研究背景與動機

在本章中，敘述本研究之將分成研究背景與動機、研究目的、名詞解釋、研 究範圍與限制、研究流程等五小節，說明本研究所要探討的主題，並就相關的範 疇進行探討論述。

第一節 研究背景與動機

一、數位學習的新浪潮

在資訊新媒體技術的求新求變之下，課室內的教學不再只是單一且線性的老 師講述，也不只有簡單的資訊融入教學，看看網路、看看影片或從電子書的學習。

我們也不難發現全球資訊網中的數位學習及網路教學平台，也成為世界各國競相 發展的重要指標之一。在教學過程中，從引起學習者的學習動機、有效的教導所 安排的教學目標以及確定學習者的學習成效，這是在教學歷程中最重要的一個環 節。因此帶領著數位學習不斷的往前邁進的因素，不是單純的只有提供給學習者 新穎、炫目的科技學習媒體，動畫、影片帶來了視聽感官上的刺激，讓學習者能 夠從多元的感官通道接收到訊息，教學者努力提升學習者的學習動機，當學習者 對於學習能因此產生學習意願時，內在的驅力則會使學習者積極探索與努力求知；

努力有回饋時，成就感便能驅使更高的興趣與意願，形成一個正向的學習循環。

科技媒體教學，營造一個有意義的學習情境，讓學習不再是平面的教與學單純的 傳遞。教學者可以藉由科技媒體的特性重新設計學習的內容、目標與活動，更能 夠因此對於個別差異的學生，給予各種不同的學習方式的設定；從學習者的個別 差異探討學習目標，學習的歷程變得更多元、更有變化也更有彈性。Alessi(1988) 提出電腦教學模擬的擬真性(Fidelity)對學習遷移的影響，對於抽象的、複雜的概 念，所提供的學習資訊除了視覺、聽覺，再加上觸覺與動覺的直接互動，學習變 得更立體化。數位學習改變了學習的路徑，讓學習者可以更快進入學習的狀態中，

無異是因為擬真的情境，使學習者對於陌生、懵懂的知識，因此建立了具體的學 習場域，縮短了知識進到學習者腦袋中，轉化到理解階段的時程。因此讓學生在 具有吸引力的學習情境之下進行學習活動，進而培養學生獨立思考的批判省思能 力，建構獨立自主的知識體系，引發更高層次的學習潛能。

二、延伸式擴增實境營造擬真互動的學習情境

虛擬實境(Virtual Reality，簡稱 VR)的技術由電腦模擬產生了一個三度空間 的虛擬世界，讓人們進入另一個新的紀元。在學習的過程裡，學習者不再只是被 動的接收情境，而是在進行更有目的、更有意義的學習活動。擴增實境(Augmented Reality，簡稱 AR)的出現，將虛擬實境帶回到真實的世界裡，許多電腦科學家都 相信，這是一種完全不同類型的科技，在使用者介面對於電腦的發展以及人類與 電腦的互動，都將有更深遠的影響。不同於虛擬實境所創造出來的一個無中生有 且不存在的世界，擴增實境則是建構在真實世界裡，提供了虛擬的資訊，增強了 與真實世界的即時互動。由於這樣的優勢與特色，知名的數位學習趨勢報告 Horizon Report (2011)，曾經在介紹未來 5 年教育和學習的未來發展趨勢時，特 別指出了擴增實境的技術在教學應用上愈來愈重要。

各種教學研究透過擴增實境的教學設計，目的希望藉此加深學生的學習印象，

相關研究指出擴增實境的學習可以提升學生的學習動機。有別於一般傳統的課室 教學現場，教師使用板書、傳統教具或是較先進的資訊融入進行教學，雖然這些 方式可以提供學生知識的傳遞，但是對於教學者、學習者以及知識這三個區塊之 間的關聯是不緊密的。學習者掌握住對於知識的了解，主導著教學的手段，然而 知識與學習者之間的距離像似隔著鴻溝，無法確定是否可以到達彼岸。擴增實境 不切斷人與真實世界的關聯性，用人的感官緊緊地依附在真實世界裡，以虛擬外 加的資訊、互動融入環境之中。教學者扮演的是促引導者、促發者、啟動者等多 元的角色，而不再是單純知識的灌輸者。而學習者與學習教材、學習環境有著更

緊密的互動性，能夠容納的創意元素更加廣泛。

在學習領域中，最需要擬真與真實感的觀測經驗莫過於自然與科技領域。而 往往因為概念抽象難以理解，加上以講述教學或部分內容不易以實驗操作，在學 習過程中產生錯誤理解，因此學習到錯誤的概念。有感於此，透過擴增實境的優 勢；突顯難以觀察到的真實情境及不易呈現的 3D 畫面，進一步的藉由擴增實境 的實驗操作與課程內容之間更即時性的互動，學習者在實驗操作時即時得到說明 的資訊，變成自動發現資訊的主動學習者；給學習者一種全新的學習方法，呈現 更多元、更豐富，進而達成更有效地學習與強化學習的成效。Hyeon-Suk(2001) 學者強調，教育運用科技不應該聚焦在科技本身技術上的精進，而是透過對教育 的運用彰顯它在教育上的價值。

在地球科學教育的學科特性，抽象的概念居多，人類無法跳脫地球到外太空 真實觀察星體的運行與規律。因此在過去的教學中，實體的球體、手電筒模擬難 以達到符合現況的真實性，加上，天體運行的規律性也不容易在短時間內觀察出 變化。教授此類單元時，得借助虛擬動畫、專業的影片或是天文教育館等專門的 館藏設備，才能讓學習者有更佳的學習效果。延伸式擴增實境的特性，藉以營造 出與真實相似的學習情境，並突破過於無法互動的體驗操作，讓學習者透過即時 性的操作觀察，螢幕上互動虛擬效果與延伸的各種訊息，符合各種感官學習通道，

以提升學生的學習成效。

三、學習風格影響學習成效

數位學習掛帥的時代裡，研發各種科技的應用與教材的設計，目的就是期望 在教學的過程中可以達成更有意義、更有學習成效的學習。然而也必須考量與評 估的是，以學習者為中心的學習方式，學習者慣用的學習習慣與學習態度，即所 謂的學習風格，在學習的過程中，學習者的學習風格會影響學習的偏好與成效。

依據吳百薰(1998)彙整國內外學習風格理論，歸納出不同的學習風格取向；也讓

我們從教學型態、教學媒體等方面去探討學習者的認知取向、策略取向、多元取 向及學習歷程等。本研究為了探討延伸式擴增實境的媒體特性，具備感官通道的 認知取向，了解在教與學的過程中，數位學習情境對於學習者的學習風格之間的 影響與學習成效。