第三章 研究方法
本研究以拼圖實驗為題進行量化研究，以國民小學學生為主要研究對象，隨 機選擇學校和班級參與實驗。以自行研發的軟體，讓學生自行選取拼圖進行遊 戲。完成拼圖後，記錄拼圖歷程傳回資料庫中寫入，以供日後分析。
分析的方向大致分為兩個：首先，整理拼圖紀錄，對遊戲時間與塊數進行迴 歸分析，分別對圖片、年紀、性別等因素加以探討。第二、歸納分析拼圖歷程紀 錄尋找大多數人重複出現的行為，來瞭解結合塊的特徵。
第一節 研究設計
根據本研究的目的與相關文獻探討，發展出研究設計如圖：
圖 3-1 研究流程圖
第二節 研究對象
本研究承蒙台北市萬福國小、吉林國小與澎湖縣果葉國小協助，分別對國小 一年級到六年級學生進行測驗，共計約 519 位學生；國立台灣師範大學物理系一 年級學生和碩士班學生共計 49 位學生協助參與實驗；且接續許仁忠碩士的研 究，包含以台北縣清水中學國中一年級、三年級學生為施測對象的測試記錄，共 計約 916 位學生。合計共有 1484 人進行測驗。
表 3-1 研究對象的年紀與人數列表。
小學生 人數 男 女
7歲 36 15 21
8歲 29 14 15
9歲 126 78 48 10歲 149 88 61 11歲 102 56 46 12歲 77 51 26
中學生 人數 男 女
13歲 65 30 35 14歲 75 44 31 15歲 443 228 215 16歲 333 191 142 大學以上 人數 男 女
大學學生 33 24 9
研究所學生 16 11 4
大學學生年紀分佈從 18 到 22 歲，平均年紀 18.9 歲。
研究所學生年紀分佈從 24 到 50 歲，平均年紀 28.25 歲。
首先，分別與各學校校長表明研究目的與實驗方式，取得校方同意，再與教 務處進行行政聯繫，說明研究對象、測試的場所與時段。為免影響學生正常上課，
國小學童測試時段以團體課程和課後輔導時間為主，大學部學生則利用導師時間 和課餘時間。以班級為單位，每年級隨機抽選一個班級，每班約 20 人，在電腦
教室進行測驗。
測驗過程中只告知學童進行線上拼圖遊戲，測驗之前先向學生說明遊戲方 法，同時實際操作拼圖軟體以為示範。由於現行國民小學電腦課程從國小三年級 開始授課，所以三年級以上學童已具備有基礎的電腦知識，故中、高年級學童和 大學部學生講解完流程後，即可自行進行測驗。國小一、二年級學童則先進行基 本電腦操作講解，包含滑鼠的使用、軟體視窗的開啟等說明，待學童熟悉後才予 以測驗。
測驗時間平均每人約 90 分鐘，視當時校方課程安排，或連續兩堂課一次 100 分鐘，或分兩次課程每次 50 分鐘，間隔一個禮拜。受限於測驗時間，鼓勵國小 學童盡量選取行數等於列數的分割方式，且僅能挑選圖片 1、2 和 3。由於吉林 國小五年級導師的協助，該班學童完成全部拼圖遊戲包含圖片 1、2、3 和 4。
第三節 研究工具
本研究的研究工具分為兩個部分，第一部份為學生使用的拼圖遊戲介面軟 體，使用 Visual Basic 6.0 版軟體開發。此遊戲軟體主要由許仁中碩士撰寫完 成。
受試對象執行遊戲軟體時，需先登錄使用者帳號、密碼、年紀與性別等資料，
登入成功後才能進入圖片與分割方式挑選介面。如圖 3-2、3。本研究採用圖片 共六張，編號 1 為新聞主播侯佩岑的照片，編號 2、3 為卡通辛普森家庭的圖片，
此三張圖片僅顯示編號給予挑選。編號 4、5 為康丁斯基的抽象畫，取用風格明 亮且色彩強烈的畫作 - 「母牛」( The Cow, Kandinsky, 1910)，與「教堂」（Church in Murnau, Kandinsky, 1910）。編號 6 則是單一顏色的圖片作為對照組。如圖 3-4、5。選定圖片與分割方式後即可進入拼圖遊戲進行介面，見圖 3-6。在此介 面中，受試者使用滑鼠進行的每個動作與時間都會記錄。完成拼圖後，此拼圖歷 程的紀錄便傳回資料庫。
第二部分為資料庫的建立，採用 MySQL 4.0. 21 建立一個多用戶、多線程 SQL 數據庫服務器。溝通方式是透過 MyODBC 程序，MySQL 利的用 MyODBC 程序為 ODBC 提供支持。MyODBC 是在 Windows95 和 Windows NT 上的一個 32 位 ODBC(2.50) level 0 驅動程序。
學生使用之作業系統為 Microsoft Windows 98 或以上版本，電腦主要配備 為 Intel® Pentium® CPU 350Hz 64MB RAM 或以上配備。
圖 3-2 遊戲登入畫面 圖 3-3 申請帳號畫面
圖 3-4 六張試驗圖片
圖 3-5 圖片與分割方式挑選介面
圖 3-6 拼圖遊戲介面
第四節 資料處理與分析
