數學島：設計國小知識地圖遊戲支援學生學習

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姓名

吳卉雯(Hui-Wen Wu) 查詢紙本館藏

畢業系所

網路學習科技研究所

論文名稱

數學島：設計國小知識地圖遊戲支援學生學習
(Math Island: The Game Design of Primary Mathematical Knowledge Map Support Student Learning)

相關論文

★ 探索電玩遊戲頻率對於視覺注意力表現能力的效應	★ 代理表現學習模式—以動物同伴為例
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摘要(中)

隨著數位化的發展，全世界積極發展數位化學習，學生的學習不再只是教室內的學習，而是利用全球網路進行個人化的學習，由學習者決定學習內容，並評量學習成效；然而，在目前國小數學課程大多由老師來主導，採用螺旋式教學，這種方式雖然可以配合學生的能力發展，卻無法讓學生以巨觀的角度了解知識與知識之間的關係。因此，本研究設計並發展一套以知識地圖為主體的數位學習遊戲，稱為「數學島」。此遊戲主要對象是針對國小一年級學生，目的是在幫助學生主動探索數學重要概念與關聯，利用系統中可視化的圖示來表現學生的學習歷程與學習成效，不同於傳統教師掌握學習的知識地圖，學生機械式的接受授課內容。本研究提供學習每個概念所需的學習教材，由學生主導，自行選擇學習內容，並根據學習內容調整自己的學習方向。
本研究旨在探討透過數學島學習數學，對於學生數學知識地圖的產生與可視化的學習歷程帶給學生自我進度學習有什麼影響。本研究使用低年級數學能力診斷測驗、動機問卷、訪談等研究工具進行資料的蒐集與分析。研究結果顯示學生透過數學島學習數學能建立學過知識之概念，並且部分學生的學習進度超越當學期的進度，從能力診斷測驗中得知學生成績達顯著的進步。其表示數學島的設計確實能幫助學生進行數學學習。

摘要(英)

With the development of technology, students learn knowledge not only in the classroom, but also individually via Internet. They need to decide what they want to learn, and how well they learn. However, primary mathematical education currently adopts teacher-centered learning with spiral curriculum. Although spiral paradigm may be suitable for students’ ability development, it cannot allow them to realize the relationship among knowledge. Therefore, this study designs an educational game, called “Math Island”, which is based on a knowledge map. This game is designed for first graders to build core mathematical concepts and their relationship. Unlike conventional instruction in classrooms, the game provides learning materials in a game-based knowledge map, which allows students to explore. In Math Island, they may choose learning content, and adjust their direction for self-paced learning.
This study aims to investigate the effect of Math Island on students’ knowledge development as well as the influence of mathematical knowledge map and visualization learning process on self-paced learning. For preliminary evaluation, this study used a mathematical ability assessment for low graders, motivation questionnaires, and interviews for data collection and analysis. The results showed that Math Island may significantly improve students’ mathematical ability. Furthermore, some of the students may learn beyond the standard progress. These findings implied that the design of Math Island may help students learn mathematics.

關鍵字(中)

★ 知識地圖
★ 知識結構
★ 數學遊戲

關鍵字(英)

★ knowledge map
★ knowledge structure
★ mathematical game

論文目次

第一章、緒論 1
第一節、研究背景與動機 1
第二節、研究目的與問題 2
第三節、研究限制 3
第四節、論文架構 3
第二章、文獻探討 5
第一節、數位學習 5
第二節、知識地圖 7
第三節、自我進度學習 10
第四節、學習歷程 12
第三章、數學島系統 15
第一節、知識地圖設計 15
第二節、教學內容設計 22
一、單元分類 22
二、任務風格 23
三、任務內容設計 24
第三節、系統開發與環境 26
第四節、系統設計 26
一、開始做數學任務 29
二、任務回饋與獎勵 33
三、購買裝飾品 34
四、單元建築升級 35
五、拜訪別人的島得到聲望值 36
六、知識地圖呈現學習歷程 38
第四章、研究設計與實施 39
第一節、研究步驟與流程 39
第二節、研究對象與環境 40
第三節、活動流程 40
第四節、研究工具 42
一、教室觀察與現場錄影 42
二、國民小學中低年級數學診斷測驗 42
三、問卷 43
四、訪談 45
五、系統分析紀錄 50
第五章、研究結果分析 51
第一節、數學島遊戲平台資料分析 51
第二節、國民小學中低年級數學診斷測驗資料分析 60
第三節、動機問卷資料分析 61
第四節、訪談資料分析 68
一、學生對系統的喜好、理解與想法 69
二、數學島的什麼設計影響了學生的任務行為 74
三、數學島知識地圖設計之學生路徑選擇偏好 80
四、數學知識地圖設計與學生對數學整體概念有沒有幫助 82
第六章、結論與建議 86
第一節、結論 86
一、知識地圖設計對學生造成的影響 86
二、可視化的學習歷程與學生自我進度學習影響 87
三、數學島系統設計對學生數學任務行為的影響 88
四、學生的學習成效 89
第二節、未來與建議 89
一、提供單元說明 90
二、提供學生概念理解之分析機制 90
三、增加系統的多變性 90
四、學習診斷與建議 90
參考文獻 91
英文文獻 91
中文文獻 94
附錄一國民小學中低年級數學診斷測驗 96
附錄二動機問卷 101
附錄三訪談大綱 104

參考文獻

英文文獻
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指導教授

陳德懷(Tak-Wai Chan)

審核日期

2013-8-24

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