系統規劃

本章節對系統設計之需求分析、系統功能架構與擴增實境功能規劃，分別描述 如下。

壹、系統設計之需求分析

為進行系統功能之規劃，研究者首先針對文獻上運用於幾何教學的困難進行探 討，並收集兩位教師在利用實體教具教授國小幾何單元時，常遭遇之問題做為系統 需求之參考依據，最後歸納出系統設計之需求如下兩點。

一、 傳統教材不便性

一般傳統的實體教材，多是由教科書廠商提供或教師自行製作，由於模型數量 有限、攜帶不便、容易損壞、擴充性不佳，以及製作成本高等原因，導致實體教具 的發展性不足。若能利用帄板電腦搭配擴增實境技術，只需要低成本的圖卡配合帄 板電腦操作使用，讓學習者能藉此跟圖卡進行互動，並擴增出 3D 模型呈現給予學生 進行觀察。又因為帄板電腦攜帶方便、3D 模型能讓教材設計者自行擴充、虛擬模型 無損性，且省去實體教材製作時間，只需要低成本的擴增實境圖卡，即排除了實體 教具目前所遭遇之困難。

另外，研究者與幾位使用者討論過後，為了使系統更方便使用，設計讓學習者 能自由切換立體圖、透視圖與骨架圖之功能，藉此方式觀察與比較長方體與正方體 之組成要素與特性，提高了學習效率與方便使用性。

二、 動態幾何軟體未具有與實體互動的特點

參、擴增實境功能規劃

一、「長方體與正方體」功能規則

本功能之目的是希望以擴增實境呈現虛擬立體圖，讓學習者能自由操弄與切換 不同圖案的 3D 立體圖形，藉此幫助學習者學習長方體與正方體之組成要素。

學習者利用擴增實境系統掃描長方體與正方體圖卡（如圖 4-2），預設顯示 3D 立體模型（如圖 4-3），並顯示各頂點之編號，讓學生觀察長方體與正立方體的立體 模型，接著學習者可點選透視圖之按鈕，系統將呈現長方體與正方體之 3D 透視模型

（如圖 4-4），點選骨架圖之按鈕，呈現 3D 立體骨架圖模型（如圖 4-5）。學習者 能旋轉及操弄圖卡，並能快速切換三種立體模型來觀察長方體與正方體。

圖 4-2 正方體與長方體圖卡

圖 4-3 正方體與長方體立體模型

圖 4-4 3D 立體透視圖模型

圖 4-5 3D 立體骨架圖模型 二、「正立方體展開圖」功能規則

本功能之目的是希望以擴增實境搭配圖卡的方式，讓學習者自由探索正立方體 展開圖的各種組合樣式，並在正確展開圖拼湊後呈現對應之摺合動畫，藉此幫助學 習者了解正立方體展開圖之摺合過程，以及展開圖各面之對應關係。

學習者透過系統掃描辨識圖卡，並利用六張展開圖圖卡在拼湊板上自由拼湊正 立方體展開圖（如圖 4-6），成功掃描並感應後，每個圖卡將在螢幕上呈現不同英文 字母（如圖 4-7），若拼湊之展開圖正確，則系統將在螢幕上呈現對應之展開圖摺合 動畫（如圖 4-8），其中動畫的摺合過程如圖 4-8 (a) (b) (c) (d) (e) 依順序所示。藉此 能讓學習者瞭解展開圖摺合成正立方體之過程，而學習者也能觀察各展開圖卡所呈

圖 4-6 拼湊板、辨識圖卡與展開圖圖卡

圖 4-7 3D 立體骨架圖

圖 4-8 展開圖動畫

圖 4-8 (a) 圖 4-8 (b)

圖 4-8 (c) 圖 4-8 (d)

圖 4-8 (e)