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本節主要探討的內容有三:虛擬實境與數位遊戲式學習、虛擬實境與情境 學習理論,以及虛擬實境與數位遊戲式學習的應用。

一、虛擬實境與數位遊戲式學習

數位遊戲式學習(digital game-based learning, DGBL)是指學習者利用電腦 遊戲進行學習,學習者在遊戲的過程中,透過解決模擬的問題,學習如何克服 挑戰或和其他學習者競爭,以便提高學習動機或學習成效(王維聰、王建喬,

2011)。Prensky(2001)指出現在的年輕人在 21 歲前累計花在電腦遊戲上的時間 高達 10,000 小時,他們較習慣於分散注意力、多工、平行處理、吸收資訊、 公司開發教育用遊戲;3. 結合商業現成的遊戲(commercial off-the-shelf, COTS) 到教室,其中前兩類由於成本較高較不易廣泛實施,COTS 的遊戲融入教學較 符合成本效益。

數位遊戲式學習若要達成培養學習者解決真實世界問題的能力,則在眾多 的遊戲類別中,模擬類遊戲藉由電腦模擬真實世界中的環境,提供玩家一個類 似現實生活中可能發生的情境,最有助問題解決能力的培養。電腦模擬遊戲需 借助虛擬實境(virtual reality, VR)技術來開發,虛擬實境為電腦利用電腦繪圖或 影像合成技術並結合聲音處理所模擬建構的虛擬環境。此虛擬環境中之任何物

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件可為人們所熟悉的周遭事物,甚至是無法肉眼所見,或是虛幻想像的空間。

使用者可以透過頭盔顯示器(HMD)、資料手套等設備,在虛擬環境中自由探 索,並且控制或觸及物件;在此同時,虛擬實境系統將根據使用者的各種本能 的直覺與肌力運動,透過設備的感應器接收訊息並傳至系統中作運算處理,以 即時的3D 模型、位置追蹤及立體的視覺及聽覺等技術充份模擬人類的感知,

讓使用者從中獲得真實的體驗(Shukla et al., 1996)。

Burdea (1993)以虛擬實境(Virtual Reality, VR)功能特性提出了金三角概 念,包含互動性(Interaction)、沉浸性(Immersion)、及想像性(Imagination)的電 腦影像合成技術(圖 7),其目的是藉此產生 3D 擬真的虛擬世界。Kalawsky (1993)則指出虛擬實境是利用電腦模擬出三維的虛擬空間,而電腦在此空間中 提供了視覺、聽覺、觸覺等感官模擬,藉由這些模擬,讓使用者更有親臨實境 之感。另外,Wilson (1999)亦認為虛擬實境是讓使用者可以從任何角度去觀察 電腦科技建構出來的三維立體世界,且能與虛擬世界中的物件做適當的互動。

虛擬實境所包含的技術與應用層面相當廣博,舉凡教育訓練、醫學、設計、商 業、軍事、娛樂、太空、簡報、藝術、監控、科學視覺化、聽覺評估、刑事調 查、網路應用等等,對人類生活造成的影響與日俱增(蔡元芳、黃姿榕、鄭于 綸,2008)。

圖7 VR 的金三角概念 資料來源:Burdea, 1993

二、虛擬實境與情境學習理論

Brown, Collins & Duguid (1989)提出「情境認知(situated cognition)」這個名 詞,他們認為知識存在於學習的情境脈絡(context)及學習活動之中,學習者必 須主動與情境進行互動而取得知識的脈絡,並從此脈絡中建構出屬於自己的知 識。因此,Brown et al. (1989)指出,學習的情境為真實的情境而非抽象式的符 號邏輯環境,學習者必須處於實際的情境來學習知識技能。此外,虛擬實境系 統的高互動性,能夠讓情境學習理念之合理邊際參與的作中學和學徒制教學理 念,得到充分的發揮作用(梁朝雲、張弘毅,1998;邱貴發,1996)。

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梁朝雲和張弘毅(1998)認為虛擬實境與情境學習是相輔相成的應用,

