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第一章 緒論
第一節 研究背景
教育與學習的方式不斷地在改變，由於技術不斷進步、散佈，幾乎對每 一方面的生活方式都有所影響，其中對於教育的改變尤其明顯。近年來，數 位學習在國際上的發展非常迅速，英國經濟學人（EIU，2008）調查發現數 位學習能夠幫助提升國家整體競爭力與縮短數位落差，其研究報告表示”科技 創新將持續改變學生學習與教授教學的方式，同時也將在世界各大學爭奪最 好、最聰明的頭腦之時成為一項重大的差異”，數位學習結合更完善的課程與 技術，將有助於讓學生確保有充分的準備來面對各種考驗，因此世界各國皆 在此投下不少資金，莫不將此視為知識經濟時代的關鍵競爭策略。當數位學 習的風氣席捲全球，在全球教育市場開放及國際化的情況之下，如何讓學習 者得以接觸與獲得更多學習機會，也將讓全球各個國家政府與學校面臨更多 的考驗，也迫使著教育應及早改變來面對這龐大的競爭及壓力，因此本研究 希望對數位學習如何創新來進行探究。
數位落差（Digital Divide），通常被認為是一種資訊擁有者與資訊欠缺者 之間，由於資通訊科技的使用與否，造成雙方在財富、資訊等獲取方面產生 差距的現象（NTIA,1998）。或是由於不同社會經濟地位的個體、家庭、企業 和地區，接近資通訊科技和使用網際網路從事各項活動的機會上之差距
（OECD,2001）。所以數位落差不僅是指人們實際接觸電腦與網路的機會，同 時也包含使用資通訊科技去獲取附加資源的差距之一種現象（Mark，2004）。
數位落差的現象可劃分為兩個層次，第一層是解釋、處理人們接近並取得電 腦和網路的落差問題，第二層則著重於描述新科技的使用者現象 （Sylvia &
Marc，2005）。我們能夠發現數位落差已不僅是擁有資通訊科技設備與否所 引起，因為光有硬體但若無法取得知識，仍然會出現資訊擁有程度高低不同 的差距。
現有之數位學習，皆為了提供現代人更方便的學習途徑以提升學習效果，
或是解決實體環境所會遭遇到的問題，諸如師資、預算等，因此也間接地在 某些方面能夠改善城鄉的數位落差，當科技演進速度變快、設備發展越趨精 良，因而出現了嶄新的學習方式：無所不在的學習（Ubiquitous Learning），
它是一種能讓學習者與環境進行雙向互動的數位學習，與傳統上只能單向接 受資訊的方式不同，除了更豐富的課程內容及更多樣的喜好選擇之外，也兼 具了行動學習的優點，足以堪稱為下一世代數位學習的典範，漸漸地能感受 到其影響已經開始出現。
本研究所探討之系統架構，目的是希望在未來網路基礎建設更廣泛地設 置且普及之下（如：光纖、3.5G、LTE 或是 WIMAX 等高速頻寬的無線網路 技術），透過一個共通的系統帄台散播「教育資訊」，讓學習資源較缺乏或是
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地理位置偏遠的區域之學習者，也能同樣地擁有接受教育與訓練學習的機會，
並提供任何地方都可以取用的數位學習資源，創造帄等的學習起跑點以縮減 數位落差。
第二節 研究動機
傳統上，因為沒有從環境中獲取額外資訊的方法，譬如物體或是場所，
所以學者認為，我們想獨自從日常生活的環境裡進行學習是非常困難的事情
（Weiser，1991）。單就個人所能看到的物體及其外表，或是聽覺、嗅覺、觸 覺等感官所能接受到的資訊之外，並不能得到除此之外其它更深度的知識，
所以這樣子的學習是有斷層的，無法接續過往人類所累積、研究、彙整的知 識，可是即便能夠隨身擁有一本百科全書，想要查找出正確且相關的部分，
在沒有指導者的情況下，也必頇花費許多時間。但是目前我們觀察到最近的 研究發展中，無所不在的運算（Ubiquitous Computing）這項技術已經可以讓 我們能從周遭的生活環境中取得資料做為學習的用途（Sakamura &
Koshizuka，2005）。其實許多創新的電腦應用概念，早已經出現在十幾年前 的研究當中，現今真正能夠實現的原因，則頇歸功於技術快速地演變與改進，
