教育部教學實踐研究計畫成果報告
Project Report for MOE Teaching Practice Research Program (Cover Page)
計畫編號/Project Number：PED1080016 學門分類/Division：教育
執行期間/Funding Period：108
(計畫名稱/Title of the Project):
結合情境脈絡與遊戲化動機促進策略的研究分析方法課程:研究 素養的培育與評估
(配合課程名稱/Course Name): 數位學習行為模式分析
計畫主持人(Principal Investigator)：侯惠澤
執行機構及系所(Institution/Department/Program)：
國立台灣科技大學應用科技研究所
繳交報告日期(Report Submission Date)：2020/8/25
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結合情境脈絡與遊戲化動機促進策略的研究分析方法課程:研究 素養的培育與評估
1.研究動機與主題目的
(1)教學實踐研究計畫動機。
國家的科研競爭力源自於優秀的研究人力，而研究方法相關的課程更是高
教培育優秀研究人才的基石，至為重要。為了避免研究方法課程中，僅介紹各 種研究方法與案例，可能導致學習動機有限。此外，未經情境化與認知設計的 課程可能缺乏有系統地培養學生針對研究情境的探究、實作、討論與協作的自 學動機與關鍵能力。尤其是研究生(碩博士)的培育，更需要有更高階的認知思 考的促進策略，並能夠針對複雜的學術或產業情境進行脈絡分析，並運用所學 到的知識與技能來提出解決方案與研究分析的創意。
目前，全球的教育趨勢已經朝向素養與關鍵能力導向的培育進行改革(Halász,
& Michel, 2011;Valle, & Manso, 2013)，而非僅有了解研究方法的內容與原則，
因為科研的創新尤其著重於培養學生(尤其是研究生)運用正確的方法來進行精 確的分析與研究的能力，尤其是能夠針對複雜的情境脈絡進行研究議題的搜尋 與擬定，方能進行更貼近實務的研究能力，因此研究生的研究方法課程不僅需 關注學生是否了解方法的內涵與運用原則，尚需要能夠從研究情境中思考具備 有意義的主題進行深入研究的規劃與分析的實作能力，這也是本計畫中期待建 置的具備情境化的研究素養能力的培育課程。
由於以講述或是學生報告為基礎的研究方法課程，根據學習動機理論 (Keller, 2004)，在缺乏互動、生活或學術情境的關聯的教學設計，可能學生的 自學動機與探究動機便有限制。為了提升研究方法課程的動機，運用情境式學 習(situated learning)與遊戲式學習(GBL)、遊戲化(gamification)理論的教學活動 將具備潛力。其中，情境式學習著重於針對真實的情境或現象中的學習經驗 (Brown , Collins, & Duguid,1989; Bottge, Rueda, Grant, Stephens, & Laroque, 2010;
Zydneya, Bathkeb, & Hasselbringc, 2012; Chen, 2013)，有助於讓學生分析研究的 情境，甚至在申請人先前的研究也發現，結合角色扮演策略(role-playing)的情 境學習活動，也對於情境學習的效果有更正向的影響(Hou, 2011)。而既有的許 多研究也發現了遊戲化與遊戲式學習對於學習動機與成效的正向發展(Hou, 2015)，甚至可讓學生達到心流經驗(flow state)，達到更高的學習投入行為 (Kiili, 2006, 2007; Hou & Li, 2014)。
除了妥善運用科技進行情境化教學(如：多媒體情境案例、教育遊戲)與引導思 考討論(心智圖工具、線上社群討論)之外，近年來，由於桌遊強調面對面的互
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動討論，可以在較低預備成本下，模擬許多複雜情境的協作分析，且目前也有 越來越多的研究發現教育桌遊有助於學習與動機(LeBlanc & Bearison, 2014;
Bayir, 2014; Hou & Lin., 2015)，其中並包含主持人團隊的許多教育桌遊。正因 為桌遊相較於數位遊戲成本較低，教師也較容易準備，因此為了未來可以推廣 這些教學方法，本計畫將針對桌遊的一些遊戲機制進行萃取與設計，設計整合 遊戲化與認知理論的簡易牌卡遊戲活動，期能有效促進學生對於研究方法概 念、實作的學習。因此，搭配適當的科技(如：社群軟體、心智圖工具、教育 遊戲)與實體的牌卡的遊戲化與情境化的設計，具備潛力有助於當前的研究方 法課程，尤其是著重討論與實作且艱澀的進階分析方法課程。
