國立交通大學
理學院科技與數位學習學程
碩 士 論 文
數位遊戲中鷹架呈現模式與酬賞機制對
玩家遊戲行為的影響
The Effect of Scaffolding Presentment Model and Reward
Mechanism in Digital Games on Players’ Gaming Behavior
研 究 生：朱秀美
指導教授：孫春在 教授
數位遊戲中鷹架呈現模式與酬賞機制對玩家遊戲行為的影響
The Effect of Scaffolding Presentment Model and Reward Mechanism in
Digital Games on Players’ Gaming Behavior
研 究 生：朱秀美 Student：Chu-Hsiu Mei
指導教授：孫春在 Advisor：Dr. Chuen-Tsai Sun
國 立 交 通 大 學
理學院科技與數位學習學程
碩 士 論 文
A Thesis
Submitted to Degree Program of E-Learning College of Science
National Chiao Tung University In partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Master
In
Degree Program of E-Learning
June 2012
Hsinchu, Taiwan, Republic of China
數位遊戲中鷹架呈現模式與酬賞機制對玩家遊戲行為的影響
學生：朱秀美 指導教授：孫春在 教授
國立交通大學理學院科技與數位學習學程碩士班
摘 要
在數位遊戲中，常會利用鷹架輔助來協助玩家過關而不致於卡關，讓玩家可以在遊 戲當中避免長時間的挫折，或是發現解決問題的策略而獲得成就感。本研究以數位版數 獨遊戲中的「數獨教授」為遊戲環境，將該遊戲中多種不同的鷹架工具，依Wood、Bruner 及Ross (1976)的分類，分成「關鍵特徵」、「控制挫折」與「提供示範」三種類型鷹架， 並以主動、被動出現和隠藏三種呈現方式，讓玩家在遇到卡關時，可以選擇性的使用鷹 架，避免玩家過度依賴輔助工具，剝奪玩家的學習機會。另外，本研究也加入酬賞機制 （得分和扣分）為外在誘因，進一步探討是否對玩家在遊戲過程中的行為表現及過關方 式造成影響。 本研究先以二十四位玩家做前導性研究，在前導性研究發現玩家在遊戲中的行為差 異。在正式研究時，將玩家分成鷹架主動呈現得分組、鷹架主動呈現扣分組、鷹架被動 出現得分組、鷹架被動出現扣分組、鷹架隠藏得分組和鷹架隠藏扣分組六組，進行不同 鷹架呈現方式及酬賞下的數獨教授遊戲，再比較其間遊戲行為表現及過關方式的差異 性。 本研究主要的發現如下： 一、 鷹架被動出現組和鷹架隠藏組使用控制挫折和提供示範的工具次數低於鷹架主動 呈現組。 二、 酬賞機制中扣分組使用關鍵特徵和控制挫折的工具次數低於得分組。 三、 無數獨遊戲經驗的玩家較依賴鷹架工具，且多傾向使用工具類別中的控制挫折。 四、 鷹架隠藏組中有數獨遊戲經驗的玩家過關方式多傾向與規則共在的玩。 關鍵字：數位遊戲、鷹架輔助、酬賞機制、遊戲行為The Effect of Scaffolding Presentment Model and Reward Mechanism in
Digital Games on Players’ Gaming Behavior
Student : Hsiu-Mei Chu Advisor: Dr. Chuen-Tsai Sun Degree Program of E-Learning
National Chiao Tung University
Abstract
In digital games, scaffolding is often used to help players to achieve goals instead of getting stuck. Scaffolding either prevents players from a long period of frustration in playing games, or helps them finding the problem-solving strategies in order to gain a sense of achievement. In this research we used the digital version of “Sudoku” as the game
environment, which supported various scaffolding tools. According to Wood, Bruner and Ross’s (1976) classification, the tools were divided into three types of scaffolding which were “revealing key characteristics”, “controlling frustrations” and “providing demonstrations”. The tools were presented in an active, a passive, and a hidden way, respectively, for comparison of their scaffolding capability. The players had the option to use scaffoldings when they got stuck in the game so as to prevent the players from depending much on auxiliary aids and depriving their chances of learning. In addition, this study also added a reward mechanism (getting points and losing points) as an external incentive to further explore whether it affects the players’ behavioral performances while playing the game. Twenty-four players were selected as participants in the pilot study in which we
identified their differences in gaming behaviors. In the formal study, the players were divided into groups with combinations of active/passive/hidden scaffolding and reward/penalty. The Sudoku game was played under such various scaffolding presentments and different reward. Then, we compared the differences among the game behavior performances and gaming modes.
The principal findings of this research are as follows:
（1）Passive and hidden scaffolding groups showed lower frequency in using controlling frustration and providing demonstration tools than the active scaffolding group. （2）The reward groups used less tools of revealing key haracteristics and controlling
frustration tools than the penalty groups.
