這個簡報是2015/12/19在國北教大舉辦的「桌遊設計x科普共玩」工作坊上課講義，參加的20多位學員主要為國中小學教師。首先討論將遊戲導入科普教育的一些想法，接下來介紹兩個遊戲設計理論，分別為Jane McGonigal和Stone Librande提出的，作為大家在構思遊戲的導引。最後介紹兩個結合遊戲的科普教育教學單元，分別由微軟研究中心提出的水資源，以及美國太空總署的太空生物學任務。在兩個案例我們可以看出，必須先針對教學內容有縝密的規劃，再構思如如利用遊戲的特性，引導學習者的動機和探索。主要作為娛樂用途的桌遊，和用於教學用的遊戲化教具彼此之間並沒有衝突，然而，將遊戲融入科普教育時，必須特別留心教學的本質和內涵。

1. 遊戲如何融入科普教育?
觀念、工具與教學案例
南台科技大學
多媒體與電腦娛樂科學系
楊智傑 副教授
scatjay@gmail.com
桌遊設計X科普共玩工作坊

2. 教學模式先行

3. 問題1:確認你想教什麼?
綠蠵龜
再見登革熱
清領時期
人文地理
元素大亂鬥
職涯規劃
力學&
三角函數
核心教學理念?
現有教學資源?
如何進行教學?
科技大觀園
六組確認主題

4. 問題2:現行教學方式的侷限?
 僅用講義課講解太枯燥
 學生學習動機不足
你認為是什麼?

5. 問題3:真的有必要導入遊戲嗎?
 隨處可及:電腦遊戲、手機遊戲、桌遊
 聲光效果刺激、即時互動與回饋
遊戲好像很酷!

6. 關於遊戲
老師們心中的OS…

7. 我不玩遊戲，該從何下手規劃?
 蝦咪係神魔之塔、龍族拼圖、LoL?
 宋代博弈文化:「大裨聖教」或「牧豬奴戲」?
拋棄成見…
試著體驗遊戲樂趣!

8. 一定要做成很完整的桌遊?
 在某些西方社會:桌遊是一種融入生活的文化
理解並萃取
遊戲吸引人的部份

9. 認識遊戲設計
兩個理論
Jane McGonigal
美國遊戲設計師，TED講者
珍妮小姐 史東先生
Stone Librande
(美國?)Riot首席遊戲設計師

10. 遊戲的四大決定性特徵
目標
規則
反饋系統
自願參與

11.  玩家努力達成的具體成果
 吸引玩家注意
 調整玩家參與度
 為玩家提供目的性
目標
珍妮小姐

12. 規則
 為玩家如何實現目標做出限制
 消除或限制了達成目標最明顯的方式
 推動玩家探索未知的可能空間
 釋放玩家的創造力
 培養玩家的策略性思維
珍妮小姐

13. 反饋系統
 告訴玩家距離實現目標還有多遠
 通過點數、級別、得分、進度條等形式來反映
 「等…的時候，遊戲就結束了」
 讓玩家知道目標是可以達成的，讓他們有玩下去
的動力
啥!?
距離山頂還有…1000公尺
珍妮小姐

14. 自願參與
 要求玩遊戲的人都了解並願意接受目標、規
則和反饋
絕對不是這樣…
珍妮小姐

15. 什麼是遊戲?
Stone Librande
(Riot遊戲設計總監)
提出的遊戲設計架構

16. 遊戲都有開始狀態和目標狀態
 從開始到完成目標如果不費力，你不會覺得是遊戲
 例如:玩個遊戲吧，誰先走到那邊就贏了…
 太簡單了，你會覺得是遊戲嗎?
史東先生

17. 試著加點阻礙…形成對抗
 達到目標的過程的阻礙也不能太大、無法克服
 走到終點的過程中惡犬擋路、踩到香蕉皮會跌倒!
史東先生

18. 讓玩家運用策略來克服阻礙
or
 找出方法越過障礙，繼續往目標前進
 你要用棍子還是骨頭對付惡犬?
史東先生

19. 遊戲規則:定義開始、目標、對抗和決策
 玩家透過互動輸入到遊戲中
 遊戲再輸出反饋給玩家

20. 設計師的任務:巧妙而平衡所有要素
 這個架構把遊戲拆解為不同要素
 設計師調整每個要素
 評分很高:某要素做的很好
 評分很低:某要素有待加強!

