遊戲式學習系統建置與教學成效分析: 以國小自然科學之教學應用為例

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(1)國立屏東大學資訊科學系碩士班碩士論文指導教授：施釗德博士. 遊戲式學習系統建置與教學成效分析: 以國小自然科學之教學應用為例. 研究生：鄭介豪撰. 中華民國一零四年一月.

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(3) 致謝時光飛快，兩年半的時間轉眼飛逝。隨著論文的完成，研究所的生涯也將結束，首先想要感謝我的指導教授施釗德老師，這段時間以來多虧老師的指導，並在我遇到瓶頸時，適時地為我解惑，對於施老師的指導甚為感激。感謝施老師在我研究生涯面臨重大危機時，及時地伸出援手，讓我重新找到老師當我的指導教授，才可以順利完成我的論文。謝謝老師您對於我的耐心指導，老師所擁有的專業知識及處事態度，都是我要學習的地方，對於老師的幫助，學生會銘記在心，希望老師在往後的日子裡能好好保重身體，累了記得多休息，不要勉強自己，也記得有空可以偶爾想起學生我，並非常感謝兩位口試老師王朱福與蘇順德老師，在百忙之中撥冗審閱論文，並給予指導與建議，讓論文能更加完善。在這裡也要感謝研究所的同學們，文彥、俊翰、裕凱、安安、孫姊、順文等許多同學的支持，沒有你們的鼓勵我不會堅持下去完成我的論文，沒有你們的陪伴我的研究所生涯一定會變得無趣很多，沒有你們的互助互勵，我的許多課業上的難題會變得難以解決，我們彼此間的互相鼓勵、幫助，讓我的研究所生涯充滿歡樂。最後在這裡感謝我的家人，謝謝阿嬤、以及大、小阿姨及姨丈在每個禮拜天的家庭日與爸媽一起讓我感覺到的好多倍家庭溫暖，也謝謝雙親的諒解與鼓勵，讓我能夠堅持到完成我的論文，成就我的研究所生涯，也在這感謝我的哥哥，這兩年半來亦兄亦友的陪伴，不但在準備自己的司法考試同時，偶爾對我提出的關懷，又或者是在我心情煩悶時，給予我精神上的鼓勵。每次回到家中看見你們的笑容，就是我最開心的事情，有你們的關懷與支持，才得以順利完成學業，這份榮耀與你們同享。鄭介豪謹誌中華民國104 年1月. i.

(4) 中文摘要隨著科技的不斷進步，近年來學習方法不斷在改變，如何提升學習者自身的學習動機，成為最近幾年來研究者探討的重點。遊戲式學習正是近年來用來提昇學習動機的學習模式之一。本研究使用 Input-Process-Outcome 的遊戲式學習模式去設計遊戲式學習的輔助教材，並將本教材運用於自然科學的教學上。讓學習者透過遊戲及自主學習的方式，學習到“水生植物”此單元的課程，達到有效地提昇學習成效的成果。本研究的對象為屏東大學附屬實驗小學四年級學生共計 51 人，施測時程共 2 週，實驗組共 27 人，對照組共 24 人，兩組皆在上完自然科學單元二活動 2“水生植物”後，實驗組先進行遊戲式學習的教材施測，在遊戲過程中如果覺得有不懂之處則從教材中附屬的自然科學的教材來做複習，進而提昇學習者的學習能力；對照組則進行「一般傳統教學法」，由老師在課堂上做複習。實驗結果得知遊戲式學習的學習者的學習成效確實優於「一般傳統教學法」的學習成效。在 ARCS 四個要素之正面成效的量測上，這 4 項因子皆達到近「滿意」的分數，顯示出應用遊戲式學習對於教學上的確有其提昇正面的學習動機的成效。【關鍵字】遊戲式學習；學習動機；提昇學習成效. ii.

(5) Abstract With advances of technology, learning methods change a lot in recent years. How to enhance learner's motivation becomes the focus of researchers in this field. Game-based learning is one of the learning methods to enhance learning motivation. This research uses Input-Process-Outcome game-based learning model to design learning materials, and use it in the teaching of the natural sciences. Students can use game and autonomous learning for learning “Aquatic plants”. The targets of this study are fourth grade students in Pingtung University Affiliated Experimental Elementary School. The period of testing is totally two weeks. The students are divided into two groups: an experimental group and a control group. The experimental group has twenty-seven students, and the other group has twenty-four students. The experimental group uses Game-based learning method. During the process of playing, students can review the knowledge from this system if needed. The control group uses the traditional teaching method. The result of the experiment shows that the improvement of game-based learning group is better than that of traditional teaching group. The school students who use game-based learning method show satisfaction in all four elements of ARCS. That shows that game-based learning method has the positive effect of learning motivation for primary school students. [Keyword] game-based learning; learning motivation; enhance learning effectiveness. iii.

(6) 目錄致謝 ............................................................................................................................................. i 中文摘要 .................................................................................................................................... ii Abstract ......................................................................................................................................iii 目錄 ........................................................................................................................................... iv 圖. 次 ................................................................................................................................... vi. 表. 次 .................................................................................................................................. vii. 第一章. 緒論 ........................................................................................................................ 1. 第一節研究背景與動機 ................................................................................................................... 1 第二節研究目的 ............................................................................................................................... 2 第三節論文架構 ............................................................................................................................... 3 第四節名詞釋義 ............................................................................................................................... 3. 第二章. 文獻探討 ................................................................................................................ 5. 第一節電腦輔助教學 CAI 與遊戲式學習之關聯性 ........................................................................ 5 第二節遊戲設計理論 ....................................................................................................................... 7 第三節遊戲式學習 ......................................................................................................................... 10 第四節學習成效 ............................................................................................................................. 22 第五節 ARCS 動機模式 ................................................................................................................... 25. 第三章. 研究方法 .............................................................................................................. 29. 第一節研究架構 ............................................................................................................................. 29 第二節教材設計與方法 ................................................................................................................. 30 第三節研究對象 ............................................................................................................................. 40 第四節研究工具 ............................................................................................................................. 40. 第四章. 實驗結果 .............................................................................................................. 43. 第二節遊戲式學習系統系統效用之研究資料分析 ..................................................................... 45 第三節遊戲式學習系統系統滿意度之研究資料分析 ................................................................. 46 iv.

(7) 第四節遊戲式學習系統之 ARCS 學習動機量表之研究資料分析............................................... 47 第五節遊戲式學習系統實驗組與對照組前、後測之結果分析 ................................................. 52 第六節研究發現 ............................................................................................................................. 54. 第五章. 結論與未來研究建議 .......................................................................................... 57. 參考文獻 .................................................................................................................................. 59 一、中文部分 ................................................................................................................................... 59 二、英文部分 ................................................................................................................................... 61. 附錄一實驗問卷 .................................................................................................................... 64 附錄二自然科學能力測驗(前測測驗卷) ............................................................................. 70 附錄三自然科學能力測驗(後測測驗卷) ............................................................................. 72. v.

(8) 圖. 次. 圖 1:此為《嗜血 DNA》遊戲中，充滿大量血液飛濺的畫面 ................................ 9 圖 2:遊戲式學習的運作模式 .................................................................................. 13 圖 3:吳春進(2010)文章中所選用的遊戲................................................................ 17 圖 4:楊詠婷(2010)研究中所採用的遊戲介面........................................................ 18 圖 5:Cheng 與 Su 所製作的系統分析課程遊戲。 ................................................. 20 圖 6:遊戲中的問題與遊戲畫面 .............................................................................. 21 圖 7:教材部分 .......................................................................................................... 21 圖 8:系統的主要頁面 .............................................................................................. 22 圖 9:研究設計 .......................................................................................................... 29 圖 10:本研究的 Input-Process-Outcome 的遊戲式學習模式 .............................. 30 圖 11:本系統架構圖 ................................................................................................ 32 圖 12:教材內容-認識水蘊草 ................................................................................... 33 圖 13:教材內容-認識布袋蓮 ................................................................................... 34 圖 14:教材內容-認識荷花 ....................................................................................... 34 圖 15:教材內容-認識睡蓮 ....................................................................................... 35 圖 16:教材內容-水生植物的生長方式 ................................................................... 35 圖 17:教材內容-漂浮性植物 ................................................................................... 36 圖 18:教材內容-浮葉性植物 ................................................................................... 36 圖 19:教材內容-沉水性植物 ................................................................................... 37 圖 20:教材內容-挺水性植物 ................................................................................... 37 圖 21:教材內容-荷花的特徵 ................................................................................... 38 圖 22:遊戲開始畫面 ................................................................................................ 38 圖 23:答題畫面 ........................................................................................................ 39 圖 24:遊戲完成畫面 ................................................................................................ 39 圖 25:遊戲失敗畫面 ................................................................................................ 40 圖 26:SPSS 統計輸出－學習成效前、後測驗平均數成對樣本分析 ................... 52. vi.

