國中學生認知專注對擴增實境學習系統接受度之影響

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(1)國立臺灣師範大學圖文傳播學系碩士學位論文. 國中學生認知專注對擴增實境學習系統接受度之影響 Effects of cognitive absorption in junior high school students’ acceptance of an augmented reality based system. 指導教授：王燕超博士研究生：吳美慧撰. 中華民國一○一年七月.

(2) 誌謝在碩士論文完成的這一刻，心裡只有無限的感恩… 最要感謝的是指導教授王燕超老師給予莫大的自由度，讓我可以順利地完成這篇論文。謝謝口試委員楊接期老師、王健華老師的悉心指導以及精闢建議，讓這篇論文更臻完美。謝謝這群陪著我一起完成論文的研究所同學、黃文池老師與楊志偉老師，有了你們的支持與鼓勵，讓我順利地度過這段酸甜苦辣的生活！. 不過，這兩年實在過得好快好快… 好捨不得跟一起打拼的戰友分開喔… 但是，可以認識這群優秀又可愛的好夥伴，是我這兩年最大最棒的收穫！. 最後，感謝爸媽對我的信任，讓我自由地朝向夢想前進。. 圖片來源 |  SANA 漫畫網誌，http://sana217.pixnet.net/blog 圖片來源 |  彎彎部落格，http://www.wretch.cc/blog/cwwany 圖片來源 |  洋蔥酷樂部，http://blog.roodo.com/onion_club.

(3) 中文摘要擴增實境提供一種新的使用者經驗，使用者可以透過標誌(marker)與虛擬物件進行即時的互動，相當適合享樂情境式的學習環境，而且可以提高學生參與學習過程的興趣。因此，本研究目的是探討國中生在擴增實境學習系統中，認知專注對於知覺有用性、知覺愉悅性、使用意願的影響，以了解影響國中學生對於擴增實境學習系統接受度的重要因素。本研究以國中生作為研究對象，使用問卷調查法進行收集實徵性資料，以路徑分析驗證研究假說。研究結果顯示在擴增實境學習系統中，認知專注是正向影響使用意願的重要前因，而且知覺愉悅性與知覺有用性亦能顯著預測使用意願。因此，本研究建議在擴增實境學習系統建置方面必須兼具有用性和愉悅性，教材內容設計則可朝向結合電腦課程和自然與生活科技領域的主題式學習活動，方能增進系統未來的使用意願。. 關鍵字：擴增實境、科技接受模式、認知專注. i.

(4) Abstract Augmented reality (AR) technologies are a new kind of user experience; user can interact with 3D virtual objects in time through a marker-based system in real time. In the context of education, augmented reality which is able to increase students' interest and engagement in the learning process is aligned with hedonic situated learning environment. As a result, the purpose of this study is one of the few attempts to investigate the effect of cognitive absorption on perceived usefulness, perceived enjoyment and intention to use, and examine the important factors of junior high school students’ acceptance on augmented reality based system. To verify the relationship between various variables, a survey method is used for this research. By collecting empirical data, the study utilized the path analysis approach to analyze the data and examine the effect of each variable. The result of this study is as follows: cognitive absorption significantly affects behavioural intention through perceived usefulness and perceived enjoyment of the augmented reality based system; perceived enjoyment and perceived usefulness are both stronger indicators of behavioral intention to use. Hence, the conclusion suggested that the augmented reality based system should focus on both perceived usefulness and perceived enjoyment to increase intention to use in the future.. Keywords: Augmented reality (AR); Technology Acceptance Model (TAM); Cognitive absorption (CA). ii.

(5) 目次中文摘要........................................................................................................................ I ABSTRACT ................................................................................................................. II 目次............................................................................................................................. III 表次............................................................................................................................... V 圖次............................................................................................................................ VII 第一章第一節第二節第三節第四節第五節第二章第一節第二節第三節第四節第三章第一節第二節第三節第四節第五節第四章第一節第二節第三節第四節第五章. 緒論................................................................................................................ 1 研究動機 ...................................................................................................... 1 研究目的 ...................................................................................................... 3 名詞解釋 ...................................................................................................... 4 研究範圍 ...................................................................................................... 5 研究流程 ...................................................................................................... 6 文獻探討........................................................................................................ 9 擴增實境 ...................................................................................................... 9 認知專注 .................................................................................................... 16 科技接受模式 ............................................................................................ 21 文獻探討小結 ............................................................................................ 25 研究方法...................................................................................................... 27 研究架構 .................................................................................................... 27 研究對象 .................................................................................................... 28 研究工具 .................................................................................................... 29 實施程序 .................................................................................................... 47 資料處理與統計分析 ................................................................................ 48 結果與討論.................................................................................................. 50 樣本背景資料敘述性統計 ........................................................................ 50 信效度分析 ................................................................................................ 56 研究結果 .................................................................................................... 58 研究討論 .................................................................................................... 67 結論與建議.................................................................................................. 71. 第一節結論 ............................................................................................................ 71 第二節建議 ............................................................................................................ 73 iii.

(6) 第三節研究限制 .................................................................................................... 75 參考文獻...................................................................................................................... 77 附錄一預試問卷........................................................................................................ 85 附錄二正式問卷........................................................................................................ 87 附錄三研究實施家長同意書.................................................................................... 89. iv.

(7) 表次表 2-1 擴增實境在自然與生活科技領域之應用 ...................................................... 14 表 2-2 認知專注構面之定義 ...................................................................................... 17 表 2-3 認知專注之實證研究 ...................................................................................... 20 表 3-1 軟體說明表 ...................................................................................................... 32 表 3-2 硬體說明表 ...................................................................................................... 32 表 3-3 認知專注構面預試問卷題目 .......................................................................... 37 表 3-4 知覺有用性預試問卷題目 .............................................................................. 38 表 3-5 知覺愉悅性預試問卷題目 .............................................................................. 38 表 3-6 使用意願預試問卷題目 .................................................................................. 39 表 3-7 基本資料摘要表 .............................................................................................. 40 表 3-8 認知專注構面之信度分析 .............................................................................. 41 表 3-9 項目整體統計量 ............................................................................................ 42 表 3-10 認知專注構面之敘述統計摘要表 ................................................................ 43 表 3-11 認知專注構面之因素分析摘要表 ................................................................ 44 表 3-12 系統接受度構面之信度分析 ........................................................................ 45 表 3-13 項目整體統計量 ............................................................................................ 45 表 3-14 系統接受度構面之敘述統計 ........................................................................ 46 表 3-15 系統接受度構面之因素分析摘要表 ............................................................ 46 表 4-1 班級人數摘要表 .............................................................................................. 51 表 4-2 解體面面觀單元名稱摘要表 .......................................................................... 52 表 4-3 有 FU 很重要單元名稱摘要表 ....................................................................... 52 表 4-4 各構面平均數與標準差摘要表 ...................................................................... 53 表 4-5 知覺有用性敘述性統計分析 .......................................................................... 54 表 4-6 知覺愉悅性敘述性統計分析 .......................................................................... 55 表 4-7 使用意願敘述性統計分析 .............................................................................. 55 表 4-8 各變項 CRONBACH'S Α 係數摘要表 ................................................................ 56 表 4-9 認知專注各構面之因素負荷量摘要表 .......................................................... 57 表 4-10 系統接受度構面之因素負荷量摘要表 ........................................................ 58 表 4-11 各構面描述性統計量 .................................................................................... 59 表 4-12 各變項相關矩陣摘要表................................................................................ 59 表 4-13 結構方程式多元相關平方表 ........................................................................ 60 表 4-14 二階驗證性因素分析結果摘要表 ................................................................ 60 表 4-15 各變項描述性統計量與皮爾森相關矩陣 .................................................... 62 表 4-16 簡單迴歸分析摘要表.................................................................................... 63 表 4-17 簡單迴歸分析摘要表.................................................................................... 63 v.

(8) 表 4-18 表 4-19 表 4-20 表 4-21. 多元迴歸分析摘要表.................................................................................... 64 效果分析摘要表 ............................................................................................ 65 標準化迴歸係數表........................................................................................ 66 研究假說之驗證結果摘要表 ........................................................................ 66. vi.

(9) 圖次圖 2-1 真實與虛擬連續性 ............................................................................................ 9 圖 2-2 科技接受模式(DAVIS, 1986) ............................................................................ 21 圖 2-3 科技接受模式(DAVIS ET AL., 1989) ................................................................. 22 圖 2-4 享樂資訊系統接收模式(VAN DER HEIJDEN, 2004) ......................................... 23 圖 3-1 研究架構 .......................................................................................................... 27 圖 3-2 基礎攝影知識架構 .......................................................................................... 30 圖 3-3 課程使用之圖卡 .............................................................................................. 33 圖 3-4 主題 1「解體面面觀」網頁內容 ................................................................... 34 圖 3-5 系統設計架構圖 .............................................................................................. 34 圖 3-6 課前設備準備 .................................................................................................. 36 圖 3-7 問卷編製過程 .................................................................................................. 36 圖 3-8 實施程序圖 ...................................................................................................... 47 圖 4-1 接觸擴增實境媒體經驗圓餅圖 ...................................................................... 51 圖 4-2 認知專注模式圖 .............................................................................................. 61 圖 4-3 路徑分析圖 ...................................................................................................... 64. vii.

