學位論文
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Item 以眼球追蹤法分析擴增實境材料對高中化學分子形狀主題理解的影響(2020) 王慧筠; Wang, Hui-Yun化學是探討原子或分子等微觀粒子間關係的物質科學，但這些看不見的粒子對於學生而言是抽象而難以想像的。其中「分子形狀」的概念難以實際觀察，因此學生面對分子形狀等內容時，常有理論模型混淆、流於公式計算等狀況。擴增實境具有將二維材料三維化，將看不見的物體可視化與提供即時互動等特性，已有多個研究指出此技術能有效地提升學習成效。因此本研究設計以分子形狀為主題的擴增實境學習材料，探討此材料是否影響分子形狀概念的學習成效。過往的研究方法大多僅利用前後測的紙筆測驗探討學生的學習表現，較少討論其使用擴增實境學習材料的學習歷程，而且也有部分研究指出科技輔助學習材料會因學習者差異而有不同的影響情況。因此，本研究透過眼動儀對學習者視覺注意力落點與時間的紀錄來探討不同特性的學習者的理解情形。 本研究首先測試33位高一學生對分子形狀概念的先備知識，並以眼球追蹤技術記錄受試者於AR系統中的訊息處理模式，最後再以分子形狀測驗了解受試者對於分子形狀概念的理解情況，並以三份學習者特性量表瞭解學習者差異。在資料分析方面，研究者利用前後測t-test瞭解AR系統對於分子形狀概念理解的成效，以描述性統計說明受試者於AR系統的訊息處理模式，並以皮爾森相關性分析瞭解學習表現、訊息處理模式、學習者特性之間的相關性，再進一步透過回歸分析找出學習表現的預測因子。 研究結果顯示擴增實境學習材料能促進分子形狀概念之理解，且學習者特性可能為影響受試者於擴增實境環境時訊息處理模式的因素。擴增實境系統中3D圖像上的訊息統整以及其對擴增實境系統的注意力是影響學習表現的關鍵因素。於因此，研究者建議可將擴增實境材料應用於教學現場，且擴增實境系統的設計上，可能以3D靜態圖像的為主，動態及互動為輔。Item 運用眼球追蹤技術分析AR環境下的地科概念學習歷程及科學推理表現(2020) 吳尚庭; Wu, Shang-Ting本研究利用文字、圖片以及擴增實境互動App來介紹熱點火山主題，並透過眼球追蹤技術紀錄受試者的學習歷程，進而分析受試者在閱讀不同表徵時的視覺注意力分配，以及透過閱讀資料進行不同形式的推理表現如何受視覺注意力影響，與科學推理表現和受試者本身的先備知識、自我效能以及科技態度的關係。本研究招募非理工相關科系大二以上的大學生共34位，先填答13題先備知識測驗，再以頭戴式眼動儀了解受試者在閱讀熱點火山學習系統時的視覺注意力模式，並搭配不同形式的科學推理問題，最後請受試者填寫包含自我效能、科技態度向度問卷。綜整所有實驗數據後，透過描述性統計、獨立樣本T檢定、Pearson相關性檢定以及多元線性迴歸分析來得到眼動指標、科學推理表現與態度量表各向度之間的關係，並進一步了解是否可透過指標及學習態度來預測科學推理表現。 研究結果發現先備知識與部分形式的科學推理表現有關，但當受試者對學習材料的視覺注意力越高，文圖訊息整合的越好，科學推理表現受先備知識影響的程度就越低，此情形在解釋、舉證以及自我反思三種形式的科學推理皆有出現。比較不同閱讀媒介中的眼動指標數據可知受試者整體對擴增實境物件給予較多的視覺注意力，也較不需要整合擴增實境與相關主題的文圖訊息，但低先備知識的受試者對擴增實境物件的注意力較高先備知識受試者更多，且其在特定主題仍有整合擴增實境與文圖訊息的需求。此外，受試者的地科學習自我效能及科技自信自評分數越高，給予文本及擴增實境物件的視覺注意力越低；但擴增實境學習態度越高，在擴增實境媒介的視覺注意力越高。整體而言，本研究結果突顯了視覺注意力對科學推理表現的重要性。Item 以眼球追蹤技術探究擴增實境應用於月相變化主題之學習歷程與成效(2020) 連筱萍; Lien, Hsiao-Ping本研究以月相變化概念為例，探討不同先備知識的個體在擴增實境系統中概念學習與認知歷程的差異。研究對象為30位自願參加的大學生，文學院14位與理學院16位受試者，這些受試者在國、高中階段皆有修習過地球科學課程。