第三章 研究方法
第三節 研究工具
本研究運用研究者所開發之虛擬實境課程軟體，應用於素描學習課程之中，研究工 具包含「課程設計」、「前測工具」、「一般與融入比例概念虛擬實境課程軟體」、「後測工 具」、「學生回饋單」、「學習風格問卷」等六種，研究工具設計之說明如下。
一、課程設計
本課程設計主要以藝術創作中實作課程為主，藝術鑑賞中的藝術史、藝術批評、美 學則不在討論範圍內，為避免因素過多影響實驗之準確性因此單就素描設計能力之培養
描的定義、特性以及素描工具包含紙、用筆、擦拭工具也都會在課程中介紹給學生認識。
課程主要分為三種課程：基礎課程、中階課程、進階課程，課程安排內容以線條造型教 學、明暗調子教學、畫面比例教學，以循序漸進的方式包含在每個階段的課程當中。
（一）線條造型教學：
線條造型教學內容主要在介紹線條的變化，如長線條、短線條、曲線等，並介紹應 用的時機，在過去的教導經驗中，學生往往對於線條掌握力不佳，立方體可能使用短線 條，結果導致立方體色調的混亂，喪失了整體的立體感，而具圓弧形的球體或圓錐體則 使用太多長線條，導致曲面沒有弧度展現的缺陷，依照文獻所分析，教導線條造型主要 也是在解決學生素描九大問題中的「點線面」、「輪廓」兩方面的問題。
（二）明暗調子教學：
調子是素描課程中相當重要的一環，除了是立體感的展現，更是訓練學生對於色調 的掌握能力，本教案加入 10 階色調練習，可以作為學生作品色調控制的依據，也針對 特殊的立體圖進行色調的說明，起因在於學生往往以為色調最暗及最亮的部分落在物體 的邊緣處，但是在球體、圓錐體、圓柱體則不然，需要特別對於學生說明並進行練習，
同樣的在於解決學生素描九大問題中的「光影」、「調子」、「質感」三方面的問題。
（三）畫面比例教學：
畫面比例教學是本研究的重心，也是學生最難掌握的技巧之一，立體感、透視、構 圖等透過教師說明無法清楚傳達意象給學生，學生往往單就心中的印象加以描繪，虛擬 實境課程軟體則可以透過學生自行操作，強化學生觀察的能力，但在教導比例時，一般 虛擬實境課程軟體不具有比例功能，因此利用教具取景框、量棒進行教學說明，而融入 比例概念的虛擬實境課程軟體則於課程軟體中加入比例工具取景框、比例尺，兩個課程 軟體同樣在於解決學生素描九大問題中的「比例」、「立體感」、「透視」、「構圖」四方面 的問題，只有在「比例」上運用教學的工具不同。
圖 3-2 實驗流程圖
二、前測工具
T2、T3，由三位老師之分數取其平均值，前測內容為三個多面體組成，施測時間為 80 分鐘。後測內容與前測相同，結果由同三位專家評分，依據文獻探討同樣將素描表現原
2.質感處理是否適合？ 表現石膏質感傑出者得 3 分，完全無法表現出石膏質感者得 後測成績三種能力分別交叉比對，進行積差相關(product-moment correlation)分析，
結果發現三位專家在學生素描的三種能力評分上都相當一致且顯著。
三、一般與融入比例概念虛擬實境軟體課程
（一）軟體課程內容設計目的
本研究虛擬實境軟體課程運用之內容，依據第一章、第二章之文獻探討內容，以素 描能力分析中「線條造型能力」、「明暗調子變化能力」、「畫面比例安排能力」為主軸，
針對教學所需設計軟體課程之內容，其目的如下：1. 增進學生對於立體空間之概念，
強化透視、比例之觀察能力。2. 利用資訊融入教學，提升學生對於素描學習之興趣。
3.本課程軟體設計，可供日後其他虛擬實境研究之參考。
（二）軟體課程內容規劃依據與原則
依據：以素描課程為分析對象，依據 97 年更新之九年一貫藝術與人文領域視覺藝 術方面之相關能力指標、文獻探討中的文獻內容和專家學者之看法彙整。原則：軟體課 程內容編寫衡量研究對象的認知、能力、操作軟體時間、操作說明等來設計課程。
（三）軟體課程內容素材
素材使用之基礎模型，以文獻分析之七種多面體為主，包含平行六面體（長方體）、
立方體、六稜柱（六角柱）、稜錐（角錐）、圓柱體、錐體（圓錐）、球體。為避免學生 對於多面體名稱混淆，多面體名稱依照數學領域統一修改。
（四）軟體課程開發工具與運行環境
1. 作業系統：Microsoft Windows XP 以上 2. 開發工具：Virtools 5、3D Studio Max
3. 瀏覽環境：3DVIA player、firefox 16.0 以上之網路瀏覽器版本
（五）軟體課程架構來源及修正與新增
軟體課程架構主要來自官健盟（2008）軟體課程設計概念，但仍有部分不符合文獻 分析之內容，且缺乏比例概念的工具，因此，在軟體課程設計上做修改，以期增進學生 對於素描學習之成效，修改內容如表 3-5 所示，主要保留了操作說明、滑鼠工具、鍵盤
表 3-5
課程軟體架構來源及修正與新增
項目 官健盟（2008）
課程軟體軟體課程
內容 備註