21. 科普教育遊戲案例
微軟研究院 跨領域科技實驗室
我們身邊的水資源
水資源、天氣、生態系統
尋找太陽系中的生命
太空生物學任務
美國亞利桑那州立大學
美國太空總署

22. 我們身邊的水資源:工具與教育標準
 2012年美國國家科學院K-12科學教育標準
 科學與工程實務、橫貫概念、學科核心觀念
 結合Kodu 3D遊戲軟體(網站連結) (介紹影片)
建造世界，創造生命 用視覺化程式撰寫規則
(類似MIT的Scratch)

23. 我們身邊的水資源:課程概要
 水資源和天氣，與人類和生態系統息息相關
 讓學生探索水資源如何在生態系統中，聯繫人類、
動物與天氣
 以鮭魚在河川中的生態為例(延伸教材:教室中的鮭魚)

24. 單元1:引導探索活動
 透過遊戲中虛擬鮭魚的視角
 讓學生探索水在水下生態系扮演的角色
 使用Kodu設計的3D小遊戲
 關卡為鮭魚生存的不同階段
 遊戲中建立深度、溫度、純度、流速和養份的模型

25. 單元2:重新混合
 針對生態模型進行觀察與實驗
 建立假設:水道、鮭魚、其他動物與人類行為之
間的關係
 使用遊戲中現成的組件，混合成新的場景關卡
快速流速關卡 設定池塘中鮭魚食物來源

26. 單元3:建立自己的生態模型
 用生態模型來顯示水、洋流、溫度和天氣模
式之間的關係
 問題討論，回顧學生對水資源的先導知識
 地球在一千年前的水比現在更多或更少?
 地面上的水從哪裡來?
 水如何進入海洋?
 雲是什麼?是由什麼東西構成?
 雨從哪裡來的?
 雪是什麼?如何形成?
 酸雨是什麼?如何形成的?

27. K-12科學教育標準:三大向度
學科
核心觀念
科學與工
程實務
橫貫概念
(美國國家科學院2012年)

28. 向度1:科學與工程實務
學科
核心觀念
科學與工程
實務
橫貫概念
1.提出問題(科學)和定義疑問(工程)
2.發展和使用模型
3.規劃並進行調查
4.分析與詮釋資料
5.進行數學和計算式思考
6.建構解釋(科學)和設計解答(工程)
7.根據證據提出質疑
8.獲得、評估和溝通資訊

29. • 水對有機生物體扮演的角色
• 水循環、汙染和水中生物
• 針對鮭魚產卵區，如果有更多工廠
• 母鮭魚會如何選擇產卵區?
3.規劃並進行調查
2.發展和使用模型
1.提出問題(科學)和定義疑問(工程)
科學與工程實務:我們身邊的水資源

30. 科學與工程實務:我們身邊的水資源
7.根據證據提出質疑
8.獲得、評估和溝通資訊
5.進行數學和計算式思考
• 計算消耗食物來源產生的能量
• 創造新的行為
• 使其更符合模型中的真實動物生活
• 討論遊戲中呈現的現象
• 遊戲和真實鮭魚生態圈之間的相似性
和差異?
• 分享並討論彼此遊戲中建立的模型

31. 向度2:橫貫概念
學科
核心觀念
科學與工程
實務
橫貫概念
1.模式
2.因果關係：機制和解釋
3.尺度、比例和數量
4.系統與系統模型
5.能量與物質：流程、循環和守恆
6.結構和功能
7.穩定與變遷

32. 1.模式
2.因果關係：機制和解釋
4.系統與系統模型
7.穩定與變遷
橫貫概念:我們身邊的水資源
• 汙染、食物汙染、釣魚的影響
• 水的流速、魚類生存
• 捕食者與獵物
• 不同水道中的食物類型、水溫

33. 學科
核心觀念
科學與工
程實務
橫貫概念
向度3:學科核心觀念
物理科學
生活科學
地球與太空科學
工程、科技與科學應用
- 從分子到有機體：結構與過程
- 生態系統：互動、能量與動態
- 遺傳：繼承與特性的變化
- 生物演化：統一與分歧
- 地球在宇宙中的處境
- 地球的系統
- 地球和人類活動
- 工程設計
- 工程、科技、科學與
社會之間的連結
- 物質與其互動
- 動作與穩定：力量與互動
- 能源
- 資訊傳播科技中的波與其應用

34. 1.物理科學
學科核心觀念:我們身邊的水資源
• 地球系統(水作為系統)
• 地球和人類活動
• 生態系統-互動、能量與動態
3.地球與太空科學
2.生活科學
• 物質與其互動(水循環)

35. 尋找太陽系中的生命
太空生物學任務
美國亞利桑那州立大學
美國太空總署

36. 課程規劃依據:5E學習環
投入
探索
解釋
精緻化
評鑑

37. 投入:想像你在規劃太陽系的探險任務
 任務簡報:
 同學們!校長宣佈你將進行一個非常複雜的任務
 專案必須團體進行，甚至會和從未謀面的人共事
 這個任務異常困難，你只有兩年的時間可以完成
 你的夥伴有:太空總署任務專家、工程師、科學家
 你會碰到的問題可能從來沒被發掘過
 沒有壓力!不過大家都靠你了…
我們在任務中找尋什麼?
這任務將解答我們什麼問題?

