研究工具

為了有效達到研究目的，本研究使用工具包含下列幾項：國小空間 能力量表、擴增實境接受度問卷、擴增實境空間能力教材，茲說明如下：

一、國小空間能力量表

本研究徵得洪志盈學者與鍾瑞國學者同意，採用兩位學者所編製的 國小空間能力量表進行學童空間能力的評估，以下分別說明其來源、編 製過程、內容、信度及效度等資料。

此空間能力量表是根據學童發展空間能力的理論基礎與相關研究 理論所建構，以德懷術問卷，選取十一名德懷術專家進行前後共三次問 卷填答，就資料分析所得結果，歸納出國小空間能力向度及指標細項。

依據該指標內涵，發展適合國小學童之空間能力預試量表。從彰化地區 國小，按照城鄉所在、規模大小，選取適當學童作為預試樣本。就預試 所得資料，進行項目分析，發展正式題本，隨後進行正式施測，建立百 分等級、t 分數等常模，並採用 t 考驗、單因子變異數分析等統計方法考 驗研究假設（洪志盈，2004；鍾瑞國等，2003）。

為瞭解擴增實境對提昇國小學童空間能力之表現，並切合本研究對 空間能力之定義，因此，本研究取國小空間能力量表中移動與旋轉能力 向度內的立體圖的旋轉、物體相對位置的改變、圖形的平移與翻轉、從 不同角落看東西共四個分量表進行施測，本研究中所提到的空間能力量 表成績，為四個分量表的成績總和。四個分量表之信度分別

為.66、.73、.93、.89，而總量表之信度為.96。

量表計分方式依答對題數計分一題一分，立體圖的旋轉分量表14 題、物體相對位置的改變分量表13 題、圖形的平移與翻轉分量表 20 題、

從不同角落看東西分量表20 題，共計 67 題。

二、擴增實境接受度問卷

本問卷以 Davis（1989）所提出的科技接受模式為基礎，針對擴增 實境教材為範疇加入外部變數（external variables）之影響，建構出一個 擴增實境教材的接受模式。

在認知有用性方面：

本研究將此描述為「學童主觀認為使用擴增實境教材能幫助 學習的程度」。

在認知易用性方面：

本研究將此描述為「學童所認知擴增實境教材容易使用的程 度」。

在使用行為態度方面：

本研究將此描述為「學童對於使用擴增實境進行學習時的喜 好程度」。

在使用行為意向方面：

本研究將此描述為「學童未來想繼續使用擴增實境教材進行 學習的可能性」。

在外部變數方面：

科技接受模式主張外部變數是透過使用者信念及態度，進而 對使用者行為產生影響，在數位學習領域的相關研究上，也有多 位學者運用科技接受模式探討學習者在數位學習領域的使用傾向

（吳怡馨，2007；林信志、湯凱雯、賴信志，2010；張金鐘，2002；

陳玉婷、蔡立元，2009），本研究針對研究範疇，以擴增實境教 材之互動性作為外部變數進行探討。

另外，為瞭解學童對於擴增實境運用至實際教學中，學童最直接的 感受，最後一大題採用開放性的題項，詢問學童對於此次課程的感想。

本問卷經指導教授及兩位資訊教育與科技應用的專業教授及三位 自然與生活科技教師進行內容效度檢核，經專家修訂後，編製而成。

題目共計21 題，包含認知有用性 5 題、認知易用性 5 題、使用行 為態度5 題、使用行為意向 5 題、開放性問題 1 題，除開放性問題外，

其餘各題採李克特式（Likert）五點量尺進行計分。

三、擴增實境空間能力課程

本課程依據Heinich、Molenda、Russell 和 Smaldino（2002）所提出 的ASSURE 教學設計模式進行設計。主要包含六個步驟：A（analyze leaners）：分析學習者，S（state objectives）：敘寫目標，S（select methods, media and materials）：選擇媒體與教材，U（utilize media and materials）：

使用媒體與教材，R（require learner prticipation）：激發學習者參與，E：

（evaluate and revise）評鑑與修正。

(一) 分析學習者

一般特性：以國小四年級學生為對象，林浚傑（2007）在其 研究中指出，國小四年級為學童平面空間能力發展的重要關鍵時 刻，且其成長速度也較為快速。李侑巡（2010）也表示四年級學 童正位於Piaget 的認知發展論中之具體運思期（7~ 11 歲），已開 始具有邏輯思考能力。此外，考量學校在四年級上學期數學課程 方面已完成角度、垂直平行、三角形等幾何概念的教學，對於空 間幾何的理解能力方面有一定的水準。

