【科學教育實作計畫】多功能彈珠檯_數位邏輯及自動控制學習遊戲

【科學教育實作計畫】多功能彈珠檯_數位邏輯及自動控制學習遊戲

計畫簡介

一、目的

開發兩套以彈珠為主軸的實體遊戲,分別為尼姆彈珠檯邏輯彈珠檯在遊玩彈珠檯過程中訓練學生的運算思維。

二、產品簡介

本研究以尼姆彈珠檯的開發與試用作為前導研究,試圖從中了解遊玩彈珠檯的過程與運算思維的關聯,進而設計邏輯彈珠檯。

尼姆彈珠檯是參考美國1960年代之產品—Dr. Nim設計改良,其原始遊戲為兩人的對戰遊戲。首先,桌子上放置12顆彈珠,兩位玩家以回合制進行,輪到自己時,可以選擇拿走1~3顆彈珠,拿完彈珠換另外一方拿取彈珠,而能夠拿走最後一顆彈珠的玩家獲得最後的勝利。尼姆彈珠檯是根據簡易的數學遊戲設計的實體教具,適合課室內的教學活動。

相較於尼姆彈珠檯,邏輯彈珠檯並不是單一功能的彈珠檯。內容包含五種六角元件,可擺放於共用基板的六角形孔洞中,玩家可以透過安排各種六角元件,佈置成具有特定功能的軌道,完成挑戰關卡上由簡至難的任務。邏輯彈珠檯可跳脫課室活動,無需教師指引,學生可以獨立遊玩,其定位為教育類型之桌上遊戲。

計畫成果

一、產品試用

尼姆彈珠檯:

試用者為三十名國小高年級學生。課程流程是先介紹遊戲規則,接著帶領學生製作尼姆彈珠檯,然後讓學生與尼姆彈珠檯對戰,而後探討尼姆彈珠檯如何運用簡單的機械結構來達到每戰必勝的結果,並了解程式語言的本質與限制,最後討論更形而上的問題:思考的本質。

邏輯彈珠檯:

試用者為國小高年級至國中二年級共四名學生。試用者實施完運算思維測驗後將邏輯彈珠檯帶回家試用,在試用期間填寫遊玩紀錄,試用完後實施運算思維後測,並分享對產品的回饋。

二、試用結果與討論

比對運算思維測驗前後測結果,僅一名試用者的分數有較明顯的進步。推測可能的原因是試用者遊玩的時間不夠長,運算思維是屬於較高層次的能力,不容易透過短時間的訓練培養,加上遊玩邏輯彈珠檯的教育定位並不是希望在短時間內訓練學生運算思維能力,而是透過學生的動機遊玩產品,從中慢慢培養運算思維能力,故出現這樣的結果。

全部的試用者都表示邏輯彈珠檯很好玩,然而,試用者均表示邏輯彈珠檯在約關卡30後,難度非常高,產生焦慮感進而影響遊玩動機。根據試用者的回饋,未來將調整挑戰關卡的內容,增加簡單關卡的數量,而困難關卡的數量會減少。