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系統識別號 U0002-1507201310042100
中文論文名稱 3D遊戲應用於國小等高線學習之發展與設計
英文論文名稱 The Development and Design of Applying 3D Games to Contour Line Learning in Elementary Schools
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 教育科技學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Educational Technology
學年度 101
學期 2
出版年 102
研究生中文姓名 黃健哲
研究生英文姓名 Jian-Jhe Huang
學號 799730014
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2013-06-24
論文頁數 129頁
口試委員 指導教授-陳慶帆
委員-陳明溥
委員-沈俊毅
中文關鍵字 遊戲式學習  地圖識圖  等高線  指北針  台灣五大地形 
英文關鍵字 game-based learning  map knowledge  contour  compass  Taiwan's top five terrain 
學科別分類 學科別社會科學教育學
中文摘要 本篇以國小社會學習領域中等高線地圖之地圖識圖技能教學作為研究主題,運用遊戲式學習策略建置3D台灣五大地形的虛擬環境,引入自然領域「指北針」議題進行跨學科資訊融入教學研究,期望籍由實證研究探討3D技術應用於等高線地圖之地圖識圖教學成效,探討三維多媒體與二維多媒體在此範疇之差異及可行性,並了解學生對新學習方式的學習動機情形。
本研究運用Input-Process-Outcome Game Model作為遊戲式學習架構,利用「定向運動」進行設計以台灣五大地形為主題之地圖識圖3D教學遊戲。
為了研發可以有效輔助地圖識圖課程之3D遊戲,完成系統初步製作後首先觀察學生學習使用情形,修正觀察遊戲系統不足之處後,立意取樣國小高年級研究對象132位分實驗組與對照組進行課程,實驗組以完成修正之遊戲系統進行授課,對照組以一般單槍投影機簡報媒體授課的方式上課,課程結束後實施測驗了解遊戲一般簡報授課之差異,探討地圖識圖技能及學生接受程度。
研究結果,「3D遊戲」進行授課的實驗組學生學習成效優於「PPT簡報」上課之對照組,尤其在「操控能力」上表現更為突出。整體而言各項地圖識圖能力皆優於以一般簡報上課的對照組,唯獨在「主、客體相對方位辦識」之項目仍以簡報方式上課的對照組較好,遊戲式學習法在地圖識圖的應用方面有所成效,學生在學習上亦有良好的動機表現。
英文摘要 This research takes the teaching of contour map reading skills in the social studies of the elementary school as the topic, using game-based learning strategies to build 3D virtual environment of Taiwan’s top five terrains, and also uses the topic --“compass” in natural areas to make a research of taking information into teaching. To except to testify the effectiveness of applying 3D technology into the teaching of contour map reading, and to discuss the differences and feasibilities between the 3D and 2D multimedia in order to understand the students’ learning motivation of the new teaching style.
This study uses Input-Process-Outcome Game Model as a game-based learning framework, and also uses "directional movement" to design the 3D teaching games of map reading which topic is based on Taiwan’s top five terrains.
In order to develop the 3D games that can effectively assist the map reading curriculum, this research first observed students’ learning situations after completing the game system. After revising the weaknesses of the game system, this research uses 148 the fifth and sixth grade students according to the purposive sampling study, dividing them into the “experimental group” and the “control group” in the curriculum. The experimental group uses the modified game system to carry out the class, and the control group uses the general teaching materials such as the projectors in the class. After the class, this research takes a test to understand the differences between them and discusses the skills of reading maps and students’ receive extent.
The research finds that the learning effectiveness in experimental group is better than the control group, especially much obvious in the area of “controlling ability”. In generally, the map reading abilities in the experimental group are better than the control group which used the PPT presentation , excepting the item of “the direction recognition”. Game-based learning indeed has effectiveness applying in the area of map reading, and the students also has better motivation in learning.
論文目次 目 錄 IV
表 次 VI
圖 次 IX
第壹章 緒論 1
第一節 研究背景與動機 1
第二節 研究目的與待答問題 3
第三節 名詞解釋 4
第四節 研究範圍與限制 6
第五節 預期貢獻 7
第二章 文獻探討 8
第一節 國小階段地圖識圖教學 8
第二節 讀圖能力與讀圖興趣 18
第三節 識圖興趣與遊戲式學習法 21
第四節 建構主義5E學習環 23
第五節 小結 25
第三章 研究方法 27
第一節 設計理念 29
第二節 研究流程 29
第三節 系統規劃與設計 31
第四節 系統實作 44
第五節 實驗設計 69
第六節 研究工具 70
第四章 研究結果與討論 73
第一節 3D地圖識圖遊戲對學生「空間方向感」影響探討 74
第二節 3D地圖識圖遊戲對學生「符號化能力」影響探討 78
第三節 3D地圖識圖遊戲對學生「操控能力」影響探討 81
第四節 以遊戲式學習法使用「3D遨遊戲台灣」學生學習動機之探討 89
第五章 結論及建議 96
第一節 結論 96
第二節 建議 99
參考文獻 103
附錄 108
附錄一:課程實施情形 108
附錄二:王添正同意書(地圖能力評量試卷) 109
附錄三:地圖能力評量試卷題目內容分析表(等高線) 110
附錄四:地圖能力評量試卷 113
附錄五:「3D遨遊戲台灣」活動教案 118
附錄六:孫琇瑩同意書(教材動機量表) 125
附錄七:教材動機量表 126