(2)教學實踐研究計畫主題。(如：既有課程突破、新設跨領域課程規劃 等)
綜上而言，本計畫將針對一個研究方法課程中進行更有體系的情境式學習與角 色扮演的設計，結合科技與遊戲化(桌遊)，完整開發一套完整的遊戲化 18 週的 研究方法類課程(包含桌遊、科技輔助情境化教材與教案等)。
這當中，將根據不同的課程單元、對應的知識與能力進行遊戲化與情境化的教 學設計，並進行學生的學習成效與動機的評估。這個課程的特色為：
⚫ 將突破原先此類課程經常進行的講述與單向案例解說的教學，而採用遊 戲化的方式提升自主學習動機與討論深度。
⚫ 採用情境化的策略協助學生探究與分析真實情境中的許多研究問題。
⚫ 運用行動研究不僅了解學生的成效，並了解學生的動機與討論內容。
(3)研究目的及目標。
⚫ 針對一個研究方法課程(數位學習行為模式分析)進行更有體系的情境式 學習的設計，結合科技與遊戲化，完整開發一套完整的遊戲化18 週的 研究方法課程(包含桌遊、科技輔助情境化教材、線上討論與教案等)。
⚫ 評估學生的學習成效與動機投入程度。
⚫ 評估學生線上討論內容的知識建構深度。
2.文獻探討
本計畫將採用情境式學習與遊戲化的相關教學策略，且運用行動研究 來評估學習成效與討論歷程。相關之文獻探究簡要敘述如下：
⚫ 情境式學習
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情境式學習(situated learning)強調知識是透過教師引導學生與真實環境互 動來建構知識。(Brown , Collins, & Duguid,1989)，以幫助學生們的學習可 以 遷 移至 真 實的 情境中 進 行應 用 ，並 可延伸 至 現象 導 向主 題式教 學 (Phenomenon-based learning)，期待培養跨領域的生活主題情境中解題的能 力。目前，情境式學習在各個領域的教學日益受到重視(Gonen, Lev-Ari, Sharon, & Amzalag, 2016)，且可以結合將情境中埋藏線索進行錨定式學習，
藉由學習者對於這些線索的探究與分析，學生可以運用知識更加深入探索 一個現象脈絡中的各種問題與解決方案(Bottge, Rueda, Grant, Stephens, &
Laroque, 2010; Zydneya, Bathkeb, & Hasselbringc, 2012; Chen, 2013)。申請人 的研究也發現，結合情境學習的遊戲式學習歷程中，學生在問題解決過程 會衍生正向的反思行為(Hou, 2015)。運用具備故事情節的主題、角色扮演 的活動，或是結合互動式的遊戲，均有助於情境的提供，給予學習者更多 擬真情境的脈絡分析與討論的學習環境。在本計畫中所關注的研究方法課 程中，運用情境學習更可以幫助學生培養針對未來各種教育現場的可能的 現象進行議題萃取、研究問題擬定、研究方法設計與分析的實作的關鍵能 力。
⚫ 遊戲式學習與遊戲化
遊戲為人類重要的行為之一，既有許多研究探討遊戲對於人類認知與行 為的影響(Sutton-Smith, 1967; Vygotsky, 1967; Millar, 1968; Bruner, 1972)。
遊戲運用於教學與學習的研究日益受到重視(Kiili, 2005, 2007; Annetta et al., 2009; Kim et al., 2009; Annetta, 2010; Hou, 2012)。許多運用遊戲於教學 的研究中發現，遊戲對於學習者的學習成效與動機有正向的影響(Hsu, Tsai, & Liang, 2011; Mayer et al., 2013; Hou, 2015)。遊戲具備互動、挑戰與 情節等優勢與特性(Prensky, 2007)，有助於學生的探究歷程更多的動機與 成效。此外，遊戲也經常伴隨著心流狀態(Inal & Cagiltay, 2007)，可讓學 生們不僅有動機且能更加專注投入，對於深度的探究有幫助。
近來，運用遊戲化(Gamification)教學活動(將遊戲元素融合在教學活動 中，讓整個活動像是個遊戲)( Fan, K. K., Xiao, P. W., & Su, C. H., 2015;
Jagušt, T., Botički, I., & So, H. J., 2018)與遊戲式學習(Game-based
learning)(運用遊戲於教學)的研究日益受到重視。其中也有運用著重團隊 協作面對面合作解題的桌上遊戲活動( Ramani & Siegler, 2011; LeBlanc &
