問題導向式與電腦遊戲式教學策略對於國小學生電腦課之學習動機與推理能力成效之研究

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(1)國立臺中教育大學數位內容科技學系碩士論文指導教授：王曉璿. 博士. 問題導向式與電腦遊戲式教學策略對於國小學生電腦課之學習動機與推理能力成效之研究. 研究生：蔡松男中華民國. 撰. 九十七年一月.

(2) 謝辭研究生的生涯雖然即將告一段落，但是一個階段的結束代表著另一個階段的開始。在所裡歷經兩年半的學習成長，有緊張、輕鬆、沮喪、歡笑。兩年半前歷經的一場研究所入學考試，卻能有緣與所有同學聚在一起共同學習成長，希望感謝的人真的很多…。首先需要感謝的是我的指導教授—王曉璿博士，從踏入研究所之前，即已仰慕您的大名，實際與您接觸之後，真是如入寶山，除了您有著許多豐富的學習資源可供挖掘之外，並從您身上學習到許多研究的方法與態度，對於從事學術研究之嚴謹態度，若非經過您的細心指導，就無法成就今日的學生。另外需要感謝的是所裡的老師—徐照麗教授，您對問題的系統思考、見樹也要見林之宏觀研究態度，學生從您身上獲益良多，亦給予學生在研究論文上諸多參考建議，使本研究能夠更趨嚴謹與完整，再此誠摯地感謝徐照麗老師的細心協助。當然在所裡的其他老師：陳鴻仁老師、方覺非老師，您們對於本論文之產生，也是居功厥偉呢！接著要感謝的是學校行政同仁們的包容與協助。在職進修的過程中，仍有許多行政工作需要不斷進行與推展，您們都能包容我因研究所課務的繁忙，而多承擔一些學校行政工作，亦是我更能夠無後顧之憂，完成這本論文的功臣之一。再來需要感謝陪伴在我身旁、默默支持我、不斷給予我加油打氣的如如。有妳的細心與貼心，讓我能夠在一個充滿溫馨的環境中，努力完成各項研究與工作，雖然在研究所求學的過程中，因為研究進度的壓力，常無法給予妳妥善的關愛與照顧，但妳都能選擇默默承受，並不斷給予我支持鼓勵，使本研究能順利完成。最後需要感謝的是我的父母，一路走來，始終不斷關心我、鼓勵我，讓我無後顧之憂，努力往上爬，使我有今日的成就，在此以這本論文，獻上我最誠摯的感謝與祝福。蔡松男謹誌於 2008 年 1 月.

(3) 中文摘要本研究主要探討問題解決式與電腦遊戲式之教學策略應用於國小資訊課程之學習。以準實驗研究法：前測，實驗處理，後測實驗設計模式針對國小資訊課程進行實驗，藉此了解兩種不同之教學模式下，國小學童在資訊課程之學習成效和學習態度，以提供教育界之參考。本研究採準實驗研究法，實驗組一學生以問題導向式教學策略為學習架構，實驗組二則以電腦遊戲式教學策略循序進行學習，經由七週的實驗教學，以瞭解學生在不同教學及學習模式下，其資訊課程中之學習態度及推理能力的差異情形。研究對象為國小六年級學生，實驗組一有 64 人，實驗組二有 60 人，共計 124 人。經由實驗後採用描述統計、共變數分析、變異數分析、t 考驗及卡方考驗等統計方法，得到的結論如下： 1. 接受「電腦遊戲式」教學模式學童之學習動機潛在優於「問題導向式」教學模式學童之學習動機。 2. 接受「問題導向式」教學模式之學童與「電腦遊戲式」教學模式之學童，其推理之學習成就無顯著差異。 3. 接受「問題導向式」教學模式與「電腦遊戲式」教學模式之學童，在階段一「發現問題階段」之學習表現具有顯著差異，其餘各階段則無顯著差異。 4. 兩實驗組在合作學習中之「參與」與「協助他人」之表現，具有顯著差異。 5. 兩實驗組學童課後在 Moodle 平台之討論發表次數上具有顯著差異。. 關鍵字：學習動機、推理能力、問題解決、電腦遊戲. I.

(4) Abstract This study mainly explored the learning effect between using the problem-solving strategy and computer game strategy in the computer courses of elementary students.. Quasi-experimental research was used, including pre-tests,. experiment processes and post-tests, to exam the learnig effect and learning attitude for the research in order to offer some references for the future educational use. Two experimental groups were used in the research. The experimental group one used problem-based learning strategy. and the experimental group two used. the computer game learning strategy. The experimental instruction lasted for seven weeks. The subjects of this study consisted of 124 sixth grade students, 64 for the experimental group one and 60 for group two. Descriptive statistics, ANCOVA, ANOVA, t-test and chi-square test were applied after experiments to obtain the following conclusions. 1. The learning motivation of students with the “computer game” learning strategy was potentially better than that with the “Problem-based” learning strategy. 2. There was no significant difference in reasoning ability between the students with “problem-based” learning strategy and “computer game” learning strategy. 3. There was significant difference in phase one of the problem_based learning, which was “the discovering problems” step, between the students, whereas there was no significant difference in other phases. 4. There was significant difference in “Participation” and “Assisting others” of Cooperative learning between the two experimental groups. 5. There was significant difference in the frequency of discussions posted on Moodle between the two experimental groups.. II.

(5) Keywords: learning motivation; reasoning faculties; problem-solving; computer games. III.

(6) IV.

(7) 目次第一章. 緒論................................................................................................................1. 第一節. 研究背景與研究動機....................................................................1. 第二節. 研究目的........................................................................................9. 第三節. 名詞解釋........................................................................................9. 第二章. 文獻探討......................................................................................................12. 第一節. 推理能力......................................................................................12. 第二節. 學習動機與電腦遊戲之探討......................................................16. 第三節. 電腦遊戲式教學與推理能力......................................................25. 第四節. 問題解決......................................................................................29. 第五節. 網路合作學習..............................................................................38. 第六節. 總結..............................................................................................49. 第三章. 研究方法......................................................................................................51. 第一節. 研究設計......................................................................................51. 第二節. 研究對象......................................................................................64. 第三節. 研究範圍與限制..........................................................................66. 第四節. 研究工具......................................................................................67. 第五節. 研究工具的信度與效度..............................................................74. 第六節. 研究假設......................................................................................78. 第七節. 資料蒐集程序..............................................................................79. 第八節. 資料處理......................................................................................82. 第四章. 結果與討論..................................................................................................87. 第一節. 實驗樣本基本資料分析..............................................................87. 第二節. 各研究問題之差異分析與討論..................................................90. 第三節. 合作學習歷程之差異分析與討論............................................108. V.

(8) 第四節第五章. 電腦遊戲使用情況分析與討論................................................112. 結論與建議................................................................................................127. 第一節. 結論............................................................................................127. 第二節. 建議............................................................................................135. 參考文獻. ................................................................................................................141. 壹、中文參考資料............................................................................................141 貳、英文參考資料............................................................................................145. VI.

(9) 表次表 2-1：學習動機理論 ...............................................................................................17 表 2-2：電腦遊戲的定義 ...........................................................................................20 表 2-3：電腦遊戲分類表 ...........................................................................................20 表 2-4：電腦遊戲的特性 ...........................................................................................23 表 2-5：對於電腦遊戲持正面的看法一覽表 ...........................................................26 表 2-6：問題的定義 ...................................................................................................29 表 2-7：問題解決的定義 ...........................................................................................30 表 3-1：研究實驗設計模式 .......................................................................................55 表 3-2：問題導向式與電腦遊戲式教學流程比較表 ...............................................55 表 3-3：研究對象樣本人數摘要表 ...........................................................................64 表 3-4：學校資訊課程的安排 ...................................................................................64 表 3-5：學習動機量表的構念與問卷題目 ...............................................................69 表 3-6：電腦科分組團體總成績評量表 ...................................................................72 表 3-7：國小高年級電腦科學習動機量表各分量表之信度 ...................................74 表 3-8：專家之專業背景資料一覽表 .......................................................................75 表 3-9：教學活動各階段自評表信度一覽表 ...........................................................77 表 3-10：蒐集資料與研究目的對應表 .....................................................................82 表 3-11：各項質性資料項目說明表 .........................................................................84 表 3-12：質性資料與學習動機的觀察項目之對應表 .............................................85 表 3-13：質性資料與問題解決能力的觀察項目之對應表 .....................................85 表 3-14：質性資料與合作學習狀況的觀察項目之對應表 .....................................86 表 4-1：實驗對象之樣本人數摘要一覽表 ...............................................................87 表 4-2：兩實驗組五下語文科學期總成績t考驗摘要表 ..........................................88 表 4-3：兩實驗組五下數學科學期總成績測驗t考驗摘要表 ..................................88. VII.