如：完善的無線通訊、開放式的網路、逐增的計算能力、改良之電池技術的 出現和彈性的軟體架構。在未來五至十年，無所不在的運算技術將會逐漸成 熟，並將面臨必定要發展無所不在的服務之挑戰，從基本概念轉移到頇整合 現有的運算基礎設施和建置創新型大眾廣泛的大規模應用，這些概念將會持 續促使運算再次演變（Lyytinen & Yoo，2002）。
無所不在的運算是資訊科技的一項新趨勢，我們嵌入了大量的微型電腦
（Tiny Computer）到日常生活中的一部分物件中，特別的是這些電腦都配備 有感應器或執行器，能與我們生活的環境互動，並具有通訊的功能讓他們可 互換彼此資料（Sakamura & Koshizuka，2005）。當技術已經不是困住數位學 習之教學型態改變的問題，那麼轉變的時機便已悄然出現，本研究探討的就 是將無所不在的運算及數位學習作結合所發展出的一種創新的數位學習：無 所不在的學習（Ubiquitous Learning），這項創新概念能實現數位學習之推廣 與改善，是否確實能夠創造出新的數位學習架構，即以此研究之結果來進行 初步的探討。
第三節 研究目的
現有對於無所不在的學習所進行的研究，有諸多研究方向及種類，大致 分為幾項：技術研發、特性歸納、學習應用等，或是在單一特殊情境下的系 統建置，最普遍可見之無所不在的學習系統，是藉由將微型裝置嵌入到周遭 環境的物體中，再以手持裝置讀取標籤內存資訊作為一種學習的方式，通常
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只有在學習者移動到不同環境，因周遭環境中的物件改變，系統所能夠讀取 的資訊才能更換，諸如此類之情境化的學習方式。但系統常會有資訊量不足、
無法擴充、效能不佳，或是應該在某些課程中需有老師陪同教導，否則學習 者無法理解資訊傳達的含意等等問題。
因此，本研究有感目前尚缺乏一個整體性的系統架構之設計，以藉作為 發展無所不在的學習之基本框架，所以首先整理目前各研究者之共同擁有之 優點與精良處，並加以考量學習理論及實際發展之必要需求。同時結合新型 技術以提高實作可能性，也考慮到未來發展之廣度，歸納各種技術的必要性 之後，所設計出的一個系統架構藍圖，期許能將此推廣為一可為國際共通的 發展基礎標準。本研究提出的系統架構，主要是以無所不在的運算技術為基 礎，結合採用 RFID 及雲端運算（Cloud Computing）兩種技術，設計出一套 無所不在的學習系統（ULS；Ubiquitous Learning System）帄台，簡稱為 ULSR
（Ubiquitous Learning System based on RFID）。
第四節 研究流程
本研究依循之流程，如下圖 1 所示，首先針對主題蒐集相關資料與文獻，
特別是現有國內研究及國外近年發展的研究；透過國內研究了解相關領域近 況及應用後，對於全球發展無所不在的學習之研究，從最初發展至今大約近 十年來的文獻逐一整理，以便更清楚自身研究的方向和深入接觸技術面；了 解現行國內外的無所不在學習系統的現況與發展後，從各家研究所給予之未 來研究方向與建議中找出可行之研究目的，開始規劃結合新技術將現有之系 統功能加以延伸的想法，並且多方分析各種適合之技術的可行性，最後再加 以評估技術的難易度與實踐性；接著便著手設計本研究以雲端支援架構來建 構一個用 RFID 做為基礎技術實現個人化無所不在學習系統，並以雛型開發 系統的方式進行系統建置，最後針對各種適用情境做模擬之測詴，以及和過 去同類型研究的無所不在學習系統做一詳細之比較。
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圖 1：研究流程圖
情境模擬與系統比較 發展系統雛型
系統設計 評估技術與適用情況 分析可行性與規劃架構
整理文獻 收集資料
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