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研究生: 游志弘
Chih-Hung YU
論文名稱: 應用增廣實境技術輔助國小戶外教學
Apply Augmented Reality to Facilitate Outdoor Learning Activities of Elementary School
指導教授: 吳正己
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 資訊教育研究所
Graduate Institute of Information and Computer Education
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 90
中文關鍵詞: 增廣實境戶外教學
英文關鍵詞: Augmented Reality, Outdoor Activity
論文種類: 學術論文
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  • 本研究之目的為,發展一套運用增廣實境輔助戶外教學活動的學習系統,並評估此系統實際應用於戶外教學活動中的使用成效。本研究發展之增廣實境戶外教學學習系統,使用PDA作為行動載具,並利用GPS的定位方式,提供活動導覽、學習資源、活動筆記本、學習歷程記錄、與地圖編輯等功能。系統評估的參與者為台北縣某國小五年級的兩班學生及其班級導師,教學活動包含「認識校園」和「金瓜石探索之旅」兩個學習活動。其中金瓜石探索之旅學習活動內容,配合社會領域之「人口和聚落變遷」單元進行規劃。評估方式是透過學生問卷、活動觀察記錄、教師訪談與焦點團體訪談等資料進行分析,以了解教師與學生對系統使用情形的態度與建議。
    研究結果發現,運用增廣實境學習系統能輔助戶外教學活動的實施,增強學生於戶外教學中學習的過程,並提高學生的學習興趣,然而運用PDA來實現增廣實境的功能仍受到相當大的限制。最後,建議未來研究可發展其他類型的增廣實境學習資源,規劃更完善的戶外合作學習模式,並設計更便利的活動記錄功能。

    The purposes of this study were to develop and to evaluate an augmented reality system to facilitate elementary students’ outdoor learning activities. The augmented reality system was developed on PDAs, which equipped with a GPS component. The system provided students the following features: navigating on field trip locations, reading learning resources, taking notes, and recording the navigating path. We evaluated the effectiveness of the system by conducting two outdoor learning activities, one in the campus and the other in a museum park. The participants were two classes of 5th grade students and their class teachers. The findings of this study were: (1) the system is helpful in facilitating outdoor learning activities, (2) the augmented reality resource enhanced the process of learning, (3) students showed positive attitudes toward using the system, and (4) augmented reality features were limited by such a PDA-based environment. We suggested that future studies could further develop more perceptive augmented reality resources and structured collaborative learning mode to facilitate outdoor learning activities.

    目錄 摘要 I Abstract II 目錄 III 附表目錄 IV 附圖目錄 V 第一章 緒論 1 第一節 研究背景與動機 1 第二節 研究目的 4 第三節 研究範圍 4 第二章 文獻探討 5 第一節 戶外教學 5 第二節 增廣實境技術 10 第三節 增廣實境在學習的應用 17 第三章 系統規劃與實作 24 第一節 系統規劃 24 第二節 教學活動設計 28 第三節 系統實作 33 第四章 系統評估與修正 45 第一節 評估方法 45 第二節 「認識校園」學習活動 48 第三節 「金瓜石探索之旅」學習活動一 51 第四節 「金瓜石探索之旅」學習活動二 64 第五章 結論與建議 76第一節 結論 76 第二節 建議 78 參考文獻 81 附錄一 金瓜石探索之旅學習活動一 學生問卷 85 附錄二 金瓜石探索之旅學習活動二 學生問卷 87 附錄三 教師問卷 89 附錄四 戶外教學觀察表 90 附表目錄 表3-1 「認識校園」學習活動流程 29 表3-2 「金瓜石探索之旅」學習活動內容 32 表3-3 GPS訊號之GPRMC資料格式 34 表4-1 學生問卷統計結果(N=34)(活動一) 52 表4-2 學生活動筆記檔內容示例(活動一) 54 表4-3 PDA能否協助了解景點歷史變遷(N=34)(活動一) 60 表4-4 PDA能否協助對照景點過去與現在(N=34)(活動一) 60 表4-5 學生認為PDA幫助最大的景點之累積統計(活動一) 62 表4-6 學生問卷統計結果(N=34)(活動二) 65 表4-7 學生活動筆記檔內容示例(活動二) 68 表4-8 PDA能否協助了解景點過去的生活情形(N=34)(活動二) 71 表4-9 PDA能否協助對照景點過去與現在(N=34)(活動二) 72 表4-10 學生認為PDA幫助最大的景點之累積統計(活動二) 72 附圖目錄 圖2-1 戶外賞蝶學習系統 9 圖2-2 增廣實境協助外科手術 11 圖2-3 增廣實境協助建築維修 11 圖2-4 增廣實境應用於觀光導覽 11 圖2-5 哥倫比亞大學導覽系統 13 圖2-6 頭戴式顯示器呈現的3D圖像 13 圖2-7 使用行動載具瀏覽相關資訊 13 圖2-8 單眼雷射顯示器 14 圖2-9 雙眼光學顯示器 14 圖2-10 使用直接投影的呈現方式 15 圖2-11 學生使用行動載具進行Savannah遊戲 22 圖3-1 系統架構圖 26 圖3-2「金瓜石探索之旅」學習活動實施流程圖 31 圖3-3 系統導覽畫面與景點提示動畫圖 33 圖3-4 學習活動首頁 36 圖3-5 「認識校園」學習網頁 37 圖3-6 教師繪製的校園地圖 37 圖3-7 「金瓜石探索之旅」學習活動一的學習資源 39 圖3-8 網頁呈現形式修改 39 圖3-9 增廣實境動畫 40 圖3-10 增廣實境影像 41 圖3-11 活動筆記本 42 圖3-12 選擇筆記景點 42 圖3-13 學習歷程記錄檔 43 圖3-14 活動地圖編輯 44 圖3-15 學習景點編輯 44 圖4-1 系統評估實施流程 46 圖4-2 修改後的動畫標註 58 圖4-3 修改後的舊地圖畫面 58 圖4-4 陰陽海增廣境影片 63 圖4-5 影片加上文字說明 63 圖4-6景點提示圖片 66

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