（3）Players without previous Sudoku gaming experiences relied more on the scaffolding tools, and they tended to use more controlling frustration tools.
（4） Groups of hidden scaffolding with Sudoku game experiences tended to play with rules in an attempt to pass the game.
Keywords： Digital games, Scaffolding, Reward and penalty mechanisms,
誌 謝
兩年的專班研究生涯終於告了一段落，期間雖然要兼顧學業、工作和家庭，有時會 覺得緊湊又疲憊，但著實感到充實許多且獲益良多。 由衷感謝孫春在老師的指導，幫助我從完全不懂且茫然毫無頭緒的研究中慢慢地理 出頭緒，再一點一滴的仔細引導與建議，使我能逐一循序漸近地從中獲得關鍵性要點， 進而順利完成論文研究，心中的感激，不盡言語。此外，亦感謝林珊如老師仔細批閱論 文中的缺失，帶給我很大的助益，使我的論文能更趨完整。亦感謝項潔老師及袁賢銘老 師在口試時給我的許多寶貴意見，使我得以了解研究結果應有不同的見解。 感謝協助程式修改的巫光楨老師，因為您的全力幫忙，使我的論文得以順利完成。 另亦感謝佩嵐學姊熱心且有耐心的協助，不厭其煩地幫我檢閱每一章節，提供了許多寶 貴意見，尤其在實驗數據的統計分析校對，讓我更具信心完成。而在研究期間，也要謝 謝志鴻學長及立先學長和書豪學長的幫忙，只是有時要忍受我無理頭的問題，又得要幫 忙解答，為難了你們。 能順利如期畢業，更加要感謝我周遭的同事及朋友和同學，常常在我需要幫忙時適 時伸出援手，而我的家人是讓我主要能放心研究的最大動力，雖然兒子的叛逆夾雜而來， 頓時感到身心俱疲，但是女兒的貼心，總是能激勵我不要放棄，酸甜苦辣的歷程，深植 心中，感謝一切圓滿逹成。 朱秀美 101.06.30目 錄
摘 要 ... i Abstract ... ii 誌 謝 ... iv 目 錄 ... v 表目錄 ... vii 圖目錄 ... ix 第一章 緒論 ... 1 1.1 研究背景與動機 ... 1 1.2 研究目的 ... 4 1.3 研究問題 ... 4 1.4 名詞解釋 ... 4 第二章 文獻探討 ... 7 2.1 數位遊戲 ... 7 2.1.1 數位遊戲之定義 ... 7 2.1.2 數位遊戲之種類與特性 ... 7 2.1.3 數位遊戲與動機 ... 9 2.1.4 數位遊戲與學習 ... 10 2.1.5 數位遊戲和遊戲規則 ... 11 2.2 鷹架理論 ... 13 2.2.1 鷹架的意義 ... 13 2.2.2 鷹架的理論基礎 ... 13 2.2.3 鷹架的種類 ... 16 2.2.4 鷹架的應用 ... 17 2.3 酬賞機制 ... 18 2.3.1 酬賞的理論基礎 ... 18 2.3.2 酬賞和學習動機 ... 21 2.3.3 酬賞的應用 ... 23 2.4 數獨遊戲 ... 25 2.4.1 數獨遊戲的起源 ... 25 2.4.2 數獨遊戲的盤面介紹 ... 25 2.4.3 數獨遊戲的規則及解題策略 ... 28 第三章 研究方法與設計 ... 33 3.1 研究架構 ... 333.2 前導性研究 ... 34 3.3 正式研究 ... 36 3.3.1 研究對象 ... 36 3.3.2 研究工具 ... 37 3.3.2.1 數獨教授 ... 37 3.3.2.2 不同鷹架模式及酬賞機制的數獨遊戲環境設計 ... 41 3.3.3 研究設計 ... 44 3.4 數位遊戲過關方式分類方法 ... 48 第四章 資料分析與討論 ... 50 4.1 不同鷹架呈現模式及酬賞機制對玩家最大過關關別的影響 ... 51 4.2 不同鷹架呈現模式及酬賞機制對玩家使用工具總次數的影響 ... 53 4.3 不同鷹架呈現模式及酬賞機制對玩家使用鷹架工具類別的影響 ... 55 4.3.1 不同鷹架呈現模式及酬賞機制對玩家使用『關鍵特徵』次數的影響 ... 55 4.3.2 不同鷹架呈現模式及酬賞機制對玩家使用『控制挫折』次數的影響 ... 57 4.3.3 不同鷹架呈現模式及酬賞機制對玩家使用『提供示範』次數的影響 ... 59 4.4 不同鷹架呈現模式及酬賞機制對玩家過關得分的影響 ... 61 4.5 不同鷹架呈現及酬賞機制對玩家過關方式的關聯性 ... 65 4.5.1 不同鷹架呈現及數獨遊戲經驗對玩家過關方式的關聯性 ... 66 4.5.2 酬賞機制及數獨遊戲經驗對玩家過關方式的關聯性 ... 69 4.6 不同過關方式的玩家遊戲行為表現質性描述 ... 70 第五章 結論與建議 ... 78 5.1 結論 ... 78 5.2 建議 ... 79 參考文獻 ... 80 附 錄 ... 86
表目錄
表 1 數位遊戲所具備的特性相關研究表 ... 8 表 2 數位遊戲與動機之相關論點 ... 9 表 3 遊戲規則的之相關論點 ... 12 表 4 酬賞對學習動機之影響 ... 22 表 5 增強物運用之差異性 ... 23 表 6 獎賞和懲罰之實施策略 ... 24 表 7 酬賞策略的分類方式 ... 24 表 8 解題行為與解題第一步高低階層分類表 ... 31 表 9 遊戲行為差異表 ... 35 表 10 數獨遊戲最大過關關別差異表 ... 35 表 11 遊戲過關方式差異表 ... 36 表 12 各組別及人數表 ... 45 表 13 成績分佈表 ... 45 表 14 玩家代表『遵守規則的玩』分類範例 ... 48 表 15 玩家代表『與規則共在的玩』分類範例 ... 49 表 16 不同鷹架呈現模式組有效樣本人數統計表 ... 51 表 17 不同鷹架呈現及酬賞機制對『最大過關關別』之變異數分析摘要表 ... 52 表 18 數獨遊戲經驗對於玩家『最大過關關別』之 t 檢定分析摘要表 ... 52 表 19 不同鷹架呈現模式及酬賞機制對『使用工具總次數』之描述性統計表 ... 53 表 20 不同鷹架呈現模式及酬賞機制對『使用工具總次數』之變異數分析摘要表 ... 54 表 21 數獨遊戲經驗對於玩家『使用工具總次數』之 t 檢定分析摘要表 ... 54 表 22 不同鷹架呈現模式及酬賞機制對使用『關鍵特徵』次數之描述性統計表 ... 55 表 23 不同鷹架呈現模式及酬賞機制對使用『關鍵特徵』次數之變異數分析摘要表 ... 56 表 24 數獨遊戲經驗對於玩家『關鍵特徵』之 t 檢定分析摘要表 ... 56 表 25 不同鷹架呈現模式及酬賞機制對使用『控制挫折』次數之描述性統計表 ... 57 表 26 不同鷹架呈現模式及酬賞機制對使用『控制挫折』次數之變異數分析摘要表 ... 58 表 27 數獨遊戲經驗對於玩家『控制挫折』之 t 檢定分析摘要表 ... 58 表 28 不同鷹架呈現模式及酬賞機制對使用『提供示範』次數之描述性統計表 ... 59 表 29 不同鷹架呈現模式及酬賞機制對使用『提供示範』次數之變異數分析摘要表 ... 60 表 30 數獨遊戲經驗對於玩家『提供示範』之 t 檢定分析摘要表 ... 60 表 31 不同鷹架呈現模式及酬賞機制對『過關得分』之變異數分析摘要表 ... 61 表 32 數獨遊戲經驗對於玩家『過關得分』之 t 檢定分析摘要表 ... 62 表 33 玩家數理成績高低對『遊戲行為表現』之變異數分析摘要表 ... 64 表 34 不同鷹架呈現及酬賞機制對『過關方式』之卡方考驗分析摘要表 ... 65 表 35 鷹架 * 遵守規則於否 * 數獨遊戲經驗 交叉表 ... 67 表 36 不同鷹架呈現及數獨遊戲經驗對『過關方式』之卡方考驗分析摘要表 ... 68表 37 酬賞機制及數獨經驗對『過關方式』之卡方考驗分析摘要表 ... 69
表 38 不同過關方式的玩家遊戲行為表現問巻統計表 ... 70
表 39 不同組別『遵守規則的玩』的玩家遊戲行為質性分析 ... 72
圖目錄