1 操作說明 保留 因能快速地引導學生使用該軟體，予以保留。
2 滑鼠工具 保留 材質轉換功能能強化學生對於筆觸、光影之學習，予以保留。
3 鍵盤工具 保留 其中包含視角移動、視角縮放、光源移動、模型分面四項都能 有效地提升學生的立體感予以保留。
4 輔助工具 修正 桌布功能因在基礎素描學習上並不是必要之學習（並非素描一 定要有桌布），光源工具、盒狀邊界工具予以保留。
5 基礎模型 修正 根據文獻之分析，增加了長方體、六角柱、圓柱體。
6 進階模型 刪除 原球鞋、手部模型、頭部模型等，與學生學習進程差距大太，
予以刪除。
7 比例工具 新增 實驗組增加比例工具，包含取景框、網格等功能。控制組則無。
（六）軟體課程架構
軟體課程架構共分為六大項目，分別為操作說明、滑鼠工具、鍵盤工具、輔助工具、
基礎模型、比例工具等，軟體課程架構整理如下圖所示：
圖 3-3 軟體課程架構
（七）軟體課程架構內容說明 1. 操作說明：
操作說明是本課程軟體最重要的功能之一，目的在於介紹各種功能的使用及滑鼠、
鍵盤之操作，包含視角移動、視角縮放、光源移動等，透過文字的說明讓學生快速的了
2. 滑鼠工具：
滑鼠工具主要的功能在「材質轉換」，透過素描筆觸的材質，讓學生了解其光影的 變化程度，再者，在素描教學的現場，有限的時間內，教師無法一一示範教學，透過材 質轉換的功能就可以讓學生自我建構、自我學習。
3. 鍵盤工具：
鍵盤工具包含四項，分別為視角移動、視角縮放、光源移動、模型分面四種，「視 角移動」是虛擬實境課程軟體建立學生立體感的重要因素，透過視角的移動讓學生可以 觀察到物體本身的變化與背景的互動關係。「視角縮放」則是影響學生畫面構圖，學生 往往無法準確的掌握物體在畫面中的大小，透過視角的縮放可以更清楚地傳達給學生，
適當的大小放在適當的位置並且如何凸顯主題。「光源移動」對於學生的意義在於光影 的變化，影子的繪畫或明暗的表現，透過這樣的功能，更可以快速地指導學生光影的處 理技巧。「模型分面」功能只有設計在球體上，因為球體的光線變化最為劇烈，也是學 生較難掌握的一環，利用球體分面的漸變，方便學生觀察光影變化的程度。
4. 輔助工具
內容包含「光源工具」、「盒狀邊界工具」，光源工具主要是控制光源的開與關，「盒 狀邊界工具」則是在解決文獻探討中透視的學習問題，部分多面體如角錐、圓錐、球體 不容易觀察其透視，透過盒狀邊界工具增進透視的觀察能力。
5. 基礎模型
基礎模型如文獻所分析七種多面體為主，包含「長方體、「立方體」、「六角柱」、「角 錐」、「圓柱體」、「圓錐」、「球體」。日常所見之物體架構大都包含在這七種多面體內。
6. 比例工具
為本研究的重心，包含「取景框」、「網格功能」，實驗組融入比例概念之虛擬實境 課程軟體包含此兩種工具，控制組則使用實體之比例工具「取景框」、「量棒」。(請參考 附錄融入比例式虛擬實境素描課程軟體操作畫面)
四、後測工具
同樣的，不論是實驗組或控制組都以「素描基本能力後測」為後測工具，其內容包 含了線條造型能力、明暗調子變化能力、畫面比例安排能力等三項。其施測細節皆與前 測相同，測驗內容為三個多面體組成，施測時間為 80 分鐘。
五、學生回饋單
為了更了解實驗組學生在進行教學時的想法，除了素描前後測外，還會請學生填寫 回饋單，施測時間為四週，每週上一次課便填寫一次學生回饋單，實驗組學生共 32 位，
經過四週的實驗教學後，一共會收回 128 份問卷，學生回饋單主要分成兩個部分，第一 個部分是量化資料，第二個部分為質性資料，量化資料分為五題，第一題為學生學習困 境分析：在今天學習素描的過程中，最讓你感到困擾的是哪一個部分、第二題為軟體功 能喜好度分析：這次上課中，你最喜歡系統的哪一個功能、第三題測量比例功能滿意度 分析：在學習素描比例中，使用系統中「網格功能」在「測量物體比例」上是否方便、
易於使用、第四題學生學習成就分析：使用系統中的「網格功能」後，有沒有讓你的作 品看起來比例更正確、第五題軟體效益分析：你覺得這套系統對於今天哪個部份的學習 幫助最大。第二部分也就是第六題為質性回饋：關於今天學習的課程關於物體比例部 分，你有沒有什麼要跟老師說的。編碼方式則利用(日期-座號)編排，例如(1008-01)代 表第一週上日期 10 月 8 日座號 1 號同學，以此類推。依照學生回答內容進行分析，主
易於使用、第四題學生學習成就分析：使用系統中的「網格功能」後，有沒有讓你的作 品看起來比例更正確、第五題軟體效益分析：你覺得這套系統對於今天哪個部份的學習 幫助最大。第二部分也就是第六題為質性回饋：關於今天學習的課程關於物體比例部 分，你有沒有什麼要跟老師說的。編碼方式則利用(日期-座號)編排，例如(1008-01)代 表第一週上日期 10 月 8 日座號 1 號同學，以此類推。依照學生回答內容進行分析，主