(10) 表 4-4：兩實驗組瑞文式圖形推理測驗前測成績差異性t考驗摘要表 ..................89 表 4-5：實驗組一與實驗組二學習動機前、後測之描述統計摘要表 ...................91 表 4-6：兩實驗組學習動機組內Levene變異數同質性檢定摘要表 .......................91 表 4-7：實驗組一與實驗組二之間學習動機測驗成績差異性共變數分析摘要表92 表 4-8：實驗組一與實驗組二瑞文式圖形推理測驗前、後測之描述統計摘要表93 表 4-9：兩實驗組瑞文式圖形推理測驗組內Levene變異數同質性檢定摘要表 ...94 表 4-10：兩實驗組之間瑞文式圖形推理測驗成績差異性共變數分析摘要表 .....94 表 4-11：各階段之問題解決自評表之描述統計摘要表 .........................................96 表 4-12：問題解決自評表Levene變異數同質性檢定摘要表 .................................96 表 4-13：各階段之問題解決自評表二因子變異數分析檢定摘要表 .....................97 表 4-14：階段一「發現問題階段」之變異數同質性檢定摘要表 .........................98 表 4-15：階段一「發現問題階段」之單因子變異數分析摘要表 .........................98 表 4-16：階段二「形成問題解決策略階段」之變異數同質性檢定摘要表 .........98 表 4-17：階段二「形成問題解決策略階段」之單因子變異數分析摘要表 .........99 表 4-18：階段三「組織問題訊息階段」之變異數同質性檢定摘要表 .................99 表 4-19：階段三「組織問題訊息階段」之單因子變異數分析摘要表 .................99 表 4-20：階段四「綜合歸納階段」之變異數同質性檢定摘要表 .........................99 表 4-21：階段四「綜合歸納階段」之單因子變異數分析摘要表 .......................100 表 4-22：階段五「監控問題解決策略階段」之變異數同質性檢定摘要表 .......100 表 4-23：階段五「監控問題解決策略階段」之單因子變異數分析摘要表 .......100 表 4-24：階段一 ~ 三之問題解決自評表之描述統計摘要表 .............................101 表 4-25：兩實驗組在問題解決階段一至三之Levene變異數同質性檢定摘要表101 表 4-26：兩實驗組在問題解決階段一至階段三自評表之單因子變異數分析摘要表 ............................................................................................................................102 表 4-27：小組總結性評量互評表描述性統計摘要表 ...........................................103 表 4-28：小組總結性評量互評獨立樣本t檢定摘要表 ..........................................103 VIII.

(11) 表 4-29：兩實驗組於Moodle平台討論發表次數觀察值摘要表...........................105 表 4-30：兩實驗組使用Moodle平台討論發表次數交叉摘要表...........................105 表 4-31：兩實驗組使用Moodle平台討論發表次數差異之卡方考驗摘要表.......107 表 5-1：研究假設之結果摘要表 .............................................................................127. IX.

(12) 圖次圖 2-1：問題解決的週期 ...........................................................................................34 圖 3-1：研究設計實施流程圖 ...................................................................................51 圖 3-2：研究設計變項架構圖 ...................................................................................52. X.

(13) 附錄附錄一：PBL、CGL活動進度表.............................................................................151 附錄二：組名及組員姓名確認單............................................................................152 附錄三：電腦科分組團體總成績評量方式............................................................153 附錄四：小組討論的流程........................................................................................154 附錄五：小組工作分配表........................................................................................155 附錄六：小組腦力激盪概念圖................................................................................156 附錄七：小組討論記錄表........................................................................................157 附錄八：小組資料蒐集記錄表................................................................................158 附錄九：個人學習日誌............................................................................................159 附錄十：教師教學日誌............................................................................................160 附錄十一：PBL之教學活動設計 ............................................................................161 附錄十二：CGL教學活動設計................................................................................173 附錄十三：PBL分組討論學習單（一） ................................................................182 附錄十四：PBL分組討論學習單（二） ................................................................183 附錄十五：PBL分組討論學習單（三） ................................................................184 附錄十六：「發現問題階段」自評表（一）..........................................................185 附錄十七：「形成問題解決策略」自評表（二）..................................................186 附錄十八：「組織問題訊息」自評表（三）..........................................................187 附錄十九：「綜合歸納、推理策略」自評表（四）..............................................188 附錄廿：「監控問題解決策略」自評表（五）......................................................189 附錄廿一：小組成員總結性評量互評表................................................................190 附錄廿二：電腦遊戲式教學策略遊戲分析............................................................191 附錄廿三：國小高年級學生電腦科學習動機量表................................................209 附錄廿四：學習動機量表授權使用同意書............................................................211. XI.

(14) 附錄廿五：學生學習日誌........................................................................................212. XII.

(15) 第一章緒論本章主要分為三個部份來探討，第一節為本研究之研究背景緣起與研究動機，分別敘述目前網路學習發展的沿革、現況、未來趨勢與說明在教育現場中，老師在教學及學生在學習上遭遇的困境。第二節為說明本研究之研究目的。第三節為名詞解釋，敘述本研究相關之專有名詞，茲詳細分述如下：. 第一節. 研究背景與研究動機. 一、網路學習蓬勃發展近年來，網路學習平台如雨後春筍般的蓬勃發展起來，這些網路學習平台提供之學習內容，除了具有深度及廣度之外，操作之介面亦更加友善及人性化。拜網路科技發展之賜，網路學習平台結合了超媒體的特性，學習的模式不再是線性的，而是跳躍式的由使用者自行選擇適合其程度之學習教材與內容。網路學習，在質與量的方面，均隨著網際網路的發展，產生了明顯的變化，對於教育的生態，亦產生了許多衝擊。在教學方式上，不再是傳統的直線式思維，而是以超媒體的形式，由學習者自我掌控學習進度，選擇適合自己的學習內容與學習方法。但也容易產生學習者迷失在龐大的網際網路世界中，因此老師在整個網路學習上，扮演了非常重要的引導者角色。網路學習具有以下幾個重要的特點：強調自我步調的學習、與社群互動、匿名的性質、教材資源的多樣性、身兼老師與學生的角色、多元的想法（Hill ＆ Hannafin，1997）。也就是說：網路學習除了提供學習者多元化的學習管道外，並強調以學習者為中心，學習者能自我選擇適合於自己程度的教材、能自我掌控學習進度。在這樣的模式之下，學習者便能夠更專注及深入的學習。透過網路與老師、同儕產生互動，教學之間不必再面對面、不受時間與空間的限制，學習者便可以在線上與同儕合作、共同討論學習內容。. 1.

(16) 二、網路應用的趨勢大致來看，網路應用的趨勢，有下列幾種方式（張政賢、林盈達，1998）： 1.從文字介面到 GUI（Graphic User Interface）介面：以往的指令模式的操作介面並不符合人性化的設計，近年來，視覺化的操作介面由於簡單易懂，因此軟體設計的趨勢便朝著這個方向來設計。 2.網路傳輸語音資料的應用： VoIP（Voice-over Internet Protocol）是聲音在網際網路上的一種通訊模式，由於網路頻寬的大幅增加，使得語音等數據資料的傳輸能夠更為快速、品質更為良好，在這樣的情況下，以 VoIP 作為通訊協定的網路應用興起，例如：Skype。另外如提供整合語音與數據服務之 SIP(Session Initiation Protocol)標準，另一項則是提供電話號碼與 IP address 號碼轉換及管理之 Enum 技術。如此多樣化的網路語音傳輸技術，大幅節省企業通訊支出的成本。 3.電子白板的應用：過去的數位學習，從傳統的 CAI（Computer Assist Instruction）電腦輔助教學，一直到近年來發展出來的線上教學系統，例如：Moodle（Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment）模組化物件導向動態學習情境，更進一步能將教學現場搬運至網路上的電子白板，網路學習的方式已進入到融合線上即時同步與課後非同步的混成式的學習模式，使得數位學習環境正蓬勃發展中。 4.網路多人連線遊戲的興起：電腦的應用，有一大部分的來源是屬於娛樂的範疇，不管是兒童還是成人，都無法阻擋這個具聲光效果的多媒體遊戲的魅力，也拜網路使用環境的成熟，電腦遊戲的發展，亦從單機版的電腦遊戲逐漸演進到著重互動與虛擬實境的多人線上連線遊戲。電腦遊戲產生如此大的魅力，吸引不少學子紛紛進入這個虛擬的想像世界，因此電腦遊戲在教育上的應用，便有不少專家學者投入其. 2.

