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1 認 識 昆 蟲 虛 擬 實 境 學 習 設 計 之 ARCS 成 效 探 究 Investigation on ARCS Effect of Virtual Reality Learning Design for Understanding Insects 廖 冠 智 臺 灣 新 竹 教 育 大 學 數 位 學 習 科 技 研 究 所 陳 勇 全 臺 灣 新 竹 教 育 大 學 數 位 學 習 科 技 研 究 所 摘 要 在 臺 灣 的 國 小 自 然 科 其 認 識 昆 蟲 以 蟲 體 標 本 影 像 圖 片 和 觀 察 記 錄 方 式 為 主, 本 研 究 以 Unity3D 實 作 虛 擬 實 境 之 認 識 昆 蟲 教 材, 結 合 挑 戰 任 務 背 景 故 事 知 識 問 答 方 式 引 導 73 名 學 童 悅 趣 學 習, 最 後 探 究 ARCS 學 習 動 機 之 表 現 成 效 並 深 入 觀 察 其 操 作 歷 程, 期 望 結 果 將 虛 擬 實 境 學 習 運 用 於 不 同 學 科 參 考 關 鍵 詞 虛 擬 實 境 悅 趣 學 習 認 識 昆 蟲 ARCS Abstract: Generally speaking, insect education is mainly insect specimens, videos, pictures and observations as a means of understanding insect in Natural Science in Elementary School of Taiwan. The study is aimed at implementing the learning materials of understanding insects with virtual reality by Unity3D, and leading 73 elementary school students into game-based learning via learning challenges, background stories, and knowledge quizzes. The study had investigated the effect of ARCS learning motivation, and in-depth observed on the circumstance in operative process. We hope that the research findings could be regarded as the design references for virtual reality learning in the variety of disciplines. Keywords: virtual learning, game-based learning, understanding insects, ARCS 1. 前 言 在 臺 灣 的 國 小 自 然 科 其 引 導 認 識 昆 蟲 構 造 與 相 關 知 識, 受 限 於 季 節 或 地 點 因 素, 實 際 搜 尋 活 生 生 昆 蟲 於 課 堂 上 解 說 示 範 較 為 不 便, 常 藉 由 實 際 飼 養 野 外 調 查 觀 看 標 本 影 像 圖 片 觀 察 記 錄 等 方 式 為 學 習 途 徑, 或 另 以 相 關 教 育 輔 具 協 助 學 童 認 識 昆 蟲 周 珊 君 (2008) 指 出 在 認 識 昆 蟲 時 學 童 常 將 不 屬 昆 蟲 類 別 的 動 物 當 成 昆 蟲 ( 如 蜘 蛛 蜈 蚣 蚯 蚓 等 ), 另 有 認 為 有 變 態 行 為 的 才 是 昆 蟲, 或 認 為 所 有 昆 蟲 都 會 歷 經 卵 幼 蟲 繭 成 蟲 四 個 階 段, 代 表 學 童 對 辨 識 昆 蟲 構 造 和 變 態 行 為 呈 現 迷 思 與 錯 誤 概 念, 尤 其 在 昆 蟲 外 型 特 徵 方 面 難 以 分 辨 清 楚 虛 擬 實 境 學 習 (Virtual Reality Learning, VRL) 在 教 育 應 用 已 有 諸 多 實 例,Miller 等 人 (1992) 開 發 Digital VR Museum 並 展 出 有 關 醫 學 植 物 生 長 自 然 環 境 和 太 空 等 教 育 主 題 供 使 用 者 瀏 覽 認 識 王 聖 華 (2008) 運 用 VR 並 重 新 詮 釋 北 宋 名 畫 清 明 上 河 圖 的 面 44