圖 1 Vygotsky 的近側發展區示意圖 ... 14 圖 2 Vygotsky 的近側發展區與鷹架學習的概念圖 ... 15 圖 3 數獨謎題 ... 26 圖 4 列的盤面位置表示法 ... 26 圖 5 行的盤面位置表示法 ... 27 圖 6 九宮格盤面位置表示法 ... 27 圖 7 宮格盤面位置表示法 ... 28 圖 8 行唯一解 ... 28 圖 9 列唯一解 ... 29 圖 10 宮唯一解 ... 29 圖 11 宮二餘解 ... 29 圖 12 列摒餘法 ... 30 圖 13 行摒餘法 ... 31 圖 14 宮摒餘法 ... 31 圖 15 研究架構圖 ... 33 圖 16 前導性研究流程圖 ... 34 圖 17 遊戲規則介紹 ... 37 圖 18 鷹架工具介紹 ... 38 圖 19 顯示剩餘數字數量統計表 ... 39 圖 20 自動輔數 ... 39 圖 21 檢查填數 ... 39 圖 22 下一手提示 ... 40 圖 23 下一手詳示 ... 40 圖 24 數獨教授鷹架模式和酬賞機制組別 ... 43 圖 25 鷹架主動呈現組 ... 43 圖 26 鷹架被動出現組 ... 44 圖 27 鷹架隱藏組 ... 44 圖 28 數獨遊戲施測照片 ... 46 圖 29 實驗流程圖 ... 47第一章 緒論
本研究的主要目的係探討在數位遊戲中，鷹架呈現模式與酬賞機制對玩家遊戲行為 表現及過關方式的影響。本章共分成第一節研究背景與研究動機、第二節研究目的、第 三節研究假設及第四節名詞解釋等四節。1.1 研究背景與動機
隨著數位時代的來臨，數位化的機能已深植於現代人的日常生活中。其中，數位遊 戲不管是對哪一種年齡層的人而言，幾乎也成為重要的休閒娛樂之一。電 腦 數 位 遊 戲 之 所 以 吸 引 玩 家 ，主要是兼具了娛樂性、遊戲性、規則性、目標性、人機互動性、結 果與回饋、適性化、勝利感、競爭挑戰與衝突感、問題解決、社會互動性以及圖像與情節 性等特性（Prensky, 2001）。然而，Gee(2004)提出在玩遊戲的本質上，除了愉悅效果之 外，同時也會激勵玩家產生對學習的渴望，意即遊戲的目的是可以深深地被激勵並引發 學習，對於學習動機及學習成效上的幫助也相當大。許多的研究亦證實，在遊戲式的學 習環境下，可以提供學習者有概念認知和認知操作的機會，且能激發學習者的內在動機， 並有效地提高其注意力，是一個能有自發性學習的良好環境（Raybourn, 2005）。 Zimmerman(1990)認為自發性學習有三種特性：首先，學習者出自於內在動機，就 是他們覺得參加活動即是本身的獎勵，並不需要尋求外部獎勵；第二，自主學習者的後 設認知活動，學習者積極參與規劃和設定目標，能夠監測且評價自己的學習；第三，自 主學習者在行為上是主動的，因為他們會採取必要的步驟來選擇和結構適合自己學習方 式的環境。可見，藉由遊戲本身的趣味性、挑戰性及好奇心等特性，是可以引發玩家在 遊戲中產生自發性學習。Rieber(1996)認為玩遊戲本身就是一種實踐，把遊戲當作是可 以達成生活經驗的一種過程，而且利用這個過程來建立自我價值，可定義為一種刺激本 質上的自發性活動。 然而，內在動機可以引導人們去追求和掌控挑戰，來滿足勝任感及自我決定的需求 （Deci, Koestner & Ryan, 2001），但挑戰必須在學習者能力可及的範圍內，如同McFarland(2002)所言：要拿捏遊戲的困難度是很重要的，必須要讓玩家感到有挑戰又不 會太艱難。所以在許多數位遊戲中，設計者必須能適時地提供不同的輔助工具，依據關 卡的難易度及特性，循序漸進地設計出和遊戲內容可相互搭配的鷹架工具，並藉由鷹架 的呈現來引導玩家如何學習玩得上手，且讓玩家能夠持續追求並掌控挑戰，而不致於使 玩家因受挫折而放棄玩遊戲。 Kintsch（1991）認為電腦學習環境所扮演的角色並不是提供智慧來指導或監控學生 的學習進行和進度，其最主要作用是在提供學習者有一個暫時性的支持，讓他們的表現 能夠超出他們目前能力的水準，其中所提及的暫性支持即符合了鷹架的概念。鷹架概念 源自於 Vygotsky 提出的最近發展區概念，他將認知發展分成兩個層次：（一）實際發展 層次，意指個體未經他人協助，便能獨自解決問題的層次；（二）潛在發展層次，意指 個體需經由教學者、同儕較優者等他人的協助、引導或合作下，才能解決問題的層次， 兩種層次間存在的差距即稱之為「近側發展區」(ZPD)。而鷹架的功能主要在於提供足 夠的支援來提升學習者的學習能力，且隨著學習者能力的提昇，逐漸褪去鷹架，並將學 習責任轉移至學習者本身，進而讓學習者能主導學習，最後經由學習建構出屬於自己的 知識，且不再需要鷹架輔助，也就是在實際發展的層次，協助學習者提昇至潛在發展的 層次，亦可以說鷹架是一個過程，透過成人或專家所提供的學習支援來增強學生問題解 決的能力（Wood et al.,1976; Vygotsky, 1978）。
近年來，鷹架理論在各領域的研究頗豐，許多研究亦發現適時的鷹架，對於學習者 的學習成效是有正向幫助（Yelland & Masters, 2007；Kim & Hannafin, 2011）。然而，鷹 架呈現的時機卻也會影響玩家玩遊戲的學習動機，有研究者認為部份的鷹架工具會造成 玩家過度依賴，剝奪了玩家學習的機會，也抑制了學習的效果（詹惠麟，2010）。Pea （2004）指出鷹架時，需同時考慮到學習的認知及動機方面的問題。因此，Azevedo & Hadwin（2005）提出在電腦為基礎的學習中，有效的鷹架設計，需考慮到學習者是否能 達到自我調節及後設認知上的學習效果。若在遊戲中沒有適當的運用鷹架，反而容易防 礙到玩家的學習，故鷹架可能會增強或削弱學習的動機，太早或過於明顯的鷹架輔助， 可能會造成學習上的依賴，這亦是在遊戲歷程中需注意的。
在遊戲式的學習環境下可以引發玩家在遊戲中產生自發性學習，然而要如何引發和 維持學習者的學習動機則是一個值得探究之處，就學習者的觀念和知識的學習而言，學 習成果可以是一個決定性的因素來決定學習者的學習策略的選擇和成功學習。在相關之 研究中，大多探討在遊戲中加入回饋訊息來提昇學習者的學習樂趣或學習成效
(Charles.D., Charles.T., McNeill, Bustard & Black, 2011)。然而，在教育心理學行為主義學 派中認為學習動機尚需仰賴外在的獎賞（reward）和懲罰（punishment）等因素，在教 育上主張採用獎賞與懲罰兩者兼施，獎賞可以讓學習者有良好的行為表現，懲罰為制止 學習者不當的行為發生，強調外在因素的控制（張春興，2007）。Amabile(1983)認為內 在動機是為了達到活動任務本身的樂趣而去參與的動機，其主要是集中在活動任務本身 的挑戰及樂趣；而外在動機則是為了達到活動任務以外的目標才去參與活動的動機，其 主要是集中在活動任務以外的酬償。倘若於遊戲中在鷹架輔助下，加入外在控制因素（獎 賞和懲罰），是否會影響玩家的學習動機，而導致影響玩家在遊戲過程中行為的改變， 是本研究想探討之處。多數研究亦較著重於班級策略及學生行為管教上酬賞策略的影響 （Hukam, 2007），或是探討其在合作關係上的影響效應（Nikiforakis, 2009），顯少在 數位遊戲領域中做相關之探究。故本研究採用已普及化的數位遊戲「數獨」推理遊戲為 環境變項，在遊戲中設計不同的鷹架呈現模式（主動、被動和隠藏呈現），並將酬賞採 用過關的得分和扣分的方式加入遊戲中，藉由鷹架的呈現模式及酬賞機制來探討對玩家 遊戲行為及過關方式的影響，並進一步了解玩家如何適時運用鷹架輔助及酬賞所帶來的 影響程度。 數獨是個非常有趣的推理益智遊戲，其源自於日文（SUDOKU），意思是獨立的數 位（汪東橋，1997），規則簡單易懂，主要是在九個九宮格中，填入 1 到 9 的數字，每 個數字在每一九宮格、行及列中皆只能出現一次不能重覆，題目中會先填入一些數字， 其他宮位則空白，玩家必須依照題目顯示的數字分布狀況，推敲思考其餘剩下空白的宮 位是什麼數字，故只需運用邏輯推理的技巧，是一個被公認為對專注力和邏輯推理能力 有益處且形象良好的益智遊戲(Mepham, 2005)，相當受到大眾的喜愛及接受。另據統計 全世界有近 85 個國家，400 多份報紙皆有刊載，且在網路上亦有不少網站可供線上遊戲，
可見其普及程度。 然而，數獨遊戲本身並沒有外在的獎賞或懲罰，喜歡玩的人主要是因樂趣而玩，除 非卡關很久產生了焦慮，否則是不會使用鷹架輔助，但若加上了得分，玩家可能就會為 了追求這個遊戲外的獎賞而提前使用鷹架，或使用原先不用的鷹架，只求過關來得分。 但是，如此一來可能會減損了玩家的樂趣，更可能對鷹架產生依賴，同時降低了學習效 果；如果加上扣分的部份，那可能影響層面就可能更廣。部分玩家可能會為了要追求得 分或避免扣分，而打破遊戲規則或找出遊戲設計的漏洞和弱點，另外發展出其個人創意 的解題方法來過關。因此，本研究選擇以數位化的數獨遊戲，探討鷹架輔助呈現模式與 酬賞機制對玩家遊戲行為表現及過關方式的影響。