(17) 中，使得電腦的應用面更貼近一般人的生活（鄭凱育，2000；王千濤，2000；胡春嬌，2002；伍建學，2003）。. 三、學生使用資訊工具進行網路線上學習蔚為趨勢由於電腦的運算速度逐年不斷提昇，配合網路基礎建設及網路頻寬環境的成熟，學生家裡擁有電腦的比率亦逐年提高，在整體大環境發展成熟的情況下，學生使用資訊工具進行網路線上學習的比率逐年增加。這個增加的趨勢主要是因為大部分的學生在抉擇是否運用網路進行線上學習時，似乎會參考群體多數人的作法，學生覺得使用網路進行線上學習具有一定程度的新鮮感時，同儕間可能會因此產生一股「使用網路進行線上學習」的力量，漸漸讓學生視使用網路成為一種習慣，進而使網路線上學習蔚為風行（謝孟珊，2004）。. 四、資訊科技融入教學在網路大環境的成熟、電腦本身的運算能力不斷進步之情況下，運用資訊工具學習成為未來國民提升競爭力的利器。世界各先進國家也將培養國民的資訊素養列為教育的重點。從 1990 年起，歐盟、美國以及日本陸續將資訊工具的應用能力，列為其優先推動的教育改革工作。因此，為順應國際潮流與趨勢，我國教育部也將資訊科技融入教學，列為教育改革的重點項目（王全世，2001）。教育部（2001）在民國九十年五月公佈的「中小學資訊教育總藍圖」中提到：「資訊隨手得，主動學習樂；合作創新意，知識伴終身」--為我國資訊教育的願景。利用校園網路與世界接軌、學習管道更為多元化的情況之下，使資訊融入各科教學，既能培養學生獨立思考又不失為合作學習之學習者。為使學校能推展及落實資訊教育，教育部依據「中小學資訊教育總藍圖」規劃了具體實施策略。從提昇校園網路頻寬、資訊設備使用率，一直到建置數位學習平台、成立資訊種子學校、研討及創新教學模式…等等，讓教師本身的資訊素養不斷的提升，以充分發揮資. 3.

(18) 訊硬體設備的功能。老師在實際運用資訊工具融入教學時，除了享受到科技工具帶來的便利之外，最重要的是可以充分運用多媒體教材所帶來的輔助功能，提升學生的學習動機及資訊素養，以解決生活上遇到的問題（教育部，2001）。教師在進行資訊課程或實施資訊融入教學時，須針對學生電腦的上機操作，做適時的示範與指導，尤其是有關於電腦遊戲的網站，學生的討論非常熱烈，如不適度加以規範與引導，甚至會有影響其正常資訊課程的學習。再加上媒體廣告的推波助瀾，電腦遊戲已成為學生日常生活中休閒娛樂的一部分。有鑑於電腦遊戲本身強大的吸引力，教師如能適度運用電腦遊戲的特性，寓教於樂，往往能促使學生專心學習、增強其學習動機。. 五、線上遊戲風靡全台近年來，台灣的數位內容產業中，在線上遊戲這一部分，市場上一枝獨秀。線上遊戲的產值根據資策會資訊市場情報中心（MIC）估計，2002 年台灣電腦遊戲市場規模約 62.39 億元，其中線上遊戲產值達新台幣 40 億元，而 2003 年線上遊戲產值更將成長至新台幣 60 億元，成長率達 50％，至於全球線上遊戲產值則持續上揚，由 2003 年的 12 億美元爬升，預計 2007 年將達到 51 億。由此可知，線上遊戲必有其迷人之處，對於廣大群眾的日常生活、學習及休閒娛樂，佔了舉足輕重的地位。. 六、關鍵能力--問題解決能力獨立思考與問題解決能力的培養，為國民中小學九年一貫課程中非常強調的重點之一。且問題解決能力的培養，為未來提升自我競爭力的關鍵之一（成露茜、羊憶蓉，1996）。培養學生的問題解決能力，並非是教師於課堂上直接講述問題解決的策略與方法後，學生的問題解決能力就會有所增進。而是要透過一連串的教學活動設計，以學生的生活經驗為中心，讓學生透過實際生活情境，觀察並找出生活週遭 4.

(19) 的問題，從與教師、同儕互動的過程中，共同搜尋解決問題的有關資訊，並透過合作學習，從討論中不斷反思與修正解決問題的策略與方法，最後理解並內化為自己的知識，進而昇華為自己的智慧（Lave, J. & Wenger, E，1991）。這一連串問題解決能力培養的過程，須由學生親自實作與體驗。而以「問題解決」活動為目的之電腦遊戲的出現，例如電腦角色扮演或解謎遊戲，似乎成為培養學生問題解決能力的一大契機。. 七、提升學童推理能力以幫助問題解決能力的提升過去傳統的教學模式，是以教師為中心，學生的學習大多只有被動的接受，再加上傳統以紙筆評量為導向的教學模式，學生所學的知識是獨立於生活脈絡環境之外，並無法運用於實際的環境中以解決現實的生活問題。教育部（1998）於九十學年度起開始實施九年一貫課程，而九年一貫課程的基本精神之一在於培養兒童具有帶得走的能力，使兒童具有獨立思考與解決問題的基本能力。但是要老師如何著手、從何著手進行教學，才能達到九年一貫課程的基本精神--培養兒童帶得走的能力呢？由於歸納推理為一種問題解決的歷程，亦是科學研究的必備能力（Simon, 1974），學童如果不熟悉或者不能活用歸納推理的技巧，來發現問題的脈絡與原理原則，在解決問題的過程中，往往會發生一連串的挫折。為了增進學童解決問題的能力，教師在教學活動中，有必要提供學童從大量雜亂無章的資料中收集、整理有用的訊息，並適時提供協助，鼓勵學童勇於主動嘗試。專題式、主題探究式的教學活動，便是以學生為中心的教學方式，老師必須調整自己所扮演的角色，成為課程學習的引導者與催化者的角色；而學生則必須開始培養對自己的學習負責的態度。學生從探究學習活動的過程中，找出問題情境中的脈絡與原理原則，藉由整理與去除不必要的資訊，漸漸歸納與發展出自我的學習方法與認知概念。而在整理資料與歸納推理思考的能力方面，也相對會有. 5.

(20) 所提升（Bruner，1996)。任何應用與探究活動有關的教學方法與課程，學生便隱然處於「主動」的地位與角色，一旦知識經由學習者主動求知與建構後，這個知識對於學習者來說便具有重要的意義與價值（端木蓉，1998）。學生所學的便不再是「僵化知識」（inert knowledge），而是能夠內化為自己的知識，以便未來遇到類似的情境與問題時，可以立即加以運用，解決生活週遭的問題（Whitehead，1929）。. 八、問題解決式的教學策略可培養或增進學童的問題解決能力問題解決式的教學策略，是一種任務導向式的教學策略，學生必須在一個敘述情境中，找出問題解決的脈絡方法，需要學習的是一種程序型的知識，而不是敘述型的知識。在過去，學生所接受的學習模式大部份為實體課室以老師為中心的講述式教學策略模式，一旦轉換為以學生為中心的學習模式，一方面由於學生不熟悉問題解決模式的教學策略，常常在學習過程中不知如何討論、不知自己需要負擔主動學習的責任，另一方面學生又喜愛自己能夠自我掌控學習步調與學習任務的模式，一旦老師將教學模式轉換為問題解決式的教學策略時，學生往往會陷入了自相矛盾的情結。因此老師必須在整個教學活動過程中，不斷的輔導學生完成各階段的學習任務，讓學生了解與熟悉問題解決的學習模式，所要重視的是學習過程，讓學生在學習的過程中體驗解決問題的步驟，需要經過什麼樣的準備步驟與歷程，最後再將自己參與問題解決的歷程轉化為自己的經驗，最終內化成為自己的知識與技能（王思峰、李昌雄 2005）。此外，問題解決的教學策略具有明確的學習目標，學生從收集與整理資料的過程中，透過不斷反思、與同儕或老師的討論與互動，修正自己既有的知識，使自己的思考層面擴大，再回頭檢視自己本身的想法。如此，漸使自己的思考更加周密，學習意願與成效也因而提昇（陳明溥、顏榮泉，1999；包景濂，2001）。. 6.

