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虛擬實境及其教育應用

Brown et al. (1989)提出了「情境認知(Situated Cognition)」概念,認為知識是 存在於情境當中,是我們日常生活、脈絡和文化的一部分,學習者必須在情境中 操作和探索,了解知識的意義,並藉由在情境中的互動取得並建構知識。

隨著資訊科技的發展,資訊融入教學是目前的教育趨勢,McLellan (1996) 則 主張虛擬實境融入情境學習是具有相當成效的學習效果。學習情境可以是真實或 是虛擬的情境,可在電腦多媒體的情境中學習。虛擬實境提供了一個互動式的虛 擬情境,可以利用視覺效果呈現抽象問題,並提供學習者主動操作及反覆練習的 機會(賴崇閔等,2009)。

Madden et al. (2020)以沉浸式虛擬實境(使用 Oculus VR 設備)讓使用者彷 彿置身於外太空的情境,學習在太陽、月球、地球不同的相對位置下月相的變化,

並與電腦模擬和實際動手操作等另外兩種教學方法進行比較。結果顯示三組受試 者的學習成效並沒有明顯的差異,但是 78%的受試者偏好使用沉浸式虛擬實境 學習。此外,在使用者不熟悉沉浸式虛擬實境且操作較為困難的情況下,都還能 有相同的學習成效,作者認為若能克服操作的困難與不熟悉,預期會達到更好的 成效。

2.4.2 虛擬野外實察

Woerner (1999)將虛擬野外實察(Virtual Field Trip, VFT)定義為「不必實際旅 行到該定點的考察」,其優點是能夠突破一些傳統實察的限制,例如對當地環境 的不熟悉、交通和時間的成本以及天候因素等,並且可以多次反覆地實察。虛擬 野外實察的活動設計應包含行前解說、活動中和事後討論等「完整的」流程,而 不應被視為是「單一的」活動。虛擬野外實察最大的價值在於配合傳統野外考察,

強化事前的準備、提升實察進行的效率和便利事後的回饋分享,讓實察活動的教

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學效果更能充分發揮 (陳哲銘,2003)。

Google 於 2015 年推出 Google Expeditions 沉浸式虛擬實境教學工具(圖 9), 使用的裝置即為Google Cardboard,此工具專為課堂和小組使用設計,老師可以 帶領學生在虛擬實境中展開身歷其境的探索之旅,比如近距離觀察歷史地標、與 鯊魚潛水共遊、甚至飛上外太空(Google, 2019b),顯示利用虛擬實境輔助野外實 察的概念為目前的趨勢。

圖 9、Google Expeditions 在手機中呈現之雙眼畫面

2.4.3 數位遊戲式學習

Van Eck (2006)指出數位遊戲式學習因三項因素引發大眾興趣,(1)前人教育 研究的支持,證實數位遊戲式學習能夠提升學生的學習動機和成效,(2)「數位原 生代」習慣處理多元的資訊、歸納和推理,喜歡頻繁快速的互動,並偏向圖像視 覺式的學習,(3)遊戲產業的流行。

而 澳 洲 ACID(Australasian CRC for Interaction Design) 所 開 發 的 Digital Songlines(DSL)數位說書計畫,將數位遊戲式學習與虛擬實境技術結合,應用於 原住民族的文化資產保存與傳承。由於原住民族的知識和文化是透過口述、藝術、

舞蹈和祭典等方式傳承,因此這項計畫連結了原住民族對於土地的精神和文化,

開發一個包含口述歷史和神話故事的虛擬地景,並模擬了部落的地形、動植物景

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觀、聲音、天氣等等(圖 10),讓原住民族的社群可以在 3D 的遊戲環境內建造屬 於自己的虛擬文化景觀,計畫所開發的工具包(Toolkit)方便原住民族文化知識的 蒐集、教育和分享(Wyeld et al., 2007)。

圖 10、澳洲數位說書計畫之虛擬原住民族地景(Wyeld et al., 2007)

國內也曾有融合原住民族傳統知識與虛擬實境的相關研究,如楊懷恩 (2015) 開發一個太魯閣族狩獵遊戲「比哨的獵人學校」(圖 11),透過3D 虛擬實境模擬 狩獵的場景與活動,喚起原住民族學生對於傳統生態知識的好奇與興趣,進而提 升對狩獵文化的認知與態度。為讓虛擬環境達到仿真效果,研究者事先由耆老帶 領實地進行狩獵體驗,記錄家屋、場景、傳統服飾、獵具等等。虛擬實境的建置 則是應用Autodesk 3ds Max 製作 3D 動畫,以 Unity 建置場景和設計互動行為。

其研究結果顯示虛擬狩獵遊戲輔助學習傳統狩獵文化具有相當成效。

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圖 11、太魯閣族狩獵遊戲「比哨的獵人學校」遊戲畫面(楊懷恩,2015)

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