38. 很酷的太空生物學(Astrobiology)
 研究太空中生命的起源、演化、分佈和未來
 任務:尋找現在或以往在星球或衛星上的生命

39. 美國太空總署-太空生物學中心
 透過研究與科技，試圖回答下列三大問題
生命如何開始和演化?
宇宙其他地方有存在生命嗎?
地球上生命的未來將何去何從?

40. 和學生討論下列這些關鍵字的意義
過去與現在可居住的
(Past and present habitable)
化學
(Chemistry)
水
(Water)
能量
(Energy)
生物標記
(Biosignatures)
星球原生的
(In situ on planet)
攜回樣本
(Sample return)

41. 太空生物學中心:目標之二
 確認在我們的太陽系中，是否存在過去或現
在可居住的環境、生命誕生前期的化學或是
生命的跡象。
 確認任何可能含有液態水、化學成份、能量
來源的環境，得以支撐生態系統
 探索地殼材質和星球大氣，是否有過去或現
在的生命存在證據

42.  確認如何辨識早期地球存在的生物標記
 從地球的古老樣本、星球原生或攜回地球的
樣本中 ，找出能夠揭露和描繪過去或現存生
命特色的跡象
 遙測星球的大氣和表面
 使用遙測科技辨認生物標記
太空生物學中心:目標之七

43. 探索:建立任務目標
 學生團隊先討論可能的任務
目標
 並選定任務目標卡
 以歐羅巴(木衛2)的地下海
洋為例
 卡片描述
 為何地下海洋是不錯的目標?
 我們應該尋找什麼生物標記?
 我們應該找尋什麼類型的生
命?

44. 探索:尋找什麼生物信號?
碳13
這種碳在生命存在(或
曾經存在)時會被發現
結構
岩石中保留的微小
或巨大的化石
化學
生命可能存在時，
會被發現的礦物、
化合物或分子結構

45. 探索:兩份學習單
極端生物
描述、範例地點、範例顯微圖片
生物標記
描述、範例與圖片

46. 探索:決定任務類型
 四種選擇:飛越星球、繞行(星球/衛星)軌道、固定
式登陸器、移動式登陸器
 卡片上分別描述優缺點

47. 探索:完成「確認任務目標」學習單
 分組討論並回答下列問題
 學習單問題
1. 解釋你為何挑選此項目標
2. 解釋為何你挑選這些生物標記
 提示:可以看一下你的任務卡片
3. 解釋你為何挑選此項任務類型(飛越、軌道、
固定登陸、移動登陸)

48. 探索:圖板與卡片放置位置

49. 探索:確認特別事件與任務
特別事件(紅色)
增加任務的額外變數
任務細節(金色)
任務目標、任務類型、生物標記

50. 探索:
太空船設計
 你的任務預算是:美金2.5億
 你必須平衡太空船的重量
 不能超過火箭的載重量
 必須產生太空船所需的推進力

51. 桌遊 or 遊戲化教具
娛樂 vs. 學習
比較兩者的差別…

52. 結論:遊戲融入科普教學
 我們似乎不應只是再設計另一套桌遊
 老師們試著多玩桌遊、電子遊戲或其他玩具
 遊戲，應該是一種文化，融入大家的生活
 翻轉教育、遊戲化教學不是萬靈丹
 理解遊戲吸引人之處，巧妙地、適度地應用
在教學或學習
 如何教?教什麼內容才是最重要的!!

53. 更有彈性的遊戲化教具?
 回憶一下珍妮小姐和史東先生的理論
 理解遊戲必須具備的要素
 目標、規則、反饋系統、自願參與
 開始狀態、目標狀態、對抗、決策、規則、互動
 掌握好核心教學內容和策略

54. 遊戲系統、遊戲設計套件
 遊戲系統:由一些組件構成，可用來玩各種遊戲
 標準的撲克紙牌:最知名的遊戲系統
 可玩上百個不同遊戲
 Piecepack套件
 下載連結:piecepack.org
 4個pdf檔案:Arms,
Crowns, Moons, Suns
 4套圖案分別為長矛、皇冠、
月亮、太陽

55. Piecepack桌遊配件
 板塊(tile)x24片
 一套6片，正面是圖案和數字(0-5)
 另一面是十字區分的4個小方格
 雙面籌碼(token)x24個
 一套6個，正面是圖案、背面是數字
 可放進板塊背面的方形
 雙面都有標記，指出瞄準的方向
 小棋子(pawn)x4個
 每套1個，可放進板塊背面的方形
 六面骰(dice)x4個
 數字0-5，每套1個

56. 感謝各位的聆聽!
歡迎有空來台南養胖自己~