1.2 研究目的
綜合上述之背景與動機所論，本研究之目的為探究在數位益智遊戲中： 一、鷹架呈現模式與酬賞機制對玩家遊戲行為的影響。 二、鷹架呈現模式與酬賞機制對玩家遊戲過關方式的影響。1.3 研究問題
本研究根據研究目的，提出之具體研究問題如下： 一、鷹架呈現模式與酬賞機制對玩家的最大過關關別是否有差異？ 二、鷹架呈現模式與酬賞機制對玩家使用工具總次數是否有差異？ 三、鷹架呈現模式與酬賞機制對玩家使用工具類別是否有差異？ 四、鷹架呈現模式與酬賞機制對玩家的過關得分是否有差異？ 五、鷹架呈現模式與酬賞機制對玩家過關方式是否有差異？1.4 名詞解釋
一、數位遊戲： 本研究應用的數位遊戲為網路益智遊戲尤怪之家中的數獨教授，採用 66 之版本， 經由尤怪老師改良設計，在數位化的介面中提供鷹架輔助工具包含顯示剩餘數字數量統 計表、自動輔數、檢查填數、下一手提示和下一手詳示，並以主動、被動和隠藏呈現，讓玩家可以依遊戲內容的難易程度而適時加以運用。另外加入得分和扣分的部份，讓玩 家依不同情境進行遊戲，進而探討玩家在遊戲過程中的行為表現及過關方式是否會受到 酬賞的影響。 二、鷹架輔助： Vygotsky認為學習的過程是一種「責任的遷移」，主要是提供一個暫時性的支持(鷹 架)來協助學生發展學習能力，這個暫時性的支持可能是一種教學策略或工具，並會隨 著學習者能力的提昇，漸漸地把學習責任轉移到學生的身上，最後讓學生可以主導學習， 且經由學習來建構出自己的知識。本研究運用「暫時性的支持」概念，在遊戲中以鷹架 的主動、被動和隠藏方式呈現，且逐漸褪去鷹架工具，再依據遊戲中所使用的功能選項， 採用Wood、Bruner & Ross（1976）整理出六種關於在學習上所提供的鷹架分類：（1） 引起動機（2）簡化分割（3）指引方向（4）關鍵特徵（5）控制挫折（6）提供示範中 的鷹架類型「關鍵特徵」、「控制挫折」和「提供示範」三類，在實驗過程中組合起來分 別讓各組使用，同時亦調整成受試者比較容易接受的模式，以觀察鷹架的呈現方式對玩 家遊戲行為的影響。 三、動機： 動機（motivation）是指引起個體活動，維持已引起的活動，並導使該一活動趨向某 一目標的內在心理歷程，而學習動機則是可以引發學習者主動接收知識，並持續進行學 習活動，最後達到學習目標的一連串內在心裡過程（張春興，2007）。在教育心理學派中， 大致將動機分為內在動機和外在動機兩類：內在動機為因內在需求而產生的，學習者對 自己珍視、好奇、興趣和挑戰性的學習活動，在沒有明顯的酬庸下，自動自發的投入， 並從學習中獲勝任感和控制感的滿足；外在動機則是受到外在環境因素影響而產生的（林 建平，2000）。 四、酬賞機制： 在行為學習理論觀點中認為奬賞（reward）主要的目的是肯定學習者的行為表現， 且會鼓勵其持續表現該行為，而懲罰（punishment）主要是否定學習者不當的行為表現，
並阻止其該行為的表現（張春興，2007）。本研究依據行為主義學派的觀點來探討外在 的誘因（奬賞和懲罰）是否會影響玩家在遊戲過程中的行為表現及過關方式的改變。 五、遊戲行為： 意指在數獨遊戲中所表現出的過關關數、工具總次數、使用工具類別、過關得分、 過關方式等行為表現。然而，遊戲的過關方式通常會依照遊戲規則及解題策略來進行， 本研究應用的數獨教授每關解題策略，經由尤怪老師改良設計其區分為餘數法（唯一解、 二餘解、三餘解）、宮摒餘和區塊摒除法，玩家可依上述方法過關，或是依自己所找出 的方法來過關。
第二章 文獻探討
2.1 數位遊戲
2.1.1 數位遊戲之定義
數位遊戲意指透過電子設備，如電腦、遊戲機等所進行的一種遊戲方式。依據經濟 部數位內容產業推動辦公室對於數位遊戲的定義為以資訊平台提供聲光娛樂給一般消 費大眾，包括：1.戲機軟體 (Console Game-PS2、XBOX、Game Cube) 2.個人電腦遊戲軟體(PC Game) 3.掌上型遊戲軟體(PDA、Gameboy、手機遊戲) 4.大型遊戲機台遊戲(Arcade Game) 本研究採用之數位遊戲為以個人電腦為平台的遊戲軟體。
2.1.2 數位遊戲之種類與特性
數位遊戲的種類繁多，Orwant（2000）解釋了 Herz 所使用的一種近似現代的遊戲 產業中廣泛使用的系統，這些主要的類別分為以下八類： 1. 動作遊戲－可以再分類成射擊遊戲、"平台" 遊戲，與其他以迅速反應為基礎的遊戲， 重視手眼反應、刺激遊戲者的感官的遊戲，包括 2D、3D 動作、格鬥、射擊。 2. 冒險遊戲－在大部分的冒險遊戲裡，玩家為了通過一些描繪的虛擬世界而需要解決許 多邏輯謎題。強調「解謎 」，讓玩家成為故事中的主人翁，並發展一連串事件的遊戲。 3. 格鬥遊戲－這些涉及一些電腦控制的戰鬥角色，或由其他玩家所操控的角色。 4. 智力遊戲－主要以重視腦力思考，有益於智力增進為主，不會帶給遊戲者急於過關或 是恐懼緊張的壓力，如俄羅斯方塊。 5. 角色扮演遊戲－在遊戲中玩家扮演一些人物或生物型態的角色，例如小精靈或男巫。 6. 模擬遊戲－玩家在一個有限的條件或環境下必須成功地發展都市建設，例如成為一個城市的市長，控制財政的花費與建設工程。重視擬真，玩家以第一人稱或第三人稱作 為視野基礎，模擬真實環境操作。 7. 運動遊戲－包括棒球、籃球、足球類、高爾夫球等遊戲，遊戲以運動競賽為主題，由 玩家操作參與競賽的遊戲。 8. 策略遊戲－像是在一些歷史的戰役或戰爭的背景下指揮軍隊。重視策略運用、計畫與 解決難題，包括養成、經營、謀略類等遊戲。 此外，現代有一些遊戲已不受限於某一種類別，而遊戲中單人或多人型態的懸殊差 異，亦不在上列某一類別中。由此可見，遊戲的種類多樣化，本研究採用之數獨遊戲則 著重於邏輯推理，歸類於益智遊戲類中。 數位遊戲之所以受到歡迎的原因在於遊戲結果的不確定性及競爭性，且具備了數位 技術中的立即而精細的互動、訊息操縱、自動化的複雜性系統及網路通訊等特點（Salen & Zimmerman, 2003）。關於數位遊戲的特性，已有許多研究者提出相關之論點，如表1 所列。 表 1 數位遊戲所具備的特性相關研究表 研究者 數位遊戲之特色 Malone（1981） 奇幻性、好奇性、掌控性、衝突、競爭、挑戰、 對立
Felix & Johnston（1993） 規則、目標、互動性、圖像及情節
Prensky（2001） 規則、目標、互動性、產出及回饋、圖像及情
節、衝突、競爭、挑戰、對立 Baranauskas,Neto & Borges（2001） 冒險性、衝突、競爭、挑戰、對立
Garris, Ashler & Driskell（2002） 規則、目標、奇幻性、好奇性、掌控性、衝突、 競爭、挑戰、對立
資料來源：Garris, Ashler & Driskell（2002） 綜合學者之觀點，遊戲具備了冒險性、奇幻性、好奇性、掌控性、想像、挑戰、 策略、競爭、趣味、規則、目標等特性。本研究所採用之數獨遊戲為有挑戰性，而且 有一定的規則及解題策略，並有明顯目標進行的一種益智遊戲。
2.1.3 數位遊戲與動機
Csiksenzentmihalyi（1990）認為遊戲具有以下四個特性：（1）通常是自發性的；（2） 屬於內在動機的行為，也就是不需依賴外部獎勵便可使自己快樂；（3）有一定程度的熱 情參與其中（投入的程度）；（4）不刻意或假裝身份表現的行為（看起來好像）。會玩遊 戲的人大多是基於自動自發的主動參與，主要是遊戲可以誘發參與者的內在動機以及促 進個體的認知發展和競爭式的學習。Bruner（1960）認為人類的學習兼具了兩個天賦的 動機：一個是好奇驅力，一個是好勝驅力，假如能夠好好地善加運用這兩個因素，那麼 教學和學習便可得到更佳的成效，而遊戲式的學習正可讓學習者在如此的模式中， 提高本身學習的動機。許多研究者亦陸續提出關於數位遊戲引發玩家動機之觀點，整理 如表 2 所列： 表 2 數位遊戲與動機之相關論點 研究者 數位遊戲與動機之關聯性Lepper & Malone (1987) 個人動機：挑戰、好奇心、控制感、幻想 人際動機：合作、競爭、認同感
Lepper & Hodell（1989） 挑戰性、好奇、控制感、想像
Stipek (1993) 勝任感、好奇心、自主的、價值觀內化 Crawford (1997) 幻想、反社會規範、證實自我、社交潤滑、運動、 需要他人的回應與互動 Brian Sutton-Smith (1997) 有進展、如命運、具權力、被認同、具想像、自我、 忘情 Rouse III (2001) 挑戰性、社會性、獨享的經驗、炫耀性、幻想、 情緒性的經驗 Yee (2002) 人際、沉浸、領導、成就