(9) 表. 次. 表 1:不同類型遊戲的運用 ..................................................................................................... 19 表 2:近年來提升學習成效的方法 ......................................................................................... 23 表 3:系統效用分析量表 ......................................................................................................... 43 表 4:系統滿意度分析量表 ..................................................................................................... 44 表 5:ARCS 學習動機評估分析量表 ....................................................................................... 44 表 6:遊戲式學習系統對於系統效用之描述性統計量 ......................................................... 45 表 7:遊戲式學習系統對於系統滿意度之描述性統計量 ..................................................... 47 表 8:遊戲式學習的引起注意 (Attention )問卷調查表 ........................................................ 48 表 9:動機因子之量表統計問卷結果(引起注意 Attention) .................................................. 48 表 10:遊戲式學習的切身相關 (Relevance)問卷調查表 ...................................................... 49 表 11:動機因子之量表統計問卷結果(切身相關 Relevance) ............................................... 49 表 12:遊戲式學習的建立信心 (Confidence)問卷調查表 .................................................... 50 表 13:動機因子之量表統計問卷結果(建立信心 Confidence) ............................................. 50 表 14:遊戲式學習的滿足感(Satisfaction)問卷調查表 .......................................................... 50 表 15:動機因子之量表統計問卷結果(滿足感 Satisfaction) ................................................. 51 表 16:四個動機因子之量表統計問卷結果 ........................................................................... 51 表 17:組別學習成效前、後測驗成對樣本分析比較表 ....................................................... 53 表 18:進步幅度之 t 檢定........................................................................................................ 53 表 19:組別學習後測之 ANCOVA 結果 ................................................................................... 54. vii.

(10) 第一章. 緒論. 隨著科技的不斷進步，近年來學習方法不斷在改變，如何提升學習者自身的學習動機，成為最近幾年來研究者探討的重點。遊戲式學習正是近年來用來提昇學習動機的學習模式之一。本研究在討論遊戲式學習系統對於國小學童之學習動機及成效的提升，運用遊戲式學習的教學模式建置一套教學系統，用來提升學生的學習成效。章節內容共包含四個部份:1.研究背景與動機2.研究目的3.論文架構4.名詞釋義。. 第一節研究背景與動機對於大多數的學習者而言，學習從來都不是一件有趣的事，因此如何讓學習成為一件主動且快樂的事，一直是許多教育工作者所努力的目標。而不管是在什麼時期，人類天生就喜歡玩遊戲，並且懂得從不同的遊戲中學習到不同的生活技能，例如說:用下棋學會關於邏輯的推理、辦家家酒學會關於家庭角色的扮演、從事戶外運動則可以加強體能和肌肉發展…等，上述這些例子都足以證明從遊戲中學習事物是快速且可行的方式。隨著資訊科技的進步，電腦遊戲越發的快速升級，不僅內容上更加吸引玩家，在聲光效果上也是越來越出色，讓玩家更加的愛不釋手,進而在不知不覺中增加了更多的遊戲時間。實踐「寓教於樂」及「寓樂於教」一直是教育者長久以來所追求的理想，隨著時代不斷的演進，育樂整合的具體落實已接近成熟階段。梁朝雲(2009)認為我們可以從教育哲思、科技發展和消費市場三個方向去思考「育樂整合」，也就是遊戲式學習的潛力。從教育哲思方面，就教學到學習，從個人到群體，以及從行為到認知再到建構，都是強調以學習者為本的思潮演變，注重促發動機、運用社群、強調成效、貼近學習者的日常生活，建構起學習目標與生命歷程之間的關聯與意義，這樣的教育哲思與人類本能相當的吻合；而從科技發展方面，從單機到網路，從運算到多媒體，這些打破時空限制，提供五光十色的「促成」(enabling)力量，讓教育與娛樂的整合設計變得更為可行；最後則是從消費市場上，它亦是育樂整合的重要動力，. 1.

(11) 線上遊戲的盛行突顯出現金數位學習產品的無趣，輔導工作著重疏通與引導，為避免青少年沉迷於遊戲中的砍殺或是誤交網友，育樂多媒體( Edutainment Multimedia)的需求已顯露出其市場的雄厚潛力。(梁朝雲，2009) 基於上述，無論從市場潛力、內容提供、人類天性，或者是數位產業發展等各方面來看，我們可以發現遊戲式學習是一項相當具有發展潛力的議題，相信遊戲式學習的確是有機會在台灣的產業市場中蓬勃發展的，加上現在由於人口老化問題日漸嚴重，不只普通的義務教育這塊已有多人分食的大餅，成人學習領域也是逐漸壯大的另一塊市場，所以提升學習動機與學習成效的遊戲式學習方式，相信在未來也會越見蓬勃發展的，畢竟不是人人都喜歡學習，但人人都是喜歡玩遊戲的，所以研究遊戲式學習的教材設計，不僅是一項良好的研究議題，對於未來的就業方向也可以提供事先鋪路的前置作業。在教材的選定上，研究者認為從小的時候自然科學就不是一項令人感的有趣的科目，因此對於自然科學的學習從來都無法提起學習興趣，更不用說提升學習成效，因此在選定課程內容上才會以自然科學的教材為目標，希望能徹底改善學習者在學習自然科學的學習動機，有效的提升學習成效。. 第二節研究目的該如何結合學習和遊戲，增加學生的學習動機是一項很好的研究課題。顯然，由於網路資訊快速的發達，現在即使不需要依靠面對面在課堂上跟老師學習這種傳統的教學和知識的獲取方式，也可以靠著其他方式去獲取同樣甚至更可靠的知識，所以上述這些傳統方式顯然並無法引起年輕人的重視，也無法滿足現今社會的需要，所以運用其他的學習方式,比如說:遊戲，去提高學習者的學習動機或許是一種新興的可行方式。本研究主要目的是探討如何使用資訊與多媒體技術來建置一個遊戲式學習系統，並配合國小自然科學的學習內容加上「快問快答」的遊戲設計，以提供學生輔助學習的環境，希望藉此引發學生的學習動機和提高學習意願，以達到提昇學習成效之主要目的。本研究根據研究動機，提出下列研究目的： 1.. 探討本遊戲式學習系統的對於學習的輔助成效。 2.

(12) 2.. 瞭解學生對本遊戲式學習系統的看法。. 3.. 從ARCS動機模式的四個要素分析本研究對於學生之學習動機提升是否有明顯效果。. 4.. 比較遊戲式學習與傳統教學對於學生之學習成效的提升成果。. 第三節論文架構本研究論文內容共包含共五部分，包括緒論、文獻探討、研究方法、實驗結果、結論及未來展望，下面將簡單敘述他們的內容:第一章為緒論，主要內容包含本論文之研究背景、動機、研究目的及架構；第二章則是相關文獻探討，回顧包含遊戲設計理論、遊戲式學習、學習成效等相關議題，將這些文獻作整理與探討，作為本篇研究之理論形成與系統實作之依據；第三章則是本研究之研究方法的詳細介紹，包含實驗的設計、研究架構與根據研究目的及文獻探討所得之結論發展出一套遊戲式學習系統的建置；第四章則詳細分析實驗結果所得之數據，包含準實驗結果分析及問卷結果的分析；最後的章節則是根據本研究之研究結果由研究者本身做出一個完整的結論，並對未來同一議題的研究者做出相關建議及一些未來展望。. 第四節名詞釋義一、遊戲式學習: 遊戲式學習是一種較新的教材設計與自學的方式，其主要目的在於透過遊戲中獲得的愉悅及樂趣去進行學習或達到教育的目的。本研究中將遊戲式學習視為一種輔助學習的工具，將所要教學的內容以遊戲及一些與學習者互動的小動畫做結合，用以引發學習者的學習動機，以提升學習成效。二、ARCS 動機模式: Keller(1984)檢討當代系統化教學模式之後，將心理學有關動機理論的研究結果與教學設計模式整合起來，於 1984 年提出 ARCS 動機模式，將之區分為引起注意 A(Attention)、切身相關 R(Relevance)、建立信心 C(Confidence)、感到滿足 S(Satisfaction)四個要素，目的在於幫助課程設計或改進教學。強調引起學習者的動機必須配合此四要素的運用，才能達到激勵學生學習的作用。 3.

