第一章 緒論
第一節 研究動機
大腦是個複雜且多元的神經網絡，他的複雜性使人類得以思考、記憶、創 造和產生文化。從最早期的認知結構理論到近期的多元智慧理論，全是探討人類 大腦具有什麼樣的能力且如何處理訊息。根據這些理論而設計出的量表目前也普 遍地被使用來測量人類的智商。然而除了這些量表以外，我們思索新穎的方式來 觀察人類智力的展現。
益智遊戲是種運用智力解決問題的小測驗，而且讓人在輕鬆愉快的環境下 進行，例如拼圖、數獨和謎語等。拼圖需要運用到手眼協調、色彩辨識、組織能 力、二度空間感等能力，且進行遊戲的對象又可以一直處在沒有壓力的情況下，
不論是對於年紀較小的幼兒或年紀較長的老人們都是個不錯的遊戲。
再者，拼圖的拼湊過程是經過一些特殊的路徑完成，而非漫無目的的結合 過程，這點與蛋白質折疊過程十分類似。
根據Levinthal 提出的Levinthal-paradox (Levinthal, 1969)，假設一 條長鍊蛋白質具有N個氨基酸，且蛋白質長鍊中的每個氨基酸之結合是獨立的，
每個氨基酸可能的結合方式為Z，則此蛋白質的可能組態為NZ種。折疊時間估計 與N的正冪次方成正比(power law)。不過蛋白質折疊的時間卻遠小於此估計值。
人類進行拼圖遊戲時也有類似的情況，如果漫無目的地隨意拼湊拼圖，簡單的排 列組合可以估計其可能組態將接近總塊數的階乘，即便肢體移動速度可以快到一 秒嘗試十種組態，完成十片以上的拼圖的時間仍得花上四天。不過，事實並非如 此。人類完成十片左右的拼圖只需要五分鐘不到的時間。
人類如何有效率的處理圖像訊息，藉由拼圖歷程或許可以一窺究竟。和一 般靜態的圖片不同，拼圖遊戲是個動態的圖像處理過程，可以清楚地觀察遊戲者 處理破碎圖像訊息的先後順序。
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第二節 研究目的
本研究擬以國民小學學生進行拼圖遊戲的拼湊歷程，其目的為找尋拼圖歷 程與圖片特性、學童年紀和性別等因素的關連。
一、針對每一圖片拼圖所花時間和分割後總塊數之分佈情形，以統計圖表方式呈 現，以協助趨勢分析。
二、針對每一圖片拼圖所嘗試次數和分割後總塊數之分佈情形，以統計圖表方式 呈現，以協助趨勢分析。
三、找出隱藏在拼圖歷程資料裡的關聯規則。
四、探究這些關聯規則和拼湊路徑的關係。
第三節 研究問題
根據研究目的，本研究探討的問題如下：
一、不同的圖片和不同的分割方式是否對拼圖總時間造成影響？
二、學童的年紀、性別是否對拼圖總時間造成影響？
三、拼圖歷程中是否存在隱藏的關聯規則？
四、拼圖路徑是否受關連規則影響？
第四節 名詞界定
本研究中重要之名詞界定如下：
一、拼圖（Puzzle）：本研究係指將圖片簡單切割成長方形的平面圖片拼圖
（Push-fit style）(Williams,2004)， 邊緣沒有互相鎖住（nothing interlocks）。
二、資料庫管理系統（Database Management System，DBMS）：DBMS 是一套程式 系統，用來定義、描述與管理資料庫與應用程式之間的聯繫。 DBMS 屬於資
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料庫系統的核心部分，建立在作業系統的基礎上，常用功能包括資料庫的 建立與維護、資料庫定義、資料存取、資料庫運作管理，以及資料庫組織、
儲存、管理與效能優化。
三、開放資料連結 (Open Database Connectivity, ODBC) ：ODBC 是連結資料 庫的共通介面。ODBC 是由微軟主導的資料庫連結標準，實作環境也以微軟 的系統最成熟。
四、拼圖路徑：本文中提及的拼圖歷程、拼湊路徑皆指每位遊戲者進行拼圖時所 執行的每一個動作的紀錄。
第五節 研究限制
本研究施測對象為台北市立萬福國民小學一到四年級、台北市立吉林國民 小學五、六年級、澎湖縣立果葉國民小學、臺北縣清水中學和台灣師範大學物理 系大學部與研究所部分學生，故研究結果不能直接推及全國學童，但由於採樣人 數相當多，因此在統計上具有參考的價值。
另外，在分析過程中， 由於每位研究者所使用的演算法不同及應用領域知 識上的差異，都會造成結果解釋的差異。
第六節 研究架構
本研究先透過研究背景與動機確立研究主題，經遊戲程式蒐集學生各種拼 圖歷程資料。接著分析拼圖歷程資料，研究隱藏在拼圖歷程中的關連法則。最後，
撰寫本研究報告，做為研究的成果。
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