第三章、 研究設計
第四節、 研究工具
一、擴增實境輔助科學學習系統的建置
運行系統的硬體選擇使用 Android 系統之手機作為運行之載具。由於 Android 最具開放性，Android Market 中也有許多支援擴增實境顯示之應用程式可使用，因 此本研究選定 Android 系統之行動載具作為科學素養擴增實境試題呈現之媒體。
本研究在擴增實境輔助學習系統上的開發使用的是遊戲開發引擎 unity，unity 是一套跨平台的遊戲開發引擎，可開發適用於 PC、Mac OS 的單機遊戲；iOS 和 Android 行動載具的遊戲。unity 擁有人性化的操作介面，支援 PhysX 物理引擎、
粒子系統，並且提供網路多人連線的功能，不需要學習複雜的程式語言，符合遊 戲製作上的各項需求。unity 具有下列特色：
（一）地形編輯器：能夠快速製作自然的地形場景。
48
（二）內建 NVIDIA PhysX 物理引擎，能夠提供逼真的物理效果。
（三）圖形最佳化：提供 DirectX、OpenGL 的圖形最佳化技術。
（四）多平台發布：可將製作好的軟體發布至 PC、Mac、iOS 及 Andriod 系統。
故本研究擴增實境開發軟體選用 unity 為主要開發引擎。除此之外，本研究亦 使用美國高通公司所開發之「Vuforia 擴增實境軟體開發工具包」，它利用計算機 視覺技術識別和捕捉平面圖像，並且允許開發者透過行動載具的相機取景，然後 再實景上疊加虛擬物體並調整物體在鏡頭前實境背景上的位置。Vuforia 提供了在 unity 上的外掛程式，協助開發者輕鬆開發於行動載具上的擴增實境應用程式。圖 11 為擴增實境輔助學習系統開發流程。
下列圖 12 及圖 13 為本研究於 unity 軟體上開發過程圖，將建置好的染色體 3D 模型圖建置在預計辨識紙本講義後顯示的位置上，並且編寫可互動（滑動、旋轉）
等相關程式，最後再透過 Vuforia 轉製成可在手機上運行的擴增實境應用軟體（如 圖 14、圖 15）。
選擇教 學內容
編製紙本 講義
編製及蒐 集AR素材
建製 成APP
專家
修訂 修改 施測
圖 11 擴增實境輔助學習系統開發流程圖
圖 12 unity 開發過程-1
49
圖 13 unity 開發過程-2
圖 14 行動 APP 辨識紙本講義之畫面-1
圖 15 行動 APP 辨識紙本講義之畫面-2
50
二、紙本學習講義之建製
1.編製軟體
本研究使用文書編輯軟體 office word 2013 編輯紙本學習講義之腳本內容，再 使用 Adobe Photoshop 對學習講義進行美編輯排版，編製成本研究所使用之辨識講 義，講義如下圖 16 所示。
圖 16 紙本辨識講義
51 ASSURE
教學設計模式 學習活動
學 習 者 分 析 (Analyze
Learners )
此部分於研究流程中的前測中施行，將了解學生之空間能 力、科學態度等不同背景變項，對學習者進行學習能力分析。
陳述學習目標
(State
Standards and Objectives)
對 (Select
Instructional Strategies, Technology,
教
52
Media, and Materials)
媒 (Utilize
Technology, Media, and Materials)
於實驗教學當天，研究者將對受試者發放課後輔助學習紙 本講義以及安裝好擴增實境系統的行動載具。讓學生擁有 30 分 鐘的時間主動使用這些學習媒材進行學習。
（詳細活動流程於第三章、第二節中詳細說明）
學習者參與 (Require
learner participation)
學生擁有 30 分鐘的時間自由學習及操作。兩人共用一支手 機。若出現系統上的問題才由研究者協助解決，研究者不對受 試學生進行實際上的教學，而是讓學生自主學習本研究欲學生 習得之學習目標。
評估(Evaluate)
評估的部分於研究流程中的後測中施行，將了解學生之「學 經過縝密的信度及效度檢測，信度 Cronbach’s α 值達到.836，大於專家建議值.7。
而效度的部分則是經過多位專家進行效度檢測，有其檢測效力。測驗卷使用授權 書見附錄六。
53
54
「喜歡探討」、「發現樂趣」、「細心切實」三個構面所組成。
(1) 實施過程
科學態度量表施測過程採用團體施測的方式，施測時間預計為 30 分鐘。於擴 增時境輔助學習過後填寫，施測者為研究者本人。
(2) 評分方式
本測驗計分方式將試題答案分別為「非常同意」、「同意」、「沒意見」、「不同意」、
「非常不同意」紀錄分數，給分對應為 5、4、3、2、1 分；而反向題則對應為 1、
2、3、4、5 分，所有試題總分，即為受試者科學態度之分數，如下表 16：
表 16
「科學態度」反向題之分配
向度名稱 題號 反向題 總計
喜歡探就 1、2、3、4、5、6、
7 5、6 7
發現樂趣 8、9、10、11、12、
13 12 6
