緒論

第一章 緒論

第一節 研究背景與動機

九年一貫的生活與自然科技學習領域（http://teach.eje.edu.tw）強調學 生認識動、植物以及自然景觀生態的重要性，並指出藉由觀察自然現象使學生對 於自然科學有基本的認知，並培養學生對於自然科學的興趣及自我探索的能力，

進而養成學生終身學習的能力。戶外教學可以將學習空間由室內延伸至戶外，拓 展學生的學習視野，並提供學生實際體驗的機會。Rivkin（1997）認為當學生處 於戶外自然的環境體驗中，才能獲得直接的學習經驗，促進身體、認知和情感的 發展。使用更多感官包括眼、耳、鼻、甚至觸摸的學習經驗可以讓學生建立完整 的概念，配合適當的教學活動後將使學生在戶外教學中快樂的學習。

以往學校在實施動、植物及環境教學時，大多是在校園內的某些定點並以課 本為主的方式做為主要介紹方式，然而這種方式往往會限制學生的學習發展。是 以目前許多學校已經慢慢調整教學方式，配合戶外參觀以及安排戶外教學路線讓 學生對自然生態有更進一步的認識。而目前國內的戶外教學依舊以教師或解說員 解說為主，大多缺少合宜的教材增加學生的學習經驗，常常讓學生一味的聽講而 缺少了實際動手操作的機會，失去了戶外教學最重要的體驗機會。徐治霜（2006）

指出目前大部份的戶外教學教材還是以學習單為主，學生可以藉此複習所學並加 深印象，可是在使用時機上也應該要注意時效性，避免失去使用學習單的意義。

若能透過科技的輔助讓學生在適當的時機以及地點使用教師所設計的學習 單，則應可降低教師負擔以及增加學生學習成效。隨著科技愈趨發達和無線網路 的普及，這些新穎科技的應用研究也如火如荼的展開，其中最為人矚目的莫過於 情境感知的應用。Bill 及 Marvin(1994)最早提出情境感知這個名詞，他們認為 所謂的情境感知就是依據使用者所在的地理環境位置，透過感應器的協助給予適

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合於使用者所需要的資訊，也就是說當使用者走到任何地方都可以接收到當時位 置的相關訊息。CHEN & KOTZ(2000)指出若情境感知的應用可以根據使用者的位 置、時間、環境等情境的不同而給予適當訊息，可以大幅減少使用者操弄裝置的 時間和注意力，使用者將能夠更快速有效率的獲取資訊。情境感知最為廣泛的應 用便是根據使用者位置的不同而給予不同資訊的導覽系統，例如，Gregory(1997) 等人和 Keith(2000)等人便使用了全球定位系統(Global Positioning System，

GPS)作為定位工具，根據遊客所在位置給予不同的指引，使其能夠獲得附近相關

（Tokyo Ubiquitous Technology Project in Ginza），透過鋪設二維條碼（QR Code）標籤，RFID 以及紅外線收發器，再配合無線網路以及 GPS 定位系統，讓 遊客不論在東京室內或室外皆可透過不同的技術隨時隨地獲取道路、消費、旅 遊、公共服務等相關訊息。此計畫目前已在銀座展開實體的實驗，希望能根據此 實驗結果進行改善並推廣於全日本

(http：//www.tokyo-ubinavi.jp/index_chh.html)。行政院所提出的 U-Taiwan 計畫中也有提及情境感知的理念，諸如投入 22 億元建構 RFID 基礎環境使用電子 標籤標示物件，使得所有的民眾能隨時隨地運用創新的設備

（http://www.nici.nat.gov.tw）。

目前情境感知的應用大多用於城市導覽或博物館導覽中，除了可提升使用者 操作裝置時的便利性外，更可以增進使用者繼續參觀的動機。周立德等人(2003) 提出以紅外線定位使用者位置並主動於PDA上顯示展覽品資訊的博物館導覽系

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統，認為結合此系統以及充分的展品資訊、多媒體展現可以讓使用者獲得充分的 資訊和擁有良好的學習經驗。宋曜廷、張國恩、于文正(2006)開發出人、機、境 互動的導覽系統，認為在博物館導覽中當人與其所在位置的物品互動時，可提升 參訪者的動機和參訪時的注意力與持續力。

在這些感應地點和物品的情境感知導覽系統研究中，顯示出的優點主要為提 升使用者操作裝置的便利性、提升參觀的動機以及注意力。傳統的戶外教學中學 生對於該地動植物的了解僅止於從課本上的涉獵，且學生在觀察時不方便攜帶太 多的書本道具，有時也會因為專著的觀察而忘記填寫學習單使得教學效果大打折 扣。王書貞（2007）認為戶外教學容易遭遇四種困難，分別是課程與活動內容方 面、人員方面、一般安排方面以及設施方面。研究指出大部份的教師於戶外教學 的課程活動中，除了容易擔心對於學生知識性的教導過多，使他們缺乏第一手的 體驗與觀察之外，也容易遇到書面參考資料不足的問題。在人員方面除了親身授 課之外教師也喜歡讓當地的義工做地方特色講解，但有時義工講解方式無法吸引 學生注意，更可能與教師所進行的教學內容不符。一般安排中可能遭遇的問題則 是在戶外教學的場地中，學生不容易搜尋所需要的資料。至於設施方面則會面對 戶外解說牌設置不夠的狀況。若此時採用情境感知輔助戶外教學系統， 教師可 以事先於系統中規劃學生的學習地點，設計與課程內容相符的學習活動，再讓學 生手持系統做自主性的學習，根據系統中的學習單進行相關的戶外觀察與體驗，

則可以免除上述的四項困難點。學生所需的資料皆可由情境感知系統提供，教師 不需要再擔心資料不足或是義工講解與教學內容不符的問題，也不需要考量戶外 解說牌的不足的狀況。

本研究發展一套情境感知輔助戶外教學系統，並期望此系統可獲得教師與學 生的肯定，不僅讓學生能獲得完善的教學內容，也讓教師更易掌握學生學習狀況。

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第二節 研究目的

本研究旨在發展一套情境感知輔助學生戶外教學的學習系統，以協助國小學 生實際於室外觀察植物，其具體目的如下：

一、 發展情境感知系統輔助戶外教學。

二、 評估此系統實際應用於教學的成效。

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