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 can@mail.nhcue.edu.tw 陳 勇 全 臺 灣 新 竹 教 育 大 學 數 位 學 習 科 技 研 究 所 ht30540@yahoo.com.tw 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
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
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 :http://can.elt.nhcue.edu.tw/insectvr/webplayer.html) 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
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 ) 5 4 3 2 1 平 均 數 標 準 差 A-1 系 統 開 頭 的 劇 情 能 引 起 我 的 58.5 22.0 12.2 4.9 探 索 動 機 4.29 1.031 A-2 我 容 易 專 注 昆 蟲 教 材 的 關 53.7 29.3 14.6 卡 內 容 活 動 4.34 0.825 A-3 透 過 虛 擬 實 境 (3D) 的 方 式 63.4 17.1 17.1 能 吸 引 我 的 注 意 力 4.39 0.945 A-4 教 材 內 的 昆 蟲 展 示 館 能 引 43.9 26.8 19.5 9.8 起 我 的 注 意 力 4.05 1.024 A-5 教 材 呈 現 的 畫 面 能 引 起 我 43.9 43.9 9.8 的 注 意 力 4.27 0.837 平 均 52.7 27.8 14.6 3.4 1.4 4.27 3.2 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
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 ) 5 4 3 2 1 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 58.5 63.4 56.1 56.1 61.0 59.0 19.5 17.1 31.7 24.4 22.0 22.9 19.5 19.5 9.8 17.1 12.2 15.6 4.9 1.9 0.5 4.34 0.883 4.44 0.808 4.41 0.774 4.32 0.934 4.39 0.891 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 4.38 48
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 ) 5 4 3 2 1 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 48.8 58.5 58.5 70.7 61.0 59.5 34.1 24.4 24.4 17.1 19.5 23.9 14.6 14.6 14.6 9.8 17.1 14.1 1.9 0.5 4.29 0.814 4.39 0.833 4.37 0.915 4.56 0.779 4.39 0.862 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 4.40 49
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 ) 5 4 3 2 1 平 均 數 標 準 差 S-1 我 喜 歡 這 套 系 統, 希 望 有 空 時 多 用 它 56.1 24.4 14.6 4.29 0.981 S-2 我 能 從 系 統 中 獲 得 昆 蟲 的 相 關 知 識 58.5 26.8 14.6 4.44 0.743 S-3 很 開 心 能 完 成 系 統 中 的 各 項 任 務 63.4 17.1 17.1 4.39 0.945 S-4 我 覺 得 在 進 行 系 統 內 關 卡 時 很 有 趣 43.9 26.8 29.3 4.15 0.853 S-5 系 統 採 用 虛 擬 實 境 的 呈 現 方 式, 讓 我 覺 得 很 好 61.0 14.6 22.0 4.32 0.986 玩 平 均 56.6 21.9 19.5 0.5 1.44 4.32 3.4 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 ) 5 4 3 2 1 平 均 數 專 注 力 52.7 27.8 14.6 3.4 1.4 4.27 相 關 性 59.0 22.9 15.6 1.9 0.5 4.38 自 信 心 59.5 23.9 14.1 1.9 0.5 4.40 滿 足 感 56.6 21.9 19.5 0.5 1.4 4.32 平 均 57.0 24.1 16.0 1.9 1.0 4.34 4. 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
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,751-757. 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 http://www.bnext.com.tw/article/view/cid/0/id/1199 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, 140-145. Keller, J. M. (1987). Development and use of the ARCS model of instructional design. Journal of Instructional Development, 10(3), 2-10. 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), 2010 1st 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, 183-197. 51