2 貌, 透 過 操 控 虛 擬 角 色 切 換 攝 影 機 視 角 和 對 話 系 統, 透 過 任 何 角 度 去 觀 察 畫 中 物 件, 讓 觀 賞 者 對 傳 統 藝 術 典 藏 有 不 同 體 認 IBM(2008) 與 中 國 故 宮 博 物 院 合 作, 推 出 線 上 虛 擬 紫 禁 城 導 覽, 使 用 者 可 以 透 過 自 行 漫 遊 加 入 導 覽 來 瞭 解 紫 禁 城 相 關 文 物 與 歷 史, 隨 時 隨 地 可 上 線 遊 玩 游 嘉 豪 (2009) 使 用 VR 結 合 數 位 遊 戲, 分 別 探 究 空 間 記 憶 空 間 視 覺 化 邏 輯 思 考 空 間 空 間 方 位 心 智 旋 轉 等 能 力, 期 望 增 進 學 童 對 空 間 能 力 的 認 識 Kriz & Prochaska 等 人 (2010) 運 用 VR 於 核 電 廠 安 全 的 教 育 訓 練 上, 以 達 到 寫 實 逼 真 方 便 隨 時 進 行 危 機 訓 練, 增 進 受 訓 人 員 的 危 機 應 變 能 力 蔡 承 恩 (2011) 以 Second Life 為 環 境 另 外 設 計 英 語 口 說 的 教 學 活 動, 學 習 者 透 過 虛 擬 場 景 的 上 台 演 說 交 談 和 探 索 經 驗, 藉 而 提 升 英 語 口 說 的 學 習 動 機 Abulrub 等 人 (2011) 則 應 用 在 工 程 培 訓 教 育 上 面, 以 VR 強 化 身 歷 其 境 的 互 動 特 性, 降 低 學 習 摸 索 時 間, 並 可 重 複 練 習 增 進 熟 練 效 果 Keller(1983, 1984, 1987) 提 出 ARCS 學 習 動 機 模 型, 於 教 學 過 程 需 深 入 考 量 的 問 題 注 意 力 (Attention) 指 引 起 學 習 者 的 注 意 以 及 在 學 習 過 程 中 維 持 注 意 力, 若 對 知 識 內 容 沒 有 興 趣, 則 相 對 的 學 習 成 效 不 佳 相 關 性 (Relevance): 能 使 學 習 者 對 學 習 內 容 有 相 關 的 體 認, 依 照 學 習 者 的 特 性 與 文 化 背 景 進 行 教 學 設 計, 連 結 學 習 者 先 前 的 經 驗 提 升 動 機 自 信 心 (Confidence): 信 心 影 響 學 習 成 果, 若 因 學 習 內 容 過 於 困 難 而 感 到 畏 懼, 或 感 到 過 於 簡 單 而 乏 味 將 影 響 學 習 動 機, 甚 至 學 習 成 效 滿 足 感 (Satisfaction): 在 學 習 上 獲 得 滿 足, 注 意 教 學 目 標 是 否 吻 合 學 習 目 標, 在 學 習 過 程 中 達 成 目 標 獲 得 鼓 勵 或 回 饋 本 研 究 以 文 獻 蒐 集 與 實 地 訪 談 方 式 整 理 學 童 常 見 的 昆 蟲 迷 思 概 念, 採 以 Unity3D 設 計 虛 擬 實 境 之 認 識 昆 蟲 學 習 教 材 - 蟲 蟲 歷 險 記, 分 兩 程 序 進 行 系 統 前 測 與 正 式 施 測, 參 考 ARCS 自 行 編 撰 評 估 量 表 分 別 進 行 學 習 動 機 成 效 之 表 現 情 形 期 望 研 究 成 果 能 提 供 虛 擬 實 境 學 習 設 計 融 入 不 同 學 科 應 用 上 的 參 考, 輔 助 學 童 認 識 昆 蟲, 以 避 免 產 生 昆 蟲 學 習 上 的 常 見 迷 思 2. 