Lazzaro (2004) 內在經驗關鍵、艱難獲得的樂趣(hard fun)－挑戰和
策略關鍵、容易獲得的樂趣(easy fun)－沉浸關鍵、 其他玩家－社會經驗關鍵
資料來源：曹文力（2006），楊斐羽、梁朝雲（2004） 遊戲的參與者是基於內在動機而主動參與的，並可有效地提高其注意力，是一個能 有自發性學習的良好環境。本研究所採用之數位版數獨遊戲，玩法邏輯簡單，數字排列
方式千變萬化，容易吸引玩家主動參與，並可從中獲得挑戰及過關的樂趣。
2.1.4 數位遊戲與學習
電腦遊戲可能被視為是一種強而有力的有效教學系統，目的在於教導規則或傳授 知識（Thomas & Brown, 2009）。Rieber & Noah（1998）認為遊戲是一個終身學習的 過程中的重要組成部分，不容忽視，在結合動機和自我調節學習的建構框架中，電腦 遊戲提供了一個新的可能性來努力結合培訓和教育，去實踐和思考成一個更高層次的 學習經驗。Hogle（1996）提出了遊戲對於學習具有以下四個優點： 1. 可以引發內在動機並提高興趣：學習者為了要獲得成就感，在面臨困難挑戰 時，會 願意不斷的地去嘗試。 2. 保留記憶：相較於傳統的課程，模擬遊戲在記憶保留方面有比較好的效果。 3. 提供練習和回饋：讓學習者可以反覆的操作，獲得即時的回饋，且可以自我評估學習 成效，促進學習目標的達成。 4. 提供高層次的思考：讓學習者不斷的在遊戲中解決問題、做決定，能夠整合自己所學， 以找到解決方式。 數位遊戲的內容設計同時會影響學習者的學習成效，Gee(2004)提出了三部份、十三細 項的優質遊戲所具備的學習原則，分述如下： （一）增進學習者自主權（Empowered learners） 1.協同設計（Co-design）：由玩家和遊戲設計者共同決定和行動，創造遊戲世界和經驗。 2.客製化（Customize）：遊戲設計方式客製化以符合不同玩家的需求，並鼓勵嘗試不同的 遊戲風格。 3.一致性（Identity）：讓玩家投入遊戲中的角色並深入其中。 4.操控（Ｍanipulation）：玩家經由錯綜複雜的方式操縱工具，來擴展其區域領域的效能。 （二）解決問題（Problem Solving） 5.妥當處理的問題（Ｗell-Order Ｐroblems）：精心設計引導解決的方案，讓玩家依序解 決現有的問題，進而可以處理後續的問題。
6.愉悅的挫敗（Pleasantly Frustrating）：遊戲設計成可調整的挑戰性並提供回饋，使結果 雖因未達目標而失敗，但過程中產生的愉悦感，亦可達最佳的學習效果。
7.專業技術的形成（Cycles of Expertise）：學習者不斷地反覆練習至專業技術的形成， 以便接受新的挑戰。
8.“隨需應變”和“及時”的訊息（Information“On Demand”and“Just in Time”）：遊戲提供 及時的語言訊息，讓玩家可以在短時間內進入更具挑戰性的遊戲。 9.魚缸原則（Fish tanks）：創造簡化系統，強調幾個關鍵變數和其中的交互作用，讓玩 家得以發揮，使關鍵要素和關係突顯。 10.沙箱原則（Sandboxes）：遊戲情境如同真實事件，而風險和危險卻大為降低，使玩家 感受到真實性及成就感。 11.技能策略（Skills as Strategies）：設計一組相關技能讓玩家在挑戰遊戲時可以採用策 略來完成任務。 （三）理解領會（Understanding） 12.系統思維（System Thinking）：讓玩家從遊戲中學習到的技能、策略和思維，融入到 更大且具意義的整體系統中。
13.作為圖像表徵（Meaning as action image）：玩家透過遊戲所經歷的經驗會轉化到對 於人、事、物思考。
Garris, Ashler & Driskell(2002)認為電腦遊戲具有指導性及啓發性，使學習者學習如 何使用訊息，並積極主動參與解決問題。數獨遊戲是被大眾認為對邏輯推理能力及專 心有助益的遊戲 (Mepham, 2005)，規則簡單清楚，在不同難度的關卡中提供玩家高層次 的思考，讓玩家有解決問題和理解領會的能力，在學習上有相當的助益。
2.1.5 數位遊戲和遊戲規則
每一種遊戲都有其相關的規則，規則是遊戲的重要特性，玩家經由和遊戲間的互動、 遊玩，進而了解並熟練運用其中之規則，順利完成遊戲關卡且享受在遊戲過程中所帶 來的樂趣。遊戲本身是一種以規則為基礎，在固定及有限的結構中進行的活動，意即是有組 織的、遵守規則的玩，若規則改變，遊戲也會跟著改變（Salen & Zimmerman ,2004）。 然而，玩家在玩遊戲時，對於遊戲規則的理解和詮釋，可能會因為不同的年齡、性別、 族群等背景因素，而以自己的價值觀點來操弄遊戲，所以遊戲設計者一旦把遊戲設計 出之後，許多玩家通常會建構出屬於自己的遊戲意義，反而不見得是遊戲設計者所預 想的遊戲行為規範。有些玩家喜歡在遊戲國度中挑戰遊戲規則，採取的行為可能是作 弊、小白或是破壞遊規則，針對玩家對遊戲規則的不同解讀方式，國外有多位研究者 對此種行為提出了不同的見解，整理如表 3 所列： 表 3 遊戲規則的之相關論點 研究者 遊戲規則的之論點
Salen & Zimmerman（2004） 基本規則：抽象、核心並提供遊戲程式運算 的邏輯。 操作規則：指導方針，明訂於手冊或操作指南中。 隱藏規則：不成文的規則，注重遊戲精神，亦稱為在地 規範。
Godlstein（1971）； Manning（1983）；
Salen & Zimmerman（2004）
理念型的規則：設計者預設的遊戲規則 實際上的規則：玩家的行為實踐超越了規則的預設限制。 Wright（2002）； Boria（2002）； Breidenbach（2002）； Kuecklich（2004）； Myers（2005） 遵守規則的玩：採守法行為，真正遵守遊戲規則。 與規則共在的玩：把遊戲規則當作參考，加入作弊及小 白等違反規則的行為，改變並創造玩家規則。 資料來源：引自許永展（2007），本研究者整理 從表 3 所列之學者觀點而言，Kuecklich（2004）將這種違反遊戲規則的行為視為是 一種規則系統的變遷和創新，其代表的是個人免於既定的規範，而創造出屬於自己的個 人規則。Mayers（2005）認為遊戲中的作弊行為和規則形成了一種共生關係，二者間產 生了結構轉換效應，也就是說玩家在玩遊戲時，同時在改變與創造新的規則行為。 數獨遊戲本身的規則簡單易懂，玩家很容易便能上手，但若外加酬賞機制條件，玩
家可能會因為想要得分或是想要順利過關，所採取的過關行為就會受到影響，進而產生 了個人的遊戲行為模式，也就是會有與規則共在的玩現象，因此將此遊戲行為列入本研 究之探究觀點之一。
2.2 鷹架理論
2.2.1 鷹架的意義
鷹架(Scaffolding)是一種提供暫時性誘導學習的架構，就像是橋樑，扮演著學習支 持及學習導引的角色，適時地引導學習者從已知的領域走進未知的範疇，將個人的能力 提升至潛在發展的層次。當學習者完成學習或任務後，便逐漸褪除鷹架，同時將學習的 責任轉移到學生本身，因此，鷹架的主要目的是讓學習者有自我調節和問題解決的能力 （Azevedo & Hadwin, 2005）。2.2.2 鷹架的理論基礎
「鷹架」一詞最早是由 Wood、Bruner & Ross(1976)提出，其名詞主要來自於搭建 房子，為了讓工人能在高處操作所搭的支架，有了鷹架的支撐，房子才能往上蓋，所以
將「鷹架」的概念應用在教學的環境中。主要目的是讓學習者在教學者或同儕的協助下，
減少學習者自行摸索的過程，教學者提示任務的關鍵特徵和適時地示範，經由這些學習 支持的援助，學習者將能完成比自己獨立學習時更高層次的學習成就，並可以完成超出 自己能力的工作或任務，這種協助的過程就是鷹架，而鷹架的來源亦不限教學者或同儕， 有可能是多種形態的學習支持，例如科技工具的應用（Davis & Miyake, 2004）。
鷹架概念源自於 Vygotsky 的社會認知發展理論和其提出的最近發展區（ZPD）概念。 他認為人類的認知發展過程是經由內化或行動的遷移，將社會意義及經驗轉變成個人內 在的意義。強調人類高層次的心理活動，發生在社會互動過程中，起初是由透過與他人 的調整，即社會的協商，逐漸內化為自我調整的過程。在教學上主張由教師採取一個暫 時性的支持架構，藉由近側發展區的引導，以協助學習者發展學習能力，此種引導即稱 為「鷹架」。 (張菀珍，1997)。 Vygotsky(1978)將認知發展分成兩個層次：（一）實際發展層次，意指個體未經他