本研究係以使用 Visual Basic 6.0 版軟體進行編碼、過濾、除錯和資料轉 出 1，而資料儲存於 MySQL4.1 所建立的資料庫中。以及使用 Microsoft Access 2002、Microsoft Excel 2002 等套裝軟體透過適當的統計方法進行分析。
（一）描述性統計：
1、圖片編號、小塊編號等類別變項等以次數分配描述之。
2、等距資料則以平均數、標準差等等描述之。
（二）推論性統計
本研究擬採迴歸分析，分別以「拼圖所需要的時間」、「嘗試拼湊的次數」為 依變項，「拼圖分割後的總塊數」為自變項，進行迴歸分析。更進一步探討圖片、
年紀和性別等因素對於拼圖所需時間的影響，做相關性的探究。
第五節 研究步驟
一、拼圖測驗的進行
本研究以國民小學一到六年級學童為主要研究對象進行採樣，佐以清水中 學學生、台灣師範大學物理系學生和大學以上學歷之人士等的拼圖記錄以為比 較。
為了取得國小學童的拼圖記錄，特別請求台北市立萬福國小、台北市立吉 林國小、澎湖縣立果葉國小給予協助，分別與三校進行行政聯繫，說明研究目的、
測驗對象與方式後，校方皆表示願意配合。
然而萬福國小基於課程安排，僅能安排中、低年級學童於課輔時間進行測 試。同時間，吉林國小由於電腦教室時段配置的關係，只有高年級學童可以接受 測驗。澎湖縣立果葉國小每年級學童數雖然僅十人上下，不過一到六年級全體學 童都配合參與測驗。
測驗主要在電腦教室進行，電腦配備需具備 Intel® Pentium® CPU 350Hz 64MB RAM 以上等級之配備，作業系統為 Microsoft Windows 98 或以上版本。研究者 分別與電腦老師、電腦教室管理員聯繫，先於每部電腦上安裝拼圖軟體，與架設 在師範大學裡的資料庫取得連結後，才可進行測驗。
測驗時間平均每人約 90 分鐘。國小學童僅能挑選圖片 1、2 和 3，且選取行 數等於列數的分割方式。吉林國小五年級學童額外參與抽象畫拼圖實驗，完成圖 片 4 的拼圖測驗。大學以上學生皆完成圖片 2、4、5 和 6 的拼圖測驗。
二、拼圖記錄的整理
首先過濾出傳送完整的拼圖記錄，依照圖片編號、分割方式、學生編號等 作排序。為了避免受試者重複練習同一組拼圖遊戲，故僅採用每張圖片之每一種 分割方式的初次遊戲記錄。
藉由觀察每次拼圖記錄的明細，發現有些學生在拼圖過程中有發呆的現 象，該記錄的總拼圖時間遠大於所有相同分割方式的平均時間，且觀察拼圖歷程
亦存在某步驟停留時間太長的情況。發呆現象會導致統計拼圖時間不正常，故凡 是總遊戲時間除以總嘗試次數的商大於三且確實存在某步驟停留時間遠大於商 的數據都一一去除。
參與本研究拼圖測驗的國小學生共有 519 人。從資料庫取出每一位國小學童 第一次選取之拼圖遊戲的記錄，519 個受試者中有 313 人選擇最小的分割方式，
行數等於列數為 2，佔全體遊戲者的 60％。當中有 278 人選擇圖片一，即所有受 試者中有 54％的人選擇以圖片一、分割為 4 塊的遊戲作為第一個拼圖遊戲，如 圖 3-7 所示。
4 60% 54% 5% 2%
6 7% 5% 2% 0%
8 1% 1% 0% 0%
9 6% 4% 1% 0%
10 2% 1% 1% 0%
12 3% 2% 1% 1%
14 0% 0% 0% 0%
15 1% 1% 0% 0%
16 3% 2% 0% 1%
18 1% 0% 1% 0%
20 2% 1% 0% 0%
21 0% 0% 0% 0%
25 3% 3% 0% 1%
30 1% 0% 0% 1%
36 1% 1% 1% 0%
40 1% 1% 0% 0%
49 3% 1% 1% 1%
國小學童第一個遊戲
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
4 8 10 14 16 20 25 36 49 64 塊數 人數（％）
圖片1 圖片2 圖片3
圖 3-7 受試者的第一個遊戲紀錄。取得小學生的第一筆遊戲記錄，依照分 割方式分類。所有受試者中，有 54%的人選擇圖片 1、分割方式為 行數等於列數為 2 的拼圖作為第一個進行的拼圖。
可以發現絕大多數的學童選擇先玩分割方式是行數等於列數為 2 的拼圖，其 次為 6 塊、9 塊等小塊數的分割方式，一開始就選擇分割塊數大於 25 塊之拼圖 的受試者人數不到全體學童的 10％。
另外，不論何種分割方式，三張圖片當中都以圖片一居多。可能原因為當學
童進入圖片與切割方式挑選介面時，只能看到圖片編號沒有縮圖可供參考，故推 測受試者會傾向由數字小的編號開始選擇。
推測此現象與研究者講解的方式有關。進行拼圖遊戲講解時，研究者先示範 圖片 1、分割為四塊的拼圖遊戲，並且發下記錄表給每位受試者以便記錄已經完 成的拼圖遊戲。因此大多數的遊戲者選擇講解過的圖片先進行嘗試。
第一個接觸的遊戲往往會花費較多的時間在觀察、摸索與嘗試，因為對遊 戲程式、電腦操作等等尚未熟悉，因此總遊戲時間和嘗試錯誤的次數也會較高。
相關研究將在第四章加以討論。