(21) 九、電腦遊戲式與問題解決式的教學策略具有異曲同工之效提升兒童問題解決能力，由文獻當中發現有若干種方法具有潛在的效益。其中，電腦遊戲對於提升學生學習動機、學習興趣、集中力與專注力等方面，具有一定程度的幫助（廖惠鈞，2005）。由於在進行遊戲的過程中，要達成遊戲的目的或任務，必須尋求完成遊戲任務的關鍵要素，學童可以在遊戲中探索並嘗試各種不同的方式，以達成遊戲目的。當學童在探索的過程時，除了電腦遊戲能夠提供學童即時的回饋，使之練習時能持續維持其學習動機，另一方面，學童可以從遊戲所呈現的各種不同素材中，分析歸納這些素材的共同特性，從嘗試錯誤的過程中慢慢排除與個人假設不一致的地方，最後將合乎邏輯的假設前後連貫組合，最後真正掌握到解決問題的關鍵要素。因此透過電腦遊戲的歷程，研究者認為：學童從建立個人假設，並慢慢排除假設不一致的要素，接著再建立合乎邏輯的假設，進而掌握到解決任務的關鍵要素，學童經歷過這樣一連串的解決問題歷程，是否逐漸提升其問題解決的能力，值得研究者進行探究。當然電腦遊戲，對於學童的學習，並不盡然是具有正面的影響。Provenzo Jr. （1998）指出，部分電腦遊戲的內容，具有暴力、情色與階級歧視的性質存在，學童沉浸其中，便不自覺遭到錯誤的引導，對於身心尚在發展階段的兒童，產生了不良的影響。過度沉浸於遊戲產生的虛擬世界，亦阻礙了學童正常社交人際關係的發展。總結上述，學生在學校進行資訊課程的實習時，對於學校安排的資訊課程，主動學習求知的參與度並不是很高，反而是在執行電腦遊戲時，對於遊戲的相關主題、知識、技能、積極參與的動力，往往讓教師嘆為觀止。因此，研究者便想了解運用電腦遊戲的特性於教學後，學生在學習動機與成效、人際關係方面，甚或是否造成不良的學習經驗等，皆為研究者極欲探討的課題。. 7.

(22) 十、小結綜合上述學者研究的想法，並從過去諸多的問題解決教學研究中得知，問題解決之研究主要著重於學生學習歷程的探討，重視的是學生如何探索、建立假設、進行歸納，最後解決問題，並藉著老師與同儕的協助進行獨立或合作學習；而電腦遊戲式的教學研究，則著重於學習者學習動機的維持，讓學習者在遊戲世界裡能夠不斷重複的練習，以精熟學習，並將所習得的知識技能作為基礎，以進行更高階技能及更深入知識的探究與學習。但是同時應用問題解決和電腦遊戲的教學策略在國小電腦課程中的比較之相關研究，仍有欠缺，因此本研究將應用上述兩種教學策略，藉著設計兩種不同的學習教材--「問題解決式的教學策略」與「電腦遊戲式的教學策略」教材，了解國小學童在接受這兩種不同的教學策略後，其學習的動機、滿意度以及推理能力的不同，進而分析在各個不同的學習階段中，教師應以何種教學策略介入以及各階段最適宜的教學策略為何，並做為未來後續相關教學與研究的參考。. 8.

(23) 第二節. 研究目的. 本研究的重點之一，即在探討問題解決式與電腦遊戲式的教學策略運用在網路學習上，能否增進學生的學習動機與綜合歸納、推理能力，以供後續的研究者或網路學習平台之開發者，研究設計的方向。並結合質與量進行實徵研究，研究目的如下： 1. 探討「問題導向式教學策略」與「電腦遊戲式教學策略」對國小六年級學童電腦課學習動機之差異。 2. 探討「問題導向式教學策略」與「電腦遊戲式教學策略」對國小六年級學童的圖形推理能力之差異。 3. 探討「問題導向式教學策略」與「電腦遊戲式教學策略」對國小六年級學童的問題解決能力之差異。 4. 探討在實施「問題導向式教學策略」與「電腦遊戲式教學策略」後的國小六年級學童，其合作學習活動中之「協助」與「參與程度」之差異情形。 5. 藉由研究結果與發現，提出具體建議，以供國小電腦教師應用「主題探究」教學時之參考。. 第三節. 名詞解釋. 茲將本研究提及的研究變項與重要名詞，說明如下：一、國小學生：係指參與本實驗研究之台中市向陽國小（化名）六年級的學生。. 二、學習動機：「動機」乃是指個體趨向所設定之目標，不斷朝此目標付出心力，完成任務的內在心理歷程。在學習的應用上，乃是指教師為了使學童達成教學目標，驅使學童朝此目標所實施的一種策略及方法（張春興，1994）。本研究所指 9.

(24) 之學習動機，乃是引導學童趨向教師所設定的教學目標，完成學習任務所實施的一種策略及方法。三、電腦遊戲本研究所指之電腦遊戲（computer game software），採用定義為「可供個人電腦執行之遊戲軟體，並具有娛樂性與教育性意義」。. 四、問題解決問題解決就是個體運用已知的經驗、知識、技能，透過一連串複雜的綜合歸納的認知思考，將所發現的問題情境脈絡、原理原則，加以整理，以用來解決目標情境正在發生的困擾。. 五、教學策略係指教師為了達成教育目標，使學童朝課程設定的目標去努力，所使用的教學模式與方法。. 六、PBL 本研究所指之 PBL 為 Problem Based Learning 的縮寫，為問題解決式之學習策略，亦即教師在教學中，將教學的主要內容以問題的形式，引導學童進行學習，以達成教學目標。七、CGL 本研究所指之 CGL 為 Computer Game Learning 的縮寫，為電腦遊戲式的學習策略，亦即教師在教學的過程中，將教學的內容，隱藏在電腦遊戲中，以引導學童進行學習，達成學習目標。八、網路合作學習網路合作學習是將合作學習中人與人互動的模式，透過資訊科技等技術，呈現在網際網路上，以進行同步或非同步的學習。. 10.

(25) 九、推理能力推理的形式眾多，本研究所指之推理能力，是指學童在圖形推理方面的能力，可以排除學童因為文字閱讀理解能力的差異，所造成推理能力表現上的誤差。. 11.

(26) 第二章文獻探討本章共分為六小節來探討，第一節主要為兒童的推理能力；第二節為學習動機與電腦遊戲之探討；第三節為電腦遊戲式教學與推理能力之關係；第四節主要在探討問題解決之相關內涵；第五節為網路合作學習進行主題探究；第六節為總結，茲分述如下。. 第一節. 推理能力. 「推理」是一種高層次的認知思考能力，可以協助我們釐清事實，以對未來事件的發展方向，做可能的臆測與了解（塗金堂，1999）。推理的方式眾多，張春興（1992）則把一般性的推理概分為演繹式推理、歸納式推理與捷徑式推理。所謂演繹式推理是在已知的原理原則或條件下，並依照此條件的限制，所進行的推理歷程；歸納式推理則是從許多實際的事例中找出共通的特徵或原則來，而這些推論出來的特徵或原則，並非是絕對的，只能將之視為「邏輯的可能」；捷徑式推理則是在問題的情境中，根據過往的經驗，所進行的跳躍式邏輯思考來進行推理（張春興，1992；塗金堂，1999）。陳素玲（2002）則在其研究中，將推理的方式加以分類，分為類比推理、對話推理、歸納推理、演繹推理、評估推理與整合推理等六種。而這些推理思考的方式，常是在科學探究期間，經常發生的思考歷程（Hongan & Keller，1996；陳素玲，2002）。綜合歸納與推理分析能力是進行科學研究、思考的必要條件（陳亦媛， 2002）。而要進行綜合歸納或推理分析時，通常要將外界輸入的訊息，在工作記憶中進行處理與分析，進而從一堆雜亂無章的素材中找出規律、形成概念。在探討工作記憶對於綜合歸納與推理分析上所扮演的角色之前，似乎對於工作記憶的功能有必要加以了解。Baddeley 與 Hitch(1974)曾提出工作記憶主要分成三個部份：中央統合處理器（central executive）、語音迴路區（phonological loop）、視空間暫存區（visuo-spatial sketchpad）等。中央統合處理器主要是控制注意力及操作方面的整合；語音迴路區則具有暫時儲存、保留有關語言聲音等外界訊息的功 12.

