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節慶式遊戲學習APP對於國小學童英語學習成效之研究

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Academic year: 2021

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(1)國立臺中教育大學數位內容科技學系碩士班 碩士論文 指導教授:陳鴻仁 博士. 節慶式遊戲學習APP 對於國小學童英語學習成效之研究 Learning Effect of Using the Festival-Style Game-Based Learning in APP English Instruction for Elementary School Students. 研究生:鄭嘉樺 撰 中華民國 103 年 6 月.

(2) 致謝 畢業的日子即將到來,這真是令我滿心期待的時刻,有種無法言喻的開心及 感動,經過了兩年的碩士班求學,在這期間遇到不少的困難、問題與突發狀況, 我最感激、感恩的人是我的指導教授陳鴻仁老師,老師就算在百忙之中仍不斷的 用心指導我們,帶領我們從最初的論文方向、論文撰寫、研究方法及各種層面的 問題皆耐心、細心的教導我們,對於我的研究方向及興趣給予支持和鼓勵,在我 們論文各種階段遭遇瓶頸時給予完善的建議讓我得以如期完成論文,老師謝謝 您! 感謝三位口試委員黃國豪教授、黃國禎教授及林欣怡教授,給予我相當寶貴 的建議以及正確觀念,不論是格式、研究方法、系統設計各種部分,皆讓我迅速 釐清該修正的地方以及未來可修正之處,真誠的感激三位教授給予寶貴的建議, 讓我對論文有更進一步的思維和想法。 感謝靜宜學姐、彥伶學姐和琬諭學姐的幫助,不論是課程安排或是教學活 動、教材選擇、建議、口試活動安排等皆辛苦的幫助我,課務繁忙中仍幫助我完 成實驗教學階段,連續四周的實驗過程真是辛苦您們了!感謝我的同學們熱情的 幫助我,當我遇到問題尋求幫助時,同學們總是義不容辭馬上伸出援手,謝謝你 們這兩年來的陪伴、互相鼓勵、互相成長。 感謝一路支持我陪我走過各種時期的父母,您們總是一路鼓勵我向上,從小 到大總是給我最好的肩膀以及依靠,當我遇到問題時您們不辭辛勞的為我解惑, 謝謝爸爸媽媽給予我的肯定,碩士畢業對我來說是個人生旅途新的起點,往後的 日子我會加倍衝刺努力向上,感謝您們! 鄭嘉樺 謹誌於 民國103年6月. I.

(3) 中文摘要 鑒於學童學習英語之重要性以及遊戲學習應用於行動裝置逐年普及化,本研 究為探討三年級國小學童以遊戲學習應用英語節慶主題,對節慶英語及應用上, 認知負荷及學習成效之影響。數位教材導入裝置的學習方法,使得以往厭倦學習 的學生有機會因多媒體教材引起學習動機,並於數位遊戲學習教材中增進學習者 推理技術,增進學習者對自身之問題解決能力以及創造性、獨立學習之能力 (Tsai , Yu & Hsiao ,2012)。相對遊戲學習之優點恰好是增進學生學習動 機,吸引學生參與其中並提高興趣,進一步增加學生學習自主能力。數位遊戲學 習能突破以往教學的限制,並可搭配行動裝置為平台,融合數位遊戲學習理念, 引導學生對於增進學習動機以及成效,以達成行動裝置遊戲學習之英語學習目的 (Sandberg , Maris & Geus,2011)。 研究結果顯示: (1)學習成效:學生使用本英語節慶學習App教學系統後,研究發現使用英語節慶 學習App教學系統,高學習能力學生的學習成效優於低學習能力的學生,且高學 習能力組學生學習成效達顯著水準。高學習能力組使用本系統進行英語節慶學 習,比同樣使用本系統的低學習能力組,其學習成效顯著。 (2)認知負荷:綜合實驗組與對照組學生填寫認知負荷問卷後發現,兩組高學習 能力與低學習能力學生在認知負荷上雖未達顯著,但高學習能力組使用本系統進 行英語節慶學習,實驗組比對照組認知負荷下降總平均分數11分。. 關鍵字:Android 、英語學習、遊戲學習、行動學習、學習成效、認知負荷、 節慶學習。. II.

(4) Abstract In view of the importance of English learning for children and the gradual prevalence of the application of game-based learning to mobile devices, the study researched into a topic in which game-based learning was applied to English festival themes for third graders and how it influenced their cognitive load and learning effectiveness regarding the application of festival English. The learning method based on digital teaching materials can help give rise to the learning motivation of students who are tired of learning, and learners' reasoning techniques can be improved by the materials of digital game-based learning, which promotes learners' problem-solving abilities, creativity and abilities of independent learning (Tsai, Yu & Hsiao, 2012). The advantages of game-based learning are to improve students' learning motivation, attract students to participate in learning, elevate their interests and further promote their autonomous learning abilities. Digital game-based learning can break through restrictions on instruction in the past, and it can match with mobile devices to integrate the concept of digital game-based learning and to guide students to improve their learning motivation and effectiveness to achieve the goal of learning English with game-based learning by mobile devices (Sandberg, Maris & Geus, 2011). The results of the study showed that: (1) Learning effectiveness: The study found that after students used the instructional system of the English festival learning application, the learning effectiveness of students with high learning abilities was superior than those with low learning abilities, and the learning effectiveness of the former reached a significant level. Therefore, the learning effectiveness of students with high learning abilities was more obvious than those with low learning abilities after learning English festivals with the system. III.

(5) (2) Cognitive load: After reviewing the questionnaire on cognitive load of the experimental group and control group, it was found that although the cognitive load of students with high learning abilities and those with low learning abilities of both groups did not reach a significant level, the average score for the cognitive load of students with high learning abilities of the experimental group declined by 11 points compared with the control group.. Keywords: Android, English learning, game-based learning, mobile learning (M-learning), learning effectiveness, cognitive load; festival learning.. IV.

(6) 目錄 第一章 緒論.............................................1 第一節 研究背景.................................................1 第二節 研究動機.................................................4 第三節 研究目的.................................................5 第四節 研究範圍與限制...........................................6. 第二章 文獻探討......................................... 7 第一節 遊戲學習及英語文學習探討................................7 第二節 行動學習................................................17 第三節 認知負荷理論............................................24. 第三章 研究方法 ....................................... 32 第一節 研究架構................................................32 第二節 研究流程................................................33 第三節 研究方法設計............................................36 第四節 研究對象................................................38 第五節 研究假設................................................38 第六節 研究系統設計............................................39 第七節 研究程序................................................56 第八節 資料統計方法............................................56. 第四章 研究結果與討論.................................. 58 第一節 有效樣本................................................58 第二節 高學習能力組與低學習能力組在學習成效的分析..............58 第三節 高學習能力組與低學習能力組在認知負荷的分析 …………………61. V.

(7) 第五章 結論與建議...................................... 64 第一節 結論.....................................................64 第二節 建議.....................................................65. 參考文獻 .......... ................................... 66 中文部份........................................................66 英文部份........................................................70. 附錄 .................................................. 77 附件一 認知負荷量表............................................ 77 附件二 英文節慶學習前後測試卷及講義............................ 78 附件三 教育部學童英文基本能力對照表............................ 85. VI.

(8) 表目錄 表2-1 數位遊戲式學習的特性........................................9 表2-2 遊戲學習運用於教學之相關研究彙整............................13 表2-3 行動學習運用於教學之相關研究彙整............................22 表2-4 認知負荷相關研究彙整........................................31 表3-1 開發軟體工具及程式語言......................................39 表4-1 高學習能力組組內迴歸係數同質性檢定..........................59 表4-2 高學習能力組之單因子共變數分析..............................60 表4-3 低學習能力組組內迴歸係數同質性檢定..........................60 表4-4 低學習能力組之單因子共變數分析..............................61 表4-5 高學習能力組之認知負荷群組統計資料..........................62 表4-6 認知負荷獨立樣本T檢定.......................................62 表4-7 低學習能力組之認知負荷群組統計資料..........................63 表4-8 低學習能力組之認知負荷群組統計資料..........................63. VII.

(9) 圖目錄 圖2-1 遊戲式學習之模型.............................................10 圖2-2 移動學習基本要素.............................................19 圖2-3 行動學習具備的特點...........................................20 圖2-4 認知負荷三種基本類型.........................................26 圖3-1 研究架構圖...................................................32 圖3-2 研究流程圖...................................................35 圖3-3 對照組與實驗教學模式流程圖...................................36 圖3-4 實驗組教學...................................................37 圖3-5 對照組教學...................................................37 圖3-6 Android遊戲學習系統功能架構圖................................40 圖3-7 條列式遊戲關卡...............................................41 圖3-8 亂數產生遊戲關卡.............................................42 圖3-9 Android學習系統流程圖........................................42 圖3-10 遊戲系統主畫面..............................................43 圖3-11 抓單字大賽系統架構圖........................................44 圖3-12 遊戲系統主畫面. ...........................................45. 圖3-13 賽前準備區關卡選擇畫面......................................45 圖3-14 賽前準備區單字卡選擇畫面....................................46 圖3-15 賽前準備區單字卡發音畫面....................................46 圖3-16 抓單字大賽系統架構圖........................................47 圖3-17 遊戲系統主畫面. ...........................................48. 圖3-18 抓單字大賽主畫面 ...........................................48 圖3-19 抓單字遊戲進行畫面..........................................49 圖3-20 拼圖大賽系統架構圖..........................................50 VIII.