Bearison, 2014；Bayir, 2014; Hou & Lin., 2015)。
因此，在本計畫中，我們將結合情境化教學與遊戲化教學進入每個單元 中，讓學生在學習研究方法時，不僅能夠更貼近擬真的研究情境，模擬 真實的研究團隊運作，亦可以在遊戲化的設計下提升自學動機。
3.研究方法
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A.研究架構
本計畫將採用一系列的課室行動研究(action research)作為分析架構，針對課程 的部分單元實施行動研究，以探究該單元的學習成效、投入與歷程。整個學期 預計於期中前與期中後實施至少各一次的完整的行動研究，蒐集學生學習的質 化與量化的資料並進行分析。
B.研究假設
⚫ 預期學生在此課程的學習活動後學習成效達到顯著的提升(包含概念的理解 與實作分析的能力)
⚫ 預期學生在此課程的學習活動中的協作討論內容衍生投入的討論內容 C. 研究方法及工具 (對於所提研究主題將採行何種方法及工具進行資料
蒐集與分析)
本計畫將採用一系列的行動研究，將針對課程中的特定幾個運用不同創新教 學方法的單元教學活動(如: 遊戲化牌卡活動、協作解題討論任務、情境脈絡分 析任務)中，抽取其中幾次進行行動研究，並進行以下的分析，分析將包含質化 與量化的資料，研究方法與工具簡述如下:
(1) 量化分析:
學習/能力成效評估工具：係針對所要培養的技能 (如: 分析方法操作)的評 量工具。針對實作專題的品質與實作學習單中的各階段答題內容。
⚫ 實作品質評估表: 針對學生作品的分析正確性、分析精確性與分析完整 性三個維度進行1-10分的評估 。
(2) 質化分析: 運用量化內容分析，針對學生的逐一討論內容訊息是否離題或專 注於學習主題進行編碼分析
4. 教學暨研究成果(Teaching and Research Outcomes) (1) 教學過程
本計畫完成的教學成果包含:
⚫ 創新教材研發: 一套可以運用於教育領域研究方法類課程的創新遊戲化 教學活動與相關的教材(包含簡報、與卡片遊戲規則)。
⚫ 創新教案研發: 一套可以運用於教育領域研究方法類課程的創新遊戲化 教學活動與相關的單元教案。
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本研究的課程為 “數位學習行為模式分析” 研究方法課程，是一個典型的研究 方法課程，主要係介紹在學習大數據與講究學習歷程分析的教育研究趨勢下，
研究者可能會常用到的三種行為分析方法: 量化內容分析、 行為序列分析與 社會網絡分析的原理，並期待培養學生能夠實作這些研究方法的能力。學生為 大四、碩士班到博士班對這些研究方法有興趣的學生。歷年修課學生有來自台 大、師大、台科與交大的學生們來跨校選修，是一個跨校研究方法課程，本年 度修課學生為24 人。
教學目標如下:
1. 能了解混合研究法內涵與各種行為分析研究方法的內涵與研究設計原則 2. 能夠分析複雜教學現場情境脈絡並進行研究設計與實作分析
3. 能針對複雜研究情境進行小組協作與研究規劃的深度討論
本課程突破原先此類研究方法課程中經常進行的講述與案例式的教學，而採用 遊戲化的方式提升自主學習動機與討論深度，並同時採用情境化的策略協助學 生探究與分析真實情境中的許多研究問題，最後，並運用行動研究不僅了解學 生的分析能力成效，並了解學生的討論內容。所有的活動採用分組進行，期初 便進行分組，每組約有4-6 人。
教學活動與特色說明如下:
1. 情境化學習(Situated Learning)任務與生活情境直接接軌:
運用遊戲化的機制，將促進自學動機的各種遊戲化元素融入教學活動中，並搭 配主持人(授課教師)長期的遊戲化學習研究經驗，進行活動設計，搭配情境脈 絡，讓學生達到較高的心流(flow)投入，有助於學生在各種活動中的專注力與成 效。本年度因為全球遭逢疫情，便引導學生依據全球與台灣疫情指揮中心的數 據進行分析與思考:
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例如: 從鑽石公主號的旅客行蹤紀錄與確診案例資料推估如何運用行為模式分析 技術來進行疫情的管控與預估。
2. 遊戲化(Gamification)教學+協作問題解決(Collaborative Problem-Solving, CPS)線上討論教學:
運用課程社群軟體討論區中指定的遊戲式學習討論任務，搭配協作討論任務，
促進學生們在課室內與課室後的學習能夠深化與延續。這個部份為了提供學生 們的情境脈絡分析能力與分析方法的規劃能力，教師特別設計一套解謎遊戲，