本研究先使用前測來了解受試者的先備知識及學習特性，然後受試者透過研究者發展的月相變化擴增實境軟體進行概念學習，學習過程全程以眼球追蹤儀器紀錄受試者的注意力型態，最後再透過後測分析學習成效。 資料分析部分則透過SPSS23軟體，將受試者依學習表現分組並根據前、後測分數、各項眼動指標資料以及學習者特性(學科背景、態度、動機、空間概念)，進行描述性統計、成對T 檢定、相關性檢定。 研究發現透過AR學習確實能提升學習者的學習成效，其中理工組背景的受試者在觀看擴增實境教材時，對太空、地球視角等空間概念為主的興趣區間，會需要花較多時間閱讀理解，學習成效較佳，但若閱讀紙本材料越多則顯示學習者對於AR學習越沒有信心、興趣不高，且對學習成效沒有太大幫助。Item 建模與擴增實境在高一學生凸透鏡課程的應用以及探究其學習成效之研究(2018) 陳怡彣; Chen, Yi-Wen本研究目的主要探討建模教學輔以擴增實境對於高一學生學習凸透鏡課程之學習成效以及建模歷程，本研究設計以建模歷程作為教學設計之主軸來進行凸透鏡相關知識的教學，並開發一擴增實境教學工具輔助高一學生學習凸透鏡成像概念。針對新北市某市立高中一年級普通班三個班級之學生進行研究，本研究將其隨機分派至實驗組一、實驗組二與一組對照組：實驗組一的學生進行講述式教學輔以實作，共36人；實驗組二的學生進行建模教學輔以擴增實境，共34人；對照組學生採用未結合任何實驗之講述式教學，共35人。 本研究設計了凸透鏡概念測驗試卷，委請三位專家提出指正，建立專家效度，對學生施以前測後測診斷學生凸透鏡學習概念及建模歷程。在教學過程中，使用課堂學習單，瞭解學生學習過程中之建模情形。此外，發展出一份態度量表分析使用建模教學輔以擴增實境的學生對於使用擴增實境輔助學習的學習態度。最後於課後進行訪談做更進一步深度的質性探討。 本研究結果顯示：1. 建模教學輔以擴增實境組的後測表現優於講述式教學組以及講述式教學輔以實作組，經ANVOCA分析p值0.04達顯著差異，顯示建模教學輔以擴增實境有助於提升學生學習凸透鏡相關知識之學習成效。2. 建模教學輔以擴增實境組中低成就學生後測表現優於講述式教學組以及講述式教學輔以實作組，經ANVOCA分析p值0.001達顯著差異，顯示有建模教學輔以擴增實境有助於提升中低成就學生之學習表現。3. 建模教學輔以擴增實境組於後測在模型分析步驟以及模型修正步驟答題表現優於講述式教學組以及講述式教學輔以實作組，經ANVOCA分析，p值0.003以及0.008皆達顯著差異，顯示建模教學輔以擴增實境有助學生模型分析以及模型修正表現。4. 學生對於採用建模教學以及使用擴增實境協助學習皆抱持正面態度。Item 初探擴增實境解謎遊戲之建置與可行性−以高中自然科學領域為例(2018) 張道依; Chang, Tao-Yi近年來科技融入教育的發展與應用蓬勃。其中數位遊戲式學習(Digital game based learning)，是指數位遊戲為平台來進行學習，學習者可以在遊戲中經由模擬操作，反思和調整問題解決策略來解決遊戲任務。本研究之目的是希望透過建置一套擴增實境解謎遊戲，藉由遊戲元素進行趣味化情境式學習，並利用學生參與遊戲活動的過程中學習合作技巧，以提升學生適應未來生活並同時在過程中獲得成就感，促進學習者的學習動機，發展更進一步的精熟學習。然而，為了使數位遊戲式學習能夠提高學習動機，在設計數位教育遊戲內容時，還需兼顧遊戲性與教育性，因此在本研究的遊戲設計為問題解決的遊戲類型，同時融合了擴增實境與Beacon藍芽定位等技術，學科知識橫跨生物、化學、數學等領域。本研究針對此擴增實境解謎遊戲之建置過程與可行性進行討論分析，包含第一次施測、改良、再施測。受試者為嘉義地區的高中學生。問卷統計方法使用獨立樣本 t 檢測及單因子共變數分析。根據研究結果顯示受試者於性別、年級、先備知識等三個不同背景變項對於擴增實境解謎遊戲實施的可行性均無顯著差異。受試者在使用意願、學習態度、喜愛程度等構面上，於不受不同性別、不同年級、不同先備知識等背景變項亦無顯著差異。