(27) 能；視空間暫存區則與語音迴路區的功能相類似，不過不同之處，在於視空間暫存區則主要在處理視空間等平面影像的暫存（Baddeley & Hitch，1974）。而在進行綜合歸納與推理分析等認知工作之時，學童可以將所收集得來的資訊，加以分析、比較與實驗，並從既有的假設中排除不一致的規則或修正既有的假設，以尋求出一個合理的規則來作為推論的依據。這樣一連串的認知、操作過程，工作記憶中的中央統合處理器、語音迴路區、視空間暫存區，扮演了一個非常重要的關鍵角色，這個關鍵就在於學童能否分析、統整、歸納，以形成有效的推理、解決問題的能力。在了解工作記憶對於人們注意力的控制、統合操作、暫存視空間、語音訊息等方面的重要性之後，工作記憶與既有知識、經驗的連結，亦具有密不可分的關係。Swanson（1992）認為工作記憶在運作的過程中，常會啟動長期記憶（long-term memory）中的表徵（representations），透過這個連結機制，有時似乎能夠很快的找出解決問題的關鍵要素（Swanson，1992）。然而對於國小學童來說，正值知識、經驗不斷快速累積的時期，工作記憶運作之時如何觸發舊有的知識、經驗，有時老師的引導或同學的協助，對於許多學童能否進一步進行思考、分析與歸納，常是影響其概念形成、問題解決的成敗關鍵。雖然高年級兒童的認知發展，正處於具體運思期與形式運思期的過渡階段，與正常的成年人比較起來，仍有認知能力進步的空間，因此要使高年級兒童能成功的進行思考分析、綜合歸納的認知活動，相關的協助與指導，便成為影響該能力發展的重要關鍵（Case，1974；Chi，1994；Kyllonen & Christal，1990）。此外，將所整理出來的資料加以綜合歸納，有時是為了進一步的進行推理與分析，以解決生活上的問題。這樣一連串複雜的心智活動歷程，具有以下步驟與特點：從界定資料收集範圍、形成假設、收集資料與證據、分析資料與證據、抽離要素、進行分類、歸納特點、找出規律、驗證與協調假設、解釋資料與證據、形成進一步的假設，最後對未來進行預測（Klahr & Dunbar，1988；陳亦媛，2002）。從這整個過程來看，對於兒童來說是一個很大的挑戰，因為要讓兒童進行這一連 13.

(28) 串複雜的心智活動時，由於兒童無法察覺或理解相關的認知策略，例如如何減少無關訊息的干擾、如何更專注的觀察，來獲得最正確的資料，以利學習其他推理策略，這一方面教師往往需進一步的示範與指導，再加上每位兒童的認知發展又具有個別間不等程度的差異，因此在教學時又必須視學童的個別差異進行適性的指導（陳亦媛，2002）。兒童在進行推理分析、綜合歸納的過程中時，其認知思考具有某種程度的缺失，例如：先備知識會影響資料證據的收集與界定；資料證據的處理能力又與工作記憶中的功能：能否短暫保留接收訊息同時又能加以轉換或操作處理訊息有關；資料證據的處理能力又是影響能否形成高解釋力的新假設的原因；察覺並協調資料證據與假設間的差異，又與學童能否運用相關認知策略以減少認知負擔的能力有關。這整個認知過程與策略的應用，通常是互相影響、互為表裡的（Koedinger, 2002; Chen & Klahr, 1999；陳亦媛，2002）。正因為學童的後設認知能力的不足，對於相關認知策略有時並無法全然理解，如能藉著相關的教學訓練，先培養其專注敏銳的觀察力，並適時加以指導其整理、思考、分析資料的策略，並設計生活化的教學課程，讓學童親自參與及應用這些策略，以提升其綜合歸納與推理能力，並期待其未來生活上解決問題的能力有所提升。教師在設計教學活動時，由於簡單的問題，有時不需運用相關策略亦可找出解答，學童往往能藉由簡單或仔細的觀察，獲得相關的答案，因此教師必須營造複雜的教學情境，給予兒童嘗試與體驗運用相關的認知策略的機會，例如：以文書處理軟體為工具，親自動手畫下一些表格，以用來整理所抽離出的情境素材或者讓兒童嘗試自己的想法或策略，來整理資料。即使是沒效率的想法或策略，只要讓兒童在這個過程中慢慢找出效率較佳的方法或策略，便可建構與修正其所認知的世界，進而幫助其進行推理分析、綜合歸納能力的發展（陳亦媛，2002）。綜上所述，綜合歸納、推理分析能力的發展，必須在複雜的情境中，讓學童主動體驗與建構，但是僅是營造問題解決的教學情境，對於學童的學習動機的維持，似乎略顯不足，如何激發兒童高度的學習動機，使之能在複雜的問題情境中， 14.

(29) 繼續尋求脈絡，歸納出原理原則，將電腦遊戲融入於教學中，以維持學童高度的學習興趣，似乎找到了一條可行之道。. 15.

(30) 第二節學習動機與電腦遊戲之探討一、學習動機的定義「動機」是個人不斷朝目標努力，完成任務的內在心理歷程（張春興，1997）。動機的強弱，亦是影響個人成就良窳的重要參考指標（Small & Gluck, 1994）。當個人對於目標有所期望，並且高度認同其價值時，這種期望與價值便會激發一個人的情緒與態度，朝目標而努力。所付出的心力越大，獲得成功報酬的機率也將越高。「動機」又分為兩種形式：「內在動機」與「外在動機」。內在動機是個人對於目標的高度期待與價值的認同後，在無任何獎賞的情況下，能夠自動自發的朝目標持續努力與投入，並從中獲得成就感。外在動機則是以各種環境因素，營造出個人努力的目標（Deci,E. L.,and Ryan,R. M，1985；Rich, D，1992；林建平，1997）。因此能讓學童發自內心，主動追求知識與技能，就長遠的效益來看，引發學童內在的學習動機較外在環境塑造出的學習動機，較能夠使學習產生較大及長遠的學習成效。學習動機，是教學者根據學童的特性與需要，不斷引導其完成學習任務，達成教學目標的歷程。教學者必須在學童的學習歷程中，不斷的評估及修正其教學策略，以維持學童的學習動機，讓教學活動能不斷向前推進（Keller & Koop, 1987）。對於學習動機的定義，學者張春興（1997）亦抱持相同的看法，認為學習動機可以引導學童趨向教師所設定的教學目標，引導學童完成學習任務，視學習動機為學生內心渴望獲得的一種主動性內在心理歷程。. 二、學習動機的重要性學童本身是知識學習的主要人物，他是根據個人的特質，主動與外在環境產生互動而進行學習。當學童對於學習教材與內容產生興趣時，會對於所學習的教材付出心力且認真思考，經過個人認真思考學習過的知識，較能將輸入的知識進 16.

(31) 一步的消化與吸收，而進入長期記憶中，以期望對知識概念的建構產生實質的幫助（游淑燕，2001）。由此可見學習動機對個人知識學習上扮演著重要的地位。. 三、學習動機之研究關於學習動機的研究，從過去到現在已有諸多的討論，茲整理如下表所示：表 2-1：學習動機理論行為主義的心理學家視學習動機為一種外控的行為，藉行為主義（Skinner，1904）. 著削弱與增強的原理，使刺激與反應連結起來。重視外在環境的因素可以塑造個人動機的強弱，否認個人內在心理的因素可以影響學習動機的產生。人文主義的心理學家以人為本位，主要在探討內在的心. 人文主義 (Maslow，1908). 理層面對於學習的影響。認為人具有不同層次的需求，其中「知的需求」即為所謂的學習動機。當低階的需求無法滿足時，高階的需求自然無法產生。以人的成就感的觀點來探討動機的產生。認為個人在預. 成就動機理論 (Weiner，1974). 備從事一項工作之前，會先自我評估成功與失敗的機率，當預期自己能夠完成該項工作的機率愈大時，所產生的動機則越大，反之則可能會放棄該項工作。強調在歸因的歷程之中，對於個人動機成就的影響。個. 成敗歸因論（Weiner，1982）. 人對於成功和失敗的解讀及認知不同，會影響到其動機及努力的程度。能自我覺察及評估所要完成工作的能力及信心，這種能. 自我效能理論 (Bandura，1977). 力或信心會影響個體去選擇其所要從事的工作項目。也就是個人動機的強弱，受到自我評估效能後的影響。. Pintrich 的動機理論 Pintrich（1991）將個人的動機分成價值、期望、情感三（Pintrich，1991） 17.