(10) 第一章. 緒論. 本章將研究動機、目的、名詞解釋以及研究範圍做一個整體性的呈現，全章可分為 5 節：第一節研究動機；第二節研究目的；第三節名詞解釋；第四節研究範圍；第五節研究流程。. 第一節研究動機一、擴增實境在教育領域的應用為學界所關注議題教育科技的發展已經對於「教」與「學」的方式產生重大的影響，自從 2004 年起，美國新媒體聯盟(New Media Consortium, NMC)和學習創新協會(Educause Learning Initiative, ELI)共同合作提出的「Horizon Report」中，每年歸納出新興媒體科技應用於教育領域的影響、變革與未來發展，而在 2011 年報告指出在未來兩到三年，隨著辨識系統的革新，擴增實境(augmented reality, AR)會越來越普及，同時也因為行動載具(例如：智慧型手機、平板電腦)的快速發展，使用者可以透過這些行動載具與虛擬物件進行即時的互動，相當適合情境式的學習，因此擴增實境在教育領域上會有更廣泛性的應用 (Johnson, Smith, Willis, Levine, & Haywood, 2011)，Martin 等人(2011)認為在 2008 年至 2010 年擴增實境並沒有如預期地顯著地影響教育學界，不過在未來它將扮演著重要角色。在教育領域中，擴增實境可以視為一個具有潛力的教學工具，先前研究多聚焦於實驗教學研究與教學成效，研究結果發現相較於傳統課堂講授的教學方式，擴增實境融入教學可以有效提升學生學習興趣及自然與生活科技領域課程的學習成效(Shelton & Hedley, 2002；Martín-Gutiérrez et al., 2010；張珈，2010；林勝賢、張承憲、陳宗禧，2010)。然而，先前研究較少探討學生以擴增實境傳播技術進行學習的接受度。三維虛擬環境(3D virtual environment)可以有效地提升學生的學習興趣，並且. 1.

(11) 產生更高的互動性(Bouta, Retalis, & Paraskeva, 2012)。而使用者透過擴增實境可以在真實環境當中即時地與虛擬三維物件互動，因此運用擴增實境技術進行教學時，除了增強傳統的教學方式，更可以有助於引起學生的好奇心，與虛擬物件互動時更能激發出愉悅感，提升學習者的注意力與內在動機(Martín-Gutiérrez et al., 2010；林信志、湯凱雯、彭郁雅，2010)。因此，擴增實境技術提供一種新的使用者經驗(user experience)，並且提高學生參與學習過程的興趣，不過先前擴增實境學習系統大多是以手持式或頭戴式顯示型為顯示方式，而本研究則是考慮系統建置成本與實施研究之環境，所以使用固定系統作為開發方式，以電腦螢幕做為顯示技術，而實施場域也從實驗室到一般電腦教室，因此使用者的使用意願有待進一步討論。. 二、科技接受模式之延伸研究有許多理論模型可以用來解釋使用線上學習系統的個人態度與行為，分別為創新傳佈理論(Diffusion of innovations theory)、理性行為模式(Theory of Reasoned Action, TRA)、計畫行為理論(Theory of Planed Behavior, TPB)、科技接受模式 (Technology Acceptance Model, TAM)，而其相關研究的實徵資料都顯示出個人的信念和對於資訊科技(information technology)的知覺會顯著影響他們的使用行為。自從 Davis (1986)提出科技接受理論以來，漸漸成為資訊系統領域的研究中常用到的模型之一，而影響知覺易用性與知覺有用性的外部變項也成為研究人員討論的重點之一。認知專注構念的發展源自於科技接受之相關研究(Davis, Bagozzi, & Warshaw, 1989；Davis, Bagozzi, & Warshaw, 1992)。認知專注的概念是一種與軟體高度互動的狀態，可以表現出特定情形下的個人專注的情形，其基於 3 個相互關聯的概念：心流狀態(the state of flow)、專注特徵(trait of absorption)、參與概念(concept of engagement) ( Agarwal & Karahanna, 2000)。認知專注是一個包含多種面向的構面 (dimention)，可以有助於理解在不同情境之下，使用者信念(beliefs)和使用意願； 2.

(12) 然而，僅有少數研究將認知專注置放於享樂情境當中(Chandra, Srivastava, & Theng, 2009 ; Shang, Chen, & Shen 2005)。本研究引用 Agarwal 和 Karahanna (2000)、van der Heijden (2004) 與 Saade 和 Bahli (2004)之研究作為理論基礎，並且使用認知專注的概念以擴展科技接受的模型。因為與擴增實境虛擬物件互動時，可以有效提高學生參與學習過程的程度，進而提升學習者的注意力，因此援引認知專注作為外部變項；而在使用者信念的部分則是分為外在動機與內在動機，分別為知覺有用性與知覺愉悅性，不過 Saade 與 Bahli (2004)則是認為認知專注較能影響知覺有用性。因此本研究僅討論此一外在動機，以及結合知覺愉悅性此內在動機以進行討論。綜上所述，本研究的主要目的是欲探討國中學生在擴增實境學習系統中，認知專注對於知覺有用性、知覺愉悅性、使用意願的影響，並且透過實徵資料進而驗證出各變數的關係，了解影響使用者使用意願的重要因素，以提供將來使用擴增實境式學習系統的研究者參考。. 第二節研究目的為使研究更為聚焦，本研究將以科技接受模型為理論基礎，訂定本研究的目的，如以下所示。一、探討在擴增實境學習系統中，國中學生的認知專注與知覺有用性、知覺愉悅性之間的關係。二、探討在擴增實境學習系統中，國中學生的認知專注與使用意願之間的關係。三、探討在擴增實境學習系統中，國中學生的知覺有用性、知覺愉悅性與使用意願之間的關係。. 3.

(13) 第三節名詞解釋一、擴增實境(augmented reality) Azuma (1997)認為擴增實境有 3 項屬性：1.結合真實與虛擬；2.即時互動； 3.在三度空間內運行。本研究所指的是「使用者可以透過電腦螢幕看見現實環境以及重疊在現實環境的虛擬三維影像」。. 二、認知專注(cognitive absorption) 認知專注是一種「深度參與和享受軟體的狀態」，並由 5 個構面所組成：暫時抽離(temporal dissociation)、專注沉浸(focused immersion)、提高樂趣(heightened enjoyment)、控制(control)以及好奇心(curiosity) (Agarwal & Karahanna, 2000)。本研究所指的是使用者在參與擴增實境學習系統的時候，與虛擬物件互動的狀態，可分成暫時抽離、專注沉浸、提高樂趣、控制與好奇心等 5 個次構面。認知專注以本研究量表測量得出，每個構面得分越高就表示對於該構面越正向；反之得分越低，即表示對於構面越趨於負向。. 三、知覺有用性(perceived usefulness) Davis (1989)定義為「在工作場所的情境之下，個人相信特定系統提升其工作績效的程度」；Moon 和 Kim (2001)則定義為「個人相信使用特定網站將提高他或她的工作績效」。本研究所指的是「使用者主觀地認為使用此擴增實境學習系統，會提高其學習表現的可能性」。知覺有用性以本研究量表測量得出，得分越高就表示對於該系統的知覺有用性越正向；反之得分越低，即表示對於該系統的知覺有用性越趨於負向。. 四、知覺愉悅性(perceived enjoyment) Lee、Cheung 與 Chen (2005)定義為「除了可預見的工作績效之外，個人使. 4.