(13) 三、學習成效:本研究以王如哲於 2010 年所提出的概念中，從「直接的」的觀點上去代表本研究中之學習成效，即是以學生測驗分數之前後進步幅度來評定。四、學習動機: 『動機』被認為是人類行為的原動力，是一切活動、行為或學習的原因，動機可視為是一種內在的歷程，用來引起個體從事某些活動、行為或學習，並維持已經引發的活動能夠持續的進行。五、準實驗研究:準實驗設計(quasi-experimental design)，研究者欲實驗新編的教材是否優於傳統的舊教材的一種實驗方式。準實驗設計雖不能夠像真正實驗設計一樣，控制所有影響實驗內在效度的因素，但卻可以控制其中多數的因素，並可避免一些實驗情境過於人工化所導致的缺失。不過，使用此種研究法時，研究者必須要清楚其所不能控制的因素，並小心考慮這些因素對實驗效果影響的可能性。在教育研究中，最常採用的準實驗設計有四種：(1)不相等控制組設計；(2)相等時間樣本設計； (3)對抗平衡設計；(4)時間系列設計，而在本實驗中採用的是「不相等控制組設計」。六、Cronbach’s α 值:屬內部一致性信度的一種，由 Cronbach(1951)年創用，以 Cronbach’s α 值代表量表的內部一致性信度，α 值越高代表量表的內部一致性越佳。七、一般傳統式學習:在本研究中「一般傳統式學習」指的是一般傳統舊式學習中，老師幫學生進行再一次的複習教學，教材內容與教學方式與之前的課堂教學相同。. 4.

(14) 第二章. 文獻探討. 本研究在探討遊戲式學習理論及如何提升學習動機及學習成效，所以本章針對電腦輔助教學與遊戲式學習的關聯性、遊戲設計理論、遊戲式學習及如何提升學習成效與 ARCS 動機模式等文獻作探討。. 第一節電腦輔助教學 CAI 與遊戲式學習之關聯性電腦補助教學是這幾年研究者們密切探討的教學方式，本研究中所使用的遊戲式學習的教學方式也被視為其中的一種方式，以下將針對電腦輔助教學及它與遊戲式學習之間的關聯性去作探討。一、電腦輔助教學的涵意「電腦輔助教學」是來自Computer Assisted Instruction，簡稱CAI。即是指運用電腦之交談式或互動式的功能來引導教學，協助教師教學，輔助學生學習的教材，達到個別化、補救教學或精熟學習的編序教學活動（林永吉，民79）。而國內學者饒達欽給 CAI下了如此定義：「藉由電腦程式的規劃使得學習內容有序顯示，學習者並可隨機控制學習進度及內容的過程，即稱之「CAI」(饒達欽，1990)。電腦輔助教學（CAI）可以幫助教師在實施個性化教學，使學生可以根據自己的能力和取得的進展學習，並記錄了個別學生的學習進度和幫助教師了解學生的學習情況，然後作為教學改進之用。CAI 的模式，表面上電腦是作為扮演「助手」的作用，引導學生通過互動與學習者個人的學習，其實電腦僅僅是一個「教學傳遞的媒介」，真正負責整個教學過程的，應該歸功於課程設計和程式設計師。二、電腦輔助教學的特性楊坤堂提到利用電腦進行輔助教學，其具備的特性有三點，分別為個別性，反覆性及遊戲性，他所提到的內容整理如下(楊坤堂，1999): 1.. 反覆式練習: 學生可以依照自己的能力及程度來進行課程的重複練習，直到自己完全學會或懂得. 5.

(15) 課程的內容。 2.. 個別化學習: 教師可設計符合學生個別能力差異之教學活動，而學生也可自行調整學習時間及進度，以提升其信心。. 3.. 遊戲式學習: 因電腦生動有趣且具互動，亦能提供即時回饋，所以能引起學生學習的動機及引發其學習的興趣。 Huang等人(2012)在研究結論中指出量身訂作的電子書學習系統，可以讓小學生實. 現更好的個別化學習。而徐正和(2002)也使用電腦模擬動畫的方式融入高中生的物理教學中，也具有相當良好的教學成果，由以上可知電腦輔助教學是一項可行且有效的教學方式。三、電腦輔助教學的教學方式電腦輔助教學重點在於「輔助」上，所以不能用來代表整個教學，電腦也不能取代教師；而資訊科技融入教學強調的是「融入」與「整合」。許長壽、劉曼麗（2005）綜合國內多位學者的研究整理出遊戲式（Gaming）、模擬式（Analog）、教導式（Tutorials）、練習式（Practice & Drill）、測驗式（Tests）、對談式（Dialog）及問題解決式（Problem Solving）等七種不同類型的電腦輔助教學模式。四、CAI與遊戲式學習本研究中所使用之教學方式「遊戲式學習」，即是屬於電腦輔助教學(CAI)教學方式之一，電腦輔助教學本來就是一種運用電腦之交談式或互動式的功能來引導教學，協助教師教學，輔助學生學習的教學方式，運用電腦與多媒體去建置一套遊戲式的教學系統，是其中的一種方法，而本研究中的教學方式重點就在於提升學生的學習動機，進而達成提升學習者學習成效的目的。. 6.

(16) 第二節遊戲設計理論如何將遊戲設計的吸引人且兼具有趣的內容，對於一個遊戲設計者來說，是一項值得深入研究的課題。遊戲設計者本身考量的因素有許多，例如:玩家的遊戲經驗、遊戲對於玩家造成的影響、遊戲的挑戰感…等，這些上述種種因素都可能會影響遊戲設計者在設計遊戲時所考慮的重要因素，因此下面將針對這幾項因素分別整理出與之相關的文獻作說明: 一、玩家遊戲經驗(players gaming experience) 遊戲的過程泛指玩家在遊戲中所遭遇的事件、問題與挑戰經驗的總集合。遊戲過程的設計關係著玩家的遊戲經驗以及玩家遊戲的動機的滿足，可以說是用來衡量一個電腦遊戲品質的重要指標。若要評估一個電腦遊戲的設計品質，則必須對目前用於應用軟體評量的可用性評量指標進行調整或補充(Sellar, 2004)。電腦遊戲在設計時，應當遵循一些新的的概念，Thomas & Macredies (2002)認為：「對於像電腦遊戲這樣的應用軟體，顧客的經驗(consumer experience)遠比軟體好用與否(easy of use)更需要被重視」，而此好的顧客的使用經驗，包括了有趣的體驗 (enjoyment)、忘我的置身於其中(engagement)、充份的授權使其隨心所欲(empowerment) 以及顧客在情緒上的滿足與感動(emotion) (Blythe, 2003)。因此如何在遊戲的過程中，提供玩家一個美好的遊戲經驗，是遊戲設計者與研究者所必須共同努力的課題。二、挑戰感(challenge) 挑戰感在過去的研究中已被證明是能影響玩家參與電腦遊戲的動機之一。一款遊戲假使令玩家缺乏挑戰感，必定玩家的遊戲時間也會跟著縮短，畢竟沒有挑戰就不會帶來成就感，因此挑戰感是遊戲設計者在設計遊戲時的重要元素之一。 Malone & Lepper (Malone, 1980, 1981, Malone & Lepper, 1987)在這些一系列的研究結果中指出，能夠促使玩家在遊戲的過程中產生好玩感覺的主要受到四個內在動機因子所影響，分別是：挑戰感、好奇性、幻想性與控制性。在上述引起玩家遊戲動機的四個因子中，又以挑戰感的設計最為重要。Rouse(2001) 7.

(17) 在研究的結果中明確指出「挑戰感」為玩家進行遊戲的主要動機。 Salen & Zimmerman (2004)也說明了電腦遊戲是讓玩家透過既定的遊戲規則，去體驗虛擬競爭系統的量化成果(如分數、過關數目、金幣)。因此玩家在遊戲中挑戰感的大小來自於此一虛擬競爭系統的困難程度，而技巧性是玩家面對此虛擬競爭情境時的應對能力。也就是說，一款遊戲在設計時，必須優先考量不同玩家遊戲能力程度的高低與遊戲挑戰感難度設計之間的平衡關係，找出一個最佳的平衡，如此這款遊戲才能夠給玩家好的遊戲經驗，亦或是在設計時就考慮遊戲本身必須要能隨著玩家的能力的成長，來改變遊戲的難度，例如在許多RPG遊戲中，隨著主角等級的上升怪物的能力也跟著獲得加成，讓玩家在鍛鍊等級時，不會因為怪物的重複性與能力一成不變而感到厭煩。三、遊戲對於玩家造成的影響一款遊戲通常由設計者傾盡全力所製作而成，所以一款好的遊戲必定會對遊戲玩家造成一定的影響。但影響有好有壞，現今許多社會新聞都看到，許多重度遊戲沉迷者，由於在遊戲中只要一個重來鍵(Reset)，一切的狀態都會重新開始，使他們通常將現實當成遊戲一般，認為即使造成死傷，也可以同樣由一個按鍵就重來，這些就是由遊戲所帶給玩家的負面影響。黃艾如與鄭伊婷(2011)對於線上遊戲「嗜血DNA」中以血腥暴力為遊戲宣傳賣點，分析遊戲中所呈現的暴力美學對玩家的造成的產品情緒、認知情緒，以及網路遊戲對暴力涵化過程所造成的影響。. 8.

