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研究生: 劉奕帆
Yi-Fan Liu
論文名稱: 悅趣式魔術方塊空間能力 學習系統之研究
A Study of Design in Game-based Learning for Rubik's Cube Spatial Ability
指導教授: 廖冠智
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱:
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 85
中文關鍵詞: 悅趣式學習魔術方塊空間能力教育遊戲
外文關鍵詞: game-based learning, Rubik’s Cube, spatial ability, educational games
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  • 中文摘要
    魔術方塊(Rubik’s Cube)是近代益智玩具的經典,其獨特的結構與組合的多變化性是可能作為學習空間能力的型體。然而學習實體魔術方塊需依靠復原公式,若不背誦解法欲將魔術方塊復原頗具難度,但以公式復原,學習者難以理解步驟間的關聯,並與空間能力相距甚遠。因此本研究以空間能力與相關理論為基礎,由文獻分析瞭解「實體魔術方塊」操作過程,利用魔術方塊外在型體之特徵與操作規則,建構出「悅趣式魔術方塊空間能力學習系統」,促使學習者自我挑戰,透過輔助與暗示達成任務,從遊戲中學習,進而增進空間能力之概念。
    本研究採問卷調查進行實驗,藉以得知學習者操作系統之情形與學習動機。研究成果為創立「悅趣式魔術方塊空間能力學習」之遊藝方式,發展出四種試題類型與相關輔助功能;經實驗證實輔助功能之設計有助於學習者進行解題,以及本學習系統能助於學習動機之提升。希冀透過本研究所定義出的學習試題能增進空間能力的提升,且對於學習者在復原魔術方塊時能更為容易理解步驟間的關係,未來希望嘗試以不同的型體與模式增進空間能力之概念。


    Abstract
    Rubik’s Cube is the typical educational toy, thought generally characteristics of object and operational instructions possibly take the learning spatial ability one way. In general, the learners rely on formulas to understand the operations of physical Rubik’s Cube and result in difficult to comprehend the relations between instructional procedures. This study is to investigate the spatial ability and correlation theories, through document analysis to find out the operating process of physical Rubik’s Cube. Analyzing the structure and operational instruction of Rubik’s Cube, in order to construction game-based learning for Rubik's Cube spatial ability, to urge learner’s self-challenge and achieves the task through assists and tips, learning from the game in order to promote spatial ability.
    This study is conducted by survey method with questionnaires in order to investigate the operation situation and learning motivation of learners. The results of this study include: 1. Development of the game-based learning for Rubik's Cube spatial ability. 2. Definitions of four types of examinations and assistant functions design. 3. To prove the design of assistant functions can help learners achieve the game goals, and the game-based learning for Rubik's Cube spatial ability can enhance learning motivations. Finally, we hope that concept designed of educational game advances gradually the learning way with assistances and suggestions, and enhance learner's spatial ability via the Rubik’s Cube learning system.

    目 次 中文摘要 I Abstract II 誌 謝 III 目 次 IV 表 次 VI 圖 次 VII 第一章、 緒論 1 第一節 研究背景與動機 1 第二節 研究目的與問題 3 一、 研究目的 3 二、 待答問題 3 第三節 名詞釋義 4 第四節 研究範圍與限制 6 一、 研究範圍 6 二、 研究限制 6 第二章、 文獻探討 8 第一節 空間能力 8 一、 空間能力的定義 8 二、 空間能力的要素 12 第二節 悅趣學習與相關理論 14 一、 電腦輔助教學 14 二、 教育遊戲種類 16 三、 遊戲構成要素 17 四、 遊戲學習動機 18 五、 遊戲學習模式 22 六、 悅趣化教材評鑑指標 24 七、 空間能力之悅趣學習相關研究 27 第三節 魔術方塊解法與相關研究 32 一、 魔術方塊 32 二、 基本解法(LBL) 33 三、 快速解法(Fridrich’s method) 35 四、 魔術方塊之學習教材 35   第三章、 研究方法 37 第一節 研究流程 37 第二節 研究工具 41 一、 系統整體評估量表 41 二、 問卷系統 42 第四章、 系統設計與實驗結果分析 43 第一節 系統設計 43 一、 系統架構 43 二、 學習策略 43 三、 介面設計 45 四、 題型設計 51 第二節 前測結果與修正 55 一、 三色定位試題 55 二、 生命值 55 三、 挑戰失敗 55 第三節 正式實驗結果分析 56 一、 基本資料 56 二、 整體內容評估 57 三、 功能設計評估 60 四、 介面設計評估 62 五、 學習動機評估 65 第五章、 結論與未來展望 71 第一節 結論 71 一、 本學習系統之學習策略 71 二、 本學習系統之介面設計 72 三、 系統評估 72 四、 學習動機 73 第二節 未來展望 74 一、 未來研究建議 74 二、 系統建置建議 75 參考文獻 77 附錄 82 附件一、 系統整體評估量表 82

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