(10) 圖3-21 自動產生遊戲關卡............................................51 圖3-22 系統打散教學圖片............................................51 圖3-23 使用者自行重組圖片..........................................51 圖3-24 設定關卡難度 ...............................................52 圖3-25 輸入使用者姓名..............................................52 圖3-26 顯示系統排名................................................52 圖3-27 學生實際操作畫面(1).........................................53 圖3-28 學生實際操作畫面(2).........................................53 圖3-29 學生實際操作畫面(3).........................................54 圖3-30 學生實際操作畫面(4).........................................54 圖3-31 學生實際操作畫面(5).........................................55 圖3-32 學生實際操作畫面(6).........................................55. IX.

(11) 第一章 緒論 本研究為探討三年級國小學童以遊戲學習應用英語節慶主題,對節慶英語及 應用上,認知負荷及學習成效之影響。本章共分為四節,第一節為研究背景,概 述目前對於英語遊戲學習以及行動裝置應用於遊戲學習的現況與發展;第二節為 研究動機,鑒於學童學習英語之重要性以及遊戲學習應用於行動裝置逐年普及 化,各級學校逐漸購入行動裝置用於教學使用,本研究希望以遊戲學習並以行動 裝置為平台,提高國小學童對學習節慶英語的意願及成效;第三節為研究目的, 概述以及說明本研究所探討之方向議題;第四節為研究範圍與限制,概述本研究 於研究中可能發生困難限制之因素。. 第一節、研究背景 隨著教育不斷尋求新的教育方式,提昌進行目標教學方法,重新審視以及 規劃新的課程,並應用創新技術,以吸引學生的方式增加學習動機(Warrena , Dondlingera , McLeodc & Bigenhoa,2012)。教育遊戲很有可能會影響學 生之學習態度,藉由遊戲使得學生以積極的態度對待科目(Costu & Aydin & Filiza,2009)。遊戲用於教育,遊戲可提供多種知識介紹以及資訊,並創造 情境使得學習者有更多機會從中學習這些知識,並在虛擬的遊戲情境中,進而 激發學習動機與促進學習效果(Pivec&Dziabenko,2004)。數位遊戲學習的 發展越來越趨向多元,為使遊戲學習更能發揮其成效,導入認真遊戲之三元素促 成學習者有效學習,並以人體內分泌系統學習為例(楊景盛,林素華,王國華 與 黃世傑,2010)。大多數遊戲設計都用於娛樂,而不是教育用途。因此,我們 將迷你寵物的遊戲,應用在教育學習上,希望迷你寵物能作為學童學習的推動者 (Liao , Chen & Cheng,2011)。讓學習者能親自解決遊戲內容設計出的問 題,使學習者有機會置身於類似科學家與歷史學家面臨的問題情境,構思解決 問題的方法(詹明峰,2011)。以媒體之本質上探討分析,教科書本以及數位. 1.

(12) 遊戲是截然不同的媒體(McLuhan,1994)。以線上棋盤遊戲的形式進行遊戲學 習,遊戲畫面的每個位置對應一個遊戲任務,用來引導學生在進行遊戲任務時進 一步學習遊戲提供之教材(Hwanga , Wub & Chenc,2012) 。藉遊戲來提高學 生的學習動機,若學生同時擁有學習動機以及在遊戲中學習的能力,便能在完 成遊戲任務的期間了解新的知識或是新的技巧,因進行遊戲使學童在心情愉悅 的狀態下進行遊戲學習,學習成效通常比以往傳統學習來的好(Tsai , Yu & Hsiao ,2012)。透過數位遊戲學習應用於身心障礙學生學習,以遊學習減少 身心障礙學生上課焦慮並提升學生學習動機、興趣(柯惠菁,2013)。學童適 當進行遊戲能增加大腦活動,而且在教室中,利用數位遊戲學習讓教材對學童 產生吸引力,以及學童比以往更加開心(Ahmad & Jaafar,2012)。隨著電腦 網路進入我們的生活中,面對不斷變化的教育,遊戲教育是不可或缺的一部分, 遊戲學習的價值已經被越來越多的語文教育所重視,因為遊戲學習有助於引起 學習者的學習動機 (Donmus,2010) 。 在世界各地的許多國家,正在教英語作為第二語言的基本語言,英語的重要 性是必要的(De Mooij,2009)。民國八十七年教育部公布之「國民教育階段九 年一貫課程總綱綱要」中,設定九十學年度開始,由國小五、六年級同步實施英 語教學並將英語列為國小正式課程(教育部,1998)。許多非英語系國家將英語 視為第二語言。因此,發展符合現代的輔助學習工具,在英語教育領域中,是促 進英語學習的關鍵性問題 (Chen,2009) 。對第二語文學習者而言,能具有高學 習動機以及自主能力,是好的語言學習者之重要特質。學習語言時,學生學習動 機以及策略會影響第二語文學習,而學習動機以及策略其實是能透過適當的指引 教導及教材規劃而改變的(簡曉琳,2007)。在英語教學的現況中,學生缺發學 習動機以及學習態度低落等,皆為有待解決的一大問題,必須培養學稱成為主動 性的學習者,而非被動灌輸(鍾枝蓉,2011)。在英語學習領域,詞彙學系是非 常重要的一環,多年來許多研究都試圖增加學習者對英語詞彙學習的學習成效。 2.

(13) 而“情境學習法“在語言學習中是很關鍵的因素(Chen & Li,2010)。設計一 個以英語遊戲為主的學習方式,以增進英語學習動機,學習者最大的問題是缺乏 學習英語的動機 (Li,2010) 。在英語學習上,教師需要創造不同的學習方式, 讓學生得以在任務安排中推進英語程度的發展(王友,2010)。經由建置多媒體 英語學習為主軸,進一步探討主題式英語教學置入遊戲學習互動之發展,提高學 生對學習興趣及學習成效增進。並針對不同能力之國小學童,探討其對該情境學 習認知以及影響(吳兆全,2009)。經過實際測試後,發現英文學科使用數位遊 戲教學,比起傳統教學,遊戲學習對學生學習動機增加有正向效果(許有德, 2010)。 行動學習便於攜帶的尺寸,跨地域的移動工具,得以達到互動,協作和即時 信息的功能。他們能讓學習者自行選擇適合自己學習的時間地點。(Ozdamli & Cavusb,2011) 。行動學習,已成為一種新的教育範式,越來越受歡迎,學生可 以選擇在何時何地,他們想了解什麼(Mahat , Ayub & Wong,2012)。由於 行動設備技術快速發展,行動載具提供各種嶄新的技術,並成結合教育成為一個 新的趨勢,本研究將行動學習應用於企業教育培訓上以提升企業績效(陳俊安, 2012)。過去十年內,越來越多遊戲開發在手持裝置上。而手持設備的方便性與 普遍性也在遊戲上取得了優勢,遊戲不僅能創造利益,應用在學習上,更使的學 生們獲得更多的學習機會(Liao , Chen & Cheng,2011)。利用行動載具平 板電腦,製作以行動學習為平台之數位教材系統,提供學習者周遭可用來學習的 資源,進而達到跨地域限制的學習效果(黃捷薰,2012)。在有別傳統教學的方 式下,可利用學生的課餘時間無時間地域性等特點來進行學習,在行動學習中讓 學生更容易使用教材,因行動裝置中的遊戲或教材隨手可得,更多了一項重要的 學習方法(Sandberg , Maris & Geus,2011)。 以象棋教學遊戲,遊戲學習 應用於行動裝置中的模式。並將棋譜轉換為行動中至中之電子格式以讓使用者增 加學習便利性,並且讓使用者能夠以行動裝置的各種優勢達到持續的學習的目的 3.