(18) 圖 2.1. 此為《嗜血 DNA》遊戲中，充滿大量血液飛濺的畫面. 文中提到，相較於電視、電影等觀看者涉入程度較低的媒體類型，網路遊戲使用者必須集中精神主動涉入的互動式媒介，其中的主動涉入指使用者可以以自身的行為改變文本內容，進而產生較高程度的情境互動，所以遊戲對於玩家的影響程度是可想而知的。而遊戲過程中也對於玩家還產生了一項嚴重的影響，這項影響為「從有意識到不在乎的暴力與血腥」，由於在遊戲過程中，玩家單單透過滑鼠就能決定要殺或救援的對象，透過鍵盤快捷鍵選擇殺戮的手法，只要輕輕點滑鼠鍵盤，就可執行攻擊行為。但事實上，這種點擊滑鼠的行為並非暴力行為，甚至反覆的有點無聊，所以遊戲文本必須給予回饋，讓玩家覺得他的動作有所意義並得到回應。回饋一是來自於數值的變動，殺了怪多少血？有沒有爆擊？；二是來自於影像本身，怪物遭砍受傷噴血的畫面輔助了上述的數值回饋，這兩種回饋告知玩家他的行動（點滑鼠）造成了多少影響。此兩種回饋在經過一段時間後，一方面習慣了重複的血腥畫面感到麻木，另一方面隨著等級的提升，遊戲難度也越來越高，作戰時必須專注技能的施放、情勢緊張無法分心觀察被攻擊對象的反應。因此第二種回饋不再如剛開始玩的時候引人注意，玩家與文本互動的滿足會漸漸以第一種回饋為主，將重心放在技能數值的提升，成就感來自一次攻擊使對象失血值比以前高，而非來自對象被支解或噴血。最後他們的結論提到，遊戲對於玩家造成暴力化的影響這個觀點是認同的，但他們. 9.

(19) 也強調，類似這種互動性高的多媒體工具並非是單純因互動性高以至於影響玩家對攻擊性認知。最主要還是在於玩家本身，是否會將這種虛擬化的認知敢從遊戲中帶到現實社會中，才是真正影響玩家行為的主要原因。. 第三節遊戲式學習隨著網路和電腦技術的進步，電腦遊戲在我們的生活中越來越流行，並且扮演著越來越重要的部分。因此學習型態也發生了改變，傳統教學方式已漸漸不太符合現在的學習模式。遊戲式學習這種新型態的學習模式便由此原因應運而生。遊戲式學習是一種較新的教材設計與自學的方式，其主要目的在於透過遊戲中獲得的愉悅及樂趣去進行學習或達到教育的目的。Prensky 於2001年提出遊戲式學習的觀點，在《Digital Game-based Learning》書中提到，遊戲式學習的構成包含了下列特性:娛樂性、遊戲性、規則性、目標性、人機互動性、回饋、適應性、勝利感、競爭挑戰、問題解決、社會互動性、情節性。 Gee(2003)也提出了電腦遊戲對於促進使用者的學習是有幫助的這個觀點。Pivec & Dziabenko (2004)則認為，遊戲式學習鼓勵學習者整合各個不同領域的知識內容，並且從大量資訊中找出解決所面對的問題的最佳方法，並學習在重要的時刻做出重要決定。而Connolly & Stansfiled (2006) 對於遊戲式學習的定義是，運用電腦遊戲的方式來傳達、支持，並強化教學、學習、評量，與評估等工作。所以就定義而言，簡單來說遊戲式學習就是透過遊戲的方式去支持教學的進行及學習成效的提升。從數位學習的研究發展來看，遊戲式學習代表了兩個方面的改變，一個是學習環境的改變，另一個則是學習方式的改變，接下來將分別就這兩方面去說明: 一、. 學習環境的改變:由早期傳統的書本式教學演變為以電腦，網路等多媒體作為輔助式教材的多元化學習。. 二、. 學習方式的改變: 1.. 現在的學習從過去只強調學習的結果，到現今不僅重視結果，更強調的是學習經驗及歷程。 10.

(20) 2.. 從過去適性化的個別學習轉變為重視網路中介的團體合作學習，強調互助合作、學習夥伴與團體的重要性。. 3.. 從過去強調學習效能到在重視學習效能，動機與參與的持續性。. 4.. 從過去以數位化內容為研究重點，到現在更懂得去思考如何透過學習脈絡，有效地統整出個別、團體與內容為取向的發展性。(梁朝雲，2009). 就正規的學習而言，遊戲式學習或許顯得較為不正規，畢竟就傳統學習上而言，玩遊戲跟學習根本就是兩回事，把兩者作結合的想法顯然違背了傳統中一板一眼式的制式學習，但換個想法來看，將遊戲運用於學習中來提高學習者本身的學習動機，或許對於現今早已改變的學習型態，在提升學習成效上能有明顯的幫助。本節主要以遊戲式學習相關文獻進行探討，瞭解哪些遊戲特性可以在學習內容，及如何在設計遊戲式學習系統時有效地運用這些應具備的基本的元素，以達到最佳的學習方式。傳統的教學方式中，往往由於過於偏重教學的內容，因而忽略了學生的學習動機及學習環境的創造才是教學的重點。所以利用資訊科技建構出一個良好的學習環境就成了數位學習設計的首要目標。要促進整體的學習成效，遊戲式學習絕對不能單純只有好玩有趣，Dickey(2005)指出其中必須有一些吸引人學習的要素，其中包括:(1)具體目標；(2)挑戰任務；(3)清楚且信服的標準；(4)失敗中從反效果得到保護;(5)對成功的肯定；(6)和他人合作；(7) 新奇性與多樣性；(8)選擇性；(9)真實性。並且他還提出整合以支持學習活動，包括有敘事設計、觀點設計及互動設計三種策略。一、遊戲式學習模式將一些枯燥乏味的學習內容與學習目標，與一個有趣的主題故事做相互結合，將會使它變的更有吸引力。因此，遊戲式學習應該包含如有趣的故事情節、持續性的挑戰、非單一的闖關路徑、即時且有效的獎勵等這些元素。也就是說遊戲式學習在內容上不僅僅是設計一個單純的遊戲，這個遊戲不但要包含想要讓學習者學習的內容及設定學習者最終所應該要完成的學習目標，更重要的是應該要如何設計一個不但結合前面兩個元素， 11.

(21) 同時還需要讓學習者覺得有趣的遊戲內容，再加上一些穿插其中任務，並給予學習者相對應的獎勵，讓學習者可以透過遊玩過程中角色的扮演、解決問題、克服挑戰…，獲得相對應的知識、技能和成就感。遊戲性學習的重點不只是提供學習者一個新的學習任務，而是提供一種全新的學習模式，增加學習的多樣性，並強化學習者的學習動機，提高學習者的學習成效。de Freita 和Oliver(2006)亦指出，遊戲式學習可同時支持正式與非正式學習，並將他們有效的串連起來。它可以培養學習者當他遇上挑戰時，可以整合自身所學找出有效的解決方法去克服挑戰，並透過與同儕間的相互討論比較，激發更進一步的學習動機，在相互比較間達到互相提升的效果。學習者平常學習中，對於普通照本宣科的學習方式通常興趣缺缺，但在玩遊戲時，儘管對面對的學習內容是較不感興趣的，卻能在遊戲的過程中，由於遊戲內容本身所具備的趣味，對於學習者有進一步的刺激與吸引，讓學習者在遊戲進行中解決了一個學習問題後，會持續的想要解決後續的問題，持續循環以維持遊戲的順利進行。遊戲多半伴隨著虛構的故事情節而發展內容，並未能為使用者帶來學習上的幫助，但是由於遊戲存在著引發使用者主動參與的特性，所以對於學習者有助於提升他們參與學習的學習動機。如何能有效地將教學內容和遊戲特性做出適切的結合與運用發展出一個遊戲式學習模式，Garris、Ahlers 和 Diskell（2002）等學者結合有關教育性遊戲的文獻，提出一個 Input-Process-Outcome 的遊戲式學習模式，如下圖 2.2:. 12.