虛 擬 實 境 教 材 設 計 與 ARCS 檢 測 2.1 蟲 蟲 歷 險 記 之 虛 擬 實 境 教 材 本 教 材 的 故 事 背 景 以 小 瓢 蟲 波 弟 拯 救 母 親 為 探 險 故 事 主 題, 將 遊 戲 場 景 設 定 在 美 麗 的 彩 虹 果 園 中, 昆 蟲 家 族 彼 此 和 樂 地 生 活 但 一 隻 邪 惡 西 格 瑪 黑 蜘 蛛 想 霸 佔 果 園, 運 用 蜘 蛛 絲 控 制 昆 蟲 的 行 動 波 弟 的 母 親 為 拯 救 牠, 被 西 格 瑪 抓 去 囚 禁 起 來, 教 材 中 學 童 則 以 波 弟 為 想 像 角 色, 操 作 虛 擬 瓢 蟲 厲 行 探 險 闖 關 與 回 答 的 任 務, 依 據 好 友 的 幫 忙 與 提 示, 開 始 踏 上 讓 彩 虹 果 園 恢 復 生 機 與 尋 找 母 親 的 冒 險 旅 程 教 材 的 學 習 內 容 主 在 認 識 昆 蟲 單 元 的 昆 蟲 構 造 變 態 擬 態 和 保 育 昆 蟲 之 認 識, 將 系 統 關 卡 分 為 3 主 題 單 元, 第 1 單 元 昆 蟲 構 造 : 學 童 需 在 遊 戲 裡 找 尋 特 定 道 具 和 昆 蟲, 並 回 答 對 應 問 題 以 獲 得 道 具 與 昆 蟲, 主 要 在 引 導 學 童 認 識 昆 蟲 正 確 的 身 體 構 造, 並 導 正 對 昆 蟲 外 型 特 徵 之 迷 思 第 2 單 元 昆 蟲 擬 態 和 變 態 : 延 續 前 關 之 學 習 概 念, 加 強 找 尋 擬 態 昆 蟲 的 學 習 設 計, 主 要 讓 學 童 可 以 認 識 昆 蟲 的 擬 態 和 變 態 而 有 正 確 認 知 第 3 單 元 昆 蟲 保 育 : 需 閃 避 現 實 中 可 能 會 危 害 昆 蟲 的 障 礙, 完 成 遊 戲 目 的 ( 救 出 波 弟 的 母 親 ), 主 要 讓 學 童 親 身 經 歷 昆 蟲 在 現 實 生 活 可 能 會 遇 到 的 危 機 除 3 主 題 單 元 外, 另 規 劃 昆 蟲 展 示 功 能, 主 要 針 對 故 事 中 出 現 的 波 弟 好 友 昆 蟲 群, 提 供 學 童 可 以 自 主 操 作 與 特 定 觀 察 某 昆 蟲 的 身 體 結 構 與 細 節 虛 擬 實 境 教 材 之 系 統 開 發 歷 經 相 關 課 程 內 容 整 理 與 自 然 科 專 任 教 師 訪 談 建 議, 以 完 成 腳 本 雛 形 後 ( 繪 製 腳 本 內 容 場 景 畫 面 2D/3D 角 色 設 計 ), 進 行 三 位 教 學 現 場 之 專 家 45
3 意 見 審 核 製 作 主 以 Unity3D 遊 戲 引 擎 3D Max 為 工 具, 結 合 上 述 的 學 習 內 容 故 事 背 景 關 卡 任 務 角 色 設 計 與 遊 戲 腳 本, 引 導 學 童 學 習 與 認 識 昆 蟲 其 相 關 教 材 畫 面 與 說 明 如 圖 1 整 理 所 示 教 材 系 統 說 明 昆 蟲 完 全 變 態 歷 程 展 示 昆 蟲 知 識 學 習 內 容 遊 戲 任 務 提 示 找 尋 昆 蟲 之 擬 態 閃 避 昆 蟲 的 侵 襲 圖 1 蟲 蟲 歷 險 記 擷 取 畫 面 ( 系 統 : 2.2 ARCS 學 習 動 機 成 效 檢 測 本 階 段 採 Likert-Scale 五 點 量 表 方 式, 參 考 ARCS 自 編 評 估 量 表 進 行 檢 測 學 習 動 機 成 效 之 表 現 情 形, 共 分 前 測 與 正 式 施 測 程 序, 前 測 程 序 於 教 材 系 統 雛 形 完 成 時, 以 25 名 學 童 為 對 象 實 施 問 卷 調 查, 目 的 在 於 瞭 解 學 童 對 系 統 實 際 操 作 情 況 / 回 饋 以 及 獲 得 ARCS 學 習 動 機 問 卷 設 計 上 的 修 正, 並 實 際 微 調 教 材 的 介 面 操 作 與 特 定 問 題 修 正 完 成 後, 進 入 正 式 施 測 程 序, 擴 大 為 48 名 學 童 主 要 目 的 在 瞭 解 學 童 對 修 正 過 系 統 之 反 應 與 意 見, 以 及 施 行 現 場 觀 察 和 實 際 訪 談, 在 進 行 實 驗 的 活 動 記 錄 時, 採 取 直 接 觀 察 法, 輔 以 錄 影 方 式 來 加 以 紀 錄 整 體 活 動 的 進 行, 實 驗 現 場 另 有 觀 察 員 從 旁 填 寫 觀 察 記 錄 表, 紀 錄 學 童 實 際 使 用 情 況, 觀 察 紀 錄 內 容 整 理 成 文 字 編 輯 稿, 輔 助 探 究 學 童 對 完 成 教 材 系 統 其 ARCS 學 習 動 機 之 表 現 成 效 3. ARCS 學 習 動 機 成 效 評 估 正 式 施 測 時 採 用 修 正 過 後 的 ARCS 量 表 進 行 問 卷 填 寫, 評 估 之 信 度 分 析 在 正 式 實 驗 部 分 其 