(14) (余岐智,2010)。使用手機遊戲並結合教育,在提高學生主動學習以及興趣上 是一種優秀的方式,我們將遊戲運用在歷史學習上(Huizenga , Admiraal , Dam & Akkerman,2009)。數位遊戲學習與近幾年來盛行的行動裝置結合,置入遊 戲學習的理念且有別於傳統學習方式的心引力及便利性,使得遊戲學習增加了對 國小學生的學習動機(許家彰,2010)。結合行動裝置之數位教學系統,使用者 的好奇心以及便利、可使用性皆為影響學習之因素,研究經由知覺便利性、知覺 易用性、知覺有用性、好奇心、持續使用意圖來探討以平板電腦對英語學習之成 效分析(張基成,2011)。. 第二節 、研究動機 數位教材導入裝置的學習方法,使得以往厭倦學習的學生有機會音多媒體教 材引起學習動機,並於數位遊戲學習教才中增進學習者推理技術,增進學習者對 自身之問題解決能力以及創造性、獨立學習之能力。(Tsai , Yu & Hsiao , 2012)。鑒於近年來遊戲學習模式因成效正向而迅速發展,因為遊戲學的的各種 優點,例如能有效提高學習成效,提高學生對學習該課目之興趣,皆可以遊戲學 習的方式達到正向的效果(Costu , Aydin &Filiza,2009)。比起過往,若 需進行教學往往需透過實體書籍或是口頭講授;而現今數位遊戲學習方式對於傳 統教學,在引起學習動機或是娛樂性,便利性等,突破了傳統教學無法達到的訴 求(Ahmad&Jaafar,2012)。 英語之重要性幾乎是現今學童必須學習也必備的第二語言,而會影響第二語 言學習最常見的為學習動機以及學生之自主能力(簡曉琳,2007)。相對遊戲學 習之優點恰好是增進學生學習動機,吸引學生參與其中並提高興趣,進一步增加 學生學習自主能力。數位遊戲學習能突破以往教學的限制,並可搭配行動裝置 為平台,融合數位遊戲學習理念,引導學生對於增進學習動機以及成效,以達成 行動裝置遊戲學習之英語學習目的(Sandberg , Maris & Geus,2011)。 4.

(15) 因行動裝置之便利性以及功能性,使得學習者能突破以往的學習方式,更能 妥善運用自身學習時間進行有效之學習,就算走出教室也能以隨身攜帶之行動裝 置進行學習,達到突破地域性、時間性的學習限制。 綜合上述個要點,統整出對於該研究的研究動機如下: 1.提供傳統英語節慶學習課程因時間及學生學習動機較無法達到之限制,並以遊 戲學習方式導入英語節慶學習,建構數位遊戲學習系統,跳脫學生對於傳統英語 節慶學習書籍之枯燥乏味,增進學生學習動機並提高學習成效。 2. 鑒於英語為世界共通語言,以及英語的重要性,英語的重要性是必要的, 且學習語言時,學生學習動機會影響語文學習,而學習動機以及策略其實是能透 過適當的指引教導及教材規劃而改變的,希望以行動裝置的個性優點配合於英語 節慶學習,促進學生達到正向學習效果。 3. 由於目前行動裝置之廣泛性以及突破各種地域性、時間性等限制,並且學生 族群以Android行動裝置為最大宗,在各項充分條件的引導下是非常有利的學習 裝置,並增進以及擴展學生對於現代手持裝置數位學習的資訊或涉入程度,使得 更多學生能藉由手持裝置數位學習獲得比以往更多的成就感與學習動機。. 第三節 、研究目的 本研究主要目的為應用行動裝置Android並導入遊戲學習,提供學生對於英 語節慶學習之應用程式,期待學生能以現代行動裝遊戲學習為平台,進一步學習 英語,激發學生之學習動機,並提高學生對於該科目節慶學習的學習成效,並在 設計教材面降低學生使用多媒體教材的認知負荷。 本研究之研究目的如下: 1.. 以數位遊戲學習系統建置英語節慶學習之教學應用APP程式. 2.. 對Android行動裝置之遊戲學習應用於國小學童英語節慶學習的學習 成效差異。 5.

(16) 3.. 進一步探討學生在使用行動裝置多媒體遊戲學習與傳統學習時,學生認知負 荷之差異。. 第四節 、研究範圍與限制 本研究以英語節慶遊戲學習並搭載於行動裝置,對國小三年級一個班的學生 提供英語節慶學習應用程式並進行實驗教學,並了解學生的學習成效及認知負 荷。 因考量人力、物力、時間、經費及研究者本身之能力,因此本實驗無法做全 面性的探討,而是針對特定範圍研究討論,以下為該研究之研究限制: 1.. 本研究以台中市僑忠國小三年級學童為研究對象,因此該研究所之結果,不 保證合適所有地區三年級之學童。. 2.. 本研究選取康軒版教材三年級英語節慶學習單元,並探討學童使用該應用程 式對於其學習成效之影響,不適宜推論至其他科目。因此,本研究所得之結 果,是否能夠適用於其他科目則有待日後進一步研討。. 6.

(17) 第二章 文獻探討 本文獻探討共分四節,第一節主要探討數位遊戲學習及英語文學習相關理論;第 二節針對行動學習設計相關研究與設計進行探究;第三節則是針對認知負荷之相 關理論進行分析。. 第一節、遊戲學習及英語文學習探討. 以數位遊戲的各種特點,引起學生對於該學習任務的學習動機,並創造遊戲 環境使學生得以融入其中,用以傳達希望學生達到目標(Wittgenstein,1958) 。 遊戲學習的重點和理念為先擬出規則,學習者做出決策、採取行動和最後的學習 成果,而不單純是以內容呈現。從遊戲可以看出,遊戲中讓學習者以仿真的角度 參與解決問題、思考,而不是通過學校教育的傳統格式像是:書面教材、課程、 功課作業等等 (Perrotta,Featherstone,Aston & Houghton,2013)。玩家透 過遊戲虛擬角色以及遊戲中設置的內容以及完成學習目標,為了完成遊戲任務, 玩家必須在遊戲中理解遊戲內容訂出的條件及規則,在這些要素的循環下,玩家 最終獲得該遊戲希望玩家習得的知識(Gee,2006)。我們認為,如何學習發生時, 當學習者互動,例如,玩一個遊戲。其主要特點是希望學成經由教育遊戲學到教 學目標內容,而不是純粹進行遊戲而已,遊戲學習在教學上是非常重要的一環, 要如何善用遊戲學習的特性,用在教學發展上,研究者針對遊戲學習的與涵義、 重要性以及真實運用在研究上,遊戲應該是激勵學生,引起動機,進而讓學習者 在遊戲內容重複週期。 (Pivec,Dziabenko & Schinnerl,2003) 。. 一、遊戲學習之意涵 遊戲學習是經由遊戲引起學習者學習動機,並透過多方面的激勵吸引學習者 的興趣,經由遊戲提高學習動機並引導學習者在遊戲中進一步體驗學習 。 (Kristian, 2005)。遊戲學習,是將各種有效的學習內容整合到遊戲環境之中, 7.

(18) 以遊戲做為整合平台,提高教學成效及教學目的,定義為遊戲學習(Cameron, 2008)。數位遊戲是由遊戲內容與互動模式所組成,數位遊戲中包括圖形、聲音、 介面、遊玩與故事等(蔡文傑, 2005)。遊戲學習是以遊戲運用於教育,而遊 戲可提供多種知識介紹以及希望學習者能從中學習到的技能或專業資訊,並利用 遊戲為平台,創造學習的情境使得學習者有更多機會從中學習這些知識,並在虛 擬的遊戲情境中,經由遊戲帶來的吸引力,進而激發學習動機與促進學習效果, 使得學習者從中習得資訊(Pivec&Dziabenko,2004)。隨著教育模式不斷求新 改變,以符合不同需求的問題,提昌進行目標教學方法,重新審視以及規劃新的 課程,並應用創新技術,本研究使用遊戲學習的方式,讓學生在遊戲環境中得到 比以往更好的教學體驗,以吸引學生的方式增加學習動機,遊戲人物也作為把關 者的腳色,在遊戲過程中判斷學生回答是否有誤,並防止直接進入下一階段,直 到問題被學生充分解決為止(Warrena ,Dondlingera , McLeodc & Bigenhoa, 2012)。提昌數位遊戲學習的的學者Prensky(2001)指出,21世紀將會是數位遊 戲學習的世代,並將西元1975年以後出生,自小和科技相依成長的新一代人類稱 之為G世代(Game generation)。隨著G世代的來臨以及數位電腦的興起,帶動數 位模擬遊戲的盛行;加上過去教育者強調遊戲對學童的學習有許多的助益,應被 融入教學目標中,使得數位遊戲式學習成為近年來廣為提倡的教學方式,且數位 遊戲式學習有更好的學習成效及吸引力。. 8.

(19) 表2-1 Prensky(2007)指出數位遊戲式學習的特性 數位遊戲式學習的特性 娛樂性: 遊戲性: 規則性: 目標性: 人機互動性:. 遊戲呈現ㄧ種有趣的形式,讓學習者在遊戲過程中 感到有樂趣且和愉快。 提供ㄧ種遊樂的形式。帶給學習者強烈進行遊戲的 動機和高度的樂趣。 遊戲的內容具結構性,使學習者容易組織遊戲內 容,透過實地進行遊戲,並和遊戲產生互動。 遊戲中具體的目標任務,可明確的指引讓學習者進 行遊戲。 遊戲設計介面,給學習者經由在電腦上的操作與互 動來進行遊戲。. 結果與回饋:. 遊戲提供學習者學習的機會。. 適性化:. 遊戲設計可依學習者的能力不同,給予不同的適當 的任務,具適應性。. 勝利感:. 在進行遊戲中,學習者獲致成功經驗,提供學習者 自我滿足感。 使學習者在遊戲過程中感受到興奮。. 衝突競爭性與挑戰性 遊戲情境中,設置問題,激發學習者創意。 問題解決 讓學習者間組成遊戲社群,產生互動性。 社會互動 透過圖畫和故事情節,使學習者從中獲致情感。 圖像與情節性. 資料來源:本研究參考整理自(Prensky,2007) 而在遊戲學習中,Garris et al.(2002)也提出一個模型,解說如何在遊戲 過程中,提高學生的學習動機,並在學習重果中檢視學習成效的提升,以下彙整 9.

