科技日新月異,孩童對於電子產品的接受度越來越高,年齡層也逐漸降低,數位遊戲越來越擬真、有趣,容易令孩童遊玩之後欲罷不能。父母無不擔心過早讓孩子接觸電子產品或是電子遊戲,是否會影響學習,甚至助長成癮的可能?

但是想要孩子安靜認真的坐在書桌前學習,對多數父母來說,卻又是困難的經驗。更何況已經有不少研究顯示,學習情緒與學習成效是會互相影響的,心情好的情況下,孩童能更主動積極的學習,反之則可能會阻礙學習的意願。

在這樣矛盾的選擇中,父母或教育者究竟該如何拿捏孩童的心情好壞與學習效能高低之間的平衡點呢?

如何讓孩子在快樂中成長、提升學習成效,是家長們共同的願望。
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隨著電腦及遊戲科技的進步,教育系統早在10、20年前,便有學者推動電腦進入教育現場裡,從電腦輔助學習,以及後來的數位學習,再進化到「遊戲式數位學習」等方式。然而電腦遊戲的幫助能有多少?國立臺灣師範大學科技應用與人力資源發展學系的張基成教授針對「遊戲式數位學習」進行研究,探討並驗證遊戲元素的加入與教育成果的相互關係。

碳足跡知識與節水素養可以怎麼「玩」?

每個人的一天從起床就開始累積碳足跡,無論是盥洗喝水吃早餐、還是前往上學上班的交通路上,多多少少都會消耗能量及排放碳,所以「節能減碳」的行動呼籲,與我們生活習慣息息相關。

但學生面對「如何節能減碳」的教條式規範,經常興致索然,甚至背過、考完試後就忘光光了,電動遊戲反而是讓學習者更積極參與,能夠加強印象的工具之一。

「透過玩樂讓學生學習,不感到單調枯燥,覺得愉悅,有好的、積極的正面情緒反應,我想是滿值得推動跟研究的事。」張基成樂於思維教育方式的新可能,實現知識可以藉由「玩」來學習。

「我做了兩種遊戲版本,一個是學習碳足跡知識,另一是節水素養培養訓練。」兩款教育遊戲主題不同,不過流程大同小異。碳足跡指個人、家庭或公司日常釋放的溫室氣體數量(二氧化碳CO2的影響單位),用以衡量我們日常活動對生態環境的影響。

張基成的研究以某間大學學生為對象,取樣兩班,分為非遊戲式數位學習對照組和遊戲式數位學習實驗組兩組。

張基成所設計的數位遊戲以一日碳足跡活動的學習情境為故事,讓學生在過程中感到遊戲的有趣及愉快。
畫面提供/張基成

在數位遊戲中,玩家扮演的角色是一位學生,遊戲過程就是他的一日生活。共有六個情境:家、學校、牧場、公園、餐廳、資源回收廠,每個場景就是一道關卡,每關設計四個選項,學生可自由選擇適當的答案。

例如在牧場情境中,玩家需從好幾個牧場產品中,選對正確有碳標籤的商品,才能夠獲得獎勵。若選擇不正確的答案,即結束遊戲,並領取目前所累積的獎金。因此答對題數越多,則金額領取越多。

結束遊戲後,系統會計算玩家一整天的碳足跡總排碳量,還可以和朋友競爭,看誰在遊戲中的選擇獲得的金幣最多。教師也可以適度提供一些獎勵,誘發學習動機。另外遊戲還有類似大富翁的碳足跡遊戲,進行自我總結性評量。

當玩家點選較不適當的生活方式,排碳量較多,所得的獎勵相對較少,使玩家感到遊戲的挑戰性。
畫面提供/張基成

另外一組對照組-非遊戲式數位學習組,則是以較為傳統的文字、圖像及影片,但無多的媒體與動畫教學,教學內容和實驗組的遊戲教材內容完全相同,在整個學習活動結束之後,也有總結性測驗,但並不是以遊戲方式評量。

