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本研究所使用的教學工具是一種因應科學教育多元的戶外教育場域創意 設計,有別於傳統戶外解說課程,此設計讓學習者可以運用資訊科技融入科學 教育的教學工具使用,並以系統性思考取向社區公園學習地圖,以學校周圍的 社區公園資源—台南市巴克禮紀念公園為研究設計之場域,並以五大科學主題 課程來進行規劃,其學習路徑依實際社區公園位置來製作相對應的學習地圖,

地圖上之景點圖案為擴增實境(AR)之媒介,利用具解碼AR功能的行動裝置,

可以直覺的讀取想要學習的景點圖案,透過網路連結到具有影音及 3D 之數位 資訊平台。本研究除發展 AREOLEST 的戶外科學教育課程外,並探討該課程 對高年級學生的介入效益,包括對其學習成就及學習風格的探討,以及課程內 容的認知負荷情形,最後輔以學習後滿意度調查,進一步了解實驗組學生對 AREOLEST 的戶外科學教育課程的整體意見及看法,並對結果進行分析及討論。

本章依據研究目的、研究問題及研究結果歸納出以下的結論,並提出研究過程 中的困境、因應策略及教學者回饋,作為後續研究的建議,以供參考。

一、結論

本研究根據第二章的文獻探討,規劃設計 AREOLEST 的戶外科學教育課程,

並經過教學介入,利用研究者自編的 AREOLEST 成就測驗評估整體教學介入成 效,以下根據第四章的研究結果提出本研究的研究結論。

(一)AREOLEST 有助國小高年級學生在戶外場域進行科學教育 學習

在本研究之 AREOLEST 的戶外科學教育課程發展過程中,系統性思考取 向的學習地圖的使用提供了空間信息的視角並直接體驗導航,地圖使用和思考 可以幫助學生獲得抽象的空間概念及多個位置之間的多個空間的關聯性(Uttal, 2000; Heft, 2013),且根據 Campbell & Reece (2003)的研究發現學習者所接 收的資訊有 80%是透過視覺,此具體圖像及文意會被傳遞到語言聯合區域,易 於了解資訊的意義。這種圖像訊息處理學習者會儲於腦中,可以將真實體驗及 學習內容構成為一儲存單位,當學習者對正在學習的內容討論互動時,會增進 相互交流(Kao, Tsai, Liu, & Yang, 2016),圖像的教學具有增進學習者之認知、

語言及生活經驗的發展能力,也會增進學習樂趣及創造力(Zipke, 2017)。以下 討論為學生在使用 AREOLEST 在戶外場域進行科學教育學習的影響情形:

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1.AREOLEST 具有正向的學習成效

本研究透過學生在研究者自編的 AREOLEST 成就測驗得分進行資料統計與 分析,以單因子共變數做分析,結果顯示實驗組學生在參與 AREOLEST 的戶外 科學教育課程後,其在 AREOLEST 成就測驗的表現具有正向提升,且實驗組的 表現顯著高於控制組,可見 AREOLEST 的戶外科學教育課程對學生具有正向的 學習成效。研究中所設計的資訊科技融入「系統性思考取向社區公園學習地圖」, 以系統性思考把五個科學教育主題課程內容融入地圖中進行學習路徑規劃,並利 用圖像的教學結合到地圖的場域資源中來設計,分成第一層及第二層的圖文學習 內容設置,依戶外上課的學習內容走到地圖中的景點,除對應實際情境的地理特 徵外,可從第一層的及學習內容學習之後,再打開第二層的圖文深入學習,地圖 中有配合課程安排 AR 的生物 3D 圖及連結到自行製作的學習影片(放置在 YouTube 資訊平台),此 AREOLEST 的設計,對戶外科學教育課程學習是有具體 成效的。

2. AREOLEST 適合不同學習風格學生學習

學生在學習過程中各有自己獨特處理刺激、信息、認識及理解的方式,Kolb

&Kolb(2003)認為學習型態的內涵為學習型態會因學習者在學習過程中而有所 差異,當學習情境有所差異時,學習者的喜好方式會有差異,對其學習成效有所 影響,所以,若學習者善於某一學習風格,表示其能在合適的領域中發揮,本研 究課程設計的實施必須要考量學習者的學習風格,並與其學習成效的差異來分析 課程設計的精進策略。

本研究透過學生在研究者自編的「學習風格量表」得分進行資料統計與分析,

以單因子共變數做分析,結果顯示不同學習風格學生在參與 AREOLEST 的戶外 科學教育課程後,其在研究者自編的 AREOLEST 成就測驗得分並無顯著差異,

表示不同學習風格學生並不會影響在 AREOLEST 的戶外科學教育課程的表現,

此結果也表明 AREOLEST 適合不同學習風格的學習者使用。

3.AREOLEST 課程設計認知負荷程度低

本研究透過學生在研究者自編的「認知負荷量表」得分進行資料統計與分析,

以單因子共變數做分析,結果顯示不同組別學生在心智負荷、心理負荷及總負荷 的考驗結果皆未達顯著。表示不同實驗處理對兩組學生所產生的的認知負荷程度 皆不具有差異,此也表明整個活動對於 AREOLEST 的操作過程、步驟、指令、