(20) 為三項步驟要點: 1、透過設計好的教學內容及該遊戲的特性兩大要點作為輸入。 2、在遊戲過程中,經由學習者判斷、做出行動、並等待系統做出回應不斷的重 複執行,讓學習者在該系統循環中不斷吸收遊戲欲傳達給學習者的資訊。 3、最後經過解說,使學習者釐清正確觀念後,輸出至學習成果 。. 圖2-1. Model of Game Based Learning by (Garris et al., 2002). 二、 遊戲學習的重要性 遊戲學習可以用來創造截然不同的學習方法。比起以往,大多傳統教科書只 能讓學生成為知識的旁觀者,而現今的數位遊戲則能夠引起學生學習動機,並更 進一步的引導學生成為體驗者,讓學習者親自參與學習,並靠自身解決遊戲營造 的各種問題,以另一種角度參與傳統教科書無法達到的學習方法。這樣的特性, 讓學習者有機會融入整個學習情境中,親自體驗解決問題的能力,遊戲學習應用 於教學之相關研究,讓學習者能自行構思解決問題的方法(詹明峰,2011)。 遊戲學習提供了一個專門解決問題的環境,並以遊戲為學習者建置學習情境,而 解決問題正是人類天生的本能,可於遊戲學習中訓練解決問題的能力,這是遊戲 學習最重要的特徵之一(Holyoak,1991)。在教育上,求學學生需要地是一個 10.

(21) 有別以往的新方法,以達成學習目的(Bruer,1993)。教育遊戲很有可能會影 響學生的學習態度,藉由遊戲使得學生以積極的態度對待科目,即使是最複雜、 有問題或不感興趣的學科,也可藉由遊戲提供的樂趣和娛樂因素吸引學生參與遊 戲學習。現代的遊戲可提升學生的興趣,甚至能保持學生在遊戲學習中的注意 力,進行遊戲學習長達幾小時(Costu,Aydin & Filiza,2009)。讓學習者解 決問題,可以在學習環境中提升解決問題的能力,例如玩遊戲,在破關過程中讓 學生去發現新的規則和想法,而不會不經思考就使用別人提供的答案。例如,模 擬類型遊戲,提供學生與遊戲互動的探索空間,和遊戲提供的基本操作物件,讓 玩家自行思考各種可能性以完成遊戲任務。因此,在學習者進行遊戲後,學生可 經由遊戲吸引力,提高學習動機,並於進行遊戲後,獲得遊戲任務提供的資訊, 更進一步習得遊戲想傳達給學習者的各種資訊(Bruner,1961)。 使用數位遊戲進行教學遊戲學習可有以下幾項效果:主動學習、提高學習動 機、個別化的學習與體驗知識、減輕學習壓力、創造性思考與學習以及補救教學 (李偉旭,1999)。經過實際測試後,發現英文學科使用數位遊戲教學,比起傳 統教學,遊戲學習對學生學習動機增加,並且學生對於該遊戲學習有正向態度(許 有德,2010)。一般來說,在解決問題時,不太可能立即得到答案或是達到目的, 解決問題就是朝著一個目標努力,遊戲學習為學習者提供了一個有有效的方法, 利用遊戲為學生提供問題。事實上,一個遊戲本身是由許多小問題組合為一個最 終解答。其中學習者進行遊戲學習時,遇到的挑戰和變化性是很大的,可以讓學 習者激發潛能學找解答。一般來說,一個問題解答,可以由好幾種方式組合,學 習者便能在進行遊戲時,同時解決問題和獲得遊戲想傳達的資訊(Kristian, 2005)。. 三、 遊戲學習運用於教學之相關研究 楊景盛,林素華,王國華 與黃世傑(2010)以人體內分泌系統學習為例, 融合了內分泌的學習知識、遊戲元素,以及學習策略,導入遊戲學習理念,且各 11.

(22) 部分的教學內容都依照遊戲重新組織架構過,經研究證實後,對於學生學習效益 上,不僅可符合當前受測對象的教學需求,學生更有正向表現。使用該遊戲學習 系統,不但達到了傳統授課以及測驗的需求,還運用了問題解決策略,讓學生透 過遊戲以及相關策略,提高了學習動機以及學習成效。 Liao , Chen & Cheng(2011)。將迷你寵物的遊戲,應用在數學教育學 習上, 將遊戲元素融入到學習環境,並希望以迷你寵物推動學童學習增加學習動 機。該迷你寵物,是一種手持式的寵物培育的遊戲環境,藉由寵物陪伴學生進行 遊戲學習。藉由寵物培育提高學生自我學習的動機,也將寵物的外觀變化加入遊 戲,讓學生注意寵物變化,進而進行學習學習,由寵物作為學習的促進者,。 柯惠菁(2013)利用互動視訊遊戲進行身心障礙學生科學學科遊戲學習,探 討身心障礙學生在遊戲學習中的狀況。研究結果發現一般生以及身心障礙學生, 對此遊戲學習的興趣方面皆有興趣,運用遊戲學習方式教授科學學科,的確增加 了學生們的學習動機,並減少學生們上課焦慮的狀況。 許有德(2010)設計一套拼字獵人-英語拼字遊戲系統,以遊戲學習的方式 讓學生在進行遊戲時能練習英語字彙,並了解學生使用遊戲系統進行學習的態 度,嘗試提升學生們的學習成效。學生在進行遊戲後,複習了學習過的字彙,達 到該遊戲的目的。 Tsai , Yu & Hsiao(2012)研究開發連線遊戲系統-超級快遞,針對有關 節約用電的知識學習。結果發現,許多因素交互影響學生進行遊戲學習時獲取知 識的成效。比如學生的學習動機以及進行遊戲學習的操縱體驗狀況、先備知識 等,很有可能是關鍵因素。研究結果表示,本研究極有可能幫助教學者運用該遊 戲學習系統,提高學生們的學習成效與學習動機。 吳亮君(2012)慢性病須服用多種藥物,且對於高齡者來說,因年齡增長導 致身心退化,又需要服用多種不同藥物,很容易導致高齡者服用藥物的遵循下 降。該研究遊戲內容使用三種難度的處方籤,探討傳統書面和數位學習在三種難 12.

(23) 度下,影響高齡者用藥正確的差異性,研究結果指出遊戲學習的用藥正確率高於 傳統書面,因遊戲提高學習者的動機以及專注、吸引力,高齡者較喜歡使用數位 遊戲學習的方式學習用藥。 表2-2 研究者. 遊戲學習運用於教學之相關研究彙整 研究主題. 研究簡介. 楊景盛,林素華, 王國華,黃世傑. 認真遊戲課程模組發展與 評估—以人體內分泌系統 為例. 以人體內分泌系統學習為 例,融合了內分泌的學習知 識、遊戲元素,研究學生之學 習成效及動機。. Liao , Chen & Cheng. My-Mini-Pet: a handheld pet-nurturing game to engage students in arithmetic practices. 將迷你寵物的遊戲,應用在數 學教育, 將遊戲元素融入到 學習環境,並希望以迷你寵物 推動學童學習增加學習動機。 利用互動視訊遊戲進行身心. 柯惠菁. 互動視訊遊戲提升身心障 礙學生學習成效之研究. 障礙學生科學學科遊戲學 習,探討身心障礙學生在遊戲 學習中的狀況。. 許有德. 國中英語拼字遊戲系統的 設計與評估. 設計拼字獵人-英語拼字遊戲 系統,以遊戲學習的方式嘗試 提升學生們的學習成效。. Tsai , Yu & Hsiao. Exploring the Factors Influencing Learning Effectiveness in Digital Game-based Learning.. 開發連線遊戲系統-超級快 遞,針對有關節約用電的知識 學習。探討學生獲取知識的成 效。. 吳亮君. 高齡者用藥數位遊戲學習. 對於高齡者用藥教學,使用遊. 系統之建構與評估. 戲學習方式探討其研究動機 和用藥正確率。. 13.