(14) 用電腦所感覺到愉悅的程度」。本研究所指的是「使用者主觀地認為參與此擴增實境學習系統，所感受到愉悅的程度」。知覺愉悅性以本研究量表測量得出，得分越高就表示對於該系統的知覺愉悅性越正向；反之得分越低，即表示對於該課程的知覺愉悅性越趨於負向。. 五、使用意願(intentions to use) Moon 與 Kim (2001)定義為「個人對於特定網站使用意願的強度」。本研究所指的是「使用者對於擴增實境學習系統未來的使用意願」。使用意願以本研究量表測量得出，得分越高就表示對於該系統的使用意願越正向；反之得分越低，即表示對於該系統的使用意願越趨於負向。. 六、接受度(acceptance) 本研究所指稱的接受度為「知覺有用性、知覺愉悅性與使用意願」之合稱。. 第四節研究範圍為使研究範圍更加明確，本研究將所訂定的研究範圍羅列如下。. 一、研究架構之變項因為影響本擴增實境學習系統接受度的因素相當多種且繁雜，因此僅選取關聯性較大的認知專注、知覺有用性、知覺愉悅性作為影響因素，以分析這些變項對於使用意願的關係與影響。. 二、擴增實境學習系統與環境國中課程的電腦課程是資訊教育學習領域其中一部份，依據知識結構與學習心理，資訊教育學習領域課程綱要可以分為 4 個階段，而第 4 個階段為國中 1 至 3 年級，本擴增實境學習系統之教材設計將以此階段的能力指標為依據，因此. 5.

(15) 其他 3 個階段不在討論之列。資訊教育學習領域課程綱要指出該階段課程設計應帶領學生認識較為進階的資訊科技發展概況(教育部，2008)，因此本系統是以擴增實境技術為基礎的數位單眼攝影課程，期待學生可以認識擴增實境與善用攝影基本技巧，實踐於日常生活中。此外，為了配合國中電腦教室設備的現況，因此選擇最為普及化、經濟化的電腦螢幕作為擴增實境的顯示方式。因此本研究所指稱的擴增實境則為顯示於電腦螢幕上之虛擬物件，不包含其他觀看方式。. 三、研究對象九年一貫實施之後，國民教育的課程總綱皆分為八大領域和七大議題，而本研究選擇以資訊教育學習領域作為實施的課程，雖然國中與國小都有學習電腦課程，不過由於採取便利取樣的關係，因此本研究對象僅限為臺北地區 B 國中 7 年級學生，不包含其他年級，因此研究推論具有侷限性。. 第五節研究流程一個典型的科學研究可以分為：理論基礎、資料蒐集、資料分析三個部分(邱皓政，2010)。因此本研究將依造此概念劃分出三個流程，分別為研究發展階段、資料蒐集階段、資料分析階段，如下圖 1-1 所示。. 研究發展階段. 資料蒐集階段. 資料分析階段. •建立研究主題. •建置AR系統. •分析問卷結果. •相關文獻探討. •設計問卷初稿. •驗證研究假說. •發展研究架構. •實施問卷預試. •撰寫研究結論. •提出研究假說. •施測正式問卷. 圖 1-1 研究流程圖. 6.

(16) 茲將詳細的流程與內容說明如下。. 一、研究發展階段 (一) 建立研究主題整理過去文獻的研究結果，找出研究缺口，並與指導教授多次討論之後，確立研究題目、研究目的與研究範圍。 (二) 相關文獻探討研讀資訊系統與教育應用相關領域的文獻，並整理論文之研究發現，以了解研究主題概況。 (三) 發展研究架構根據文獻探討的結果，以過去文獻作為基礎，發展出本研究架構，確立研究變項之間的關係。 (四) 提出研究假說依據理論與過去文獻之研究結果說明變項之間的預期結果。. 二、資料蒐集階段 (一) 建置擴增實境學習系統本學習系統是以網站作為呈現方式，而網站內容則以資訊教育的課程綱要為內涵，以基礎攝影課程為主題；擴增實境系統建置則是由電腦螢幕顯示型為主。 (二) 設計問卷初稿依據研究架構與研究假說設計問卷初稿，並參考過去研究所使用的量表，將字句調整為本研究適用之情境。 (三) 實施問卷預試問卷完成後就繼續進行預試，依據預試資料進行信度、效度分析，並且刪除不合適題目，發展出正式研究問卷。. 7.

(17) (四) 施測正式問卷正式問卷編製完成之後，請已經使用過擴增實境學習系統的研究對象進行問卷填答。. 三、資料分析階段 (一) 分析研究結果回收正式問卷之後，按照問卷處理步驟分析問卷的資料。 (二) 驗證研究假說透過 IBM SPSS 20 統計套裝軟體與 Lisral 8.51 的輔助，驗證研究假說。 (三) 撰寫研究結論根據假說驗證的結果撰寫研究結論與未來研究建議，以供後續研究參考。. 8.

(18) 第二章. 文獻探討. 文獻探討目的是為了解與研究主題相關的理論背景，參考前人研究結果，以確保研究方向的正確性，因此本章分為 4 節，分別為第一節擴增實境，探討其定義與應用至教育科技領域的相關研究；第二節為認知專注，探討其定義與應用至資訊科技使用的相關研究；第三節為科技接受模式，探討科技接受模式各個構面的相關研究；第四節為文獻探討小結。. 第一節擴增實境一、擴增實境的定義擴增實境為虛擬實境(virtual reality)技術的延伸，與虛擬實境不同的是，擴增實境企圖將虛擬的合成物(synthetic supplements)嵌入到真實環境當中(Bimber & Raskar, 2005)，然而真實環境是比完全虛擬環境還要更難以控制。 Milgram、Takemura、Utsumi 與 Kishino (1994)根據使用者在真實環境當中接觸到虛擬資訊的程度，提出「真實與虛擬連續性」(Reality-Virtuality Continuum)(詳見圖 2-1)。線段的左起點為完全真實環境(real environment)，右起點為完全虛擬環境(virtual environment)，其中間的連續線段範圍則稱之為混和實境(mixed reality, MR)，混和實境中，較靠近完全真實環境之範圍稱為擴增實境(augmented reality, AR)，而較靠近完全虛擬環境則稱為擴增虛境(augmented virtuality, AV)。混和實境 (MR) 真實環境. 擴增實境. 擴增虛境. (AR). (AV). 虛擬環境. 圖 2-1 真實與虛擬連續性資料來源：“Augmented reality: A class of displays on the reality-virtuality continuum.” by P. Milgram, H. Takemura, A. Utsumi, & F. Kishino, 1994, Sparse Partial Inductance Extraction (SPIE), 2351(34), 283. 9.

(19) 混合實境可以讓真實環境元素納入於虛擬環境之中，或是結合電腦虛擬物件於真實環境當中，此時就稱之為擴增實境，而前者則是擴增虛境(Pan, Cheok, Yang, Zhu, & Shi, 2006)。Azuma (1997)認為擴增實境有 3 項特性：1.結合真實與虛擬； 2.即時互動；3.在三度空間內運行，而隨著技術的革新，擴增實境系統之特性也有所改變(Azuma et al., 2001)：1.在真實環境中結合真實與虛擬物件；2.互動具備即時性；3.真實環境與虛擬物件會彼此重疊在一起。. 二、擴增實境的顯示技術擴增實境顯示技術是一種影像成形系統，其結合光學、電子與機械等構成要件，在使用者眼睛與擴增物之間的光學通道(optical path)上產生影像，依據所使用的光學技術，影像可以在一個平面或是更加複雜的非平面上呈現出來。過去的 40 年，擴增實境的應用主要是以影視透視(video see-through)和光學透視(optical see-through)之頭戴式顯示器為主(Bimber & Raskar, 2005)。根據過去研究(Bimber & Raskar, 2005; Vallino, 1998)指出，擴增實境依據顯示技術可分為： 1.頭戴式顯示型(Head-Attached displays)：指使用者需要戴上顯示器才能夠看到虛擬物件，如視網膜顯示型(retinal displays)、頭戴式顯示型(head-mounted displays)、頭戴式投影型(head-mounted projectors)。 2.手持式顯示型(Hand-Held displays)：指以手機、個人數位助理(PDA)平板電腦產生影像，可分為影視透視手持裝置(video see-through hand-held devices)、光學透視手持裝置(optical see-through hand-held devices)。 3.空間顯示型(Spatial displays)：空間顯示型是指使用者不需配戴任何裝置，虛擬影像即可整合至真實環境當中，螢幕影視透視顯示型(screen-based video see-through displays)、空間光學透視式顯示型(spatial optical see-through displays)、空間投影式顯示型(projection-based spatial displays)。. 10.