人協助，便能獨自解決問題的層次；（二）潛在發展層次，意指個體需經由教學者、同 儕較優者等他人的協助、引導或合作下，才能解決問題的層次。兩種層次間存在的差距 即稱之為「近側發展區」(Zone of Proximal Development，簡稱 ZPD)。在這種情形下，
他人給予的協助，即稱為「鷹架」，對於學習者的認知發展有促進作用，如圖 1 所示。
圖 1 Vygotsky 的近側發展區示意圖
Vygotsky「近側發展區」的概念在認知發展教學理論上逐漸受到重視後，許多國外 學者分別提出對於「鷹架」概念的意義，例如：Palincsar & Brown（1984）定義鷹架是 在學生的近側發展區中，教師提供學生暫時性支持；Langer（1984）指出鷹架理論的意
義應包含兩個層面，即「意義的協商」和「學習責任的遷移」；Gee, Michael &
O’Connor(1992)認為鷹架是一種「橋樑」，教師扮演支持、導引和擴展的角色，給予 學習者協助和澄清所需的訊息（徐椿樑，2001）。
Bickhard(1997)定義鷹架是簡化學習的背景、降低選擇的困擾和給予外在的支援，也 就是引導選擇，促使學習者更明智。Davis & Miyake（2004）則認為鷹架是由更有能力 的人來協助學習者完成無法獨自完成的部分，並隨著鷹架的褪去逐漸將責任轉移至學習 者本身。McNeill, Lizotte, Krajcik & Marx(2006 )對鷹架的定義則是指學習者在學習過程中， 在已有的概念基礎下，經由學習工具給予暫時性的學習支持，並協助學習者解決問題，在 學習者學習成功後，便褪除學習支持，讓學生負起更多學習責任。
Dyson(1990)提出「鷹架」的意義應包含「水平」與「垂直」兩種鷹架層次，以尊 重學習者的動機需求，且可使教師的支持擴大並延伸學習者的學習思考層次，更能 促進近側發展區的發展，如圖 2 所示：
1. 水平鷹架：強調教師或同儕的支持和學習內容應配合學習者的社會背景和經驗， 而非孤立的教學支持。 2. 垂直鷹架：將學習內容配合學習者的動機和需求加以結構化處理，同時在教學互動 中鼓勵學習者進行認知的複雜化，以培養其應用的能力。 圖 2 Vygotsky 的近側發展區與鷹架學習的概念圖 資料來源：徐椿樑（2001） Pea(2004)提出Wood & Bruner等人所提出的鷹架，具備了兩個重要的功用：第一 是引導和聚焦，教學者提示學習任務的主要特徵，來引導學習者聚焦在有效的學習上； 第二是示範，教學者提供示範學習任務的可行方法，讓學習者得以仿效。由上述可知， 鷹架的主要功用在於協助處於實際發展層次的學習者，能夠跨過ZPD，達到潛在發展 層次 。 綜合多位學者對於「鷹架」的論述，整理出下列幾點和本研究所使用的鷹架概念相 關之重點： 1. 提供暫時性鷹架支持，減輕學習者的負荷，使學習者可獨自解決原本需經協助的問 題。 2. 鷹架只是暫時用來輔助學習者的工具，不需要時便會褪除。 3. 根據學習者的能力發展和程度來建構不同的鷹架支持。
4. 在鷹架的支持下，有助於學習者知識內化的產生，進而達到學習遷移的作用，使學習 者潛能激發，符合近側發展區的理論。
2.2.3 鷹架的種類
多數學者依使用的對象、情境及時機的差異，發展出許多不同種類的鷹架，例如 Hill & Hannafin(2001)以學習者為中心提出了四種學習鷹架類型：
1. 程序鷹架：幫助學習者使用特殊的工具(資訊科技)或面對新的學習環境(網路化學習環 境)，使學習者獲取及運用資源。 2. 概念鷹架：幫助學習者找出基本知識間的差距，引導學習者了解問題的內容。 3. 後設認知鷹架：幫助學習者評估其狀態的理解並反思，使學習者培養後設認知的技能， 教學者利用這種鷹架，提供一個明確的認知過程幫助學習者學習。 4. 策略鷹架：引導學習者採取不同方法解決問題，尤其是在學習者參與分析、計畫、做 決定的開放式學習，可適時提供學習者建議，幫助學習者發展出解決問題的方法。 鷹架的來源可區分成教學者鷹架、同儕鷹架和學習工具鷹架三大類，而鷹架依相互 作用的互動性又可分為靜態和動態兩種形式。所謂的靜態形式意指提供固定的指引、程 序或訊息，例如文本、工具或技術等；動態形式則是提供互動的方法來評估學習者的進 度，且以回饋的方式引導較弱的學習者，例如線索和提示（Kim & Hannafin, 2011），本 研究採用的方式為利用工具的靜態形式及提示的動態形式鷹架。
Wood et al.（1976）等人則提出了六種鷹架在學習上所能提供的支持，並指出這些 由成人或同儕及較優者所提供的學習支援，可以協助學生學習，提升學習者的認知發展 能力，進而使學生能獨力完成學習的工作，下列對此六種鷹架功能分述如下：
1. 引起動機（Recruitment）：教學內容設計能引發學生參與的動機以和持續學習的意願。
2. 簡化分割（Reduction in degree of freedom）：將教學內容做有系統地整理和分析，簡 化問題降低難度，幫助學習者減輕學習的負擔。
3. 指引方向（Direction Maintenance）：明確指出要達到的學習目標，引導學生專注在學 習的目標上不會分心。
4. 關鍵特徵（Marking critical feature）：引導學習者專注於事物或目標的關鍵性重點。 5. 控制挫折（Frustration control）：協助學習者在學習過程中可能遭遇的挫折或瓶頸，並 給予成功的經驗。 6. 提供示範（Demonstration）：直接提供ㄧ個清楚的範本或示範，指引所要達到的學習 目標。 本研究依上述鷹架分類採用其中的鷹架類型「關鍵特徵」、「控制挫折」和「提供示 範」三類，在實驗過程中組合起來分別讓各組使用，同時亦調整成受試者比較容易接受 的模式，以觀察鷹架的呈現方式對玩家遊戲行為的影響。
2.2.4 鷹架的應用
Kim & Hannafin（2011）指出鷹架理論在各領域中已被廣泛並深入的做探討，例 如應用數學（Schoenfeld,1991）、科學（Hogan & Pressley,1997）、閱讀和寫作（Applebee & Langer, 1983；Palincsar, 1986）、超媒體鷹架以培養自我調節的學習能力（Azevedo, 2005）及不同的鷹架技術增強（Azevedo & Jacobson, 2008）等，大多證明科技性的鷹 架是可以有效幫助學習者在課堂上的學習，亦可提昇學習者問題解決的能力。 然而，教學的設計必需具有意義且能符合在「近側發展區」內，並足以讓學習者 挑戰，若教學內容設計超過學習者的近側發展區範疇，鷹架便無法提供學習者建構新 的知識；相對地，若教學內容設計偏低於學習者的近側發展區，學習者便無法提升至 較高的認知層次，鷹架也就無法產生作用。因此，教學內容的設計需真正了解學習者 的近側發展區，以適時地給予有效的鷹架支持，讓學習者達到學習成效，並能產生學 習的遷移。
本研究所選用的數獨教授遊戲依據 Hadwin & Winne(2001)所提出的鷹架類型隠含 的和明確的兩種類型做為研究類別，再將之細分成鷹架主動呈現、被動出現和鷹架隠藏 三種類別，並依據 Wood et al.(1978)的鷹架六種分類中，符合了其中的關鍵特徵、控制 挫折、提供示範三種鷹架類型，分述如下：
（1）剩餘數字數量統計表:會主動顯示剩餘數字的數量。
2.控制挫折組:（1）自動輔數:經過系統運算後，會在所有宮格內顯示所有可能的答案。
（2）檢查填數:會告之哪幾個宮格錯誤，且會以不同顏色及打『×』標示錯誤的宮格。
（3）下一手提示：提示下一步在哪一宮格。
3.提供示範組:（1）下一手詳示:會以不同顏色圖示方式告知下一步宮格的解答及解題策略。
許多研究發現適時的鷹架，對於學習者的學習成效是有正向幫助（Yelland & Masters, 2007）。Fisch(2005)認為若在數位遊戲中適當地使用鷹架，可以促進讓玩家思 考，同時亦能增進玩家的學習效果。另外，有研究者則認為部份的鷹架工具會造成玩 家過度依賴，剝奪了玩家學習的機會，也抑制了學習的效果（詹惠麟，2010）。故鷹 架可能會增強或削弱學習的動機，太早或過於明顯的鷹架輔助，可能會造成學習上的 依賴，如何在遊戲中勘入適合的鷹架，讓鷹架有效地發揮作用，這亦是在遊戲歷程中 需注意的。2.3 酬賞機制
2.3.1 酬賞的理論基礎