Cronbach s 值 為 0.945, 可 知 本 量 表 具 有 一 定 之 可 信 度, 正 式 施 測 之 ARCS 學 習 動 機 成 效 評 估 與 分 析 詳 述 如 後 3.1 專 注 力 學 習 動 機 之 表 現 情 形 如 表 1 所 示, 約 有 80.5 的 學 童 表 示 認 同 的 看 法, 僅 有 4.8 學 童 表 示 不 認 同, 顯 示 學 童 在 專 注 力 之 學 習 動 機 由 良 好 情 形 本 系 統 在 整 體 的 互 動 方 式 關 卡 內 容 劇 情 安 排 視 覺 畫 面 等 方 面 對 學 童 有 相 當 的 吸 引 力 透 過 深 入 訪 談 得 知, 瞭 解 部 分 學 童 關 於 專 注 力 項 目 的 意 見, 將 之 列 出 如 下 :Std-B2: 第 一 二 關 的 昆 蟲 展 示 館 的 昆 蟲 畫 得 還 不 錯 46
4 Std-B7: 關 卡 中 的 昆 蟲 ( 展 示 ) 館, 可 以 讓 我 很 清 楚 知 道 昆 蟲 的 構 造, 而 且 可 以 從 360 度 來 做 觀 看 Std-B11: 關 卡 很 好 玩 Std-B14: 很 像 躲 貓 貓 的 感 覺 去 找 出 在 隱 藏 在 場 景 中 的 擬 態 昆 蟲, 很 有 趣 Std-B22: 畫 面 比 較 立 體, 關 卡 活 動 也 設 計 的 不 錯, 會 讓 我 們 有 興 趣 參 與 Std-B25 Std-C3: 操 作 角 色 時 可 以 用 跳 躍 來 閃 過 障 礙 物, 感 覺 很 好 玩 Std-B25: 畫 面 的 風 格 很 可 愛, 動 物 角 色 和 場 景 中 的 花 草 都 是 Std-C19: 裡 面 的 昆 蟲 和 葉 子 很 真 實 Std-C22: 主 角 在 跑 得 時 候 會 有 灰 塵 從 上 述 訪 談 資 料 和 問 卷 中 項 目 ( 題 A-2 到 A-5) 對 照 來 看, 學 童 Std-B11 Std-B22 的 看 法 能 反 映 本 系 統 在 關 卡 內 容 部 分 能 吸 引 學 童 的 興 趣, 並 進 一 步 能 專 注 在 關 卡 活 動 中 ( 題 A-2); 學 童 Std-B25 Std-C3 的 看 法 則 反 映 出 本 系 統 以 3D 為 主 的 互 動 方 式 可 以 引 起 他 們 的 興 趣 ( 題 A-3); 學 童 Std-B2 Std-B7 的 看 法 則 反 映 出 系 統 內 昆 蟲 展 示 館 的 設 計 能 引 起 他 們 的 注 意, 並 且 能 透 過 視 覺 和 立 體 角 度 的 整 體 規 劃, 來 吸 引 他 們 觀 看 ( 題 A-4); 而 學 童 Std-B25 Std-C19 Std-C22 的 看 法 則 表 示 本 系 統 在 整 體 呈 現 的 視 覺 風 格, 能 帶 給 學 童 親 切 平 易 近 人 的 印 象, 並 在 細 節 處 能 有 所 兼 顧, 讓 學 童 有 寫 實 深 刻 的 感 受 ( 題 A-5) 研 究 者 在 實 驗 中 也 觀 察 到 學 童 Std-C12 Std-C15 於 操 作 系 統 時, 對 系 統 的 開 頭 故 事 十 分 有 興 趣 且 投 入 其 中, 並 和 鄰 座 同 學 討 論 心 得, 而 對 照 題 A-1 的 平 均 數 來 看, 有 將 近 超 過 八 成 的 學 童 都 認 同 本 系 統 的 開 頭 劇 情 能 引 起 他 們 的 探 索 動 機, 這 表 示 在 劇 情 設 計 上 面, 以 簡 單 易 懂 但 不 失 曲 折 的 劇 情, 且 運 用 繪 本 型 態 的 表 現 方 式, 能 成 功 引 起 學 童 的 注 意 力 表 1 專 注 力 學 習 動 機 之 檢 測 結 果 題 目 評 估 分 數 ( 百 分 比 ) 平 均 數 標 準 差 A-1 系 統 開 頭 的 劇 情 能 引 起 我 的 探 索 動 機 A-2 我 容 易 專 注 昆 蟲 教 材 的 關 卡 內 容 活 動 A-3 透 過 虛 擬 實 境 (3D) 的 方 式 能 吸 引 我 的 注 意 力 A-4 教 材 內 的 昆 蟲 展 示 館 能 引 起 我 的 注 意 力 A-5 教 材 呈 現 的 畫 面 能 引 起 我 的 注 意 力 平 均 相 關 性 學 習 動 機 之 表 現 情 形 如 表 2 所 