(20) 4.電腦螢幕顯示型(Monitor-based displays)：這是一種最初級的擴增實境顯示系統，顯示方式為結合電腦螢幕與攝影機，透過攝影機捕捉到使用者看到的真實環境，然後傳送到電腦中，在顯示器則會同時出現使用者看到的真實環境與虛擬影像。然而，隨著應用層面的不同，Yan、Yun、Liang、Yu 和 Zhang (2011)指出擴增實境需要的硬體設備至少包含以下三種必要配備： 1.視訊攝影機(camera)：此為擴增實境系統的輸入設備，透過視訊攝影機系統可以讀取現實環境中的影像或圖卡，並且傳送至電腦中以進行運算。 2.電腦(computer)：此為處理擴增實境系統的運算設備，視訊攝影機從現實環境中所讀取到的影像或圖卡，電腦辨識之後，可將此影像轉換為設定好的虛擬物件，再將此虛擬物件透過顯示設備對應至影像或圖卡上。 3.顯示設備(display device)：此為擴增實境系統的輸出設備，用來展示真實與虛擬混合的影像，而擴增實境系統的顯示設備主要包括頭戴式顯示器 (head-mounted display, HMD)、手持式顯示器、電腦螢幕與投影機等。. 三、擴增實境應用於教育領域之研究 (一) 擴增實境之優勢 Billinghurst (2002)認為擴增實境可以提供教學的益處為：1.在真實與虛擬環境之間提供一種無接縫的互動(seamless interaction)，因此學生可以在真實的環境之下跟虛擬物件做一個直接的互動；2.基於實體介面(tangible interface)，使用者直覺式地使用實體物件(physical objects)來操作虛擬資訊，即使沒有任何電腦經驗的使用者，透過這種學習方式也可以得到相當豐富的互動經驗；3.具有順利轉換真實與虛擬的能力，因此擴增實境可以讓學生沉浸在學習內容上面。因為擴增實境能夠有效地整合真實的學習環境與電腦生成的虛擬世界，因此可以激發出學生的學習動機，Pengcheng、Mingquan 與 Xuesong (2011)提出基於擴增實境的實驗應用(AR based experiment applications)之設計原則：科學性 11.

(21) (scientificity)、靈活性(flexibility)、互動性(interactivity)。卓詠欽與王健華(2008) 依據專家訪談與文獻資料，研究發現擴增實境可以應用在臺灣地區國小自然與生活科技領域之課程當中，不過仍需要考慮課程內容適切性、課程進度之規劃安排。為了探討擴增實境在教育領域中是否具有用性(usefulness)，Sumadio 與 Rambli (2010)建構了一個擴增實境雛型(AR prototype)用來教授國中物理課程，實驗過後，從受試者的填寫問卷當中，可以發現若是涉及到需要與虛擬三維模型互動的課程，即使沒有擁有很好的電腦操作技能，使用者也可以很容易地進行學習。一般電腦輔助教學有助於學生在課程之外加強學習，而圖卡式擴增實境可以讓教學軟體的呈現更具備直覺性，而且擴增實境有助於解決抽象的立體概念，解決傳統多媒體系統所無法直覺式顯示立體空間的問題(范丙林、薛威明、蔣丏， 2008)。 (二) 自然與生活科技領域擴增實境具備虛實整合與互動性之特性，因此國內外研究人員將擴增實境應用於各種學校課程的學習領域，如數學、化學、物理學、生物學和地球科學方面，以期望提高學生的參與程度與教學成效。Martín-Gutiérrez 等人(2010)利用擴增實境技術開發「AR Dehaes」，為了探討此一教學工具是否能有效改善學生的空間能力，因此使用準實驗法進行研究，研究發現實驗組學生的空間關係(spatial relations)與空間可視化(spatial visualization)測驗分數明顯高於控制組，而且 AR Dehaes 也被認為是一個易於使用和非常有用的教學工具。林勝賢等人(2010)探討擴增實境融入自然課程，對國小學生學習動機與學習成就的影響，研究發現擴增實境融入行動學習對於引起學生的學習動機比起靜態圖片更有其效果，而且實驗組與對照組的學習成就分數具有顯著差異。擴增實境顯示技術的應用方式亦是研究人員探索的主題之一，Asai 、 Kobayashi 與 Kondo (2005)使用兩種擴增實境的顯示系統展示咖啡因化學分子之 12.

(22) 三維模型並進行教學，顯示系統分為：手持式電腦(Handheld PC)與筆記型電腦攝影機(WebCam Notebook)、頭戴式顯示器(HMD)與 Qcam Pro 4000，實驗實施過後，利用問卷調查使用者的感想，研究指出若是長時間使用此種教學方式，大部分學生都同意手持式電腦比 HMD 還要更好一些，因此擴增實境教材比較適合使用手持式電腦來展示內容。Chen (2006)探討化學系大學生使用擴增實境虛擬模型 (augmented reality models)與實物模型(physical models)來學習氨基酸的互動方式有何不同，研究表明有部分學生較喜歡使用圖卡(marker)操作虛擬模型來觀察不同角度，然而有部分學生仍然喜歡使用實體模型來操作。由於擴增實境系統開發技術日益成熟，相關軟體取得也較為方便，因此以下列舉出與系統開發相關的研究。Irawati、Hong、Kim 與 Ko (2008)設計出可以在虛擬實境與擴增實境環境中運作的互動系統，該系統讓使用者透過多感官顯示系統(multi-sensory display systems)以了解多米諾骨牌效應(domino effect)，亦即使用者透過桌上型電腦以及頭戴式顯示器(HMD)體驗擴增實境的虛擬場景，並且可以自由地改變一些參數設定，如位置與速度等。 Shelton 與 Hedley (2002)針對地理系大學生開發一套教學工具，教授地球與太陽之間的關係，由於擴增實境可以讓學生與虛擬的三維物件互動，因此可以顯著地提高學生對於地球與太陽之間運行關係的理解能力。張珈(2010)利用擴增實境的概念發展手持式數位渾天儀(Mobile Digital Armillary Sphere)，融入國小天文教學課程並且進行實驗教學，相較於傳統紙本工具，可以有效提升學生學習興趣與星座基本觀念的學習成效。從過往的相關研究可以得知，擴增實境學習環境可提供一個較好的互動介面，以及有效增進學習經驗(Tan, Lewis, Avis, & Withers, 2008)，下表 2-1 整理出上述所提及的相關研究。. 13.

(23) 表 2-1 擴增實境在自然與生活科技領域之應用領域. 名稱. 研究焦點. 顯示技術. 研究方法. 教授對象. 工程. 工程圖學. 學習成就. 電腦螢幕. 準實驗法. 大學生. 生物. 植物的身體. 電腦螢幕. 準實驗法. 國小學生. 林勝賢等人 (2010). 調查法. 大學生. Asai 等人(2005). 質性研究. 大學生. Chen (2006). 咖啡因化學化學. 物理. 分子. 科學. 學習成就使用情況. 手持式頭戴式. Martín-Gutiérrez 等人 (2010). 胺基酸模型. 互動方式. 電腦螢幕. 骨牌效應. 系統開發. 頭戴式. -. 學習成就. 頭戴式. 準實驗法. 大學生. Shelton & Hedley (2002). 學習成就. 手持式. 準實驗法. 國小學生. 張珈(2010). 地球與太陽地球. 學習動機. 資料來源. 之間的關係星座. -. Irawati 等人 (2008). (三) 藝術與人文領域在藝術與人文領域中，擴增實境也相當適合作為一種開發創造力的媒體。 Berry、Makino、Hikawa、Suzuki 與 Inoue (2006)開發出一套可編曲的擴增實境系統「Music Table」，透過操作桌面上的立體方塊，沒有經驗的兒童也可以創作出音樂節拍(musical pattern)，而參與實驗的兒童皆能在短時間內將自己所創作出的音樂節拍做出許多變化，研究結果指出 Music Table 相當適合作為一個音樂教學之教材工具。另外，Motokawa 和 Saito (2006)使用擴增實境開發一套支援系統以幫助使用者學習吉他彈奏，以攝影機與圖卡(marker)進行追蹤吉他位置，而使用者可以透過電腦螢幕看到一個虛擬手掌模型疊加在真實的吉他線上，讓使用者更加容易地按照指示進行吉他練習。擴增實境學習環境下的使用動機與信念亦是相關研究所要探討的目標，林信志等人(2010)使用擴增實境設計出一套聖誕節的數位教材，探究學生使用擴增實 14.