提供給學生們一個扮演警探小組線上分組協作討論並運用行為分析思維進行分 析與解決問題，相關畫面如下:
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遊戲中提供各種線索，玩家需要在網路上討論並在有限時間內完成失蹤女孩的 最終地理位置的預估。
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事後，並引導學生反思解題與分析的策略:
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3. 卡片桌上遊戲式學習教學活動:
運用促進組內協作與組間互動的機制，搭配體驗式學習的桌遊機制，讓學生運 用經過鷹架引導設計的卡片資訊進行問題解決、創意思考與研究情境的體驗，
促進更深入的組內討論。例如: 教師以宮廷情境引導學生進行各種分析方法的組 合，並運用卡片的組合遊戲機制，用以解決皇帝的宮廷分析任務。
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教師公布宮廷案件並要求學生分組進行卡片的撰寫與組合，並進行押注機制，
以立即檢核學習成效。
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學生可以在卡片遊戲活動中，了解如何運用各種分析方法進行組合，解決複雜 情境中的各種研究問題。
4. 黑客松限時研究分析競賽:
安排多次限時分析競賽(黑客松)機制，當場公布研究情境影片與脈絡，由學生組 隊限時完成。此機制期待培育學生具備高效率與高效能的敏銳分析技能。用遊 戲化來促進學生互助並克服統計係數的運算與編碼練習:
學生充分運用所學進行行為模式編碼分析競賽，並進行小組互評。
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(2) 教學成果評估
針對學生的分析能力，我們採用實作品質評估表，針對學生在學期中各種教學活動 所產出的分析報告或是線上報告進行評估，依據實作成果的分析正確性、分析精確 性與分析完整性三個維度進行1-10 分的評估。
以下為分析結果:
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從圖中可發現，學生的各個維度分析能力隨著學期的進行，有逐漸遞增的情況，且 最終的分析能力也有較學期初有顯著的提升。
而在質化分析的部分，運用內容分析，本研究針對學生在一次為期較久的遊戲化線 上討論任務的逐一討論內容訊息是否離題或專注於學習主題進行編碼分析，結果如 下:
研究發現在遊戲分析任務中學生有高度專注與主題相關的討論(88%)，伴隨著 10%的 組員間的協調，離題的情況僅有2%。表示學習者在活動中有足夠的專注程度。
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(3) 教師教學反思
此學期教學運用遊戲化方式，的確達到學生們的分析能力與專注力提 升的效果，初步達到研究的教學目標。學生們喜愛這樣的教學活動並 主動積極，最感動的是學生們在學期中段之後，已經熱愛起研究與分 析的小組討論，甚至在下課之後還留下來討論(如下圖便是某次下課時 學生依舊留下來討論的課室風景)。
然而雖然此次疫情未針對本課程有太多影響，期盼能夠發展更多的線 上同步遊戲化策略，來輔助教學，以因應未來各種遠距教學的需求。
此外，由於課程的趣味性與深度，師大特教所的教授與另一位東吳大學 的老師知道我的課程之後於期初便主動來要求旁聽，十幾週來兩門課每 一週幾乎沒有間斷，都親自來我的課堂中旁聽交流並參與小組討論，跟 學生們一樣認真地參與，也令我欣慰。
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(4)學生學習回饋
學生們在課程回饋意見中均表示出對課程的喜好，例如:
“
課堂搶答有積分，互動良好非常喜歡”
“
上課過程老師會引導我們進行思考，有點燒腦，但也很有趣，完全不會 打瞌睡”
5. 結語:
整體而言，經由教學實踐計畫所發展的這些機制的設計雖然花費事前的 預備時間，但卻可以讓學生們因而更專注且喜愛上討論與問題解決，培 養研究分析的素養能力，是值得欣慰的事。本研究也將這些課程活動中 的機制再行彙整，並將在未來延展成一套桌上遊戲，目前正在製作中。
(如下圖)。希望能夠延續此計畫的成果，推廣到更多的院校的研究方法課 程中。
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