擴增實境學習

擴增實境(augmented reality, AR)是近年來新興的一種技術，將數位或電腦所 產生的訊息，無論是圖像、聲音、影像或是觸摸、觸覺等，疊加到實時的環境(Kipper

& Rampolla, 2013)，應用的範圍相當廣泛，例如醫療、軍事、娛樂、教育、維修 應用等。本節就擴增實境的定義，延伸至擴增實境遊戲於教育領域之應用與擴增 實境技術對學習之影響分別進行探討。

壹、擴增實境科技的定義

根據 Milgram、Takemura、Utsumi 與 Kishino (1994)提出的「真實與虛擬之連 續性」，如圖 2-3 所示，擴增實境介於虛擬環境(virtual environment)與真實環境(real environment)之間，但較偏向真實。Azuma (1997)則認為擴增實境是虛擬環境的變 化。

圖 2-2 Milgram 等人提出的真實與虛擬之連續性

現今最常見用來增強五感的擴增實境技術是應用於視覺部分，而擴增實境技 術與虛擬實境技術在增加感官刺激不同的是，擴增實境的使用者可以看見真實的 世界，因為虛擬的資訊是重疊或合成在現實環境上，能夠增強與真實世界的互動 經驗；虛擬實境的使用者則無法看見真實的世界，在人工合成世界中得到的經驗 不容易和真實世界產生連結。從技術面來說，擴增實境是指非經由裸眼所看見的，

而是必須仰賴顯示器呈現，例如使用頭戴式顯示器、電腦螢幕或手持裝置螢幕來 看見疊加在現實情境的虛擬物件(Cawood & Fiala, 2008; Milgram, Takemura,

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Utsumi, & Kishino, 1994)；另外，從功能面定義擴增實境，Azuma (1997)認為真正 的擴增實境必須包含三個特點：(1)擴增實境必須結合真實與虛擬資訊；(2)擴增實 境是即時的互動；(3)擴增實境的操作是在 3D 環境中使用。

貳、擴增實境技術於教育領域之應用

隨著科技的進步，擴增實境應用於教育領域的方式越來越多元，有研究將擴 增實境做為學習輔助的教材，也有研究將擴增實境融入教育遊戲使學習樂趣化、

展現更多遊戲元素，提高學習知識內容與現實的關聯性。

一、擴增實境技術於教育領域之實徵研究

Karthikeyan、Mani、Balasubramaniyan 與 Selvam (2012)運用 HumanSim 教育 遊戲結合擴增實境技術讓醫護人員進行醫療培訓。遊戲情境提供高度擬真醫院的 環境，讓學習者透過解決複雜任務訓練相關醫療專業技能，擴增實境技術透過 AR 眼鏡和手套增加與遊戲環境互動的控制。研究結果顯示，在醫療培訓的教育 遊戲中使用擴增實境技術，能提高學習者的學習歷程和互動體驗。研究建議在培 訓的教育遊戲中融入擴增實境有助於改善學習者的學習歷程，且增加學習者與遊 戲環境的互動。

Yoon、Elinich、Wang、Steinmeier 與 Tucker (2012)使用「Be the Path」的裝 置並配合不同條件的鷹架支持與有無擴增實境輔助以調查學習者的非正式科學 學習經驗。在電流實驗中提供不同程度的知識建構鷹架，而擴增實境技術則在學 習成完成實驗後，根據實驗的狀況將抽象、隱形的電流流動方向呈現在學習者眼 前。研究結果顯示學習者在僅有擴增實境技術輔助的條件下，其知識概念增加幅 度比其他三種條件多，而提供知識建構鷹架與擴增實境輔助能促進學習者的認知 技能發展。本篇研究建議學習者在非正式學習環境中提供鷹架支持有助於學習者 學習，但在學習時仍須考量學習方式的差異，如小組合作、教師回應。

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Bressler 與 Bodzin (2013) 建 置 擴 增 實 境 行 動 教 育 遊 戲 ： School Scene Investigators (SSI)讓學習者學習科學探索分析。學習者以合作小組的方式依照遊 戲任務的指示，在校園中指定的地點取得線索，如指紋、頭髮或微量元素等物證 額外的情境訊息，增強學習者的現實經驗(Squire & Klopfer, 2007)，普遍強調的是 它的即時互動性與三維空間中的應用。

Yuen、Yaoyuneyong 與 Johnson (2011)針對擴增實境在教育應用之研究結果 整理了幾項觀點，擴增實境技術能：(1)提供學習者從不同角度探索學習教材，並 (Billinghurst & Dunser, 2012)。亦有研究指出擴增實境遊戲透過現實與虛擬之間的 互動，應用在教學中能激發學生的學習興趣和學習動機(Hsiao, Chen, & Huang, 2012; Juan, Furió, Seguí, Aiju, & Cano, 2011)。

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由 Schmitz、Specht 與 Klemke (2012)的研究將擴增實境所產生的學習成效分 為情感的學習成效與認知的學習成效。在情感方面，學習者表現出高度的參與感、

共同努力的認同感與積極的學習動機，對於學習內容也表現出細心的觀察與積極 學習的態度；在認知方面，根據 Bloom 的認知分類層次來看，多數的研究結果僅 達到知識理解，學習者能夠瞭解訊息和掌握知識涵義，且過去的研究中，對於擴 增實境對認知學習成效是否能產生更高層次的影響尚未有定論。

綜上所述，擴增實境科技提供學習者從不同的角度學習知識，將抽象或是看 不見的現象呈現在學習者面前，也給予學習者不同以往的學習經驗，以促進學習 者的知識成長、學習動機與學習興趣，而許多擴增實境的研究和產業重點以遊戲 發展為優先考量，是因為數位遊戲被認為是擴增實境技術的最佳應用，數位遊戲 具有向大眾推廣新技術的功能，而且遊戲產業的規模逐漸擴大，吸引了數量龐大 的消費族群(Tan & Soh, 2010)。因此，本研究欲探討在擴增實境遊戲環境中使用 不同學習引導策略對學習者登革熱防治概念學習表現、登革熱防治態度與行為意 向及學習態度的影響，藉由提供不同學習引導策略和擴增實境遊戲，期許能對於 登革熱防治概念初學者在學習表現、登革熱防治態度與行為意向及學習態度產生 正向影響。

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