細心切實 14、15、16、17、
18、19、20、21 8
總題數 3 21
五、學習成就測驗卷
為了解實驗組在經過擴增實境的課後輔助學習系統來輔助學習之後，對於生 物科「細胞與染色體」的學習成就上的改變情況為何，本研究以實驗活動中所設
55
定的學習目標編製共 15 題作為試卷的命題，其中三題需要學生之空間概念來進行 學習成效檢測。編製領域為七年級生物科下學期「細胞的分裂」及「基因與染色 體」兩個教學片段。題目將以四選一單選題為主要測驗題型，藉此了解學習者的 學習成就。
在試卷的編製過程中，經過兩名國小自然科任老師及指導教授討論後，即針 對專家提出之專家建議，對於試題內容及題目敘述、用詞等加以修正，以符合受 試者可以負擔之難易程度及測驗範圍。同時，試題內容的正確性也經由相關領域 之專家檢視，避免出現題幹與選項無法配對之情況。「學習成就測驗卷」分為前測 試題及後測試題，兩者內容相同。詳細測驗內容收錄於附錄二。
六、科學信心與興趣問卷
此外，本研究亦參考吳承諺（2013）在「以 Google Maps 為基礎之植物協作式 行動知識社群平台」研究中的「學習態度問卷」進行修改及編製，主要用於測量 學習者在實驗活動前後對於生物科「人類細胞與染色體」的學習態度改變。在問 卷構面的設計上，主要分為「信心」、「興趣」兩大構面上。本研究此三個構面發 展成本研究之科學信心與興趣問卷。「科學信心與興趣量表」採李克特（Likert）
五點量表形式設計，其以「非常同意」、「同意」、「沒意見」、「不同意」、「非常不 同意」等五點尺度用來測量學習者對於問題的同意程度，最後加總分數越高者，
表示對科學學習越具信心與興趣；反之，分數越低者，表示學習信心與興趣越沒 有提升。本量表的題目以「信心」、「興趣」兩個構面所組成，試題反向題之分配 表如表 17 所示：
56
表 17
科學信心與興趣問卷反向題之分配
向度名稱 題號 反向題 總計
科學興趣 1、2、3、4、5、6 4、6 6 科學信心 7、8、9、10、11、12 9 6
總題數 3 12
七、擴增實境輔助學習系統未來使用意願問卷
此外，本研究亦參考余鑑、于俊傑、鄭宇珊、張文卿（2012）在「有關台灣 旅遊業在行動學習的使用意願之研究」進行修改及編製，主要用於測量學習者在 實驗活動後對於本研究所開發之「擴增實境輔助學習系統」的未來使用意願。在 問卷構面的設計上，主要分為「績效期望」、「科技易用」、「群體影響」、「使用意 願」四大構面上。而此四個構面之操作型定義如下表 17。本研究以此四個構面發 展成本研究之擴增實境輔助學習系統未來使用意願問卷。「擴增實境輔助學習系統 使用意願問卷」採李克特（Likert）五點量表形式設計，其以「非常同意」、「同意」、
「沒意見」、「不同意」、「非常不同意」等五點尺度用來測量學習者對於問題的同 意程度，最後加總分數越高者，表示對本研究之系統未來使用意願越高；反之，
分數越低者，表示對本系統使用意願較低。本量表的題目以「績效期望」、「科技 易用」、「群體影響」、「使用意願」四個構面所組成，而問卷個題目編製如下表 18：
表 18
使用意願問卷操作型定義
向度 操作型定義
績效期望 國中七年級生相信使用本研究之輔助學習系統將帶來的學習成效 科技易用 國中七年級生相信認為智慧型手機操作的容易程度
群體影響
國中七年級生相信知覺重要關係人認為其應使用智慧型手機輔助學 習的程度
57
58
15 我會想推薦別人使用本研究所製作的輔助學習系統學習。
16 我在使用本研究的輔助學習系統過程中，對提供的資訊感到 滿意。
17 整體上，我對於本研究輔助學習系統所提供的資訊感到滿 意。
總題數 17
八、問卷信度檢測
本研究問卷於信度部分採用 Cronbach’s α 來檢定細胞與染色體學習成效、科學 態度問卷、科學興趣及信心問卷和未來使用意願問卷的可靠程度，四份問卷皆經 過信度檢定，Nunnally(1978) 認為 Cronbach’s α 值應大於 0.7 為接受水準，由下表 20 可知，科學態度問卷共 21 題，Cronbach’s α=0.892，高於 0.7，檢定係屬於高信 度問卷；科學興趣及信心問卷的部分，共 12 題，Cronbach’s α=0.811，高於 0.7，
檢定係數亦屬高信度之試卷；第三部分為未來使用意願之信度檢定，問卷共 17 題，
Cronbach’s α 值為 0.924，高於專家建議之 0.7，故屬於高信度；第四部分為學習成 效試卷，Cronbach’s α=0.776，雖較前三分問卷偏低，但仍高於一般專家建議值上 可接受之 0.7，係屬於高信度問卷，故本研究之問卷及測驗卷接受到信度檢測，並 整體檢測程度為具有高信度之問卷編製。
表 20
測驗卷及問卷整體信度分析結果
試卷名稱
可信度統計量
Cronbach’s Alpha 值 項目個數
科學態度問卷 .892 21
科學信心及興趣問卷 .811 12 未來使用意願問卷 .924 17 生物學習成效試卷 .776 15
59