在行為學習理論觀點中認為：奬賞（reward）主要的目的是肯定學習者的行為表現， 且會鼓勵其持續表現該行為；懲罰（punishment）主要是否定學習者不當的行為表現， 並阻止其該行為的表現（張春興，2007）。在其學派演進中，以經典條件作用、操作條 件作用和社會學習論對教育影響最大，分述如下： 1.經典條件作用 巴夫洛夫（Pavlov）從動物消化實驗的研究中，發展出「制約反應」的學習模式： 非制約刺激、非制約反應、制約刺激和制約反應。後由美國心理學家華生（Watson）以巴夫洛夫學習理論為根據，擴大發展出解釋人性的學習理論，其中以強化作用、類 化、消弱和高層制約等現象最常見（林建平，1993；張春興，2007）： （1）強化作用（reinforcement）：在條件作用中，影響刺激-反應聯結強度，或增強條 件反應出現頻率的一切程序。 （2）類化（generalization）：當制約作用形成，與制約刺激相似的刺激，或曾在制約情 境中出現的其他刺激，亦會引起制約反應現象。例如：學生因某科目學業成就優 良受到獎賞而感到快樂，將會因而對該科課程產生愛好。 （3）消弱（extinction）：當增強不再，制約反應將會變弱，乃至最後消失。例如：學 生常因不受教師重視而刻意擾亂班上秩序，若教師當眾指責可能對其偏差行為產 生強化作用，若教師不予理會或藉機誇獎其鄰座學生，則使其偏差行為會發生消 弱作用，最終便消失。 （4）高層制約（higher-order conditioning）：當制約反應形成後，以制約刺激作為非 制約刺激，以另一刺激作為新的制約刺激，並獲制約反應。幾次以後，新的刺激 亦能形成制約反應。 2.操作條件作用 早期連結論的代表桑代克（Thorndike）是操作條件作用先驅，他從迷籠（puzzle box） 實驗中發現並提出學習是由刺激與反應間所聯結形成的，且歸納出學習三要則（林建 平，2000；張春興，2007）： （1）練習律（law of exercise）：刺激-反應間的聯結，隨著練習數的多寡而分強弱。 （2）準備律（law of readiness）：刺激-反應間的聯結，會隨著個體的身心準備狀態而 異。 （3）效果律（law of effect）：刺激-反應間的聯結，視個體反應後是否能獲得滿足的效 果而定。如個體對預先設定的刺激表現反應獲得獎賞（reward），便會使刺激-反 應聯結增強；若對產生錯誤的反應施予懲罰（punishment），則將會使刺激－反 應聯結減弱。主要在強調學習的增強原則，是促進學生行為的手段。因此，若教 師對學生行為施予獎賞可以增強該行為；施予懲罰可以減弱及消除該行為。
斯肯納（Skinner）是行為主義後期之心理學家，他參照了桑代克的學習原則及 效果律等法則，歸納出以下主要的理論要義，分述如下（林建平，2000；張春興， 2007）： （1）正增強作用(positive reinforcer)：為一刺激物（正增強物）常隨一反應而呈現， 能滿足個體的基本需求，增加了此反應發生的比率，意即以增強物的實施，來 激勵個體表現某一行為的方式。其中增強物可分類成以下兩大類： 原始增強物：能滿足基本生理需求的物質，如食物。 制約增強物：學習得來的，包括： 持有性增強物：如小飾物、玩具、徽章等。 活動性增強物：如玩遊戲、玩電腦、自由活動等。 社會性增強物：如摸摸頭、口頭稱讚、親近等。 類化性增強物：如代幣、積分、獎狀等。 （2）負增強作用(negative reinforcer)：當個體反應後在情境中使已有刺激（負增強物） 消失，而其消失有助於該反應頻率的增加。意指表現一特定行為後，即能中止 一些不愉快或懲罰等。 （3）懲罰：藉由施予厭惡刺激來減低或去除兒童的不良行為，其中可分為二種，一 種是施予負增強物，即「處罰」；另一種是當不良行為出現時，即撤銷正增強 物，使個體不敢再犯，即「隔離」。 從上述可知，正、負增強作用均為激勵個體表現良好的行為，懲罰則是以厭惡刺 激來達到制止的作用。 3.社會學習論 強調在社會情境中個體可以向其他人行為學習，此一代表人物為班度拉（Bandura）， 主要之理論觀點有：學習理論的三元取向、學習的產生非繫於強化、學習得自觀察與模 仿、模仿學習有不同的方式、模仿學習絶非機械式反應、最能引起兒童模仿的楷模、觀 察學習的四階段歷程等（張春興，2007）。
綜合以上理論，經典條件作用在於酬賞（給予加分）與學生遊戲行為（能過關）為 原先之連結反應，經由刺激替代物（如闖關時，學生過關給予加分）獲得滿足，新的刺 激（闖關）與反應連結（能過關）建立形成，達成酬賞的作用。操作條件作用則是強調 透過學習的增強，例如遊戲闖關過關獲得加分，其中遊戲闖關過關的自發行為帶來增強 物，因而感到滿足而持續表現該行為。另外，社會學習論則主張學生可以透過觀察遊戲 環境中所呈現的酬賞情境，學習到適當行為表現與避免不適當行為出現。由上述可知， 行為學習理論可以支持酬賞，讓學生有適當的行為表現。
2.3.2 酬賞和學習動機
行為主義學派認為動機主要來自於外在獎賞與懲罰等因素所影響，而在追求獎賞或 避免懲罰的過程中，會慢慢地塑造個人的行為表現，當外在誘因越大時，就越能增強外 顯的行動表現（江南發，2007）。然而，要進行長期並具意義的學習，動機是必然且不 可或缺的，動機可以增強行為的方式促進學習，而所學到的知識又可以增強學習的動機 （張蕊苓，1999）。Ryan & Deci(2000)指出影響外在動機的主因來自於如：擔心被懲罰 或是在意他人的讚賞、報酬及意識到該活動的附加價值等外部因素；而內在動機則是源 自於自己本身對該工作的興趣和滿意度。根據皮亞傑的心理發展理論，認為兒童需經由他律過程來達到自律的階段，因此， 兒童可以藉由外在的學習動機來發展轉化成為內在動機，進而達到自我實現的層次。也 就是說，酬賞可謂學習動機理論的外在動機，同時搭配內在動機的特性，可以達成內、 外在動機的學習效果，即 Ryan, Connell & Deci（1985）提出所謂的「動機內化」，意即 兒童把透過外在獎賞等動機增強物所表現的良好學習行為或結果，轉變成內在的動機行 為或行為特質。在這內化過程中，兒童學習到把外律統整到自我中，把原來並非自發性
產生興趣的，而是和外在動機有關的行為導向到內發且受內在興趣支配的行為（張蕊苓，
表 4 酬賞對學習動機之影響 研究者 時間 研究結果 Deci Lepper,Greene 和 Nisbett Casady 1971 1973 1975 當酬賞去除後，就無動機去從事原來的 工作 Garbarino 1975 外在酬賞使注意集中於學生的學業表 現，而忽略了用鼓勵和教導的方式 Harter 1978 有酬賞的兒童，明顯地會選擇較容易的 題目訂正 Ryan,Mims 和 Koestner 等人 1983 酬賞具有維持且增進內在動機的作用 Stipek 1988 威脅、嘲笑和責備具有增強作用 Petri, Deckers 1991 2005 內在動機驅使行為朝向目標，目標達 成，酬賞即產生
Eisenberger & Cameron 1996 外在獎勵不會影響內在動機，可用獎勵
來規範行為 Eisenberger,Haskins &
Gambleton
Eisenberger & Shanock
1999 2003 外在酬賞會減損學習工作的內在動機 Cameron, Pierce, Banko,Katherine,和 Slyvia 2003 績效獎勵可以增強內在動機 Reeve 2005 滿足勝任、關係和自主這三種需求會促 進內在動機，並驅使外在動機的內化 資料來源：引自張玉佩（2008）、張蕊苓（1999），本研究者整理 Harter（1981）認為在難、中、易的學習中，學生較喜歡中度的挑戰，因為可以從 中得到最大的滿足，而且成功的學習可以引發內在的滿足、勝任和控制感，同時這些感 覺又可以增強動機的效能性。Raybourn（2005）亦提出在遊戲式的學習環境下，可以提 供學習者有概念認知和認知操作的機會，且能激發學習者的內在動機，並有效地提高其 注意力，是一個能有自發性學習的良好環境。因此，本研究選擇以數位化的數獨遊戲， 探討外在動機下（酬賞機制）對玩家是否可以達成內、外在動機的學習效果。
2.3.3 酬賞的應用
Walker & Shea（2006）提出無論是獎賞或處罰、消弱或負增強的採行，主要是依 據下列五個「增強原理」的原則： 1. 增強作用必須針對目標行為，非目標行為不應受到增強。 2. 目標行為在出現之後，必須立即受到增強，不可採取延宕性增強。 3. 在行為改變過程的初期，每次目標行為出現之後，都必須受到增強，亦即應採連續性 增強。 4. 當目標行為達到一個令人滿意的出現頻率之後，應只接受間歇性增強即可。 5. 社會性增強物應同時伴隨實質性增強物呈現，以鼓勵兒童減少對實質性增強物的依賴， 進而鼓勵兒童能夠維持自我控制和自我紀律。