表 次
表2-1-1 國小階段地圖認知發展能力指標 11
表2-1-1 國小地圖識圖教學相關概念對照 15
表2-1-2 國小六年級學童讀圖能力評量標準 16
表2-2-1 台灣九年一貫課程社會學習領域能力指標 18
表2-2-2 地圖能力評量試卷題目內容分析簡表 19
表2-2-3 高低讀圖興趣在讀圖能力之差異表 20
表2-4-1 5E各階段學生的學習 24
表3-0-1 研究設計表 27
表3-3-1 3D等高線地圖識圖研究工具選擇與比較 33
表3-3-2 遊戲關卡設計 35
表3-3-3 關卡與設計功能 37
表3-3-4 遊戲功能設計 39
表3-4-1 活動一設計 45
表3-4-2 活動二設計 45
表3-4-3 活動三設計 46
表3-6-1 教材動機量表各分量表之信度 71
表4-0-1 地圖識圖能力描述性統計量 73
表4-0-2 地圖識圖能力變異數同質性檢定 73
表4-0-3 地圖識圖能力ANOVA分析 74
表4-0-4 地圖能力試題答對率比較分析 74
表4-1-1 「空間方向感」變異數同質性檢定 74
表4-1-3 對照組地圖識圖能力「空間方向感」測量細目結果統計 75
表4-1-4 實驗組地圖識圖能力「空間方向感」測量細目結果統計 76
表4-2-1 「符號化能力」變異數同質性檢定 78
表4-2-2 「符號化能力」ANOVA分析 78
表4-2-3 對照組地圖識圖能力「符號化能力」測量細目結果統計 79
表4-2-4 實驗組地圖識圖能力「符號化能力」測量細目結果統計 80
表4-3-1 「操控能力」變異數同質性檢定 81
表4-3-2 「操控能力」ANOVA分析 82
表4-3-3 對照組地圖識圖能力「操控能力」測量細目及結果統計 82
表4-3-2 實驗組地圖識圖能力測量細目及結果統計 82
表4-1-3 實驗組與對照組等高線地圖識圖技能測驗結果 83
表4-1-4 實驗組與對照組各項地圖概念差異 84
表4-4-1 3D遨遊戲台灣實驗組ARCS教材動機量表 90

圖 次
圖1-1-1 等高線立體模型製作方式 2
圖1-3-1 Kodu 遊戲3D動態效果 5
圖1-3-2 高度表程式設計 5
圖1-3-3 定向運動競賽示意 6
圖2-1-1 皮亞傑的三山實驗 9
圖2-1-2 等高線與台灣五大地形之教材 14
圖2-3-1 Input - Process - Outcome Game Model 22
圖2-3-2 The 5E Learning Cycle 23
圖3-3-1 教學設計示意圖 31
圖3-3-2 遊戲設計示意圖 32
圖3-3-3 學生手持等高線地形圖設計 36
圖3-3-4 台灣五大地形-模擬台北盆地 37
圖3-3-5 輸入 38
圖3-3-6 學生遊戲分組情形 41

圖3-3-7 3D等高線地圖識圖遊戲式教學系統設計圖 43
圖3-4-1 等高線地圖:丘陵地形分層設色圖 48
圖3-4-2 Kodu等高線圖3D遊戲設計 48
圖3-4-3 定向運動場地-丘陵地 48
圖3-4-4 手持地圖與觀察角度切換功能設計 49
圖3-4-5 丘陵3D地形與虛擬指北針 50
圖3-4-6台灣分層設色地形圖 52
圖3-4-7 Kodu台灣模型製作步驟一 53
圖3-4-8 Kodu台灣模型製作步驟二 53
圖3-4-9 Kodu台灣模型製作步驟三 54
圖3-4-10 Kodu台灣模型製作步驟四 54
圖3-4-11 學生手持地圖進行遊戲 57
圖3-4-12 遊戲過關畫面 60
圖3-4-13 遊戲失敗畫面 61
圖3-4-14 軍師與戰士的角色任務 62
圖3-4-15 手持臺灣等高線地圖 63
圖3-4-16「M鍵」發射子彈 63
圖3-4-17「N鍵」10秒高空俯圖 64
圖3-4-18「3D台灣地形」之花東縱谷 64
圖3-4-19 虛擬指北針 65
圖3-4-20 分數/虛擬高度計/倒數計時 65
圖3-4-21 主角編輯模式 66
圖3-4-22 控制點 66
圖3-4-23 陷阱樹 67
圖3-4-24 遊戲角色-殺手 68
圖3-4-25 遊戲角色-路人 68
圖3-4-26 神祕石 69
圖4-3-1 對照組學生畫校園平面圖 87
圖4-3-2 實驗組學生畫校園平面圖 88
圖4-4-1 下課時學生自願練習觀察 95
圖5-1-1 「3D遨遊戲台灣」與「PPT媒體」學習產出圖 97
參考文獻 一、中文部分

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論文使用權限
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