(22) 輸入. 過程. 輸出. 學習者評斷. 教學內容. 學習. Debriefing 學習成果. 循環系統回饋. 學習者行為. 遊戲特性圖 2.2. 遊戲式學習的運作模式. 資料來源:(Garris,Ahlers,& Driskell,2002) 接下來對於Garris 等人（2002）針對教育性遊戲的文獻做整合所提出的遊戲式學習模式作陳述，首先，整合出教學內容（Instructional Content），及遊戲特性（Game Characteristics）並使用這些特點設計出一個教育性的遊戲程式。其中的遊戲特性包括： (1) 虛幻性（Fantasy）：想像的或虛幻的背景、主題或特性。遊戲代表現實生活中的一種活動，遊戲是屬於虛擬世界中；所以在虛擬世界裡進行的活動都和現實生活不相衝突，當參與遊戲時，任何事情都和現實生活不相關。 (2) 規則/目標（Rules/Goals）：對於任務目標的進行時有明確的規則、目標和回饋。除了現實生活之外，遊戲活動都必須進行於固定的空間和時間中，並遵循著明確的規則。. 13.

(23) (3) 感官刺激（Sensory Stimuli）：有著戲劇或新穎性的感官和聽覺刺激。遊戲意味著另一種現實生活感受，在遊戲中虛構的虛擬世界讓學習者可以體驗到在真實世界無法體驗的感受。 (4) 挑戰性（Challenge）：適當的困難度等級和不確定性的目標達成。遊戲中的勝利目標應該被明確規定，但獲得的勝利目標可能是多元的。而遊戲也應該使用漸進式的難度、多目標和某種程度上的提示訊息，以確保一個不確定性的结果。並且提到成果回饋和成績保存可讓學習者朝著想要的目標前進。最後，勝利目標對個人必需是有意義的。評估個人的能力以連接任務活動，並套用吸引人的幻想情節在活動之中，或使用有競爭力或合作的動機讓勝利目標變得有意義。 (5) 神祕性（Mystery）：適當等級的訊息複雜度。神秘性是對於遊戲本身本來就屬於額外的特徵，這類型的遊戲也存在著小部份的魅力。好奇心對於學習者在學習知識上是一種刺激性的訊息，所以遊戲的進行過程中不能設計的過於簡單或過於複雜。 (6) 控制（Control）：在學習活動中讓學習者保持控制的權力。控制是指有行使的權力或是管理，直接或命令的權力。提供學習者控制的權力，可有效地提升學習動機並獲取更多的學習內容。接著，Garris 等人說明此遊戲式學習程式它能夠引發一個學習循環（Game Cycle），其中內容包括使用者在遊戲過程中發生的行為，即學習者行為（User Behavior），並由系統與學習者互動系統回應的方式，即系統作回饋（System Feedback），最後讓學習者評斷（User Judgments）的一個學習循環。其中學習者評斷包括： (1) 興趣（Interest）：學習者對於學習活動上表達興趣和偏愛。遊戲始終比傳統教學更有趣。 (2) 樂趣（Enjoyment）：個人樂趣或享樂的主觀性評分等級。遊戲的核心特徵，是學習者得到樂趣和享樂的來源。 (3) 任務牽連（Task Involvement）：專注的程度或參與教育的活動深度。誰高度參與一項任務，會使其它學習者吸引或更沉浸在任務活動中。 (4) 信心（Confidence）：覺得熟練或是自我勝任感。遊戲可以提供一個在現實生活不 14.

(24) 需面臨失敗後果的訓練環境。另外，遊戲運用循序漸進的難度，使學習者能熟悉和建立技術在複雜或新的任務環境。 Garris 等人說明此一循環能讓學習者感到快樂，並願意持續性的在此一學習循環中，而且持續參與此遊戲後將能達成某一訓練目標或特定的學習成果（Learning Outcomes）。其中學習成果包括： (1) 技能（Skill-Based）：專業技能。以技能為基礎的學習成果，包括技術或運動技能。以遊戲為基礎的教學設計，用來實踐技術的技能。 (2) 認知（Cognitive）： . 敘述性知識（Declarative Knowledge）：是指一種事實性的知識。對於這種類型的學習成果，學習者通常需要重現或認清一些訊息。. . 程序性知識（Procedural Knowledge）：是指如何做的知識；這種類型的學習成果，需要一個具體與確實的案例。. . 策略性知識（Strategic Knowledge）：把規則和策略用於一般、最後或是新的個案能力。. (3) 情感（Affective）：關於個體或活動的信念或態度。情感的反應包括信心、自我效能、態度、喜好和性格的感覺。情感的反應可能被視為是一種特殊類型的學習成果，態度上的變化是某種教育程度上的訓練目標。二、遊戲式學習的特性 Prensky(2001)指出，遊戲式學習包含了以下幾點特性: 1.. 娛樂性:讓學習者在學習過程中感到樂趣與愉悅。. 2.. 遊戲性: 帶給學習者進行遊戲的動機和高度樂趣。. 3.. 規則性: 遊戲內容具結構性，使學習者容易組織瞭解。. 4.. 目標性:遊戲中的具體目標任務，可給予學習者明確的指引。. 5.. 人機互動性:學習者經由在電腦操作與他人互動。. 6.. 結果與回饋:透過遊戲提供學習者充實的機會。. 7.. 適性化:遊戲設計可依學習者能力的不同，給予互異且適當的任務。 15.

(25) 8.. 勝利感:學習者可在進行遊戲中獲致成功經驗，達到自我滿足。. 9.. 衝突競爭性與挑戰性:使學習者在遊戲過程中感受到刺激和興奮。. 10. 問題解決:在遊戲的情境中設置問題，以激發學習者解決問題的能力。 11. 社會互動:讓學習者間組成社群，透過互相討論以強化學習。 12. 圖像與情節性: 透過圖畫與故事情節，使學習者從中獲致情意知識。三、遊戲式學習對於國小生的影響吳春進(2010)以電腦遊戲對於國小學童空間能力發展之影響做研究，在考量與空間概念相關性，並依據文獻中相關電腦遊戲軟體之有效性加以分析，配合教育部九年一貫課綱中之數學科國小幾何圖形與空間能力指標（共36條）之後，選用了八個電腦遊戲，並在衡量趣味性、挑戰性、幻想性、教育性四個有效性向度後，選擇了「3D倉庫」、「立體連連看」、「3D卡通推箱子」、「虛擬魔術方塊遊戲」、「補空洞POOM」五個電腦遊戲，並將學童依年級分為接受電腦遊戲活動教學的實驗組一組，未接受電腦遊戲教學的控制組一組。施測時間共計 10 週，並讓兩組學生於實驗前、後均接受「國小空間能力正式量表」之施測。將之後獲得的施測資料運用t-test統計方法分析資料，並且得出的結果顯示電腦遊戲練習對國小中、高年級學童空間移動旋轉能力發展有顯著影響。下圖為此研究所使用之遊戲畫面(圖2.3)(吳春進,2010):. 16.

(26) 圖 2.3. 吳春進(2010)文章中所選用的遊戲. 楊詠婷(2010)以探討數位遊戲式英語教學之學習成效與滿意度研究，探討比較使用數位遊戲式英語教學與傳統教學是否會有不同的學習成效，以及使用數位遊戲式英語教學是否會影響學生的學習成效與學習滿意度，並針對使用數位遊戲式英語教學的對象，探討不同性別的學生是否會有不同的學習成效與學習滿意度。研究中所使用之數位遊戲式英語教學工具為 2005 年取得數位學習網服務品質A 級認證以及經濟部「數位內容產 17.

(27) 品」獎之昱泉國際公司所設計的產品。產品名稱為「阿毛的ABC 新樂園5」。作者採用準實驗法，採取前測-後測設計。實驗對象是國小二年級的兩班各32 位學生，實驗組接受數位遊戲式英語教學，控制組接受傳統教學。研究結果發現實驗組使用數位遊戲式英語教學有顯著的提昇學生的學習成效，以及發現實驗組學生的學習成效比控制組來得高。並發現實驗組的男生與女生對使用數位遊戲式英語教學有不同的學習成效，結果顯示實驗組男生的學習成效比女生來得高。圖2.4為此研究所使用之遊戲畫面:. 圖 2.4. 楊詠婷(2010)研究中所採用的遊戲介面資料來源: 昱泉國際公司. 四、遊戲式學習用於教學過去已有許多實證研究支持遊戲式學習在醫藥(Beale, Kato, Marin-Bowling, Guthrie & Cole, 2007; Salajan et al., 2009)、自然科學(Huang, Lin & Cheng, 2009)、語言(Liu & Chu, 2010; Barendregt & Bekker, 2011)及其他方面的應用。而在現今遊戲多元化的情形下，Freitas(2006)則整理出了一些將不同種類的遊戲應用在教育訓練上的例子，如表2.1所示:. 18.