示, 約 有 81.9 的 學 童 持 認 同 的 看 法, 僅 有 的 學 童 持 不 認 同 的 意 見, 顯 示 學 童 對 於 在 系 統 中 學 習 到 的 昆 蟲 知 識 與 生 活 經 驗 和 課 堂 中 知 識 的 結 合, 有 正 向 的 加 強 效 應 研 究 者 推 測 可 能 與 學 童 目 前 正 在 課 堂 上 學 習 昆 蟲 課 程 有 關, 由 於 前 測 時 學 童 還 尚 未 接 觸 到 昆 蟲 相 關 課 程, 雖 然 對 於 本 系 統 學 童 表 現 出 較 大 的 興 趣, 但 在 學 習 知 識 方 面 因 只 有 短 短 的 兩 節 課 時 間, 可 能 無 法 在 一 時 間 全 部 吸 收, 且 訪 談 的 問 題 還 尚 在 調 整 修 正, 因 此 在 前 測 時 還 無 法 切 確 瞭 解 學 童 對 於 知 識 的 吸 收 狀 況 ; 不 過 在 本 次 正 式 實 驗 時, 由 於 在 訪 談 問 題 有 因 前 測 所 歸 納 的 意 見 來 修 正, 且 搭 配 到 學 童 目 前 自 然 47
5 科 課 堂 上 的 昆 蟲 單 元, 因 此 從 中 得 到 不 少 學 童 關 於 昆 蟲 知 識 的 瞭 解 情 形 和 看 法, 將 之 列 於 下 方 參 考 : 1. 虛 擬 實 境 式 悅 趣 系 統 具 有 學 習 效 果 Std-B7: 昆 蟲 面 臨 的 危 機 很 多, 最 大 的 敵 人 就 是 人 類 的 威 脅 Std-B11: 知 道 昆 蟲 有 分 頭 胸 腹 三 個 部 位, 還 有 六 隻 腳 Std-B14: 學 習 到 了 昆 蟲 的 結 構, 譬 如 說 腳 在 哪 裡 翅 膀 在 哪 裡, 也 知 道 昆 蟲 分 為 頭 胸 腹 三 個 部 位 Std-B25: 就 是 我 學 到 昆 蟲 的 構 造 分 為 頭 胸 腹 三 個 部 分, 而 且 知 道 毛 毛 蟲 會 經 過 結 蛹 的 階 段 變 化 成 蝴 蝶 Std-C19: 知 道 昆 蟲 完 全 變 態 會 結 蛹, 還 有 昆 蟲 吃 到 農 藥 就 會 死 掉 Std-C22: 不 完 全 變 態 少 掉 結 蛹 的 階 段 2. 虛 擬 實 境 式 悅 趣 系 統 可 以 帶 來 學 習 幫 助 Std-B11: 可 以 自 己 去 探 索, 也 比 較 有 參 與 的 感 覺 Std-B14: 這 個 比 較 吸 引 人, 讓 我 可 以 比 較 投 入 學 習, 會 比 較 瞭 解 課 本 上 講 的 東 西 Std-B19: 就 是 可 以 用 電 腦 一 次 就 可 以 清 楚 呈 現 昆 蟲 的 構 造, 而 且 比 較 生 動 Std-B22: 就 是 昆 蟲 身 體 構 造 可 以 讓 我 們 看 得 很 清 楚, 還 有 可 以 控 制 角 色, 有 參 與 感 從 上 述 訪 談 意 見 和 題 R-1 R-2 的 統 計 情 況 來 看, 有 高 達 八 成 以 上 的 學 童 都 認 同 本 系 統 能 帶 給 他 們 昆 蟲 學 習 上 的 幫 助 和 相 關 知 識, 甚 至 學 童 Std-B6 Std-B22 更 表 達 運 用 本 系 統 來 學 習 昆 蟲 知 識 的 效 果 會 比 上 課 來 的 好, 這 顯 示 本 系 統 確 實 在 傳 達 昆 蟲 知 識 和 運 用 科 技 來 讓 學 童 互 動 的 學 習 方 式, 能 帶 來 不 錯 的 成 效, 且 能 提 升 學 生 的 參 與 度, 並 讓 學 習 變 得 有 趣 但 也 有 學 童 Std-C4 認 為 上 課 比 較 有 效, 因 為 比 較 不 會 分 心 關 於 這 點 研 究 者 認 為, 以 往 的 傳 統 學 習 上 多 屬 單 一 講 授 式 的 授 課 方 式, 可 能 對 習 慣 於 傳 統 方 式 的 學 童 比 較 能 適 應 ; 然 而 在 科 技 日 益 發 達 的 現 今, 在 學 習 上 可 以 提 供 更 多 元 化 的 方 式 讓 學 童 們 去 選 擇 適 合 自 己 的 學 習 方 式 或 工 具, 並 從 中 吸 取 到 相 關 知 識, 這 才 是 當 初 開 發 本 系 統 的 用 意 ; 因 此 本 研 究 只 是 提 供 更 多 元 的 學 習 方 式, 至 於 選 擇 的 決 定 權 有 賴 於 學 童 依 自 身 