另外，Walker & Shea亦將增強物運用之差異性歸納整理如表5所示：
表 5 增強物運用之差異性 方式 正增強物 負增強物 給予 獎賞(行為增加) 懲罰(行為減少) 拿掉 消弱(行為減少) 消極增強(行為增加或減少) 由表5可知，獎賞即是用「正增強物」來加強個體表現某一行為的方式；懲罰則是 用「負增強物」來減少個體某一行為的表現。張德銳(2001)亦將獎賞和懲罰之定義、實 施步驟和實施注意事項整理如表6所列：
表 6 獎賞和懲罰之實施策略 策略 定義 實施步驟 實施注意事項 獎賞 藉給予愉悅性刺激來增 加行為出現之頻率 選擇目標行為 觀察學生行為 立即增強符合目標之行為 間接增強符合目標之行為 瞭解學生對增強的 需要 僅針對目標行為 獎賞適時適度 伴隨社會性增強物。 懲罰 藉施予厭惡性刺激或剝 奪權力，來減少行為發 生頻率 明訂可懲罰的目標行為 公告懲罰有關規定 查明違規事實 公平一致地施予懲罰 事先警告 尊重學生人格尊嚴 提供適當行為代替 瞭解問題行為背後原 因 資料來源：張德銳(2001) Romm & Ragowsky(2001)認為在數位環境中做有效的學習，且達到良好的互動時， 就必須掌握以下幾點原則： 1. 學習者需明確知道哪些是期望的行為。 2. 當學習者期望的行為出現時，應該予以獎賞。 3. 獎賞必須及時且一致性。 4. 獎賞應為隨機以保持新的行為，若一個新的行為已經成立，應減少獎賞的頻率，意即 學習者需要做更多，以達到相同的結果。 5. 意外的行為，不應該被處罰，因為懲罰會使學習者只知道什麼事是不該做的，而沒 有意識到他們應該做的。 馬信行（1993）依據行為學派理論將酬賞策略予以分類如表 7 所列： 表 7 酬賞策略的分類方式 方式 給予 取消 正增強物 正增強策略 間接性懲罰策略 厭惡性刺激 直接性懲罰策略 負增強策略 資料來源：馬信行（1993）
綜合上述論點，獎賞策略即是正增強策略，懲罰策略又分為直接性懲罰、間接性懲 罰，本研究採用正增強策略（答對就得分、沒有使用工具可以過下一大關得 1000 分）、 直接性懲罰（答錯就扣分）為酬賞機制，探討在數位遊戲中所產生的影響。
2.4 數獨遊戲
2.4.1 數獨遊戲的起源
數獨(Sudoku)源自於 18 世紀末的歐洲，之後在美國發展，而在日本發揚光大。數獨 的玩法規則簡單易懂，數字排列方式千變萬化，標準的數獨遊戲像一個九階的拉丁方陣， 只是每宮中要包含 1 到 9 數字的條件。數獨遊戲於 1984 出現在一本日本雜誌，之後即 被稱為 Sudoku（數獨），意為「單一數字」。1997 年古爾德（Wayne Gould）在香港時， 發現了一本東京益智書介紹數獨遊戲，之後他便開始設計不同難度的數獨遊戲程式。 2004 年底，倫敦《泰晤士報》開始刊登他所提議的數獨遊戲，其他報紙則相繼仿效。2005 年，數獨熱潮傳遍世界，全球有幾十家日報陸續刊登數獨，甚至成為銷售的手法，台灣 亦在同年取得授權，在「中國時報」每日刊載。爾後研究數獨的相關書籍和雜誌陸陸續 續出現在市面上，現在國內外網站、部落格也會每天刊登不同類型的題目供玩家挑戰。 數獨不但是一種有趣又好玩的益智遊戲，且被公認為對邏輯思考之推理能力及專心 是有幫助的 (Mepham, 2005)，有許多老師因此將數獨帶進課堂中讓學生練習，藉以提昇 學生邏輯推理的能力。2.4.2 數獨遊戲的盤面介紹
典型的數獨遊戲為 9×9 的拉丁方陣，由 9 列 9 行所組成，一共包含了 81 個小格， 其中又分為 9 個小正方形稱為「宮」，每宮亦由 9 小格組成，意即為 9 個 9 宮格組成了 一個數獨遊戲，如圖 3 所示為一數獨謎題（巫光禎，2005）。圖 3 數獨謎題 數獨遊戲的盤面位置有 81 個小格，為了方便指位，其位置表示法說明如下（巫光 禎，2005）： 1. 列：橫向的九個宮格排成一直線是為列，數獨共有九列，最上面的一列是第 1 列， 然後是第 2 列、 第 3 列……，最下方的一列是第 9 列，如圖 4 所示。 圖 4 列的盤面位置表示法 2. 行：縱向的九個宮格排成一直線是為行，數獨共有九行，最左邊的一行是第 1 行， 然後是第 2 行、 第 3 行……，最右邊的一行是第 9 行，如圖 5 所示。
圖 5 行的盤面位置表示法 3. 九宮格：數獨是由 9 個九宮格所組成，這 9 個九宮格分別稱為上左、上中、上右、 中左、中央、 中右、下左、下中、下右九宮格，如圖 6 所示。 圖 6 九宮格盤面位置表示法 4. 宮格：數獨共有 81 個宮格，為了指出指定的宮格，以(列，行)的座標表示法來定位， 例如(2,6)就是第 2 列第 6 行的宮格；(5,7)表示第 5 列第 7 行的宮格，如圖 7 所示。
圖 7 宮格盤面位置表示法
2.4.3 數獨遊戲的規則及解題策略
數獨遊戲的規則簡單易懂，就是以 1 到 9 的數字在 9×9 宮格的空格中填滿，每一個 數字在每個直行、橫列及小 9 宮格裡都只能出現一次且不能重覆。數獨遊戲的主要解題 技巧可分為直觀法和候選數法兩種，直觀法中又可分為餘數法及摒餘法兩大類，其解題 策略則有唯一解、二餘解、三餘解、四餘解、基礎摒除法、區塊摒除法、單元摒除法、 矩形摒除法等多種解法。本研究所運用之策略有唯一解、二餘解、三餘解、基本摒除法， 說明如下(巫光禎，2005)： 1. 唯一解：當數獨謎題中的某一個宮格所處的列、行或九宮格已填入數字的宮格達到 8 個時，那麼這個宮格所能填入的數字，就只剩未出現過的數字了，其中又可分為：行 唯一解（圖 8）、列唯一解（圖 9）和宮唯一解（圖 10）三種類型。 圖 8 行唯一解圖 9 列唯一解 圖 10 宮唯一解 2. 二餘解：某一個單元(行、列或九宮格)待填的數字已降到 2 個時，就以該單元所餘待 填的兩個數字，在所餘的兩個空格之所在群組的另兩個單元中尋找，如果可以找到任 何一個，就可以確認空格之正解，其中又可分為：行二餘解、列二餘解和宮二餘解（圖 11）三種類型。 圖 11 宮二餘解
3. 三餘解：某一個單元(行、列或九宮格)待填的數字已只剩下 3 個空格，且其中一格只 能填 1 個數字，然後在群組中的另兩個單元去找，如果可以找到任何兩個，就可以確 認空格的正解，通常會再繼續使用二餘法的技巧嘗試找解，可省去點算的過程，其中 又可分為：行三餘解、列三餘解和宮三餘解三種類型。 4. 基本摒除法：基本摒除法在應用上可以分成三個部份： (1) 行摒除：當某個數字已在某行中出現時，該行再填入該數字的可能性就應該被摒除 掉。 (2) 列摒除：當某個數字已在某列中出現時，該列再填入該數字的可能性就應該被摒除 掉。 (3) 宮摒除：當某個數字已在某個九宮格中出現時，該九宮格再填入該數字的可能性就應 該被摒除掉。 同時，在運用基礎摒除法來尋找解的過程中，又可以分為三個部分： (1) 列摒餘解：找到了某數在某列可以填入的位置只餘一個的情形；也就是找到了該數 在該列中的填入位置（圖 12）。 (2) 行摒餘解：找到了某數在某行可以填入的位置只餘一個的情形；也就是找到了該數 在該行中的填入位置（圖 13）。 (3) 宮摒餘解：找到了某數在某一個九宮格可以填入的位置只餘一個的情形；也就是找 到了該數在該九宮格中的填入位置（圖 14）。 圖 12 列摒餘法
圖 13 行摒餘法 圖 14 宮摒餘法 另外，詹惠麟（2010）將數獨遊戲中出現的策略與解題行為做一分類，並把解題行 為與解題第一步予以高低階層分類，如表 8 所列，分述如下： 表 8 解題行為與解題第一步高低階層分類表 階層分類 解題行為 解題第一步 高階 單刀 宮摒餘 中階 單數 單向宮摒餘 行列摒餘 低階 區塊 猜測 超低階 使用工具 使用工具 資料來源：詹惠麟（2010）
1.階層分類： (1) 高階：單刀解題與宮摒餘解題第一步需要系統化的推理過程。 (2) 中階：解題第一步為單向宮摒餘、行列摒餘，之後大部份出現區塊的解題行為；單 數的解題行為，能夠系統化的安排數字位置，使得數字在行列不重複。 (3) 低階：區塊與猜測無系統化的推理過程。 (4) 超低階：使用工具乃由輔助工具代為完成。 2.解題行為： (1) 單刀：先從宮摒餘的第一步開始，接著依照宮摒餘策略一步一步推敲，將盤面上依 順完成。 (2) 單數：先從任一格開始，且該格之行、列或宮皆無該數字，接著在不同行、列、宮 中，繼續依照行、列、宮不重複的原則，繼續擺放置該數字完成，且擺放的數字超 過兩種。 (3) 區塊：先在任一格開始，且該格是錯誤的，並會將優先某一行、列或宮完成。 (4) 使用工具：使用下一步詳解或下一步提示完成第一格。