(28) 表 2.1 不同類型遊戲的運用(Freitas, S., & Oliver, M.,2006) 種類. 說明. 實際例子. 以遊戲作為. 將遊戲隱喻為真實或幻想世界的. 1.Grangeton. 隱喻. 探索體驗，此類行被廣泛運用於. 2.Racing Academy. 學校中。擬真的虛擬. 學習者透過遊戲在虛擬世界中學. 1.Revolution. 世界. 習。在此類型中，遊戲提供了無. 2.Neverwinter. 限次的實驗機會，這樣的角色扮. Nights. 演與做事方式，讓學習者可以在. 3.Ardcalloch. 安全的環境中嚐試各種不同的體驗，獲得探索這種技能與知識的機會把遊戲視為. 將遊戲用來做為實際訓練技能的. 1.Second Life. 工具. 工具，用來應用在一系列技能培. 2.Re-mission. 養及發展的活動。現今也常用於. 3.Ben’game. 特定醫療或心理健康方面。例如: 4.Key skills trainer 燒燙傷者或自閉症患者。. 5.Skillswise 6.Max Trax. Cheng和Su(2012)則是將遊戲式學習應用於學習系統分析課程製作成一款角色扮演的教育訓練遊戲課程(如:下圖2.5)，他們將遊戲式學習融入Keller(1983)提出的ARCS學習動機模式，用於提升學生的學習動機及學習成效，一開始將學生分為實驗與對照兩組，並一起進行系統分析課程的教學(約一週,每次180分鐘)，然後進行系統分析的前測測驗，之後將學生分為兩組，同樣進行一個禮拜，每次180分鐘的實驗，分別進行使用由他們所設計的遊戲式系統分析教材及單純由個人自主學習並輔助人為指導，最後進行系統分析的後測測驗，接著回收並分析ARCS動機模式所設計的問卷內容及測驗結果，最後實驗. 19.

(29) 結果發現學習成效果然有顯著提升，而學習動機根據分析結果也有顯著的結果。. 圖 2.5. Cheng 與 Su 所製作的系統分析課程遊戲。資料來源:(Cheng,Su,2012). Papastergiou(2009)將遊戲式學習應用在高中電腦科學教育，並由此方法評估對教育效果和學生的學習動機的影響，遊戲內容根據課程目標設計，使用希臘高中計算機科學課程的教材內容，實驗設計樣本數共88名學生，分為隨機分配到兩組，其中一組使用的此遊戲式學習系統應用（ A組，n = 47 ），另一組則用正常學習方式（ B組，n=41），並作出計算機知識測試的前、後測，接著回收問卷並調查分析結果，加上前後測的研究結果分析，結果顯示不管學生的性別，教育電腦遊戲的確可以被利用作為有效的激勵和學習環境。下圖(圖2.6-圖2.8)為所應用之遊戲內容:. 20.

(30) 圖 2.6. 遊戲中的問題與遊戲畫面. 圖 2.7. 教材部分. 21.

(31) 圖 2.8 系統的主要頁面資料來源:(Marina Papastergiou,2009). 第四節學習成效一、如何定義學習成效學習者是接受教育的主體，而學習成效則代表著教育之成敗。然而什麼是學生的「學習成效」?它是一看似簡單卻複雜的概念。一般人認知的學習成效通常反應在成績之上，但其實除了成績之外，學習成效還包含了許多較廣義的定義方式。國立師範大學教育學系教授王如哲(2010)認為在解析此一概念時必須：第一、兼顧「直接的」和「間接的」學生學習成效。直接的學習成效係指學生在接受教育前、後之行為變化，亦即接受教育後之「終點行為」減去接受教育前之「起點行為」所產生之實質變化，代表的是「直接的」學生學習成效；相對地，「間接的」學生學習成效，則是指受過教育之學生在經歷一段長時間後才能顯現的效果。以大學教育而言，就讀於某一大學系所學生在畢業時，測量到專業上的習得知能，反映出的是「直接的」學習成效，但在其進入職場之長期生涯上，此一專業教育對其產生之長遠影響，則是「間接的」學習成效。 22.

(32) 第二、並重「認知的」、「情感的」及「動作技能的」不同向度之學生學習成效。在衡量大學的學生學習成效時，應涵蓋「認知的」、「情感的」及「動作技能的」之不同向度，才能完整掌握大學教育所獲致之學生學習成效。「認知的」知能包含從相對簡單的任務例如認同，到複雜的過程例如批判分析。「情意的」是與價值情感有關的知能，從相對簡單的價值認同，到複雜的倫理情境之批判與評價。「動作技能的」是與身體有關的技術和能力，從相對簡單的模仿，到有創意的精熟。在衡量大學的學生學習成效上，如果只集中於單一向度，則不僅會窄化學習成效，亦有造成以偏蓋全之危險。第三、涵蓋「機構的」、「方案的」、「班級的」三個層級之學生學習成效。在與大學任務有關之文件中，以及大學願景與核心價值上反映出的是「機構的」學生學習成效；「方案的」學習成效係指成功完成一項方案時，學生所習得且可加以測量的知能，因此在大學院系所之教育目標與課程上反映出的是「方案的」學生學習成效；在教師的教學計畫中顯示的是「班級的」學生學習成效。學生學習成效通常與學生之學術技能、溝通、批判思考、資訊素養及終身學習等方面之知能有關，因此大學必須從上述三個層級蒐集能反映出學生學習成效之有關證據與資料，才能完整證明大學教育之學生學習成效。(王如哲,2010) 二、如何提升學習成效學習成效是評估教學是否有成果的有利指標，因此該如何從各種方法去提升學習成效一直是各個教育工作者所努力研究的目標。學習成效的提升通常就等同於教學成果，所以該如何提升學習成效是本小節我們所要討論的重點。下面研究者將一一整理近年來提升學習成效的方法，如下表 2.2: 表 2.2 近年來提升學習成效的方法方法. 說明. 例子. 讓學習者可以透過遊玩過程中角色的扮遊戲式學習. 1. 遊戲式學習對學習成. 演、解決問題、克服挑戰…，獲得相對應. 效影響之探討：以國. 的知識、技能和成就感。. 中綜合活動童軍課程. 23.

(33) 為例(程毓明，郭勝煌，2011 ) 2. 數位遊戲式英語教學之學習成效與滿意度研究-以國小二年級學生為例(楊詠婷，2010) 1. 英語村情境感知環境中學習成效之研究 (溫嘉榮，陳嘉斌，莊明廣，郭勝煌，2011) 充分利用行動式媒體技術的學習方式，將 2. Mobile English 行動式學習. 學習的地點不再局限於特定地點，隨時擁 learning: An 有行動裝置即可學習。 evidence-based study with fifth graders(Sandberg, Maris,Geus,2011) 1. 合作學習與傳統學習是一種有結構有系統的教學策略，它能適. 對排球動作技能學習. 用於大部分的學科及不同的年級。小組成. 成效之影響研究. 員在達成目標的過程中有一種積極互賴的. (黃淑玲，張簡坤明. 關係，彼此分享學習經驗，傾聽他人的想. ，2008). 合作學習法，共同達成小組的任務，使學習達成良 2. 合作學習融入理解式好的效果(Slavin,1995)。. 教學法對不同動作技能難度、學習成效與. 24.

(34) 動機之研究 (陳榮章,2012) 1. 問題導向學習對建築系學生學習成效之研究－以建築設備學教學為例(郭章淵，戴文透過一些簡單的生活實例，藉由小組間的雄，2007). 問題導向學習互相討論、實際去尋求解決問題的方式， 2. 高中職學生問題導向以達到自主學習的目的。兩性關係與溝通網路學習成效之研究 (張菀珍，葉榮木， 2009). 第五節 ARCS 動機模式 ARCS 動機模式是由美國佛羅里達州立大學的 Keller 教授所創，「動機」 (Motive) 意指引起學生進行某活動，並維持學生參與此活動，且促使學生朝向目標積極參與學習的內在動力。ARCS 模型的理論架構根據四項特點，包含（一）在課堂中能引起高度學習動機之教學者的實務經驗去進行歸納分析（inductive analysis），與（二）對當今的重要的學習動機理論去做演繹分析（deductive analysis），再綜合歸納而成。因此，ARCS 動機模式本身就整合了許多重要的學習動機理論（諸如：歸因理論、期望-價值理論、增強理論、成就動機理論、與社會學習理論），並提出的ARCS的主要目的在於系統化教學設計的強化，希望使教材的設計能夠更符合引發學習者參與及互動，並提供理論的組織與實務的應用（Bohlin,Milheim& Viechnicki,1993-94; 許淑玫,1998）。 ARCS 的四個英文字母代表的涵義是激發學生的學習動機四項必備要素：注意 (Attention)、相關(Relevance)、信心(Confidence)、滿足(Satisfaction)，強調引起學生的動機須配合此四項要素的運用，才能達到激勵學生學習的作用(Keller, 1983)。 25.