(24) 四、 英語文學習法 在世界各地的許多國家,在語文學習上,都將英語教學作為第二語言的基本 語言,現今全球的國際化,英語不外乎是非常重要的溝通指標,英語的重要性是 必要的(De Mooij,2009)。在英語教學的現況中,學生缺發學習動機以及學習 態度低落等,其中包含多種因素。該如何增加學生的學習成效,是個很重要且有 待解決的一大問題,必須培養學稱成為主動性的學習者,而非被動灌輸,培養學 程由被動學習至主動學習,要找出增加學生們學習動機的方法,引起學生興趣(鍾 枝蓉,2011)教育部所公布之英語能力指標包含七項: 1、聽(Listening)、2、說(Speaking)、3、讀(Reading)、4、寫(Writing)、 5、聽說讀寫綜合能力(Integration)、6、興趣與方法(Affection)、7、文 化與習俗(Culture)(教育部,1998)。. (一)國小英語的學習標準 國民中小學九年一貫課程,自九十學年度起由國民小學一年級開始實施。國 小五、六年級自九十學年度同步實施英語教學;國小三、四年級自九十四學年度 起同步實施英語教學。以下為教育部公告的國小英語(93)能力指標,英語科課 程分為國小及國中二階段(第一階段:國小三至六年級。第二階段︰國中一至三 年級。)共分三要點,如下圖所示: 一、培養學生基本的英語溝通能力。 二、培養學生學習英語的興趣與方法。 三、增進學生對本國與國外文化習俗之認識. (二)英語教學法涵義與介紹 常見的英語教學法有十種,每種教學法皆有自己的特色,分別使用在不同狀況中: 1、文法翻譯法(Grammar. Translation Approach). 2、直接教學法(Direct Method) 14.

(25) 3、聽說教學法(Audio-Lingual Approach) 4、認知教學法(Cognitive Approach) 5、動作回應法(Total Physical Response) 6、默示教學法(The Silent Way) 7、自然教學法(Natural Approach) 8、溝通式教學法(Communicative Language. Teaching). 9、暗示教學法(Suggestology) 10、情境教學法 (Situational. Language Teaching). 而每種英語教學法的特性和使用方法皆有不同之處,分述如下: (一) 文法翻譯法(Grammar Translation Approach) 語法翻譯法,重視第二語言的教學,主要重點是需翻譯第二目標語言。在實際進 行時,重點擺在閱讀和寫作方面而不是聽說,訓練學生閱讀能力,加強學生對較 難教材的學習能力。語言學習者在語言學習是被動的,教師必須扮演權威主導的 角色,文法翻譯法是以教師為中心的模型。(LIU & Shi,2007)。 (二) 直接教學法(Direct Method) 直接教學法的目標是訓練學生不需母語翻譯就能直接以第二語言思考,避免使用 母語翻譯,並能以第二語言進行溝通。在這種方法中,(LIU & Shi,2007)。 教學者需運用肢體語言、圖像、道具、表情等讓學生了解教學者欲傳達的語意, 主要訓練學生口語敘述、聽寫,進而增進學生的第二語言程度。 (三) 聽說教學法(Audio-Lingual Approach) 聽說教學法以句型練習為教學重點,在學生尚未進一步思考的狀態,需記下許多 句型,並且反覆練習,讓學生回答就像反射動作一樣,不經思考就可直覺性的答 出正確的答案。除了教師教導外,聽說方面的教材例如錄音帶等,學生只要不斷 地反覆練習,讓自身的反應速度變快,即能增強第二語言的水準(黃馨葆,1999) 。 (四) 認知教學法(Cognitive Approach) 15.

(26) 認知教學法是為了改進聽說教學法的缺點。有些專家們認為,聽說教學法雖對語 言學習有明顯的幫助,但語言不是靠習慣模仿而來的,而是需要了解語言本身並 加以運用,進行聽說讀寫全方位的練習。認知心理學家認為語言的學習不是經由 模仿而來(陳須姬,1995)。 (五) 肢體反應法(Total Physical Response) 在肢體反應法中,初期以訓練聽力為主,且沒有任何的母語翻譯,待學生聽力建 立後再教學生練習說(Asher,1969)。教學者應為發號施令的人,先由教學者 說命令句,並自己做動作,學習者只要聽即可,第二階段當教師說命令句時,學生 要聽且做動作出來,藉由彼此角色互換,漸漸增加難度,直到學生完全學會為止。 (六) 默示教學法(The Silent Way) 讓學生自行假設、摸索、嘗試中參與學習,使學生得以自行變化多種發法學習, 增進內在的自信與成就感,但整體教學進度以及內容是以教學者掌控。是一種採 用解決問題為主的教學組合方法(廖晓青,2002)。 (七) 自然教學法(Natural Approach) 強調以學習者為教學中心,注重有意義的教學,而不是死板的反覆練習,教學者 只需提供完善的語言環境及配套活動等,並以語言溝同能力為教學重點,目的是 幫助初級語言學習者能在自然、溝通的情境中漸漸增加語言溝通能力。 (張玉玲, 2000)。 (八) 溝通式教學法(Communicative Language Teaching) 溝通式翻譯教學法強調以學生為中心,協助學生發展翻譯的知識和技能,讓學生 意識到翻譯是兩種文化溝通的過程,而非只是兩種語言規則詞彙的機械式互換 (廖柏森,2009)。此種教學法認為,語言的學習主要是用來溝通的,所以溝通 技巧的訓練才是語言學習的重點,讓學生以小組互動的方式,彼此溝通進而學習 英語溝通能力。 (九) 暗示教學法(Suggestology) 16.

(27) 利用正面鼓勵提高學生學習動機,使學生在語言學習上激發本身的潛力。 暗示 性教學原理就是運用暗示方法開發學生個體的心理潛能,特別是無意識潛能,使 學生能在心靈與身體放鬆的狀況下,增加學生想像力及感知等,以最有效率的方 式進行學習(張美玲,2012)。 (十) 情境教學法(Situational Language Teaching) 此教學法特別強調語言與真實情境的關係,讓語言是由情境中學習得來的,且情 境又和學生的生活相關,所以學生會自然而然會將英語運用到生活上,模擬各種 不同生活情境,以此激發和吸引學生主動學習,達到最佳教學效果的一種學校經 營方法(張憲庭,2009 )。 綜合上述,本研究使用了其中三種教學法互相配合,分別為:1、情境教學 法2、默示法3、暗示教學法三種教學法。教材內容應該要多元化,例如使用多媒 體、遊戲、錄音帶、圖像化、音樂歌唱等,來訓練學生理解能力與聽說能力(詹 餘靜,1999)本研究強調教學該由情境教學法引導學生,建置多媒體遊戲情境, 增加環境對學生的吸引力,期待能提高學生學習動機。再由默示法,讓學生於遊 戲教材中能自行假設、摸索、嘗試,提高學生解題完的成就感,並希望藉此訓練 學生對問題假設並解決的能力。遊戲過程中並以暗示教學法,於遊戲中顯示相關 鼓勵用語,利用正面鼓勵的方式,希望學生能在語言學習上激發本身的潛力,並 在心靈與身體放鬆的狀態下進行學習任務。. 第二節、行動學習 近幾年內,智慧型手機的出現,改變了人類對獲得資訊的運用方式,甚至食 衣住行育樂等,大多能藉由行動裝置達成目的,且行動設備技術快速發展,並提 供越來越多元的服務,行動載具也提供了各種嶄新的技術,隨著行動裝置技術的 增進,在教學上,更能利用其中各種優點,將行動裝置結合教育成為一個新的趨 勢(陳俊安,2012)。移動學習是無處不在的:便攜的尺寸、融合擴充性、進入 門檻低、具有互動的特點,還有協作、行動裝置可發出的即時訊息(Ozdamli& 17.

(28) Cavus,2011)。行動學習,因其便利性以及多功能性,使得學習者能利用行動 裝置跨地域性、時間自由性等優點,突破傳統的學習限制。並能自行分配學習時 間,隨時隨地能進行學習,並能自行選擇有效的學習方式。就算學生們走出教室 也能以隨身攜帶之行動裝置進行學習,行動學習已成為一種嶄新的教育方式,且 越來越受歡迎,學生可以選擇在何時何地,他們想了解什麼(Mahat , Ayub & Wong,2012)。 越來越多遊戲開發在手持裝置上,利用遊戲學習的特性,並搭載於行動裝置 中,更以手持設備的方便性與普遍性使的學生們獲得更多的學習機會,也使得學 提高學習動機,在遊戲學習配合行動裝置上,使的學習變得更有吸引力、更多便 利性(Liao,Chen & Cheng,2011)。智慧型手機成為現在社會上的主流,在 金錢部分大多數人們可以負擔起,使的普及率越來越高並快速成長。根據各種結 果預測,下一階段的資訊學習方面,行動學習將是未來發展的趨勢之一,移動學 習在以往學習限制的地域性中,多數裝置皆有辦法克服以往的地域障礙進行學 習。 綜合以上幾點,本節將探討行動學習,共分為二部份:第一部分為行動學習 之意涵;第二部分為行動學習之相關研究。. 一、 行動學習之意涵 由於行動裝置的不受地域限制特性,只要學習者有了學習動機,利用行動裝 置的行動便利性,便可在任何時間任何地點進行學習 (Kukulska-Hulme,2005) 。 Yang(2006)認為行動學習定義為該學習方式提供了教學者與學習者一個互相溝 通的途徑,並利用行動裝置的無所不在學習及行動便利特性,置入教材內容提供 學習者學習方式,並不受地域限制級時間限制進行學習活動(蕭顯勝、黃向偉與 洪琬諦,2007)。行動學習涵義為提供師生互相溝通交流,且不受地點時間限制 的學習,並使得學生在行動學習中獲得教學者欲傳達的教學內容或資訊(Dye & Solstad,2003)。行動學習定義為教育中科技教育訊息的擴展,且不論在任何地 18.

