教學教材設計與分析

本研究主要探討不同的教學方法，是否影響不同空間能力學生之認知負荷、

學習成效。因此使用不同的教材設計與教學方法，透過修改後進行教學。教材內 容設計主要以國小翰林版與南一版四年級第七冊「月亮」課程為參考；單影像與 同步多影像擴增實境教材設計採用王維洸（2015）所設計發展之擴增實境教材與 教具，以D’Fusion Augmented Reality 2 為主要設計軟體。流程與教學內容配合教 育部所提出 97 年版九年一貫能力指標、學習目標進行設計，以下針對各個使用

表 8 九年一貫課程綱要（2008）「自然與生活科技」學習領域教材內容要項與

為達成以上學習目標，本研究依照學習面向的四大方向、配合學習目標之各 點，同時參照翰林版與南一版四年級第七冊課本，擬定出教學內容，以達到讓國 小五年級學生能夠在教學過程中理解並體會學習內容之目的整理如表 10。。

表 10 本研究之學習內容

學習面向 學習內容

月相變化 1. 觀察月相的盈虧，介紹月相盈虧之週期性。

地、日、月系統 1. 利用模型講解月球是以地球為中心，逆時針旋 轉運行的。

2. 利用模型介紹太陽、地球與月亮三者之間的相 對關係。

3. 利用模型與動畫（擴增實境組）介紹月相盈虧 的成因

潮汐現象 1. 介紹潮汐的週期性與相關名詞

2. 引導學生透過模型與動畫（擴增實境組）發現 日、月、地相對位與潮汐之間的關係。

3. 講解潮汐發生的原因

月相與潮汐和生活 1. 介紹農曆是根據月相盈虧的變化所訂定的。

2. 引導學生了解農曆日期、月相變化與潮汐變化 之間的關係。

二、教學使用之學習單

配合學習目標與學習內容，本研究將使用「月相與潮汐」學習單做為教學時 教師講授內容之依據、引導學生學習歷程，且不同教學方法皆採用同一種學習單，

以確保教學內容的一致性。詳細學習單如附錄 5 所示。

圖 4 月相與潮汐學習單

三、同步多影像擴增實境教材

本研究使用王維洸(2015)制作之月相與潮汐擴增實境裝置，為 D’Fusion Augmented Reality 2 套件軟體，並且以軟體內建 Lua 語言來設計，使用過程之畫 面如圖 5 所示：

圖 5 D’Fusion Augmented Reality 2 套件軟體之畫面

顯示區域分為四個相互連動的畫面，包含實境與虛擬兩個部分。實境部分包 含：月球與地球模組、攝影機、電腦設備；月球與地球模組是用以模擬月球與地 球正確對應位置，其中僅以月球為擴增實境之辨識目標，地球只作為讓學生更清 楚月地關係之模型，若只移去地球並不會影響擴增實境之辨識；虛擬部分則包含 相互連動之日月地球相對位置變化、月相變化以及潮水變化等三個畫面。

影像部分此處分為單影像與多影像，單影像部分為一次顯示一個概念，分別 是月球與地球的位置關係圖，及潮汐概念圖兩個影像為主；同步多影像則是一次 呈現多個概念，為月球與地球的位置關係圖、月相變化圖、潮汐概念圖及學習者 操作動態影像。實際操作情形如圖 6 所示。

圖 6 實際操作圖

四、教學使用投影片

本教材根據翰林版與南一版國小四年級第七冊「月亮」課程內容進行編輯，

powerpoint 僅於傳統投影片組使用。詳細投影片內容請參照附錄 6。

圖 7 powerpoint 實際呈現圖