的 使 用 經 驗 來 做 判 斷, 以 找 到 適 合 自 己 的 學 習 方 式 表 2 相 關 性 學 習 動 機 之 檢 測 結 果 題 目 評 估 分 數 ( 百 分 比 ) 平 均 數 標 準 差 R-1 系 統 內 的 內 容 對 我 自 然 科 的 學 習 有 幫 助 R-2 我 能 說 出 與 昆 蟲 有 關 的 學 習 知 識 R-3 我 能 將 虛 擬 實 境 的 昆 蟲 和 生 活 中 的 昆 蟲 做 相 關 的 聯 想 R-4 我 能 將 系 統 內 學 習 到 的 昆 蟲 知 識, 跟 生 活 上 的 經 驗 做 結 合 R-5 我 能 將 系 統 內 學 習 到 的 昆 蟲 知 識, 跟 以 前 學 習 過 的 知 識 做 結 合 平 均 3.3 自 信 心 學 習 動 機 之 表 現 情 形 如 表 3 所 示, 約 83.4 的 學 童 認 同, 僅 有 的 學 童 持 不 認 同 的 看 法, 題 C-1 至 C-5 的 平 均 數 皆 在 4.29 以 上, 顯 示 本 系 統 內 的 活 動 關 卡 操 作 控 制, 對 大 多 數 的 學 童 而 言
6 都 能 擁 有 相 當 的 自 信 心 來 完 成 操 作 和 挑 戰 研 究 者 觀 察 學 童 在 操 作 的 過 程 中,Std-B12 Std-B14 會 不 時 與 身 旁 的 同 學 分 享 在 系 統 裡 的 新 發 現, 並 對 關 卡 中 的 問 答 表 現 的 很 有 興 趣, 表 示 對 大 多 數 學 童 而 言, 本 系 統 的 知 識 大 部 分 都 能 被 學 童 所 吸 收, 並 且 能 引 發 學 童 們 之 間 的 互 相 討 論 ; 此 外, 也 於 訪 談 中 獲 得 了 學 童 對 於 操 作 上 的 看 法, 如 下 所 示 ( 正 面 看 法 ):Std-B2: 有 些 地 方 比 較 簡 單, 弄 得 更 有 挑 戰 性 會 更 好 玩 Std-B7 Std-C22: 感 覺 很 簡 單 Std-B19: 沒 有 困 難, 很 簡 單 Std-C4: 它 的 操 作 方 式 和 一 般 遊 戲 一 樣, 所 以 很 好 上 手 ( 負 面 看 法 ):Std-B25: 角 色 操 作 上 在 流 暢 一 點 會 更 好 Std-C10: 操 作 滑 鼠 和 鍵 盤 有 點 困 難 從 上 述 學 童 意 見 配 合 表 中 數 據 來 看, 顯 示 大 部 分 學 童 對 系 統 中 的 操 作 感 到 有 信 心, 並 且 能 順 利 藉 由 操 作 完 成 特 定 任 務,Std-B2 甚 至 覺 得 可 以 再 設 計 的 更 有 挑 戰 性, 但 仍 有 部 分 學 童 表 示 在 操 作 角 色 時 感 到 有 點 困 難 研 究 者 認 為 除 了 因 時 間 關 係 造 成 的 不 熟 悉 操 作 之 外, 也 跟 沒 有 在 系 統 內 提 供 進 一 步 簡 易 的 操 作 教 學 有 關, 雖 然 在 正 式 實 驗 之 前 有 提 供 學 童 課 堂 上 的 操 作 講 解 和 練 習 時 間, 但 學 童 到 了 正 式 操 作 時, 有 時 還 是 會 發 生 困 難 ; 關 於 此 點, 未 來 將 考 慮 以 教 學 關 卡 的 方 式 或 提 供 多 樣 的 操 作 模 式 供 學 童 選 擇, 以 改 善 部 分 學 童 對 於 操 作 上 的 問 題 表 3 自 信 心 學 習 動 機 之 檢 測 結 果 題 目 評 估 分 數 ( 百 分 比 ) 平 均 數 標 準 差 C-1 我 對 學 會 系 統 內 的 知 識 有 信 心 C-2 我 有 信 心 完 成 系 統 內 的 所 有 挑 戰 C-3 對 於 系 統 的 操 作 我 覺 得 不 會 很 難 C-4 我 有 自 信 操 作 系 統 內 的 角 色 進 行 探 險 C-5 對 於 在 系 統 內 的 好 表 現, 我 相 信 是 由 於 自 身 的 努 力 所 達 成 平 均 3.4 滿 足 感 學 習 動 機 之 表 現 情 形 如 表 4 所 示, 整 體 約 有 78.5 的 學 童 表 示 認 同, 僅 有 1.94 的 學 童 表 示 不 認 同, 顯 示 學 童 對 系 統 中 所 呈 現 的 方 式 和 內 容 有 一 定 的 滿 足 感 在 關 卡 中 主 要 以 偏 易 的 難 度 來 