(29) 域或是各種時間,只要個人有學習動機便可進行學習、並主要以學生學習的便利 性為主要訴求,並可針對自己需求自我學習。(Kwon,2007)。 行動學習關鍵特點如下四點:(一)、使學習者得以在不同的環境中獲得知 識(二)、使學習者能夠建構並理解教學內容(三)、行動科技使學習活動上的 模式發生轉變。(四)、行動學習可以跨越地點及時間限制進行學習。且將移動 學習當作是一種學習媒介與在學習過程中的應用較為妥當,因移動學習不是唯一 的學習方式,並得確保教學者與學習者都了解如何使用(Sharples,2006) 。 透過網路以及行動裝置技術,並置入教學內容,可讓學習者隨時獲得需要學 習的資訊,並透過行動裝置,網路,學習目標等必要元素組合為行動學習。此外, 若以移動學習作為一種學習模式,完整的移動學習基本要素應具有五項基本要素: (一)、學習者(Learner)(二)、教師(Teacher)(三)、環境(Environment) (四)、內容(Content)(五)、(assesstment)評估 (Ozdamli&Cavus,2011)。 如下圖所示:. Learner. Teacher. Assesstm Mobile Learning. ent. Envirobme. Content. ntnt 圖2-2 移動學習基本要素(Ozdamli&Cavus,2011)。 移動學習的核心特性,使得學習者在正確的地方在以及正確的時間,並享受 19.

(30) 到學習的樂趣以及自由性(Seppala&Alamäki,2003)。行動學習具備的特點: (一)無處不在(Ubiquitous/Spontaneous):透過行動裝置學習可以不受限地域 限制,並由學生自發性的使用行動裝置進行學習 (二)便攜式行動裝置大小(Portable size of mobile tools):行動學習工具, 小巧便攜學生可以使用它,並讓學習者得以在任何想學習的地方進行學習。 (三)混合式(Blended):教師可以使用行動學習的特點,加入欲傳達給學生的 教學內容或是功課等資訊。 (四)私人(Private): 行動學習是有私人權限的。 (五)互動(Interactive):利用最新的行動裝置技術帶來的互動學習,融入教 學活動,使學生不處於被動學習中。 (六)協作(Collaborative):行動技術可支援教師和學生之間的彼此溝通。因 此,行動裝置可以使用在教育,進行協作學習活動。 (七)即時信息(Instant information):行動裝置必須包含教材欲傳達給學生 的資訊,使學習者立即獲得教學資訊,如圖2-3所示:. Ubiquito us. Instant Information. Blended. Mobile Learnin. Collaborat. Portable. g. ive. Private. Interact. ive 圖2-3 行動學習具備的特點(Seppala&Alamäki,2003)。 20.

(31) 二、行動學習運用於教學之相關研究 余岐智(2010)以行動學習理念製作象棋教學遊戲,並將棋譜轉換為行動中 至中之電子格式以讓使用者增加學習便利性,讓使用者能夠以行動裝置的各種優 勢達到持續的學習的目的,結果顯示,使用者學習動機提高,並得到良好的正向 結果。 Sandberg , Maris & Geus(2011)以三組學生參加了一項英語學科移動 學習的實驗,分為戶外實地教學、正規教室授課、手持裝置行動學習,結果表明 了手持行動學習組於學生學習單字方面改善最多。研究顯示移動學習能增加學生 學習動機,並能讓學生在課餘時間進行學習,提高學習成效。 陳俊安(2012)。由於行動設備技術快速發展,行動載具提供各種嶄新的技 術,並成結合教育成為一個新的趨勢,本研究將行動學習應用於企業教育培訓上 以提升企業績效 黃捷薰(2012)利用行動載具平板電腦,並以Google地圖和定位系統讓學生 能使用地域篩選功能,呈現學生所在地的學習物件,建置行動學習教學系統,提 供學習者周遭可用來學習的資源,進而達到跨地域限制的學習效果。 Huizenga,Admiraal,Dam & Akkerman(2009)將行動裝置搭載教學遊戲, 運用在歷史學習上,結果顯示,進行行動學習的學生比起在傳統教室接受面授的 學生得到了較多的知識。 許家彰(2010)以行動裝置並配合教學遊戲,運用於國小數學補救教學,研 究結果顯示,使用補救教學系統的學生,學習成效優於未使用的學生,且在數學 成就測驗中,實驗組和控制組的學生有顯著差異。 蔡煒志(2008)研究建置一個行動醫療學習系統,並讓病人得以以自身現有 病徵輸入資訊,行動學習系統會立刻回饋資訊給使用者,並透過專家篩選系統資 訊,利用行動學習的跨地域性及無時間限制,系統可幫助使用者不論何時何地皆 21.

(32) 可得到關於醫療救護方面的資訊。 Chen & Chung(2008)本研究以個人化移動英語詞彙學學習系統,並以複習策略 根據個別學習者的詞彙能力和記憶週期建議適當的英語詞彙學習。實驗結果表 明,該系統對英文字彙學習有顯著的功效,且大多數學生認為複習策略時是非常 有用的。最重要的是,本行動學習系統經由移動設備,更達到無所不在學習新字 彙及複習的目的。 Druin (2009)研究人員使用芝麻街教材內容,旨在鼓勵家長和孩童共同參與學齡 前兒童的識字過程,也提供了中底收入的家庭可以用最少的教材成本幫助孩童學 習英語並提高學習動機。研究表明,多數家長和孩童都願意繼續將使用該系統, 系統提供跨地域限制的專業教材學習,達成了無所不在學習的目的。 表2-3 研究者 余岐智. Sandberg , Maris & Geus. 行動學習運用於教學之相關研究彙整 研究主題. 研究簡介. 於整合型設備的行動式寓教 於樂型學習系統. 以行動學習理念製作象棋教 學遊戲,並將棋譜轉換為行動 中至中之電子格式以讓使用 者增加學習便利性。. Mobile English learning: An 學生參加英語學科手持裝置 evidence-based study with 行動學習的實驗,研究學生學 fifth graders 習動機、學習成效表現。. 陳俊安. 運用資料探勘整合行動學習 提升企業員工培訓績效之研 究. 行動載具提供各種嶄新的技 術,並成結合教育成為一個新 的趨勢,研究將行動學習應用 於企業教育培訓上以提升企 業績效。. 黃捷薰. 以認知負荷理論探究以圖為. 行動載具並以Google地圖定. 本之任務對人體循環概念的 影響. 位讓學生能使用地域篩選功 能,進而達到跨地域限制的學 習效果。. 22.

(33) Huizenga, Admiraal,Dam & Akkerman. Mobile game-based learning 將行動裝置搭載教學遊戲,運 in secondary education: 用在歷史學習上,研究學生之 engagement, motivation and 學習成效。 learning in a mobile city game. 許家彰. 應用Android 行動設備於國 小數學科補救教學之系統設 計. 以行動裝置並配合遊戲,運用 於國小數學補救教學。. 蔡煒志. 建構一個行動學習系統-以救 護訓練為例. 研究建置一個行動醫療學習 系統,並讓病人得以以自身現 有病徵輸入資訊。. Personalized mobile English vocabulary learning system based on item response theory and learning memory cycle.. 本研究以個人化移動英語詞 彙學學習系統,並以複習策略 根據個別學習者的詞彙能力 和記憶週期建議適當的英語 詞彙學習。. Mobile technology for children: Designing for interaction and learning. Morgan Kaufmann.. 使用芝麻街教材內容,鼓勵家 長和孩童共同參與學齡前兒 童的識字過程,也提供了中底 收入的家庭可以用最少的教 材成本幫助孩童學習英語並 提高學習動機。. Chen & Chung. Druin. 23.