解釋及所花費的精神,二組是無差異的,新穎的戶外探索學習方式與傳統的學習

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方式並無差異,此結果與許多學習者指出在使用數位教材時,由於可以增進對學 習 內 容 的 理 解 程 度 , 從 而 減 少 認 知 負 荷 及 改 善 他 們 的 學 習 有 相 同 的 結 果

(Abeysekera & Dawson, 2015; Hwang, Lai, & Wang, 2015),故 AREOLEST 是有 利於學生進行戶外科學教育學習。

(二)學生對 AREOLEST 持正向的整體滿意度

學生以 AREOLEST 戶外科學教育課程進行學習後之滿意度調查,結果表示 約有九成以上的學生對課程的學習呈正向態度,普遍上學生在接受 AREOLEST 新的學習方式,大部分學生認為:

1. 系統性思考取向社區公園學習地圖有助於提升自我學習。

2. 系統性思考取向課程主題學習內容有助於提升理解。

3. 利用工具與戶外環境互動有助於交流合作。

此結果表明本研究所使用因應科學教育多元的戶外教育場域創意設計--AREOLEST,利用系統性思考取向社區公園學習地圖來進行戶外科學教育的課 程教學,實施流程順暢,學生皆反應良好。五大科學教育主題課程能學習地圖產 生關聯性,地圖上之景點圖案為擴增實境(AR)之媒介,利用具解碼AR功能的 行動裝置,可以直覺的讀取想要學習的景點圖案,透過網路連結到具有影音及 3D 之數位資訊平台,學生表明此新穎有趣的設計可以增進其理解,對學習很有幫助。

在戶外環境場域探索活動中可以操作許多儀器設備,在環境場域能提供適合的 教材或資訊,有不同難度及挑戰性的活動相當有趣,並可以跟其他人有彼此交 流合作的機會。此結果也解決在許多實證研究發現如何將科學教育運用在學生 生活中的實際情境緊密的結合而不脫節的問題,同時也解決學生在學校科學教 育學習動機低落及對學科學習興趣不高、缺乏深刻理解、無法使用學校知識及 對學校相關學習的整體冷漠的常見問題,也符應戶外教育可以讓學生實地考察 並提升其認知優勢,因該場域(或戶外環境)提供了現實生活或世界的情境化 的學習場景,同時也是學生可獲得和建立生活中的技能及享受學習的地方之觀 點。故 AREOLEST 利用戶外教育場域的資源來和課堂內學習的科學教育結合,

可以有效改善學生對科學教育的學習及增進動機,學生不僅喜歡這次的戶外科 學教育探索課程,也期待未來能多參與這樣的學習方式。

(三)AREOLEST 符合數位學習潮流,增進與戶外環境的互動性

學生以 AREOLEST 戶外科學教育課程進行學習後之滿意度調查,結果中發 現表有九成以上的學生對課程中所使用的數位工具進行學習表示有趣及滿意,能 與社區公園學習環境互動,更能與人合作交流。此結果和許多學者在科學教育中

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使用行動載具和探究等方式,可以增進課室現場教學和學習的表現一樣(Cheng

&Tsai, 2013; Duh & Klopfer, 2013; Kamarainen 等, 2013),此外,有學者認為學生 在數位學習環境內學習會影響認知處理的效能(Huang, 2011),教材內容若以 圖片、圖形、視頻及模擬的動態媒體等多媒體來設計,其認知負荷會降低,並提 升其學習動機(Clark, & Mayer, 2016),本研究在考慮認知負荷課程設計情形下,

與傳統戶外科學教育的學習方式是沒有顯著差異的,故 AREOLEST 是有利於學 生進行戶外科學教育學習,此結果與許多學習者指出在使用數位教材時,由於可 以增進對學習內容的理解程度,故可以減少認知負荷,從而改善他們的學習有相 同的結果(Abeysekera & Dawson, 2015; Hwang, Lai, & Wang, 2015),Zheng, McAlack, Wilmes, Kohler-Evans, & Williamson (2009)指出在降低認知負荷設計上,

互動式的數位環境較非互動式來的較好,本研究 AREOLEST 的戶外科學教育課 程設計也是一種互動的方式進行設計,所以也並未對學生產生太大的負荷程度,

因設計中利用基於圖像的擴增實境(AR)使用基於標記的物理對象跟踪,基於 圖像的增強現實環境由真實環境和虛擬場景組成,虛擬場景在真實環境的環境中 呈現。由學習者利用手持行動裝置及安裝好的的擴增實境(AR)App 軟體,掃 描和真實學習場域的相對應學習地圖位置中和真實環境中的真實對象圖像,使用 圖像處理和計算機視覺技術自動追踪,虛擬場景由虛擬對象和真實對象的虛擬表 示組成存在於現實環境中,虛擬對象和真實對象的虛擬表示覆蓋在真實環境的捕

因設計中利用基於圖像的擴增實境(AR)使用基於標記的物理對象跟踪,基於 圖像的增強現實環境由真實環境和虛擬場景組成,虛擬場景在真實環境的環境中 呈現。由學習者利用手持行動裝置及安裝好的的擴增實境(AR)App 軟體,掃 描和真實學習場域的相對應學習地圖位置中和真實環境中的真實對象圖像,使用 圖像處理和計算機視覺技術自動追踪,虛擬場景由虛擬對象和真實對象的虛擬表 示組成存在於現實環境中,虛擬對象和真實對象的虛擬表示覆蓋在真實環境的捕