(二) 敘寫目標

本課程的目標在於讓學童透過自行操作七巧板完成三個學習

單元，除享受七巧板組合解題上的樂趣外也藉由完成圖形後，運 用擴增實境呈現3D 虛擬物件，加深學童的視覺經驗感受，以期能 夠進一步活化學童學習的方式與動機。

完成本次的教學活動之後，學童能夠：

1. 判斷物體在心理旋轉後的正確位置 2. 判別物體在空間相對位置改變

3. 辨認空間物體平移，以及是否具有對稱特徵 4. 從不同立足點，判斷空間物體的變化

5. 認識何謂擴增實境

6. 瞭解擴增實境教材的使用方式

7. 藉由擴增實境，與 3D 虛擬物件進行互動 (三) 選擇媒體與教材

本研究運用七巧板來進行擴增實境標記的拼湊，使學童經由 實際拼圖引發共鳴或產生興趣，並藉由與擴增實境3D 虛擬物件的 實際互動，希望能幫助學童建立一個完整的空間印象。

本研究採用自行發展的擴增實境空間能力教材進行教學，教 材內容的設計主要依據課程目標進行規劃，考量國小一節課程的 授課時間僅有四十分鐘，並參考許勝雄（2004）的互動式多媒體 設計策略中所提及學童注意力集中有限等論述，教材內容以三十 分鐘為限。主要的設計理念在於運用擴增實境提供學童一個生動 且能與現實生活相結合的經驗，充分引發學生對於空間能力課程 的興趣，因此，七巧板拼湊的內容選擇以基本幾何與常見的事物 為主，分為基本圖形、動物圖形、交通工具圖形三大單元。

由於教材互動性為本研究所要探討的因素之一，分析相關文 獻後將具較高操控程度的擴增實境教材定義為高互動性教材，使 用者能對擴增實境所呈現之3D 虛擬物件以鍵盤進行主動的操控；

而低互動性教材則無法對擴增實境所呈現之3D 虛擬物件進行操 控。兩組教材的差異如下所述：

1.低互動擴增實境教材：

學習者在完成七巧板標記拼圖後，僅呈現3D 虛擬物件，

學習者只能夠藉著移動標記與物件的自主旋轉來觀察3D 虛擬 物件的改變，無法進行自由的操控。

2.高互動擴增實境教材：

學習者在完成七巧板標記拼圖後，除呈現 3D 虛擬物件外，

還能夠運用鍵盤操控3D 虛擬物件進行放大、縮小、旋轉與平 移的活動。3D 虛擬物件的大小、縮小如圖 3-2 所示；3D 虛擬 物件的旋轉如圖3-3 所示；3D 虛擬物件的平移如圖 3-4 所示。

圖3-2 3D 虛擬物件的放大、縮小

圖3-3 3D 虛擬物件的旋轉

圖3-4 3D 虛擬物件的平移

教材整體介面以簡單操作、目標清楚、方便使用為最主要的 目標，並力求做到以下幾點：

1.內標題、內容文字及多媒體元件排版，具一致性。

2.運用字體、大小及顏色突顯主題與內容。

3.版面設計單純化，避免使用較難理解的隱喻圖像或文字。

4.教材按鈕設計以滑鼠控制為主，讓學習者可以直覺的操作。

5.避免太多複雜的操作方法，便於學習者記憶與學習。

教材介面設計部分如圖 3-5、圖 3-6 與圖 3-7 所示。

圖3-5 教材首頁

圖3-6 單元選擇頁

圖3-7 單元進行頁

(四) 使用媒體與教材

一開始，先說明課程進行的方向，並對學童進行擴增實境與 七巧板的介紹，接著進行七巧板拼圖練習，結束之後，請同學發 表對於教材是否有問題要提出，教師再加以講解。

接著對單元活動主題進行說明，說明結束後進行單元活動，

讓學童運用七巧板拼成擴增實境的標記，逐項使3D 虛擬物件顯 現，教師再輔以精簡的介紹，完成課程講授與操作的部分。

(五) 激發學習者參與

在授課當中，請同學實際操作七巧板，並針對教學內容圖形，

推論出可能的排列解答。透過此過程來建立學生對平面視覺空間 的正確觀念，經由討論和視覺與聽覺經驗的分享，加深學童對空 間概念的認識。

(六) 評鑑與修正

藉由觀察學童在教學過程中的參與及反應熱烈程度與科技接 受度問卷，來評鑑教學媒體的選擇及運用是否恰當。

第六節 實施程序

在實驗實施的程序方面，如圖 3-8 所示，首先先對教學的內容進行 說明，讓學童瞭解教材與擴增實境的運用，接著讓學生熟悉教材的使用 方式與七巧板標記的拼湊練習然後實施國小空間能力量表前測，完成第 一部分。

第二部分則依實驗組與對照組分別進行不同互動性之擴增實境空 間能力課程。

第三部分在於國小空間能力量表後測與擴增實境接受度問卷的實 施。

圖3-8 實施程序圖