(32) 部份來探討，其中價值與期望會產生交互作用，再加上情感的部份，例如學習焦慮感。此三部份構成其動機理論的主要架構。該論點認為期望與價值會產生交互作用，個體對於成功的期望與對目標的價值，是由個體本身來認定，並不是期望價值論（Eccles，1983）. 目標本身的困難度來決定的。當個體衡量自身的能力足以破除萬難達成任務，必定會產生足夠的動機以達成目標。. 總結上述，學習動機的強弱是由個體本身評估自身的能力與目標物的價值後，再決定付出一定程度的努力。個體所付出努力的程度，相當程度影響了學習的成效。. 四、ARCS 動機策略模式 Keller（1983）提出 ARCS 四個動機策略模式，分別為注意（attention）、相關（relevance）、信心（confidence）與滿足（satisfaction）。ARCS 動機策略模式具有以下幾個特色（張志全，2002）： 1. 重視學童內在的學習動機。 2. 兼顧學習的趣味性與情意的陶冶。 3. 可搭配其他學習理論與教學模式來彈性運用。. 教師在進行教學之時，第一個動作就是要引起學習者的關注（Keller & Burkman, 1993）。當學習者能夠將焦點轉移到老師的身上時，學習才能開始，才能與老師、同儕們進行互動。有了好的開始，之後所呈現的教材內容，就必須要與學生現有的生活經驗有所關聯，讓學童覺得所學對於生活上有實際的幫助，能夠運用在實際的環境中，否則只是讓學童覺得無趣、毫無意義而已。當教材與學童的生活經驗產生相關之後，教師就必須設法讓學童的學習產生信心，給予兒童 18.

(33) 適當的協助與鼓勵，讓學童成功的完成學習任務、達成教學目標，自然而然學習態度便會更為積極，以提升其學習的成就感與增強學習的滿意度。. 五、維持學童的學習動機是一個重要課題一個成功的教學不僅僅只是運用 ARCS 模式所提供的策略來參考就可以了，還必須注意引導學童創造力的啟發及問題的思考能力，也就是引導學童對知識主動的追求，一步步從外在的感官刺激所引發的學習動機逐步進入到對知識主動追求的興趣的內在學習動機。其次是學童在課堂學習時，教師分配給學童的作業量應是適當的。當教學具有公平性、評分具有一致性，不時給予學生鼓勵、激勵其學習的自信心，再搭配 ARCS 動機策略模式，掌握上述教學的關鍵要素，便是一個非常成功的教學（Keller,1983；Keller &Koop,1987；Keller,J. M.,1987a； Rezabek,1994）。學童的學習注意力維持的時間，正是教師教學時的黃金時間，教師必須把握這短暫的時間，將所要傳達的概念授予學生。由於講述式的教學方式，在教師教學策略的使用上，仍有必要的使用時機，因此如能延長學童注意力維持的時間，必能讓學童的學習成效更為顯著。但是激發學童的學習動機，過與不及皆會影響學童的學習成效。動機過高往往造成學習的高錯誤率及低效率，而使學習成效不彰；動機過低又會造成低生產力（Keller，1987）。因此教師如何在其教學活動中適度的激發學童的學習動機，便成為教師教學活動設計中重要的課題之一。. 六、電腦遊戲的定義、特性與學習動機所謂的電腦遊戲就是一種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。關於電腦遊戲的定義，過去已有諸多學者提出，茲整理如下：. 19.

(34) 表 2-2：電腦遊戲的定義學者. 主要論述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. （陳文欽、傅尚磁片、光碟型態中，以鍵盤或搖桿等配備操控，不論聲光效裕，1992）果或是內涵都有長足的進步。電腦遊戲為「在電腦上發展出來的，具有娛樂性或教育性的（吳鐵雄，1988）軟體」。定義電腦益智遊戲為「在個人電腦上可執行之兼具娛樂性和（李佳容，1996）教育性的遊戲軟體。」定義的電腦遊戲（computer game），採用操作型定義為「可（鄭凱裕，2000）供個人電腦執行之遊戲軟體」。研究者整理因此從上表各學者對電腦遊戲的定義中，可以歸納出電腦遊戲就是在個人電腦上可供執行的應用程式，並兼具教育性與娛樂性。電腦遊戲的類型眾多，電腦遊戲推陳出新的結果，使得遊戲種類繁多，分類上不夠明確。各廠商推出的遊戲，甚至因為分類定義不明確，使得遊戲雜誌出版商在分類時，出現兩造不一的情況。整理過去的相關文獻，茲將學者對於電腦遊戲的類型加以分類整理如下表所示：表 2-3：電腦遊戲分類表學者. 電腦遊戲分類冒險遊戲（adventure games）、大型電玩遊戲（arcarde-type games）、棋盤遊戲（board games）、紙牌類或賭博性遊戲（card. （Alessi & Trollip，1991）. or gambling games）、戰鬥遊戲（combat games）、邏輯推理遊戲（logic games）、運動遊戲（psychomotor games）、角色扮演遊戲（role-playing games）、電視競賽遊戲（TV quiz 20.

(35) games）、文字遊戲（word games）、模板遊戲（templates）。動作遊戲、冒險遊戲、角色扮演遊戲、高科技產品操作模擬、（傅尚裕，1992）戰略模擬遊戲、情境模擬遊戲、益智型遊戲、綜合性遊戲。角色扮演系列、模擬系列、動作系列、射擊系列、策略系列、運. （尹維洸，1996）動系列、冒險系列、棋藝、橋牌系列、情境模擬系列、其他。. 動作類、冒險類、角色扮演類、模擬類、運動類、策略類、（楊鎮豪，1998）戰爭類、益智類，以及其他類。動作類、角色扮演類、冒險類、運動類、策略類、模擬類、（鄭凱裕，2000）益智類、其他類。角色扮演遊戲、策略遊戲、即時戰略、益智遊戲、動作遊戲、（董光洋，2004）模擬遊戲、競速遊戲、養成遊戲、冒險遊戲。研究者整理觀察目前的電腦遊戲市場，並從上表整理後得知，本研究將電腦遊戲類型大致分類如下：動作類、冒險類、角色扮演類、養成類、即時戰略類、策略模擬類、運動類、益智類以及其他類。其中競速類遊戲歸為運動類遊戲；棋藝、橋牌系列需運用大腦進行邏輯思考判斷，因此歸類為益智類遊戲。在了解電腦遊戲對於兒童產生強大的吸引力之前，我們必須先了解電腦遊戲的特性，才能掌握這些特性，進行教學。電腦遊戲是一種融合技能與認知特性的活動，在進行電腦遊戲的過程中，必須經常熟練一些操作技能，才能夠過關斬將，達成遊戲的目標。由於電腦遊戲具有操控難易度的性質，學童可以從簡單的部份開始練習，進而慢慢挑戰難度較高的關卡，在這個過程中，學童必須掌握特定的規則，從規則中歸納出關鍵的要素，接著才能練習更高難度的技能。因此賴阿福（1996）歸納出電腦遊戲具有八大特性：遊戲目標（goals）、遊戲規則（rules）、相互競爭（competition）、策略與挑戰（strategy and challenge）、技巧性（skills）、新奇性（fantasy）、安全性（safety）、娛樂性（recreation）等（賴阿福，1996）。. 21.

(36) 學童在遊戲中練就的高難度的技能，一方面為了達成遊戲的目標預做準備之外，其實學童是在享受遊戲的過程，遊戲所建構的虛擬世界中，滿足了兒童探索世界的渴望，其次，進行遊戲的過程本身，才是學童所專注的地方。對於是否達成遊戲最終目標的重要性，反而降低了。因為學童進行遊戲，可掌控所有遊戲的主動權，並無外力來強制要求達成最終的目標，當追尋遊戲目標的重要性降低之後，無形中便讓學童的壓力減輕，而能悠遊於遊戲建構的虛擬世界裡（Garvey, 1977; Rubin, Fein & Vandenberg, 1983）。由於學童是出於內在的心理動機來進行遊戲，從 Malone（1987）的研究中，則歸納出電腦遊戲具有以下三種特性足以引發學童渴望進行遊戲的內在心理動機，分別是挑戰性、想像力與好奇心。 1. 挑戰性：電腦遊戲的難易度設計、人與人或人與電腦之間的競爭與挑戰、遊戲的不可預測性等因素都是引發學童產生挑戰心理以進行電腦遊戲的內在心理動機。 2. 想像力：電腦遊戲的情境設計，常與現實生活的物理現象背道而馳，學童接觸了以往在現實生活中無法體驗的事物，因此很容易激發學童的想像力，在電腦遊戲中進行探索活動。 3. 好奇心：電腦遊戲情境的不可預測性便是引發學童好奇心的最大因素。高豫（1996）則將具有遊戲特性的教材予以分類，他歸納了以下七個特性，只要符合這七個特性中愈多特性的教材，雖不足以對該教材稱之為遊戲，但教材之中符合的遊戲特性愈多，我們便可對該教材稱之為遊戲式教材，這七個特性分別為：目標、規則、競爭、挑戰、幻想、安全、娛樂（高豫，1996）。鄭凱裕（2000）則歸納了上述學者的研究，他認為電腦遊戲的特性有三： 1. 挑戰性：目標、規則、競爭性以及策略。 2. 幻想性：是遊戲製作者引發遊戲動機的設計重點。 3. 趣味性：即引發使用者的好奇心、娛樂性。從上述的學者研究中，對於電腦遊戲的特性，研究者將之整理為下表： 22.