(35) 以下分別簡單描述ARCS 動機模式的四項要素(如表2.3)。而Keller 不僅提出以上ARCS 動機模式的四項要素，也依照四項要素各提出三項激發學習動機策略(如表2.4) (Keller, 1987a；Keller, 1987b；Keller,1999)。表2.3 ARCS 動機模式的四項要素要素. 定義. 注意(Attention). 意指用來吸引學生的興趣和刺激學生的好奇心。. 相關(Relevance). 滿足學生個人的需求和目標，使他產生積極學習態度。. 信心(Confidence). 幫助學生建立起成功的信心，相信自己有掌握是否能完成他的能力。. 滿足(Satisfaction). 學生能根據成就而得到內在和外在的鼓勵和報償。. 資料來源:Keller(1983)。表2.4 ARCS動機模式的教學策略激發學習動機策略提供變化性. 用奇特、非預期的方式，使學生的感官受到刺激，進而引起學生的注意。. 激發求知需求. 提出新奇的題目，以引起學生好奇心，進而去研究此問題。. 注意 (Attention). 多樣化. 多樣化的教學方式，以維持學生的注意。. 聯結熟悉事物. 使用學生熟悉的例子及結合學生過去學過的教材經驗，提昇學生對教材的熟悉度。. 明確的學習目標. 明確的告知學習、個人目標，以提升學生的學習動機。. 配合學生學習動機. 利用教學策略中所設計的教學活動，以提昇學生的學習動機。. 明定成功的標準及期待. 讓學生知道表現的要求及評量的標準，使得學生可以努力達到好的表現及所評量的標準，以提昇學生的學習動機。. 提供自我挑戰的機會. 提供讓學生自我挑戰的成功目標，當學生達到成功地達到目標，學生即會更有信心。. 提供成功的機會. 提供適當的回饋機制以回應學生的學習情. 相關 (Relevance). 信心 (Confidence). 26.

(36) 形，使學生了解到真正影響到學習成效的原因是個人的努力，以激發學生更奮發向上的學習動機。提供一展身手的機會. 提供情境讓學生可以一展所長，以應用所習得的新知識，亦可提昇學生的滿足感。. 提供回饋與報償. 提供正向的回饋及鼓勵給學生，以維持學生對於所習得的新知識的成就感。. 維持公平性與對等轉移. 對於學習成果的評量，應維持公平性、一致性的評量標準。. 滿足 (Satisfaction). 資料來源:Keller(1987a)、Keller(1987b)、Keller(1999)、沈中偉(2004)。接下整理歷年來相關研究使用ARCS動機模式，用來提升學生的學習動機的方式與研究成果。Huang (2011)根據ARCS動機模式建置有關國際貿易的遊戲式學習系統，有效提升學生的學習動機及信心。而楊凱婷(2012)將ARCS動機模式運用於多人線上遊戲式學習上，發展出一套用來學習企業資源規劃(Enterprise Resource Planning, ERP)知識之多人線上遊戲式學習系統，實驗結果顯示確實可幫助學生考取ERP證照，並在系統效用及系統滿意度亦達到良好的評價。張靜儀(2005)則採用個案研究法，探討國小自然科教師於自然科目教學時，以ARCS動機模式為基礎，提出各種引起動機教學之策略，並分析出可施行在自然科目的教學策略。蔡育陞(2012)則提出將ARCS動機學習策略融入數學補救教學，探討實施將ARCS 動機學習策略融入數學補救教學模式，實施於數學學習低成就學生的教學困難與改進策略，並以此檢驗教學模式後對學生學習動機與學習成就之影響，研究結果顯示實施將ARCS 動機學習策略融入數學補救教學對於學生的學習動機的影響明顯提升。. 27.

(37) 28.

(38) 第三章. 研究方法. 本研究在深入探討遊戲式學習，採用之教學實驗為準實驗研究不等組前、後測設計及問卷調查法，目的在於瞭解國小學生使用本遊戲式學習系統對自然科學之學習成效是否有顯著影響，作為日後遊戲式學習系統研究之參考。以下將針對研究架構、教材設計與方法、研究對象共3章節內容做說明。. 第一節研究架構本研究使用資訊與多媒體工具來建構一個遊戲式學習教材，並配合國小自然科學的學習內容加上與「快問快答」的遊戲設計，以提供學生一個輔助學習的學習環境。本研究之教學實驗採準實驗研究設計及問卷調查法，透過此教學實驗來探討遊戲式學習系統如何有效的運用在教學應用上及瞭解學生對遊戲式學習的看法。研究分析工作，以實驗組和對照組的自然科學知識試卷測驗的前、後測成績分析兩組之間學習成效是否有顯著差異。並針對實驗組學生之平日學習的狀況及使用本遊戲式學習系統所獲得的成果等變項來檢測影響學習成效之重要因素。最後根據實驗組學生對本遊戲式學習系統之評估問卷分析調查結果，以瞭解學生對於使用本遊戲式學習系統的看法與參與意願。下圖為此研究設計之架構圖(圖 3.1): 未使用遊戲式學習系統（對照組）自然科學知識試卷測驗前測使用遊戲式學習系統（實驗組）自然科學知識試卷測驗後測. 背景變項：平常之學習狀況、對於遊戲是否有興趣、對於自然科學是否有興趣…等. 圖 3.1. 遊戲式學習系統之評估問卷. 研究設計. 29.

(39) 第二節教材設計與方法本遊戲教材以國小四年級自然科學課程為主題，將遊戲內容融入Garris(2002)的 Input-Process-Outcome遊戲學習模式中，將教材內容與理論相結合，應用於國小四年級自然科學領域的輔助學習，以下將針對本研究者所結合之Input-Process-Outcome遊戲學習模式(圖3.2)做說明: 輸入. 過程. 輸出. 教學內容: 自然科學. 學習者評斷. 學習成果系統回饋. 學習行為. 遊戲特性: 融入教材與遊戲的部分，讓玩家邊玩邊學習圖 3.2. 本研究的 Input-Process-Outcome 的遊戲式學習模式. (1)輸入(Input): . 教學內容（Instructional Content）：本遊戲式學習系統融入國小四年級自然科學的教學內容，加入以 Unity 製作的多媒體數位教材，透過遊戲的過程呈現所要教學的內容。. 30.

(40) . 遊戲特性（Game Characteristics）：以快問快答的進行方式，讓學習者從遊戲的進行中學習到自然科學的相關知識。並以有趣的動畫呈現教學內容，提高學習者對於學習內容的興趣。. (2)過程(Process): . 學習者行為（User Behavior）：學習者為了充分體驗到自然科學的奧妙，必須透過自身不斷的探索與發現，才能從中體驗到學習自然科學的樂趣所在。. . 系統回饋（System Feedback）：適當獎勵:在遊戲中學習知識和回答問題的同時也會增加學習者的知識能力。而關卡挑戰成功，教學者會給予糖果作為獎勵，提高學習者的學習意願。引發學習者學習動機：當學習者進行關卡的時候，假使遊戲失敗，並不會告知學習者問題內容的答案，讓學習者在失敗自行去找尋錯誤題目的答案，獲取知識。. . 學習者評斷（User Judgments）：學習者在回答問題中獲得的分數，並達到一百分遊戲結束時，讓學習者能再次重複遊戲，多次完成任務，學習到自然科學的知識。並且在課餘時間，還可以彼此分享與交流彼此的學習及遊戲經驗。. (3)輸出(Output): 學習成果（Learning Outcomes）：學習者透過進行遊戲的過程，讓學習者學到自然科學的知識。為了評估本遊戲式學習系統是否提升讓學習者的學習成效和參與學習的意願，研究者將在實驗結果章節中陳述實驗的分析結果。本遊戲設計融入了梁朝雲(2009)於教育科技-理論與實務此書中所提出的 21 項設計原則中的幾個設計原則: (1) 設定明確的學習方向與學習目標:在設計本教材時，一開始就設定了明確的學習目標為“讓學習者可以在遊戲及自我學習中學習到自然科學的課程”，而學習方向一開始就設定為“用遊戲式學習的方式去學習自然科學教材”。. 31.