(34) 第三節、認知負荷理論 認知負荷理論,提供並協助了在呈現訊息時需要的設計方式及指導方針,這 鼓勵學習者在進行活動時優化智力上的表現。基於這些結構和功能,認知架構已 被人們用來設計各種教學方法 (Sweller,Van Merrienboer & Paas,1998) 。 認知負荷理論是由J.Sweller所提出,源起於1980年,在經過1990年代經過許多 學者實際實行及發展下,目前認知負荷已成為教育上非常重要的一項理論,且認 知負荷理論在教育上非常具有啟發性(陳密桃, 2003) 。認知負荷理論在世界上 已成為一個有效且先進的教學設計理論,許多教育心理學者及教師、教材設計師 等,皆運用認知負荷理論並使用有效的方法進行教育(Sweller,Ayres & Kalyuga,2011)。 認知心理學中的認知負荷理論,提出了一種新的教學設計架 構,為現代的教學上提供了一種增進並改善教學設計的有效方法,包含了訊息的 組成以及學生對自身認知結構處理等 (賴日生,曾曉青與陳美榮,2005) 。認知 負荷理論重視的是教學方法的設計,並在人們有限的認知範圍內,以適當的方法 注入新的教學資訊,其中包含視覺、聽覺、長短期記憶等。認知結構已被人們運 用,並利用這些結構及功能,設計出適當的教學方法(Paas, Tuovinen , Tabbers & Gerven,2003)。若過多的媒體單一向集中於使用者的感官,太過於豐富的多 媒體很可能造成使用者認知負荷的增長,影響學習者的學習效果,因此,在設計 教學內容時,該如何運用認知負荷理論是很重要的(陳彙芳,范懿文,2000)。 綜合以上幾點,本節將探討認知負荷理論,共分為三部份:第一部分為認知 負荷之意涵;第二部分為認知負荷的架構;第三部分為認知負荷運用於教學之相 關研究。. 一、認知負荷的意涵 認知負荷理論(cognitive load theory)是一種學習和教學理論,主要描述 了人類的認知結構以及對於教學上認知結構會產生的影響(Kalyuga,Ayres & Sweller,2011) 。認知負荷意指:將一個欲傳達給學習者的訊息傳達給學習者 24.

(35) 時,學習者自身認知系統產生的負荷量,認知負荷理論的基本理念為,一個人的 認知在它本身的工作記憶中,容量是有一定限度的,因此,若一個學習任務需要 耗費太多認知能力,學習者在學習時會發生阻礙影響學習效果(Sweller,1994) 。 認知負荷在接收資訊時,認知負荷為工作記憶對於心理活動的總量。有關於認知 負荷增長變化的重要因素之一是接收訊息的數量 (Cooper,1998) 。Sweller et al.,(1998)認為認知負荷理論分為了四項假定:一、在人類的工作短期記憶中是 有容量限制的,專家與新手處理同件事物上是有差異的 二、在長期記憶中沒有 一定的容量限制 三、知識或技能以基模型態儲存在長期記憶中,因個體將佔用 工作記憶的片段訊息組成一複雜基模,並構成一個單位 四、基模運作的自動化 是基模建構的重要過程,多數技能知識都是先由意識處理訊息,熟練後轉交由自 動模式運行(沈碩彬,2008)。認知負荷可說是種多面向的概念集成,認知時感 受之難度越高,或越集中精神認真時,則認知負荷就越大(Paas,1992)。認知負 荷理論是根據人類對於認知結構的限制,進而衍生出一套與教材設計有關的理 論。且早期的研究發現:人類在解決問題時,對於人類的工作記憶會增加負載量, 對於尚未了解知識的學習者,需要使用一些方式讓學習者理解並吸收資訊 (Sweller, 1980; Sweller & Levine, 1982)。綜合上述,Sweller等人將認知負 荷分為三大要點(Sweller et al., 1998;Cooper,1998;Gerjets& Scheiter, 2003):內在認知負荷(intrinsic cognitive load)、外在認知負荷(extraneous cognitive load)、增生認知負荷(germane cognitive load). 25.

(36) 圖2-4 認知負荷三種基本類型(Sweller,Van Merrienboer & Paas,1998) 。 一、內在認知負荷(intrinsic cognitive load): 在工作記憶區儲存與處理外來資訊內容,稱為內部認知負荷,內在認知負荷 與學習者的先備經驗有關,會影響內在認知負荷的負荷量,學習者擁有與教材內 容相關之經驗與先備知識,其認知負荷便較無經驗或無先備知識者低。如能將訊 息與基模的自動化作整合,可降低工作記憶的負荷;在教材設計上與學習材料間 的關聯程度有關,教材關聯性高認知負荷較高,教材關聯性低認知負荷也較低, 內在認知負荷為基本的負荷是無法經由教學設計來降低,內在認知負荷主要受到 教材中各要素之間互相交互影響,且不受教學設計的影響而改善,但學習者若整 合自動化的基模與訊息,可以有效的降低內在認知負荷量。 內在認知負荷歸納為兩項重點:一、與學習材料間的關聯程度有關,教材關 聯性高認知負荷較高,反之較低。二、與學習者的先備經驗有關。如能將訊息與 基模的自動化作整合,可降低工作記憶的負荷(Sorden,2005)。 二、外在認知負荷(extraneous cognitive load): 26.

(37) 外在認知負荷是認知負荷理論的重點之一,此種認知負荷和內在在認知負荷 不同,不像內在認知負荷是無法藉由教才改變的,也無關學習者建設基模以及基 模自動化,外在認知負荷主要重視產生的訊息以何種方式呈現給學習者,也就是 教學設計,因此與教材、教學活動製作設計有關,可藉由教學、活動、與組織方 式的設計,事先將教學內容及訊息整合、比較或是同時呈現,來降低認知負荷。 Cooper(1998)認為,外在認知負荷是由教材於呈現信息給學習者。教學材料如大 陸漂移的概念,例如,如果使用圖像化而不是者有單純的文字敘述,將是更有效 的方法,通過設計修改呈現給學生的教材,外在認知負荷的水平可能會改變,這 也可能是有利於學習的方式。Ginns(2006)指出,當一個問題很難,造成認知負 荷增高的時候,應善加利用教材設計的方法,以減少多餘的認知負載。 三、增生認知負荷(germane cognitive load): 額外的認知負載引起學習者的動機,努力處理和理解問題被稱為增生認知負 荷(Gerjets& Scheiter,2003) 。增生認知負荷與外在認知負荷有關,也與學 習者基模建構有關,且內在認知負荷不易由教學教材設計而改變負荷量,但有時 也需要適當的加入引起學習者興趣的內容增加學習動機,藉此降低外在認知負 荷,吸引學生的注意力以建構基模,這是“良好的負載”需要適當的發揮在過程 中,這便是增生認知負荷的意義所在。 外在認知負荷和增生認知負荷可以運用在教學設計中,已發現增生認知負荷 可以減少教學策略中的認知負荷量,優化認知附載(Kalyuga,Chandler,Tuovinen & Sweller,2001) 。當學習者的認知負荷的總負荷量未超出學習者的負載量 時,導入增生認知負荷才有其意義,因此要使用適當的教材呈現方式,才可幫助 學習者建構本身基模,並降低認知負荷量(Sorden,2005)。. 二、 認知負荷數位教學設計原則 Sweller等人基於認知負荷理論,提出認知負荷在多媒體內容之設計原則 (Sweller et al., 1998;Cooper,1998;Sorden,2005)。 27.

(38) 共有七項教學設計原則,參考整理如下: 一、開放目標效果( goal-free effect ): 教學者不應該直接給出一個最終目標,讓學生得以多方面思考,不受任何限 制的自行思考過程和導出最後成果。但必須保持幾個原有最終目標的條件,在不 受限制思考過程下也不至於偏離原有主題。 二、示例效果( worked example) : 示例效應是指教程序性知識前,先呈現適當的例子供學生參考,讓學生保有 先備知識的基礎,使用已知和解決的例子削弱知負荷,提高學生理解能力可降低 外在認知負荷。 三、完成問題效果( completion problem effect ): 完成問題效果是指教學者只提供一半的解答或提示,其餘需由學生自行思考 判斷,在教學者以提供提示的狀況下,可降低外在認知負荷。這種類型的問題結 合任務的例子和既有的問題,因為學習者必須仔細研究已得知部分的例子,然後 運用從中所學到的知識,積極解決問題。 四、分散注意力效果( split-attention effect): 分散注意力的效果,是一個學習的效果,在同一個位置同時顯示各種類型的 訓息,並從這些不同的訊息中學習,學習者必須分散他們的注意力使用這些訊息 提供的資訊,並從中整合訊息理解問題。但同時間、同位置進行學習才能達到好 的學習效果,因不同位置或不同時間呈現,容易使注意力分散過多增加認知負荷。 五、型態效果( modality effect) : 處理訊息時,可以將聽覺和視覺工作記憶在一起,而不是使用單一管道處 理。處理訊息時,可經由多重管道,分別處理不同的性質的訊息,而非單一模式, 因訊息需要被集和處理,以得到充分的理解,這正是多媒體教學的強項之一,基 於目前的可視化訊息(例如:圖形),同時搭配其他訊息幫助學習者理解(例如: 旁白),聽覺與視覺二者同時呈現可降低認知負荷。 28.