(37) 表 2-4：電腦遊戲的特性學者. 遊戲特性遊戲目標（goals）、遊戲規則（rules）、相互競爭（competition）、. （賴阿福， 1996）. 策略與挑戰（strategy and challenge）、技巧性（skills）、新奇性（fantasy）、安全性（safety）、娛樂性（recreation）。. （高豫，1996）目標、規則、競爭、挑戰、幻想、安全、娛樂。（Malone， 1987）. 挑戰性、想像力、好奇心。. （鄭凱裕， 2000）. 挑戰性、幻想性、趣味性。研究者整理. 因此我們可以由上表中整理出電腦遊戲的特性如下： 1. 目標與規則。 2. 競爭與挑戰。 3. 具新奇性與滿足個人想像力。了解電腦遊戲對於兒童產生如此大的吸引力要素之後，教師在教學時，似乎可以嘗試利用上述提及的要素：目標與規則、競爭與挑戰、新奇性與想像力，來引發學童內在的心理動機，適度運用在教學上，以觀察學童在學習上的表現，並根據學童的回饋，做適度的調整，使學童可以在學習動機與學習專注力方面達到一個平衡點，來達成教學的目的。. 七、激發學習動機的策略—電腦遊戲式教學學童進行遊戲，是一種以自然的方式與外界事物溝通交流，進而從遊戲中進行學習。因此，教師必須以更寬闊的胸襟，接受學童以遊戲的方式進行學習，甚至在教學活動設計中，融入遊戲的理念，讓學童可以用輕鬆愉快的方式進行學習。而以「電腦遊戲」融入教學，正是未來教師在進行教學活動時，可以嘗試考慮使用的一種教學輔助工具。 23.

(38) 關於引發學習動機，電腦遊戲常以「競爭」的形式，作為引發學童學習動機的策略，而在教學的實作上，將「競爭」融入教學活動中確實已有相關研究。 Johnson & Johnson（1975）的研究中指出，學生在完成作業的過程中，約 85%的作業量是以競爭的方式完成。Davis 和 Rimms（1985）亦認為使用競爭的形式，學生們的學習表現會比未使用的學生表現更佳，尤其是以個別競爭的形式來實施教學。因此在實體課室中，老師常使用競爭的策略提昇學生的學習動機，例如以小組或個別競賽的方式，各組推派一名代表，進行闖關搶答遊戲。小組之間互相競爭，爭取榮譽的過程中，由於小組的每一位成員聚精會神，皆為了爭取小組的最高分，因此在學習相關知識技能時，都具有高昂的興趣與鬥志，無形間使整體的學習成效提升。電腦遊戲中設計以「競爭」為手段，提高使用者繼續操做電腦遊戲的動機，在商業的用途上，便成為線上遊戲廠商獲利的重要手段，學童會因為自己本身的意願而繼續使用線上遊戲，如此一來，遊戲廠商便能在使用者購買遊戲使用權的方向上規劃獲利的來源；在教育的應用上，如前段所述，以「競爭」為手段，教師將之運用在教學上，使學童繼續保有課程內容的學習動機，亦使教師在講授課程認知方面的知識時，仍能為學生所接受，而朝著教學最終的目標邁進。此外教師進行遊戲式教學時所實施的組間競賽，除了促使學童整體的學習成效提升外，對於組內成員之間彼此向心力的凝聚，亦具有相當程度的幫助（Julian, J., and Perry, F.，1967）。各組之間為彼此競爭的對手，而組內的成員為了一個共同的目標-“獲勝＂，將透過合作的方式，為目標共同奮鬥，無形之間培養患難與共、同舟共濟的情誼。但是，彼此競爭的結果亦會帶來不良影響，尤其是人際關係方面（Kohn， 1992）。因此為了使「競爭」帶來更多的好處，並降低「競爭」所產生的不良影響，適度運用小組合作的策略，將能使競爭的不良影響降到最低。過去有許多的研究發現，合作的教學策略，可以提升學童的學習動機。當學童處於彼此合作的學習模式時，彼此會互相交換意見、拓展自己學習的領域，並 24.

(39) 激發其他方向的思考，因此對於問題的反應以及回饋，以及再學習的意願上，會呈現較高的學習動機（Johnson，1985；Carrier, C. A., & Sales, G. C，1987）。學童在合作的過程中除了為共同的目標努力之外，同時培養學童在合作的衝突與協調之中，慢慢養成歸納統整的能力，對於人際溝通協調的能力，亦會有所增進。線上遊戲其實就是一個能充分發揮合作特性的最佳平台。綜觀目前的線上遊戲之所以吸引人，除了操作介面的簡單漂亮，遊戲的聲光效果滿足了學童的無限想像空間，在線上遊戲營造出的虛擬世界中，又可吸引無數學子的好奇心，努力去探索這個具有無限想像力的虛擬世界，學童可以拋開任何顧慮與束縛，在安全的環境中享受虛擬的危險與刺激快感，彼此在虛擬世界中又可以是競爭與合作的夥伴關係。因此，在教育現場中，教師其實就可以借力使力，與學童一同參與其中，充分運用線上遊戲的特性，來進行教學，以提升學習動機。遊戲讓學生產生外在的學習動機，是因為遊戲當中具有獲勝的狀態，學生必須一路過關斬將，排除萬難，獲得最終的勝利（Weinberg, & Jackson，1979）。當學生獲得勝利時產生的喜悅與成就感，又會驅使他挑戰更高難度的遊戲，如此「挑戰」與「成就感」相互激勵循環的結果，使學生藉著享受遊戲獲勝的喜悅與成就感，不斷學習新的知識與技能，以解決當前的問題。終使學生在參與遊戲的過程中進行學習與成長。. 第三節電腦遊戲式教學與推理能力市場上電腦遊戲推陳出新的結果，使得電腦遊戲的類型眾多，不少電腦遊戲的設計取向偏重在娛樂性，教育的性質偏低。因此在實施電腦遊戲式教學之前，教師需在眾多的電腦遊戲類型當中加以篩選，其中又以益智類遊戲需運用大腦進行邏輯思考判斷，亦需要從不斷的練習當中找到遊戲過關的規則及關鍵要素，對於學童的學習上，兼具推理思考之教育性及引起學習動機之娛樂性。電腦遊戲對於學童認知學習的發展，具有潛在的效益（Fang，1999）。茲將各方學者的看法整理如下： 25.

(40) 表 2-5：對於電腦遊戲持正面的看法一覽表學者. 主要論述. （Greenfield， 1984）. 認為電腦益智遊戲除了可提昇歸納技巧等能力外，還可增進手眼協調、視覺變換等能力。. （Lancy，1985）電玩遊戲如同正規教育都能增進較高層次的思考能力。在沒有負擔的情況下學習，這種主動的學習（益智遊戲）已（溫嘉榮，1987）被證實對幼年的教學，具有特別的成效。許多教育與心理學亦均同意電腦益智遊戲藉各種不同速度，可提供兒童發展肢體的機會，尤其是手眼協調能力。（吳鐵雄，1988）若父母與子女同樂，一起享受電腦益智遊戲所帶來的刺激、緊張與成就感，則可增進親子情誼。電腦遊戲在兒童科學教育概念統合運用中，包括製造虛擬真實、及以獎賞和鼓勵提高學習動機。製造虛擬真實或模擬的環境，使學習能在趨近真實情境中進行。也唯有如此，所學（羅銘辰，1996）的知識才能於真實的情境中發揮功能。這是「情境化學習」的主要理念。他並提到，適當的電腦遊戲配合動畫軟體工具，可使兒童瞭解科學概念，加以發揮、創作實驗結果。而獎賞和鼓勵則可以提高學習動機。電腦遊戲被當成四種不同的使用角色，分別是教學者（高豫，1996）（tutor）、工具（tool）、受教者（tutee）、玩具（toy）。（郭靜晃，1993）能增加手眼協調能力、增加思考策略能力、培養抽象思考及（陳孝慈，1996）推理能力、有互動的效果、滿足獨立的需求、增加成就感與（黃天佑，2000）自信心、增進團體的認同及紓解身心壓力。（Roe & Muijs，1998）（胡志偉，1994）在遊戲的情境中且在競爭或合作的氣氛下，會引發較高的心. 26.