進 行 任 務, 但 對 於 較 常 接 觸 電 腦 的 學 童 來 說, 又 可 能 對 他 們 來 說 較 無 挑 戰 性, 未 來 考 量 如 人 力 和 時 間 許 可, 或 許 可 將 系 統 內 容 的 難 度 化 分 為 難 中 易 三 個 等 級, 來 分 別 滿 足 不 同 學 童 對 於 關 卡 的 趣 味 和 挑 戰 程 度 另 外 也 將 相 關 的 意 見 收 集 整 理, 如 下 所 示 :Std-B11: 關 卡 很 好 玩 Std-B14: 看 起 來 比 較 立 體, 很 有 趣 Std-B19: 感 覺 最 後 一 關 設 計 的 很 好 Std-B22: 就 是 比 較 生 動 有 趣 Std-C10: 就 是 很 像 真 的, 可 以 融 入 大 自 然 Std-C22: 第 一 二 關 比 較 簡 單, 第 三 關 比 較 刺 激 Std-C24: 優 點 是 它 可 以 讓 我 們 學 到 很 多 東 西 從 上 述 訪 談 意 見 得 知, 學 童 對 於 系 統 給 自 身 帶 來 的 滿 足 感 都 一 致 給 予 正 向 的 評 價, 而 且 普 遍 都 認 為 裡 面 的 關 卡 活 動 十 分 有 趣, 能 從 中 學 到 不 少 關 於 昆 蟲 的 知 識, 表 示 本 系
7 統 在 對 於 滿 足 感 的 部 分, 能 搭 配 任 務 的 悅 趣 設 計 和 3D 的 呈 現 方 式 來 做 結 合, 提 供 學 童 對 於 系 統 滿 足 感 的 正 向 感 受 表 4 滿 意 感 學 習 動 機 之 檢 測 結 果 題 目 評 估 分 數 ( 百 分 比 ) 平 均 數 標 準 差 S-1 我 喜 歡 這 套 系 統, 希 望 有 空 時 多 用 它 S-2 我 能 從 系 統 中 獲 得 昆 蟲 的 相 關 知 識 S-3 很 開 心 能 完 成 系 統 中 的 各 項 任 務 S-4 我 覺 得 在 進 行 系 統 內 關 卡 時 很 有 趣 S-5 系 統 採 用 虛 擬 實 境 的 呈 現 方 式, 讓 我 覺 得 很 好 玩 平 均 整 體 表 現 情 形 如 表 5 為 ARCS 學 習 動 機 之 整 體 結 果, 共 有 81.1 的 學 童 表 示 認 同, 僅 有 2.9 的 學 童 表 示 不 認 同, 整 體 平 均 為 4.34, 表 示 本 系 統 在 整 體 的 動 機 面 向 獲 得 多 數 學 童 的 支 持, 具 有 良 好 的 學 習 動 機 與 意 願 受 訪 中 學 童 表 示 期 待 與 別 人 分 享 這 套 系 統 教 材, 表 示 希 望 未 來 能 有 更 多 的 學 習 關 卡 來 進 行 挑 戰 整 體 而 言, 顯 示 本 系 統 對 於 施 測 學 童 之 學 習 動 機 方 面 能 帶 來 正 向 的 影 響 力 表 5 ARCS 學 習 動 機 之 檢 測 結 果 ARCS 項 目 評 估 分 數 ( 百 分 比 ) 平 均 數 專 注 力 相 關 性 自 信 心 滿 足 感 平 均 結 論 與 未 來 展 望 本 研 究 以 Unity3D 整 合 虛 擬 實 境 之 認 識 昆 蟲 教 材 - 蟲 蟲 歷 險 記, 引 導 學 童 認 識 昆 蟲 身 體 結 構 成 長 過 程 環 境 危 機, 經 ARCS 學 習 動 機 檢 測 與 觀 察 實 際 操 作 歷 程, 探 討 系 統 使 用 評 估 及 ARCS 學 習 動 機 之 表 現 成 效, 研 究 結 果 顯 示 學 童 具 有 正 面 的 學 習 動 機 成 效 透 過 身 歷 其 境 的 昆 蟲 冒 險 與 生 動 的 情 境 圖 像, 其 專 注 力 助 於 引 導 學 童 瞭 解 的 故 事 背 景 並 從 探 索 歷 程 中 認 識 昆 蟲 的 身 體 結 構 另 外, 學 童 對 昆 蟲 構 造 和 變 態 上 面 常 呈 現 的 錯 誤 概 念 與 混 淆, 本 教 材 將 昆 蟲 和 非 昆 蟲 的 動 物, 同 時 並 列 : 昆 蟲 完 全 變 態 和 不 完 全 變 態 的 生 長 過 程, 以 對 比 方 式 展 示 於 關 卡 50