McLellan (1994)亦主張對虛擬實境融入情境學習是具有相當成效的學習效 果。知識是存在於情境之中,學習者必須在學習的情境中,透過對學習教材的 用將產生莫大的限制。因此,McLellan (1994)則對情境學習提出不同的見解,

他認為學習情境可以是真實或是虛擬的情境,學習者可在電腦多媒體所產生的 (Anchored Instruction)(黃永和,2009)。而為了實踐情境教學,教師可從教學 內容、教學策略、學習環境及學習評量等面向,去設計一個情境學習的教學計 畫,以幫助學習者學到足以運用在類似情境中的活用知識(林玫紅,2000;蔡 錫濤、楊美雪,1996)。尤以認知學徒制來看,Collins et al. (1989)為認知學徒 制建立理想的情境架構,其中學習內容分為領域知識、捷思策略、控制策略和 學習策略,而現今學校教育較缺乏領域知識以外的其他教學策略,因此Collins 等人認為在設計情境學習腳本的內容上因更加著重於這些概念,凸顯其情境教 學的學習成效。

三、虛擬實境與數位遊戲式學習的應用

從虛擬實境與數位遊戲式學習的結合應用探討,發現國內外應用3D 遊戲 編輯引擎Second Life 的教育研究相當豐富,國內亦有許多 Second Life 的教育 應用(張庭嬡,2008;Wu, 2009;楊鎮華,2009;鄭琇仁、戰紅、陳慶萱,2010;

陳慶萱,2011;陳亮光、林文韵,2011),正利用科技技術改變現有的教育型 態。另一方面,Anderson et al. (2009)與陳泰穎(2011)亦發現,對於虛擬文化 資產的應用,VR 融入嚴肅遊戲(Serious Game)的研究近年也日漸增長。

Second Life 國內的教育應用主要分為華語教學、探究式教學與虛擬校園等。 澳洲The Australasian Cooperative Research Centre for Interaction Design (ACID) 所贊助開發的Digital Songlines 數位說書計畫(digital storytelling project)(圖 8)。這個計畫結合大學、民間公司和數個原住民團體來建置澳洲原住民文化的 虛擬實境,讓原住民生活的自然、人文景觀和口述歷史可以透過3D 的虛擬實 境遊戲平台,被收集、管理和分享,遊戲中環境的部分採用遊戲引擎Torgue 3D 進行開發,所有地形、動植物景觀、部落建築皆仿真製作,而計畫核心工具是

「數位工具包」(digital toolkit),可讓原住民部落居民參與創建自己的虛擬文化景 觀,並記錄具文化資產價值的口傳故事。此外,此工具包亦可作為討論平台,

方便各權益關係團體討論原住民永續發展議題,如土地利用、水資源利用和未 來發展(Wyeld et al., 2007; Leavy et al., 2008)。

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圖 8 Digital Songline 計畫的虛擬實境遊戲介面 資料來源:修改自Leavy et al., 2007

四、小結

本研究回顧了傳統生態知識的保存與教育、太魯閣族狩獵文化相關研究,

以及數位遊戲式學習與虛擬實境遊戲的理論及應用等,聚焦了回應研究問題的 核心目的。從傳統知識保存來看,太魯閣族的狩獵文化雖有豐富的知識系統調 查研究,但目前較缺乏獵人學校或是傳統文化教育的推動,在文化傳承上仍是 無法永續的珍貴知識。另一方面,從VR 的應用來看,雖然澳洲 Digital Songline 計畫與本研究在技術上的核心目的接近,但並無傳統生態知識系統框架與教育 相關理論輔助使其具有教育價值,而國內外雖有許多VR 的應用,反而鮮少有 兼具傳統生態知識與教育的相關應用。因此本研究對此將傳統生態知識、VR 技術與情境學習理論相結合,試著透過3D 技術建置虛擬獵場,藉此輔助太魯 閣族的狩獵知識教育。

第三章 研究設計

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