(24) 境進行學習時的態度與意願，而研究結果指出知覺趣味性(perceived playfulness) 是影響使用者行為相當重要的因素，擴增實境教材帶來的新奇感最容易讓學生進入一種玩興的狀態，進而提升學生的專注度。而 Di Serio、Ibáñez 與 Kloos (2012) 為了探討學習情境是否會造成學習動機有所差異，以及透過擴增實境進行學習學生是否感到困難，因此分別使用投影片與擴增實境兩種方式進行視覺藝術課程的教學，研究發現使用擴增實境學習系統的學生表示在系統使用上，不會感到困難而且可以有效提升藝術課程學習動機。 (四) 教育訓練領域擴增實境具備即時互動與虛實整合的特點，因此相當適合從事各個領域的教育訓練。Chen 與 Tsai (2012)發展一套擴增實境圖書館指引系統(augmented reality library instruction system, ARLIS)並認為可以提升小學生的圖書館知識，因此透過準實驗法進行研究，結果顯示學生的學習成效獲得顯著的提升，而且場地依賴型 (Field Dependence)學生的學習成果優於場地獨立型(Field Independent)的學生。對於製造業而言，可程式控制器(PLC)的訓練日益重要，Lee 與 Kim (2011) 提出一個利用擴增實境來學習佈線訓練(wiring training)的三種情況，結果指出透過這種互動的方式，新手可以增加學習經驗，並且比傳統的學習手冊來得更有效率。此外，Farkhatdinov 和 Ryu (2009)開發出一套擴增實境汽車工業教育系統 (Educational System for Automotive Engineering based on Augmented Reality)，該系統包含汽車變速箱(vehicle transmission)、機械設備、電腦、HMD 眼鏡、兩台攝影機與兩台液晶螢幕，學生在組裝的過程中，可以透過 HMD 眼鏡看到汽車零件應該按照何種順序進行拆解，他們認為這種學習方式可以使得學習過程變得較為輕鬆且有趣。擴增實境應用於行動設備的相關研究成果亦相當豐碩，而在教育訓練發展方面，如 Tsai、Lee、Lu、Chen 和 Chou (2012)發展一個結合 GIS 和擴增實境的核災逃生行動資訊系統「Mobile Escape Guidelines」以助於災區民眾逃生，經過測試之後，此應用程式可以正確辨別使用者所在位置、顯示逃生路線，即使沒有救 15.

(25) 難人員指示，使用者也可以更加容易地從事故地點逃生。有鑑於越來越多研究人員投入新型態擴增實境系統的開發，因此 Lee (2012) 整理了擴增實境在教育與訓練方面的應用之後，不過擴增實境仍然尚未普及推廣與應用，因此他認為擴增實境在教育方面的應用應朝以下方面進行發展：互動 (Interactive)、簡單(Simplicity)、情境資訊(Contextual information)。綜觀過去文獻，擴增實境技術開發平台已經逐漸邁入成熟階段，然而卻鮮少有文獻是以使用者的角度為觀點，討論使用者本身的使用意願等問題。. 第二節認知專注一、認知專注理論與特性心流經驗(flow experience)又譯為神迷經驗，當面對清晰的目標，而且又具備相當的能力可以完成的情況之下，人的注意力開始集中，逐漸促發一種心流的經驗感受(Csikszentmihalyi, 1990)。心流理論的提出學者為 Csikszentmihalyi，他對於心流的定義是「當人們完全神迷於活動時的一種整體性的狀態」。此外，心流是一個多面向的構念(multi-dimensional construct)，包含了高度集中的知覺、控制力的感覺、自我意識喪失與時間感的變化(Csikszentmihalyi, 1990)。近幾年來，「心流」一詞常被用來研究線上使用者與網路科技互動的研究變項之一(Hoffman & Novak, 2009 ; Skadberg & Kimmel, 2004 ; Teng, 2011)。當激發出本身的內在動機，人們就會對現在正在做的事情，感到非常的有趣 (Deci & Ryan, 1985)，而認知專注是一種內在動機的形式，這種行為可表現出人們感到內心的快樂與滿意度。專注的意涵是對於某種物體呈現充分參與的心理狀態(Tellegen & Atkinson, 1974)。在研究上，心流(flow)與認知專注常被認為是兩個可以交換的詞彙(Hoffman & Novak, 2009)。認知專注的概念是由心流理論(Theory of Flow)發展而來，可用來討論使用者科技使用意圖的內在動機(侯正裕、陳靜枝、陳鴻基，2010)。認知專注理論依據 16.

(26) 3 個相互關聯概念：專注特徵(trait of absorption)、心流狀態(the state of flow)、參與概念 (concept of engagement) (Agarwal & Karahanna, 2000) 。 Agarwal 與 Karahanna (2000)定義認知專注是「一種深度參與和享受軟體的狀態」，並由 5 個構面所組成：暫時抽離(temporal dissociation)、專注沉浸(focused immersion)、提高樂趣(heightened enjoyment)、控制(control)以及好奇心(curiosity)，定義如表 2-2 所示。. 表 2-2 認知專注構面之定義構面名稱. 定義. 資料來源. 暫時抽離 (temporal dissociation). 當參與互動時，無法紀錄時 Agarwal & Karahanna (2000) 間經過了多久. 專注沉浸 (focused immersion). 對其他無關此活動的其他事. 提高樂趣 (heightened enjoyment). 從互動當中產生了愉快的感. 控制 (control). 使用者意識到可以掌握與活. 好奇心 (curiosity). 此互動經驗可以喚起個人感. 件，會完全的忽略受動之間的互動覺和認知好奇的程度. 過去的研究(Lapointe & Rivard, 2007 ; Shang, Chen, & Shen, 2005)皆使用 Agarwal & Karahanna (2000)的定義，而 Chandra 等人(2009)則將認知專注定義為「與資訊科技互動的一種深度參與的狀態或整體經驗」。整體而言，認知專注是一種引發樂趣的內在動機，而且包含認知與情感(affective)的多面向概念。. 二、認知專注與資訊科技使用之研究過去的心理學研究常將人們與科技互動的整體經驗納入研究構念當中。 Webster、Trevino 與 Ryan (1993)指出資訊系統若可以提供給使用者更多的控制力， 17.

(27) 讓使用者可以更集中自己的注意力，並且激發更多的認知愉悅感(cognitive enjoyment)，此時，使用者就能提高正面的態度並且繼續使用該系統。此外，如果增加內在動機的強度，人們就更願意採用新科技，而且當未來持續使用該科技時就可以有效降低認知負擔(cognitive burden)的程度 (Agarwal & Karahanna, 2000)。認知專注對於探索資訊科技的意願是呈現正向相關。Magni、Taylor 與 Venkatesh (2010)發展一個模型探討享樂性(hedonic)與工具性(instrumental)因素對於個人探索科技意願之影響，並以時間為調節變項(moderator)，研究結果指出隨著使用時間的增加，享樂性(hedonic)與工具性(instrumental)因素對於個人探索科技意願之影響程度是不一樣的，不過在採用階段(adoption stage)與後採用階段 (post-adoption stage)時，享樂性因素─認知專注與工具性因素─影像增強(image enhancement)同樣都會影響個人採用的意願。 Zhang、Li 與 Sun (2006)的研究指出對於網站的使用意圖，認知專注是一個重要的影響因素。Chandra、Theng、Lwin 與 Foo (2009)研究結果指出認知專注與利用虛擬環境合作與學習的意圖呈現高度相關。Leong (2011)探討社會臨場感、認知專注、興趣與線上學習的滿意度之間的關係，研究發現認知專注影響學習滿意度是最深的。將認知專注納入研究構念之中的相關研究，大都使用在功利性質(utilitarian) 的資訊系統或與以生產力導向 (productivity-oriented) 的系統之中 (Lapointe & Rivard, 2007 ; Roca, Chiu, & Martinez, 2006 ; Wright & Granger, 2001)，然而本研究將認知專注應用在享樂型資訊科技的情境之中，同時預期它是影響使用者信念 (beliefs)與使用意願的關鍵要素。. 三、認知專注與知覺有用性、知覺易用性、使用意願之關係根據科技接受相關研究，認知專注影響行為意圖是受到知覺易用性和知覺有用性的中介影響，而且知覺易用性對於知覺有用性有正向的影響(Davi et al., 18.

(28) 1992)。行動設備(如行動電話)包含了功能性(functional)與享樂性(hedonic)的使用情境，Bruner 與 Kumar (2005)整合內在動機變項和科技接受模式理論架構，探討使用行動科技的影響前因(antecedents)，調查結果指出認知專注與趣味性對於使用意願的影響是相當顯著的，而且認知專注程度愈高，使用者就會得到更多的愉悅感、知覺有用性與使用意願，有趣的是，這種效果在享樂性設備(hedonic devices) 是比較不明顯的。認知專注是否會影響線上學習的使用意願亦是研究人員所關注的焦點。 Agarwal 與 Karahanna (2000)發現使用者在瀏覽網際網路時，認知專注高對於知覺有用性與知覺易用性有顯著影響。Saade 與 Bahli (2004)探討認知專注是否會影響線上學習系統(on-line learning system)的使用意願，結果發現認知專注是影響知覺有用性的一個重要的因素，當學生專注沉浸在網路學習系統(internet-based learning systems)，並且享受與 ILS 互動的樂趣時，此時知覺有用性將會增加。基於期望失驗理論(Expectancy Disconfirmation Theory)，Roca 等人(2006)探討 e 化學習系統的持續使用意向時，研究結果指出驗證(confirmation)與知覺有用性、知覺易用性與認知專注有所相關，而認知專注對於知覺有用性與知覺易用性則有正向影響。虛擬社群(virtual community)是一種基於網站的系統(web-based systems)，Lin (2009)探討認知專注對於虛擬社群使用意願之間的關係，研究結果指出認知專注越高就可能有較高的知覺易用性與知覺有用性，進而影響虛擬社群的使用意願，不過研究結果也指出認知專注與使用意願之間沒有顯著關係。然而 Saade 與 Bahli (2004)指出認知專注可以正向影響使用線上學習系統的使用意願。綜合以上的研究，可以發現認知專注對於知覺易用性與知覺有用性有正向影響(Agarwal & Karahanna, 2000 ; Lin, 2009; Roca et al., 2006; Saade & Bahli, 2004)。 Saade 與 Bahli (2004)指出認知專注較能影響知覺有用性，而非知覺易用性。Wright 與 Granger (2001)發現暫時抽離、控制和好奇心是影響知覺易用性的關鍵前因 19.