(39) 六、重複效果( redundancy effect) : 面對多重訊息時可以得到充分的理解,但重要的是這些訊息是不需重組整理 的,訊息本身可以獨立被學習者理解,因此,若這些訊息以同位置相同時間出現 很有可能造成認知負荷的增長,例如電腦手冊中的圖片教學及文字教學,圖片有 圖片的講解方式,文字也有教學敘述的方式,一般為先看圖解後搭配文字講解, 若使用者同步觀看圖片及文字很有可能造成認知負荷增加。 七、變化效果( variability effect): 變化效果是指在教學中有越多的變化,學習者就能發展出更多幫助他們了解 在不同的條件下,必須學習到解決問題的模式。變化效果雖然會造成認知負荷, 但能促進學習者學習變通、整理參考、思考,增加自我思考的行為,和轉讓的學 習。. 三、認知負荷相關的研究 洪碧霞,蕭嘉偉與楊佩馨(2008)認知取向的試題難度分析可統整認知負荷 與試題統計資訊,本文由學生認知負荷預測二至四年級數學成就測驗的試題難 度參數成份,描述數學成就測驗不同難度層次的認知負荷特徵,藉由基礎水準學 生和未達基礎水準學生試差異討論,本研究精簡有效解釋數與計算試題的難度。 認知負荷觀點的成份分析對試題的難度提供教學直接關聯的解釋,因此而這個取 向的分析具備強化測驗後果效度的潛力補救教學介入設計應先掌握學生的認知 負荷現況,斟酌認知成份循序累增原則解題表現有關。 劉羽恬(2013)根據認知負荷理論,研究教學問題形式搭配活動對國中生幾 何概念及個人解決問題的學習成效、認知負荷影響。以個人學習、合作學習、問 題解決形式、完成問題形式、四種互享組合而成的形式建構實驗情境 。 楊淇(2010)研究探討遺傳學課程對學生認知負荷與學習成效之影響,以動畫 為主要教材。根據認知負荷理論中多媒體設計原則,試圖在教學設計中以動畫方 式降低學生認知負荷,提高學生之學習成效,結果顯示:自主能力較高的動畫課 29.

(40) 程組答題表現比靜態圖片組的學生高,且學習成效與認知負荷呈現負相關。 許照紅(2011)以圖像化作為學系任務設計探討人體循環概念學習認知負荷 影響,以心肺循環路徑與彩圖-內在認知負荷、教師示範心肺C86活動-增生認 知負荷、學習者參與C86活動-增生認知負荷三大主軸進行研究。結果顯示:C86 活動提高了學習成效也降低了認知負荷。 吳佳珍(2011)以分段或一次佈題的面積問題,對程度不同的高年級學童認 知負荷和閱讀理解表現之影響。研究結果顯示:文本的修訂改編有助於認知負荷 的降低,學生數學能力越高,理解力及認知負荷影響越明顯。 陳怡容(2010)研究以行動學習之數位教學內容呈現對英語聽力認知負荷之 影響。探討認知負荷數位設計中型態效果、重複效果、專家程度認知負荷變化, 研究結果顯示:學習者英文能力以數位教學有認知負荷降低現象;雙重模式組的 聽力成績高於單一模式組;能力低的學生以文字輔助,可降低認知負荷程度。 綜合上述各研究及相關理論所示,本研究以外在認知負荷(extraneous cognitive load)為基礎,期能以認知負荷理論導入教才設計中,試圖增加學生 之學習成效,本研究將採用認知負荷教學設計理論三項效果進行設計,分別為: 1、 完成問題效果: 本研究以遊戲拼圖的方式,提供學習者有限的提示,學生必須了解遊戲使用的英 文字彙,然後運用這些知識,由學生自行思考判斷積極解決遊戲創造出的問題。 2、 變化效果: 本研究利用遊戲學習的特性,創造出有變化的學習情境,期能促進學生學習變 通、整理參考、增加自我思考的行為。 3、 重複效果: 根據理論中「面對多重訊息時可以得到充分的理解,但重要的是這些訊息是不需 重組整理的」,本研究使用重複圖像化的英文字彙設計遊戲教材,並同時間出現 且以不同形態設計,期能增加學生的學習成效。相關研究整理如表2-4 所示。 30.

(41) 表2-4. 研究者. 認知負荷相關研究彙整. 研究主題. 使用理論. 洪碧霞、蕭嘉偉、 楊佩馨. 認知負荷觀點分析 國小二至四年級數 與計算成就測驗. 認知負荷理論: 內在認知負荷、外在認知 負荷. 劉羽恬. 完成問題教材形式 與合作學習活動對 國中生幾何問題解 決成效與認知負荷 之影響. 認知負荷理論: 外在認知負荷、增生認知 負荷. 吳佳珍. 以認知負荷理論探 討不同文本呈現方 式對國小高年級學 生閱讀理解表現之 影響:以面積為例. 認知負荷理論 增生認知負荷、內在認知 負荷、增生認知負荷. 許照紅. 以認知負荷理論探 究以圖為本之任務 對人體循環概念的 影響 探究動畫為主的遺 傳學課程對學生認 知負荷與學習成效 之影響 在行動學習環境下 內容呈現模式與學 習者程度對認知負 荷與英語聽力之影 響. 認知負荷理論:增生認知 負荷、內在認知負荷. 楊淇. 陳怡容. 31. 認知負荷媒體設計原則: 分散注意力效果、型態效 果、重複效果 認知負荷媒體設計原則: 型態效果、重複效果.

(42) 第三章 研究方法 本研究經參考研讀文獻前置準備完成後,採準實驗設計研究方法,主要以英 語節慶學習遊戲App系統製作,並探討英語節慶學習遊戲App對國小三年級學童英 語學習成效及使用系統認知負荷之影響。 本章分為七節:第一節為研究架構,第二節為研究流程,第三節為研究設計, 第四節為研究對象,第五節為研究工具,第六節為研究程序,第七節為資料處理 與統計分析. 第一節 、研究架構 本節將針對本研究所設計的實驗設計中,各個變項之間的相互關係提出研究架 構,如圖3-1所示:. 控制變項: 1. 實驗時數 2. 教材內容. 自變項: 1. 實驗組:節慶式遊 戲學習APP教學 2. 對照組:傳統書面 教學. 高學習能力 低學習能力. 共變項: 英語學習成效前測成 績. 圖3-1 研究架構 32. 依變項: 1. 英語學習成效後測 成績 2. 英語學習認知負荷 測驗成績.

(43) 一、自變項 實驗組使用研究者設計的英語遊戲學習app,系統提供學習者一個遊戲情境,並 藉由遊戲學習實施教學;控制組使用一般書面教材教學方式,且不搭配任何多媒 體教學工具。 二、依變項 本研究依變項包含兩項: 1、英語學習成效後測成績: 意旨為實驗組與控制組經過實際測試後,使用學習成效量表後測之成績。 2、認知負荷量表: 實驗組與控制組經過實際測試後,使用認知負荷量表後測之分數。 三、控制變項 1、教材內容 使用康軒版教材,知英語節慶學習,取四項節慶(母親節、父親節、地球日、端 午節)英文字彙及相關介紹內容。 2、實驗教學總時數 四、共變項 為實驗組與控制組兩組學生於進行教學前,共同實施英語學習成效前測. 第二節、 研究流程 本研究為探討分析以遊戲學習App系統對於國小三年級學童英語節情學習的 學習成效幫助、學生使用該系統的認知負荷變化。本研究採用準實驗設計研究方 法,實驗組與控制組的學童在學前均接受英語學習成效量表與認知負荷量表前 測,測試學生進行學習前的狀況,接著並以實驗組實施App遊戲學習,控制組使 用一般書面教材學習,並於教學完畢後進行後測,測式英語學習成效量表與認知 負荷量表經教學後,與前測時的差異性,最後將各種數據資料彙整,經統計完畢 33.

(44) 後,以研究最終的結果評斷使用該遊戲學習App系統進行英語節慶學習教學,是 否有助於學生學習,並觀察學生使用該系統的認知負荷變化。 本研究將實驗流程分為六項階段,為研究主題、文獻研讀與收集、確定研究 架構、研究設計、教學測驗實施、資料分析,各階段簡介整理如下: 一、研究主題 1、與指教授討論主要研究定位及方向,製作遊戲學習系統。 2、以遊戲學習為主要研究目標,並結合現今越來越普及的行動學習,於Android 中建置遊戲系統,應用於國小英語節慶學習課程。 二、文獻研讀與收集 研讀及蒐集過內外論文文獻、書籍等資料,進一步確定研究整體規劃。 三、研究架構 選擇國小三年級學童為研究樣本,實施於英語節慶學習課程,以遊戲學習為主要 目標。 四、研究設計 包含App遊戲學習系統製作,以及教學實施的方法設計規劃、製作研究工具,英 語學習成效測驗表以及英語學習認知負荷量表。 五、教學測驗實施 分為實驗組及控制組,實驗組學生實施App遊戲教學方式,控制組學生以一般書 面教學方式。 六、資料分析 以前後測得到的受測成績,利用統計軟體 SPSS 進行各項資料統計分析,並評估 兩組學生於英語學習成效及認知負荷變化,由實驗結果判斷使用該教學方式對於 學生學習的幫助及優缺點。. 34.

(45) 研究主題 遊戲學習 文獻研讀與收集. 行動學習 認知負荷. 研究架構. 教學設計 研究設計 建置遊戲系統 學習成效(前後測) 教學測驗實施 認知負荷(後測) 單因子共變數分析 資料分析 獨立樣本T檢定分析. 圖 3-2 研究流程. 35.

參考文獻

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