。 5. 在行政院環保署的網頁中，提供了各項產品製程中所產生的碳排放量數據，這些數據的計算稱為（）計算器。

(31)

四、問答題（共三題，第一、二題各 8 分，第三題 4 分）

1. 請簡單敘述什麼是「碳足跡」。（可用圖表回答）

2. 請簡單敘述什麼是「碳標籤」。（可用圖表回答）

(32)

Journal of Research in Education Sciences 2016, 61(4), 1-32

doi:10.6209/JORIES.2016.61(4).01

Effects of Educational Role-Playing and

Simulation Games: Designing Interactive

Carbon Footprint Curriculum for Primary

School Students

Ming-Hsiu Mia Chen

_{Shih-Ting Tsai}

Chi-Cheng Chang

The Graduate Institute of Design Science, Tatung University

Department of Technology Application and Human Resource Development, National Taiwan Normal University

Abstract

The purpose of this study was to explore the effects of educational role-playing and simulation games in the specific context of carbon footprint curriculum designed for primary school students. A total of 60 primary school students were classified into two groups. The participants in the experimental group (30 students) were taught using a multimedia game and the participants in the control group (30 students) were taught using a textbook. The results showed that the experimental group demonstrated a greater improvement in general carbon footprint knowledge and in each separate learning unit (Grads level and using 3C product) than the control group did. Additionally, according to the experimental process and results, the students in the experimental group displayed more favorable thinking structures and learning attitudes toward carbon footprint topics than the control group did. All results indicated that game-based learning involving role-playing and simulation was a helpful component of carbon footprint curriculum.

Keywords: carbon footprint, game based learning, multimedia game learning program, serious game, simulating

Corresponding Author: Shih-Ting Tsai, E-mail: [email protected]

嚴肅遊戲之角色扮演與情境模擬對於學習成效之影響：以國小五年級碳足跡課程為例