(29) (antecedent)，而提高樂趣與專注沉浸則比較不明顯。然而 Thomas (2006)在研究中發現認知專注 3 個構面：暫時抽離、專注沉浸、控制與知覺有用性有顯著的正相關。不過，僅有少數研究是探討認知專注在享樂使用環境下的影響。在不同情境之下，認知專注將扮演不同的角色。在享樂情境下使用者會得到更多的知覺愉悅性而非知覺有用性，Wakefield 與 Whitten (2006)操弄移動設備 (mobile device)的功利性與享樂性目的，探討設備的性質是如何影響使用者的信念，研究指出當使用者認知專注比較高的時候，知覺愉悅性也會比較高；然而在功利情境下，認知專注高的話，知覺有用性也會比較高。相關研究整理自表 2-3。. 表 2-3 認知專注之實證研究研究焦點. 研究. 認知專注直接. 對象. 影響的變項. 網際網路使用信念 (beliefs about IS usage). 大學生. 網站使用(個人財務資訊) 線上學習使用意願. 知覺易用性. 資料來源. 知覺有用性. Agarwal & Karahanna (2000). 大學生. 知覺易用性. Wright & Granger (2001). 大學生. 知覺易用性. Saade & Bahli (2004). 知覺有用性使用意願學校官方網站使用. 大學生. 知覺易用性知覺有用性. e 化學習系統的持續使用大學生. 知覺易用性. 意願. 知覺有用性. Zhang 等人 (2006) Roca 等人 (2006). 滿意度企業資訊系統虛擬社群網站使用意願. 醫護. 知覺易用性. 人員. 知覺有用性. Lapointe & Rivard (2007). 網站. 知覺易用性. Lin (2009). 使用者. 知覺有用性使用意願. 20.

(30) 第三節科技接受模式一、科技接受模式之相關研究 (一) 理論建構使用者對於資訊科技產品的接受度之相關研究，大多都是採用 Davis (1986) 所提出的科技接受模式(Technology Acceptance Model, TAM)作為理論架構(詳見圖 2-2)，TAM 可以預測並解釋使用者對於電腦系統接受程度之決定因素，TAM 的主要目的是提供一個理論基礎以探討外部因素(external factors)對於內在信念 (internal beliefs)、態度(attitudes)與意願(intentions)的影響。為了尋求一個可以更加良好地解釋與預測使用行為的測量工具，Davis (1989)將研究聚焦於知覺有用性與知覺易用性對於使用系統的影響，他對於知覺有用性的定義為「使用者相信使用特定系統後將會提高工作表現的程度」，對知覺易用性的定義為「使用者相信使用特定系統省時省力的程度」，研究結果指出使用意願與知覺有用性具有高度相關。. X1. 使用者動機知覺有用性. X2. 使用. 實際. 態度. 使用. 知覺易用性 X3 設計. 認知. 情感. 行為. 變因. 回應. 回應. 回應. 圖 2-2 科技接受模式(Davis, 1986) 資料來源：“A technology acceptance model for empirically testing new end-user information systems: Theory and results” by F. Davis, 1986, Doctoral dissertation, Massachusetts Institute of Technology, 24.. 21.

(31) Davis 等人(1989)使用理性行為模式(TRA)作為理論基礎，提出如圖 2-3 之研究架構，研究指出從使用意願可以合理的預測人們對於電腦的使用行為，而知覺有用性對於使用電腦的意願是一個主要的決定因素，知覺易用性則是一個次要的決定因素，不過這種影響力會隨著時間而消退。. 知覺有用性外部. 使用. 使用. 實際. 變項. 態度. 意願. 使用. 知覺易用性. 圖 2-3 科技接受模式(Davis et al., 1989) 資料來源：“User acceptance of computer technology: A comparison of two theoretical models” by F. Davis, R. Bagozzi, & P. Warshaw, 1989, Management Science, 35(8), 985. (二) 理論應用與修正自提出以來，TAM 漸漸成為資訊系統領域中常用模型之一，有相當多的研究人員開始投入 TAM 的實徵研究當中。Szajna (2006)於電子郵件接受程度的研究中，刪除態度變項後形成修正後科技接受模式(Revised Technology Acceptance Model)，並且分為實際操作前(pre-implement)與實際操作後(post-implement)兩個修正模型，以探討實際使用前後的差異，研究結果顯示使用者使用之後，知覺易用性會正向影響知覺有用性，知覺有用性會正向影響使用意圖，但知覺易用性不會直接影響使用意圖，而結果亦支持 TAM 對於資訊系統的使用意願具有良好的預測效果。後續的 TAM 相關研究開始加入不同的外部變數至原始架構中，以期可以更清楚地解釋使用者行為。Moon 與 Kim (2001)將知覺趣味性(perceived playfulness) 整合至 TAM 中，作為影響網際網路(WWW)接受度的變項之一，研究發現知覺趣味性比起知覺有用性更加會影響使用者對於網際網路的態度，這也證明對於使 22.

(32) 用者的正面態度而言，內在動機比外在動機有更強大的影響力。Liao、To、Liu 與 Kuo (2011)認為有許多非理性因素(如習慣、知覺吸引力、知覺趣味性與心理成本)是會影響使用者使用入口網站的行為，這是因為使用網站並非只是為了達成功利性目的，有可能只是為了愉悅的目的，因此他們提出一個可解釋入口網站的使用意願之模型，而實徵研究的結果發現非理性因素比理性因素更會影響入口網站的使用因素。 (三) 理論修正與享樂性資訊科技 King 與 He (2006)使用後設分析(meta-analysis)探討不同領域之 TAM 論文，研究指出知覺有用性、知覺易用性與使用意願這三個變項在各種情境(context)之下都可以使用，並具有高度可靠性(reliable)。TAM 被廣泛應用至資訊科技相關領域的研究當中，然而先前研究較專注於科技效用(utilitarian)方面的討論，鮮少研究是以享樂(hedonic)面向作為討論的焦點。愉悅(enjoyment)是指使用電腦系統所得到的工具性價值之外，個人感到享受之程度(Davis et al., 1992)。van der Heijden (2004)認為享樂性資訊系統(hedonic information system)可以提供更多的娛樂性而不是工具性的價值(instrumental value)，因此以圖 2-4 作為研究架構，而其研究結果指出使用者對於享樂性資訊系統的使用意願，知覺易用性、知覺愉悅性 (perceived enjoyment)比起知覺有用性對於使用意圖更具有高度預測能力。. 知覺有用性知覺. 使用. 易用性. 意願知覺愉悅性. 圖 2-4 享樂資訊系統接收模式(van der Heijden, 2004) 資料來源：“User acceptance of hedonic information systems” by H. van der Heijden, 2004, MIS Quarterly, 28(4), 701. 23.

(33) 有非常多的手機功能是以休閒為目的而設計的，如聽音樂、玩遊戲等，因此 Abad、Díaz 和 Vigo (2010)參考享樂資訊系統接收模式作為研究架構，79 位學生分成 16 組並且利用手機功能在城市中一起旅遊，如 QR code、Google Maps、多媒體簡訊等，研究結果指出知覺有用性雖可顯著影響使用意願，但影響程度不及知覺愉悅性；此外，他們認為享樂資訊系統接收模式是一個了解使用者在休閒情況中使用信念與態度，較為簡單且解釋力不錯的模型。Bruner 與 Kumar (2005) 研究行動商務網路服務之使用意願，知覺易用性對於知覺有用性有正向影響，並指出使用服務時的樂趣(fun)對使用態度是一個相當重要的影響因素。針對數位閱讀系統接受意願，蔡博元、林慧玉與吳邦昌(2011)以享樂資訊系統接受模型為理論基礎，以閱讀和電腦自我效能為外部變數，發展出數位閱讀系統接受模型，研究結果指出閱聽人的知覺有趣性、知覺有用性對於數位閱讀系統的使用意願會有正向影響，而且具有高度的關係存在，然而知覺易用性對於使用意願則沒有顯著正向影響。. 二、知覺易用性、知覺有用性、知覺愉悅性與使用意願之關係 TAM 之知覺有用性與知覺易用性對於科技的使用態度是兩個重要的影響因素。van der Heijden (2003)延伸 TAM 架構以解釋入口網站的使用者接受度，研究結果指出知覺易用性能同時預測知覺有用性、知覺愉悅性與使用態度。Venkatesh (2000)發現若是使用者持續使用新系統的話，愉悅感對於知覺易用性的影響會變得更加強烈，而且隨著使用的時間增加，知覺易用性同樣地正向影響使用意願。 Serenko (2008)提出知覺愉悅性對於知覺易用性有正向影響，而且亦是影響未來使用意願的關鍵因素。在數位學習研究領域方面，Liu、Liao 與 Pratt (2009)認為媒介豐富性(media richness)會影響使用者使用數位學習科技(e-learning technology)的使用意願，研究結果指出媒介豐富性越高，知覺有用性與專心(concentration)的程度就會越高，並. 24.