(41) (2) 設計適當的獎勵與回饋機制:在學生完成遊戲關卡後，給與糖果鼓勵，並要求再遊玩一次，或是重新到教學內容處再複習一遍，並在課程結束後，詢問學生關於本系統需要改善的地方。 (3) 設計友善的使用者操作介面:由於使用者為國小的學齡孩童，因此在頁面的設計上不宜太過複雜，簡單的運用一些有趣的圖文，配合讓人淺顯易懂，容易操作的頁面，讓使用者在學習時能夠更簡單輕鬆地的使用本教材。下面說明包含本教材的主要架構、學習內容、教材本身、遊戲內容等一一做說明: 1. 主要架構:此遊戲式學習系統包含教學內容與遊戲內容兩部分(圖3.3)，其功能、及教材設計等將於下面內容中一一陳述：. 圖 3.3. 本系統架構圖. 2. 學習內容: 本系統針對國小自然科學所設計的學習內容，共分三個部分包含: (1)學習大綱: 本教材是一款遊戲式學習系統，指透過此學習系統進行「水生植物」此課程的學習。此遊戲式學習系統，讓學習者使用教材中的相關學習內容，搭配著「快問快答」的遊戲方式，達到認識水生植物此課程的目標，並藉此讓學習者在本遊戲式學習系統中獲得學習成就。此遊戲式學習系統同時兼顧遊戲性與教育性，並藉此達到寓教於樂的目的。 32.

(42) (2)學習內容: 本系統的學習內容是結合國小四年級自然與生活科技領域「水生植物」的教材內容進行設計，建立一個自然科學知識相關的學習主題。 (3)學習流程: 學習者透過任何可以使用電腦的地點，透過網頁連結本遊戲式學習系統之網站來進入系統。 3.教材本身: 本教材包含兩部分，分為教學內容與遊戲內容，教學內容以康軒版國小四年級上學期第二單元活動二“水生植物”，教學內容分為1.認識水生植物 2.水生植物的生長方式 3.水生植物的外型與特徵。以下分別針對此三部分分別作說明: 1. 認識水生植物: 首先在第一個小章節中，由認識較常見的四種水生植物開始，內容按照課本內容加以修改，並藉由一些簡單的示意圖，帶領學習者分別認識四種外型與生長方式有所不同的四種水生植物。(如圖3.4~圖3.7). 圖 3.4. 教材內容-認識水蘊草. 33.

(43) 圖 3.5. 圖 3.6. 教材內容-認識布袋蓮. 教材內容-認識荷花. 34.

(44) 圖 3.7. 教材內容-認識睡蓮. 2. 水生植物的生長方式: 此部分包含主頁面及四種生長方式的詳細介紹頁面，首先從首頁點擊水生植物的生長方式的連結，連接到以下頁面(圖3.8,圖3.9)，此頁面共包含四個連結，分別為本教材“水生植物的生長方式”的四個分類。. 圖 3.8. 教材內容-水生植物的生長方式. 35.

(45) 圖 3.9. 教材內容-漂浮性植物. 圖 3.10. 教材內容-浮葉性植物. 36.

(46) 圖 3.11. 教材內容-沉水性植物. 圖 3.12. 教材內容-挺水性植物. 3. 水生植物的外型與特徵: 此部分教材以flash CS6所製作的動畫的方式呈現教學內容，與課本內容相同，共三部分，分別為“水蘊草的特徵”、“布袋蓮的特徵”及“荷花的特徵”，透過動畫的方式，讓學習者能重新回憶起課堂教學時，老師實際操作的教學內容。. 37.

(47) 圖 3.13. 教材內容-荷花的特徵. 4. 遊戲內容: 本遊戲的遊戲方式為「快問快答」，遊戲中的題目皆為國小四年級第二單元「水生植物」，題目總共20題，採隨機出題制，每題的答題時間為5秒鐘，為避免答題者隨意猜答案，所以答對一題得分為20分，答錯一題倒扣10分，會連續倒扣直到扣到0分為止，即判定為遊戲結束，失敗的話，須再從頭來過，直到成功達至滿分100即可過關，假使 20道題目全部出過仍未拿到滿分，同樣視為失敗。(圖3.14~圖3.17). 圖 3.14. 遊戲開始畫面 38.

(48) 圖 3.15. 圖 3.16. 答題畫面. 遊戲完成畫面. 39.

(49) 圖 3.17. 遊戲失敗畫面. 第三節研究對象由於考量到教學實驗場地及人力支援之方便性，本實驗之研究對象為屏東大學附設實驗國民小學四年級兩個班的學生，共51名學生。本研究在學生上完自然科學課程第2-2單元「水生植物」之課程後，將兩個班級分成實驗組及對照組，二個組別分別接受遊戲式學習的教材，另一個班級則接受傳統式的教學做複習。. 第四節研究工具本研究所使用的研究工具包括：「學習動機量表」、「自然科學能力測驗卷」。（一）學習動機量表本研究所使用之學習動機量表乃改編自Keller(1987)的Instructional Materials Motivational Scale（IMMS，教材動機量表），其中包含四個分量表，可分別測出學習者對於教材的注意、相關、信心、滿足等學習動機。我們針對本研究之議題以及國小學. 40.

(50) 生之理解力作為依據，進行問卷題目之修改。此量表採用Likert(1932)的五點評定量表方式，共包括13題，每一題依據學習者的回答分為五種不同的答案；勾選「非常贊成」給五分、勾選「贊成」給四分、勾選「普通」給三分、勾選「不贊成」給兩分、勾選「非常不贊成」給一分；反向題勾選「非常贊成」給一分、勾選「贊成」給二分、勾選「普通」給三分、勾選「不贊成」給四分、勾選「非常不贊成」給五分。本「學習動機量表」之反向題為8、9、10、13共4題，在計分方是則將以量表上的得分之總和作為其個人學習動機之指標，得分愈高者代表其學習動機愈強烈、反之則愈消極。 (二)自然科學能力測驗卷本研究用於前測、後測的「自然科學能力測驗卷」。測驗卷的編製乃研究者根據實驗對象之學校所採用「康軒版」自然科學教科書所編製而成。雖然自編測驗無須如標準化測驗之嚴格要求，但為求測驗內容正確、配分比例與題目內容上，皆有與課程教師做過討論並參考某些相同單元的正式試題。. 41.

(51) 42.

(52) 第四章. 實驗結果. 第一節信度與效度分析本研究的系統效用量表及系統滿意度量表，參考楊凱婷(2012)於「結合ARCS 動機模式及多人線上遊戲學習系統之研究」的研究中所使用之問卷，並依據本系統之功能特性、相關文獻的研究做出題項的修正，進而發展出此問卷之系統效用量表與系統滿意度量表，而ARCS學習動機評估量表則是參考陳佰隆(2013)在「應用 ARCS 於Moodle 數位學習平台之成效分析-以高職基本電學課程為例」研究中之ARCS動機量表的題項內容去做出適當的修正，在他們的研究中問卷題項內容皆經過信效度評估，因此本研究之問卷內容也具有一定內容之效度。由DeVellis (1991)所提出之建議，Cronbach’s α 值達到0.65~0.7以上，代表該份量表具有可以接受之信度。本研究的之系統效用量表的 Cronbach’s α 值為0.688(如表4. 1)，而系統滿意度量表的Cronbach’s α 值為 0.69(如表4. 2)，ARCS學習動機評估量表的Cronbach’s α 值則為0.712(如表4.3)所以，此研究之三份量表均具有可接受及相當好的信度。表 4.1 系統效用分析量表. 研究構面. 系統效用. 問卷題號. 修正的項目總相關. 項目刪除時的 Cronbach's Alpha 值. A1Q1. .465. .639. A1Q2. .390. .656. A1Q3. .396. .657. A1Q4. .596. .627. A1Q5. .099. .699. A1Q6. .205. .692. A1Q7. -.052. .727 43. Cronbach's Alpha 值. .688.

(53) A1Q8. .470. .639. A1Q9. .323. .672. A1Q10. .679. .611. 表 4.2 系統滿意度分析量表. 修正的項目總相關. 項目刪除時的 Cronbach's Alpha 值. A2Q1. .509. .627. A2Q2. .373. .663. A2Q3. .251. .690. A2Q4. .636. .602. A2Q5. .306. .678. A2Q6. .429. .649. A2Q7. .301. .677. A2Q8. .279. .688. 問卷題研究構面號. 系統滿意度. Cronbach's Alpha 值. .690. 表 4.3 ARCS學習動機評估分析量表. 研究構面. 學習動機評估. 問卷題號. 修正的項目總相關. 項目刪除時的 Cronbach's Alpha 值. A3Q1. .485. .672. A3Q2. .277. .702. A3Q3. .709. .634. A3Q4. .094. .720. A3Q5. .236. .706. A3Q6. -.054. .738. A3Q7. .250. .711. A3Q8. .555. .663. A3Q9. .439. .680. A3Q10. .302. .700. A3Q11. .236. .706. A3Q12. .359. .692. A3Q13. .396. .687 44. Cronbach's Alpha 值. .712.