(41) 理反應；在非遊戲的情境較不能引發自己的反應。促成正面的學習遷移、提高操作電腦的技巧、提升未來電腦 Pillay (2002) 學習上的執行效率。 De Lisi & 提高孩子的空間能力。 Wolford（2002）廖惠鈞（2005）提升學生學習動機、學習興趣、集中力與專注力。研究者整理因此，由上表整理後得知，電腦遊戲可以提升學童的認知思考、綜合歸納、手眼協調、空間知覺等方面的能力，並能適度降低學童的焦慮感以及減輕課業上的壓力。由於電腦遊戲對於學童認知思考、綜合歸納、手眼協調、空間知覺等方面的學習，有一定程度上的幫助，讓學童在學習時能以輕鬆愉快的心情來學習，對於大腦的負擔是最輕的，且易於使學童接受。因此教師在設計電腦遊戲式的教學環境，必須讓學童投入到整個遊戲情境裡，要能讓學童投入，整個電腦遊戲環境的設計，就顯得非常重要了。這也是能否讓學童主動學習，產生思考的重要關鍵，關乎於整個學習的成效（Marc Prensky，2001）。談到電腦遊戲式之學習成效，何榮桂（1997）的研究中發現：人與人之間的競爭學習較人與電腦之間的競爭方式佳；雖然進行電腦遊戲時，人與人之間的競爭焦慮感會較人與電腦間的競爭高，但是學童還是比較喜歡人與人之間的競爭方式（何榮桂、賴志宏，1997）。在實際的生活情境裡，問題呈現的形式，常是隱藏在一個雜亂無章的脈絡情境之中，以電腦遊戲式的教學環境來呈現、模擬出複雜的問題情境，是個值得推薦的好方法。因為當學習者在電腦遊戲之中要回答呈現的問題，必須先從遊戲情境中找出相關的線索，才能回答出簡單的問題，再藉由回答許多簡單的問題之後，找出進一步的規則、發現脈絡及原理原則，這一連串的過程其實就是要讓學童進行複雜的認知思考，而電腦遊戲便可以適時發揮作用，藉著維持學童的學習 27.

(42) 動機來促使他勇於嘗試複雜的認知思考，避免學童因此輕易放棄進一步思考而前功盡棄。由本節的討論中得知，電腦遊戲能促進兒童認知思考、綜合歸納、手眼協調空間知覺等能力的發展。電腦遊戲的娛樂特性又可以減低在遊戲競爭過程中所造成人際關係低落的不良影響，並能增進學童的學習動機。在呈現複雜的問題情境時，電腦遊戲可模擬出複雜的問題情境，在學習動機被激發的前提下，使學童勇於嘗試錯誤，進行一連串複雜的認知思考，進而促成有效而成功的學習。. 28.

(43) 第四節問題解決問題解決能力的培養，為 21 世紀國民必備的關鍵能力，也是提升國家未來競爭力的必備條件（成露茜、羊憶蓉，1996）。而以問題解決的形式來呈現教材、進行學習，在專業醫師的養成教育中，施行已久。國內外許多課程改革也都強調培養學生問題解決能力，把問題解決當作重要的教育目標（OECD,2003）。因此問題解決模式的教學，對於學童的學習上，似乎具有潛在的效益，值得加以探討，茲將「問題」的相關定義，整理如下：. 一、問題的定義關於問題的定義，許多學者已有相關的定義，茲整理如下：表 2-6：問題的定義學者（Skinner，1960）. 主要論述認為對目前沒有答案之困境產生疑問者，就是問題。問題是指一個人為了要在其所處的環境中有效發揮功. （D'Zurilla & 能，所必須面對特定情境時，卻無法立即找出有效可行 Goldfried，1971）的反應來應付所致。問題是一種刺激情境，在這種情況中，個體尚未形成必（Davis，1973）要之反應。問題是在一個已知的情境中遭遇到困難，而希望改變到（Mayer，1992）. 另一個情境時（稱為目標情況），卻沒有明顯的方法來完成目標。問題的廣義定義是指人有目的要達到，但無現成的反應. （邵瑞珍和皮連生，. 可利用的刺激情境。狹義定義是指人不能運用現有的觀. 1991）. 念和規則達到目標，必須尋找或發現新規則，才能達到目標的刺激情境。. （張春興，1996）. 以認知心理學觀點，認為問題是指個人在有目的待追求 29.

(44) 而尚未找到適當手段時所感到的心理困境，因此問題的存在與否是主觀的認知與感受。問題是指人處在一個具有目標或是遇到困難的情境之（潘怡吟，2001）. 中，想要改變到另一個情境，卻無法立即找出有效可行的反應來適應或解決時所感受到的心理困境。研究者整理. 由上表整理後得知，問題就是個體對於目標情境感到疑惑或困難，而無法產生適宜的反應來適應該情境的心理狀態。. 二、問題解決的定義當個體發覺生活情境中遭遇到的問題之後，如何產生適宜的方法，以適應目標情境的狀態，此即為個體在問題解決的主要歷程。問題解決在教育上已有諸多學者討論與研究，關於問題解決的定義，研究者將各學者的相關論述，整理如下：表 2-7：問題解決的定義學者. 主要論述. （Krulik and. 問題解決是個體利用已學過的知識技能去滿足新情境需. Rudnick，1980）. 要，以獲致解答的過程。問題解決是指個人在面對問題之時，綜合運用知識技能. （張春興，1996）以期達到解決目的的思維活動歷程。認為問題解決為一個過程，學習者在這個過程中回憶過去學會的規則，經過思考嘗試幾個假設並且測試其可應（Gagne，1997）. 用的程度，以找出解決新問題情境的方法。當學習者發現某些規則的特殊組合適用於目前的情境，他們不僅應用舊規則解決問題，而且也學到新事物。問題解決是最複雜的心智活動之一。個人進行問題解決. （Guilford，1986）的思考歷程以知識經驗為基礎，由外界環境和個體資料 30.

(45) 對傳達系統輸入，經過對資料的過濾，引起認知運作了解問題的存在與本質，進行擴散性思考和聚歛性思考解決問題，再經過雙向評鑑，將新形成的反應輸出或納入記憶庫中。認為人們一般問題解決的情況是獲得外界信息，經過編碼後轉化為主體信息系統的一部份而儲存起來，然後激（董奇，1995）活和處理整個主體信息系統的有關部份來指導行為，從而解決問題。指個人在面對問題時，運用已有的知識技能，綜合整理（潘怡吟，2001）. 並假設出適合新情境的思維及活動歷程。因此思考和知識的運用，充分表現於問題解決的過程中。研究者整理. 整理上表各學者對於問題解決的定義後得知，問題解決就是個體運用已知的知識、技能，透過一連串複雜的綜合歸納的認知思考，將所發現的問題情境脈絡、原理原則，加以整理，以用來解決目標情境正在發生的困擾。但在教學現場中似乎可以觀察到：學童無法覺知情境中存在的問題，更何論發展或增進學童問題解決的能力。在陳亦媛（2002）的研究中指出：學童無法覺知問題的存在，其可能原因為認知發展上的問題，甚或過去沒有體驗過「覺知問題的準備訓練」的教學活動，而問題覺知能力似乎又與後設認知能力的發展息息相關。. 三、問題的種類情境中呈現的問題通常是結構不明的，這與教科書中經過篩選、提供結構清楚的問題的模式南轅北轍，學童也常習於解決這類結構清楚的問題。因此教師必須透過教學，引導或鼓勵學童，從仔細觀察週遭的事物中，慢慢去增進問題覺知的能力。當能自我覺知問題之後，才有可能進一步界定問題的範圍，進而發展相. 31.