(34) 且證實知覺易用性與知覺有用性、態度是呈現正相關。Wu 與 Gao (2011)探討學生對於互動性學習科技(Clickers)的使用意願，研究結果發現知覺易用性與使用態度、使用意願有高度的正相關。賴崇閔、黃秀美、廖述盛與黃雯雯(2009)以虛擬實境建立人體結構輔助教學系統，經實驗教學後，研究結果指出學生的知覺易用性可以預測知覺有用性與使用意願。在教學的領域當中，教師能夠了解學生採用網路學習媒體(Internet-based learning medium)之意願是一件重要的事情，Lee 等人(2005)指出知覺有用性與知覺愉悅性對於學生態度與使用意願具有正向影響，同時亦是影響使用意願的兩個最主要的因素。在以網路為基礎的資訊系統中，Yi 和 Hwang (2003)認為自我效能、愉悅和學習目標對於實際使用系統的意願是很重要的決定因素，而且愉悅可以顯著影響有用性、易用性和特定自我效能(application-specific self-efficacy)。 Balog 與 Pribeanu (2010)探討學生對於擴增實境教學平台(augmented reality teaching platform)的接受度，研究結果指出比起知覺易用性，知覺有用性與知覺愉悅性是影響使用意願較為顯著的前因。. 第四節文獻探討小結自科技接受模式提出之後，經過研究人員試圖不斷地嘗試修正與調整，至今它已是一個資訊科技學界成熟的模式之一。然而，本研究參考相關學者研究，可以發現在不同的媒體情境當中，科技接收模式的變項與外部變項的組合亦有所不同。根據 Lee (2012)指出結合擴增實境的學習環境較能創造出使用者參與互動的情境，並可使參與者感到有趣，因此本研究認為擴增實境學習系統視為是一種享樂型的資訊科技。認知專注可用來了解探索資訊科技的意願，因此本研究參考 Agarwal 和 Karahanna (2000)的研究將認知專注做為外部變項；再者，先前研究指出認知專注對於知覺易用性的影響較不顯著(Davis, 1989；Saade & Bahli, 2004 ; van der Heijden, 2004)，因此本研究考量基於擴增實境所構成的悅趣式學習環境，因此僅 25.

(35) 討論知覺愉悅性變項與其他變項的關係，而暫不討論知覺易用性，以嘗試修正享樂性資訊科技環境下的理論模式。此外，擴增實境學習系統技術開發以及辨識、定位圖卡相關研究成果豐碩，但大多數論文僅執行到系統開發階段，或是召集受試者在實驗室的環境中進行實驗，較為缺乏大樣本實徵資料收集。因此，本研究將探討在擴增實境學習系統的環境下，認知專注、知覺有用性、知覺愉悅性與使用意願之間的關係，並收集較大樣本的問卷資料進行結果分析。. 26.

(36) 第三章. 研究方法. 本研究的主要目的是為探討在擴增實境學習系統中，臺北地區國中學生的認知專注、使用動機與使用意願三者之間的關聯性，以及分析三者之間的因果關係。依據第二章文獻探討的結果，提出研究架構、研究假說，並且修訂研究工具，以利進行調查研究法之實施。本章共分為 5 小節：第一節研究架構、第二節研究對象、第三節研究工具、第四節實施程序、第五節資料處理與統計分析。. 第一節研究架構本研究依據 Agarwal 和 Karahanna (2000)、van der Heijden (2004)以及 Saade 和 Bahli (2004)之研究作為理論基礎，探討認知專注、知覺有用性、知覺愉悅性與使用意願之間的關係，研究架構如圖 3-1 所示。擴增實境學習系統知覺有用性使用意願. 認知專注知覺愉悅性. 圖 3-1 研究架構. 調查法(survey research)是科學研究最常使用的方法，研究上實際步驟包括：設定研究問題、研究假說、資料收集、資料分析和推演結論(張紹勳，2000)。調查法主要在發現社會科學中變項與變項之間的關係，凡是具體可以觀察到的事物都可以使用調查法。不過調查研究者必須審慎評估所有使用的工具與抽樣方法 (邱皓政，2010)，因此針對以上的研究架構圖，接下來說明各研究變項的調查方式，以作為選用合適的統計分析方法之參考依據。 27.

(37) 本研究在認知專注變項部分是採用問卷調查的方式，蒐集學生在認知專注的實徵性資料。本研究根據 Agarwal 和 Karahanna (2000)的看法，將認知專注區分為 5 個子構面：暫時抽離、專注沉浸、提高樂趣、控制以及好奇心。而在知覺有用性、知覺愉悅性與使用意願變項部分亦為採用問卷調查的方式蒐集實徵資料。依據文獻探討結果，研究者提出以下的研究假說：假說 1：在擴增實境學習系統的環境之下，認知專注對知覺有用性具有顯著的預測力。假說 2：在擴增實境學習系統的環境之下，認知專注對知覺愉悅性具有顯著的預測力。假說 3：在擴增實境學習系統的環境之下，認知專注對使用意願具有顯著的預測力。假說 4：在擴增實境學習系統的環境之下，知覺有用性對使用意願具有顯著的預測力。假說 5：在擴增實境學習系統的環境之下，知覺愉悅性對使用意願具有顯著的預測力。. 第二節研究對象本研究旨在探討國中學生在擴增實境學習系統中，認知專注、知覺有用性、知覺愉悅性與使用意願之間的關係，研究者選擇以臺北地區國中學生為母體，採用便利抽樣的方式，選取臺北地區 B 國中 7 年級修習電腦課程的 10 個班級為研究對象。由於國中 7 年級開始應培養「運用科技與資訊」有效解決問題的能力，並透過各種媒體以獲得相關資訊應用能力(教育部，2008)，所以本研究選擇國中 7 年級為研究對象。為求問卷具有良好的信度與效度，因此在正式問卷調查之前，進行問卷預試，茲就預試樣本與正式研究樣本，分述如下。. 28.

(38) 一、預試樣本為了符合與未來正式研究對象性質相同的原則，預試對象的選擇也同樣為臺北地區 A 國中 7 年級修習電腦課程的班級。預試問卷約為正式問卷份數的三分之一或四分之一(張芳全，2008)，因此預試樣本應為 50 至 70 位左右。. 二、正式研究樣本正式研究樣本為臺北地區 B 國中 7 年級修習電腦課程的班級，以及未曾接觸攝影課程的學生。該國中編班方式為 S 形常態編班，故各個班級的起始行為相近。因此，藉由控制教師特質、課程時數與教學實施情境，以降低對研究變項之影響。. 第三節研究工具本研究使用的研究工具分為：一、「AR you ready? 學攝影」網站；二、擴增實境系統接受度問卷，用來調查國中學生對於本擴增實境學習系統之使用行為概況，茲將分述如下。. 一、「AR you ready? 學攝影」系統建置 (一) 基礎攝影內容本網站內容與現任國中電腦教師、攝影專家討論之後，並考量現行國中 7 年級「資訊課程」能力指標與學生學習程度，自行研發適合國中 7 年級學生程度的基礎攝影教材。攝影知識包含相機硬體操作與攝影概念，在了解攝影概念之前，初學者必須先學習攝影機器的外觀與內在構造，而擴增實境技術最大的特色在於可以即時與三維虛擬影像即時互動以進行學習，並且提升學生學習動機，因此使用擴增實境有利於學習基礎攝影知識。以下分別敘述學習目標、基礎攝影知識架構(詳見圖 3-2)、教材內容。. 29.