最後張基成經由測驗兩組學生的碳足跡先備知識與成就、認知負荷(cgnitive load)和心流體驗(flow experience)等項目的檢討。發現了一個有別於傳統教育刻板印象的模式,此即遊戲式數位學習較非遊戲式數位學習更能引發學習動機、互動性及樂趣,同時也更有效幫助學習者持續投入於學習當中。

「教材設計者應善用遊戲的擬真情境、趣味、互動性、學習者控制、回饋訊息、多媒體視覺及動畫等優點,將它們融入數位教材中,」張基成總結道:「講白了,當學生沉浸於學習產生的愉悅與樂趣時,對學習自然變為專注,同時降低學習任務所產生的壓力,拉升學習成果。」

雖然遊戲教材的娛樂效果,可以吸引學習者投入及強化心流體驗,但也要注意平衡吸引元素與教育目的,張基成強調:「如果學生忘情於遊戲本身,太過熱中,變成只剩下打電動的快感,反倒是失敗的作法。」遊戲式數位遊戲最難的部分,其實就是要找到玩樂與知識獲取之間的平衡點,不能偏廢,否則就失去教育體驗的初衷了。

找到玩樂與知識獲取之間的平衡點。
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玩樂和學習之間能夠互相共存嗎?
從心流體驗與認知負荷出發

10、20年前雖然已有數位學習,並包含了遊戲特性,但受限於技術,擬真感較弱,而且只能在單機上進行,無法「online game」-多人線上遊玩,互動性相對較少,學習狀態就比較單調枯燥。張基成直白地講:「像是PowerPoint那樣的圖片,或者只是單純把教材數位化,雖然也會有視覺變化,但說到底還是比較單調枯燥,缺乏趣味。」

隨著網路、多媒體與數位科技的興起,學習者之間的互動與合作學習功能愈發增強。遊戲科技日益精進,連帶使得遊戲式數位學習備受重視,其擬真實境可集聚學習者的注意力,又能線上多人使用,互動性增強,也就讓學習變得生動活潑。

張基成研究追探數位遊戲對教育的裨益。
攝影/張傑凱

張基成對比研究實驗兩組學生的學習成就、心流體驗與認知負荷的差異及關係,聚焦在目前國際上極受矚目的「心流體驗」與「認知負荷」兩個項目,追探數位式遊戲對教育的裨益。

心流體驗是讓遊戲參與者感到愉悅、樂趣、專注及隨心所欲控制的一種心理感受,具備令人高度專注、沈浸、投入、無法停止、愉悅、自由掌控、忘我以及滿足的感覺等等。

而多媒體認知學習理論則指出,訊息呈現或媒體運用恰當時,可以減低學習時的認知負荷,提升學習成效;若訊息呈現多與不足,可能分散學習者的注意力,造成認知負荷,反倒影響學習效果。

所以在張基成的遊戲式數位學習當中,學習者產生較高的「心流體驗」以及較低的「認知負荷」,於是會有較好的學習成就。

「透過擬真的場景與高互動的設計,讓孩童自由掌控遊戲中的物件,並有身歷其境的臨場感受,這是傳統的數位學習很難達到的。」張基成笑道:「人在學習時的情緒好,就能更主動、更快地吸收知識。而適度的認知負荷也能活化孩童的心智狀態。」因此玩樂和學習之間能夠互相共存嗎?答案將是肯定的。

採訪撰文/沈 眠
編輯/張傑凱
攝影/張傑凱

研究來源:
張基成(2015)。以正向情緒環境之新興科技提升學生節能減碳素養–以正向情緒環境之數位遊戲提升學生節水素養。專題研究計畫 (一般研究計畫)。
張基成(2011)。單一整合型計畫–因應全球暖化的中小學跨領域節能減碳課程與數位教材之研發與推廣(1/3)。專題研究計畫 (人才培育補助計畫)。
張基成(2002)。教育導向的科學遊戲軟體設計製作計畫-「達爾文」網路寫作學習創意空間。專題研究計畫 (其他補助計畫)。