8 任 務 活 動 中, 藉 以 對 照 區 別 兩 者 差 異 從 專 注 力 與 相 關 性 檢 測 成 效 與 訪 談 中 得 知, 學 童 普 遍 皆 能 清 楚 敘 述 昆 蟲 的 主 要 構 造 變 態 和 不 完 全 變 態 之 間 的 差 異 最 後, 以 道 具 蒐 集 知 識 問 答 找 尋 昆 蟲 和 閃 避 障 礙 方 式, 結 合 關 卡 達 成 目 標, 引 導 學 童 遊 戲 探 索 完 成 任 務 而 獲 致 滿 足 感, 經 學 童 反 應 闖 關 方 式 能 帶 來 樂 趣, 且 有 信 心 完 成 關 卡 挑 戰, 進 而 認 識 昆 蟲 知 識, 顯 示 學 童 在 本 系 統 學 習 內 容 上 具 有 正 向 的 學 習 動 機 成 效 本 研 究 結 果 呈 現 教 材 在 學 習 動 機 上 有 正 面 成 效, 未 來 建 議 本 教 材 嘗 試 以 昆 蟲 內 容 評 量 方 式 進 行 前 後 測 的 實 驗 評 估, 並 配 合 學 校 自 然 科 認 識 昆 蟲 的 教 學 時 程, 以 檢 測 整 體 認 識 昆 蟲 在 學 習 面 向 上 的 成 效 參 考 文 獻 王 聖 華 (2008) 應 用 虛 擬 實 境 於 清 院 本 清 明 上 河 圖 設 計 之 研 究 國 立 花 蓮 教 育 大 學 科 技 藝 術 研 究 所 碩 士 論 文, 未 出 版, 臺 灣 花 蓮 市 游 嘉 豪 (2009) 空 間 冒 險 數 位 遊 戲 之 教 學 融 入 與 設 計 國 立 台 南 大 學 數 位 學 習 科 技 學 系 碩 士 論 文, 未 出 版, 臺 灣 台 南 市 蔡 承 恩 (2011) 透 過 第 二 人 生 的 英 語 口 說 教 學 研 究 : 沉 浸 理 論 的 觀 點 華 梵 大 學 外 國 語 文 學 系 碩 士 論 文, 未 出 版, 臺 灣 新 北 市 Abulrub, A.G..,Attridge, A.N.,Williams, M.A. (2011). Virtual reality in engineering education: The future of creative learning. Global Engineering Education Conference (EDUCON), 2011 IEEE, IBM(2008),IBM 與 北 京 故 宮 合 作 攜 手 打 造 超 越 時 空 的 紫 禁 城, 日 期 :2010/07/30, 取 自 Keller, J. M. (1983). Motivational design of instruction. In Riegeluth, C. (Ed.), Instructional design theories and models. NJ: Erlbaum. Keller, J. M. (1984). The use of the ARCS model of motivation in teacher training. Aspects of Educational Technology, 17, Keller, J. M. (1987). Development and use of the ARCS model of instructional design. Journal of Instructional Development, 10(3), Kriz, Z.,Prochaska, R.,Morrow, C.A.,Vasquez, C., Hsingtzu Wu, Rizwan-uddin(2010). Unreal III based 3-D virtual models for training at Nuclear Power Plants. Nuclear & Renewable Energy Conference (INREC), st International, 1-5. Miller G., Hoffert E., Chen, S. Patterson, E. Blackketter, D. Rubin, S. Applin, S. YimD. and Human, J. (1992). The Virtual Museum: Interactive 3D Navigation of a Multimedia Database, Journal of Visualization and Computer Animation,3,
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