(39) 1.學習目標 (1) 瞭解數位單眼相機的基本概念 (2) 瞭解基礎攝影的知識與技巧 (3) 激發學習基礎攝影的興趣 2.基礎攝影知識架構 (1) 相機概念：數位單眼相機內部構造、快門、光圈與感光度 (2) 攝影技巧：採光與構圖. DSLR構造光圈相機概念快門基礎攝影. 感光度採光攝影技巧構圖. 圖 3-2 基礎攝影知識架構. 3.教材內容本教材依據基礎攝影知識架構設計成為 2 大主題，每個單元名稱皆以活潑的詞彙取代生硬的專業詞彙，主題 1 是介紹相機概念，單元名稱為「解體面面觀」，主題 2 是介紹攝影技巧，單元名稱為「有 fu 最重要」。每個單元的內容也盡量以生活化的字句說明相關概念，以下分別敘述本網站的主題與內容。. 30.

(40) (1)主題 1「解體面面觀」：包含「數位單眼有玄機」、「光圈好眼力」、「快門一瞬間」、「至少要懂感光度」等單元，介紹數位單眼相機構造，以及光圈、快門與感光度的基本概念，其中相機構造以擴增實境展示虛擬的三維相機模型。 (2)主題 2「有 fu 最重要」：包含「明暗交錯採光趣」、「人人都是構圖家」單元，介紹拍照時兩大實用技巧：採光與構圖，兩大單元皆以擴增實境展示虛擬的三維模型。 (二) 系統建置與設計擴增實境系統可以分成五種類型：室內固定系統(fixed indoor systems)、室外固定系統(fixed outdoor systems)、室內移動系統(mobile indoor systems)、室外移動系統(mobile outdoor systems)以及室內外移動系統(mobile indoor and outdoor systems)，固定系統定義為使用者必須在固定的地方使用，若要在其他地方使用，則必須搬遷整套系統，移動系統則可以允許使用者移動並透過無線系統使用該擴增實境系統(Carmigniani et al., 2011)。本研究評估國中教室環境與擴增實境開發軟體特色之後，因此選用固定系統作為本系統的開發方法，而系統外觀則是透過網站作為展示形式，因此使用者只須透過網路即可直接連結至本網站，並與擴增實境進行實際互動。以下分別介紹系統開發所使用的軟硬體、圖卡與網站設計的部分。 1.軟體以 Adobe Photoshop 5.5、Autodesk 3Ds Max、LinceoVR、Adobe Dreamweaver 等軟體製作本研究網站物件(詳見表 3-1)。而線上擴增實境開發軟體 LinceoVR 的輸出格式 lvzc，具有可鑲嵌至 html 網頁中的特點，因此使用者可以直接透過網路連結至本網站，不須使用特定電腦進行操作。. 31.

(41) 表 3-1 軟體說明表名稱. 說明. Adobe Photoshop 5.5. 將三維模型貼圖材質進行細部調整。. Autodesk 3Ds Max. 利用其建模與貼圖功能，製作虛擬的三維模型，並輸出成 fbx 檔案格式。由薪威科技有限公司所發展的線上擴增實境開發工具，. LinceoVR. 此軟體可將成 fbx 檔案格式轉成 lvzc 檔案格式。. Adobe Dreamweaver 5.5. 利用此軟體建立網站雛形，並匯入線上擴增實境檔案。. 2.硬體系統硬體包含個人電腦、液晶螢幕、網路攝影機，詳見表 3-2 說明。. 表 3-2 硬體說明表名稱個人電腦. 說明辨識與追蹤由網路攝影機所擷取的影像，將虛擬的三維物件疊合至圖卡上面。. 液晶螢幕. 可輸出影像。. 網路攝影機擷取真實環境影像與圖卡，並將影像傳至個人電腦中。. 3.圖卡設計使用圖卡輔助觀看擴增實境虛擬物件時，使用者可以比較直覺式進行操作 (范丙林等人，2008)，因此本圖卡設計為下圖 3-3 所示，圖卡中間即為「ar」的英文字母，這種設計的方式可讓學生容易且直覺式地知道圖卡的方向性。. 32.

(42) 圖 3-3 課程使用之圖卡. 4.網站設計 Thompson 與 McGill (2008)認為認知設計原則(cognitive design principles)可以應用到數位學習系統當中，分別是連續原則(Contiguity Principle)、形式原則 (Modality Principle)與多餘原則(Redundancy Principle)，分述如下： (1)連續原則：可分為時間連續效果(temporal contiguity effect)和空間連續效果(spatial contiguity effect)，當文字與圖形置於鄰近的地方，對於學習的效果較佳。 (2)形式原則：在多媒體中的文字以語音表達文字呈現時比以視覺文字有較好的學習結果。 (3)多餘原則：刪除多餘的訊息教材將比包含多餘的訊息教材有更好的學習成效。因此，本研究將依造上述原則進行以擴增實境為基礎的網頁設計，以下網頁設計說明以主題 1「解體面面觀」為例，教材文字內容與擴增實境效果分開製作成兩個網頁，並使用超連結相互連結，以符合多餘原則，網頁如下圖 3-4 所示，左圖為文字敘述部分網頁，右圖為擴增實境效果視窗之頁面。. 33.

(43) 圖 3-4 主題 1「解體面面觀」網頁內容. 數位單眼相機內部構造屬於較為抽象的立體概念，而且較不易透過實際拆解機台本身進行觀看，因此透過擴增實境的特色，使用者可以較為輕易了解光圈、快門等構造的相對位置，以及操作並了解成像原理。在視訊黑框下有功能鍵，功能鍵的擺放位置與黑眶相近，符合連續原則，讓使用者可以輕易點選功能鍵，以深入了解自己感到興趣的主題。 5.系統設計架構圖本研究所建置之擴增實境系統包含伺服器、網路、個人電腦、網路攝影機以及圖卡，架構圖如下圖 3-5 所示。. 網路攝影機網路圖卡個人電腦. 伺服器. 圖 3-5 系統設計架構圖. 34.

(44) (三) 引導使用擴增實境學習系統投影片擴增實境具有顯示抽象化概念的優勢，並且提供了一個更為直觀的互動方式。不過 Chen (2006)提到使用擴增實境系統進行課程內容設計時，需確認適合使用擴增實境作為呈現方式的虛擬物件，而且使用擴增實境系統時，應先讓學生認識並熟悉擴增實境的操作方式。因此除了學習系統之外，另外製作輔助教學之用的投影片以引導同學相關基礎知識與使用網站的方式，本投影片內容與相關執行方式則分述如下： 1.投影片內容說明由於本課程是以運用擴增實境的方式引導學生學習基礎攝影的相關知識，因此在第一堂開始時，先以投影片介紹擴增實境的相關概念，以減低學生的新奇效應，所以此投影片可分為兩個部分，分別是「擴增實境基礎概念」與「基礎攝影知識」，而基礎攝影知識內容則是擷取自網站內容。 2.課程時間安排與執行方式為了不加重國中生的課業壓力之下，本課程於電腦課中實施，共分為 3 堂課， 1 堂課為 45 分鐘，每堂課根據內容可分為上、下半節，上半節以引導課程內容與擴增實境的操作方式；而本課程希望以寓教於樂的學習方式，引導同學認識基礎攝影知識，所以下半節課則是由學生自行操作網站，而研究者則是提供輔助的角色，詳細說明如下。 (1)第 1 堂課：上半節為引導擴增實境基礎概念，下半節時，學生會透過「EZFlar」網站實際做出簡易型的擴增實境。 (2)第 2 堂課：上半節為引導基礎攝影知識之相機概念(主題 1)的部分，並說明擴增實境的操作方式；下半節課則是由學生自行操作網站。 (3)第 3 堂課：上半節為引導基礎攝影知識之攝影技巧(主題 2)的部分，並說明擴增實境的操作方式；下半節課則是由學生自行操作網站。 3.學習環境設置：本課程內容使用到的媒體主要為投影片與網站，因此需要個人電腦、螢幕、 35.

(45) 網路攝影機、圖卡等硬體設備，故本課程的最佳教學環境是為電腦教室，而電腦的記憶體則建議為 2GB 以上，下圖 3-6 為課前設備準備之情況，學生可自行操作已安裝網路攝影機的個人電腦。. 圖 3-6 課前設備準備. 二、擴增實境學習系統接受度問卷本問卷的編製過程以下圖 3-7 所示，茲將內容詳述如下。. 擬定問卷初稿. 實施預試. 分析信效度. 形成正式問卷. 圖 3-7 問卷編製過程. (一) 預試問卷內容本預試問卷分為兩大部分，分別是「網站使用情況」和「個人基本資料」，說明如下。 1.網站使用情況部分由於本課程所使用的網站，支援擴增實境的技術，因此相較於一般網站較具有互動性，因此問卷中的所有構面都是針對課程所使用的擴增實境學習系統所提問的，網站使用情況分為認知專注與系統接受度 2 個部分。 36.