數位學習管理系統建置與評估-以數位設計課程翻轉教學為例

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(1)國立高雄大學創意設計與建築學系（研究所）碩士論文. 數位學習管理系統建置與評估 -以數位設計課程翻轉教學為例 On the Implementation and Assessment of a Digital Learning Management System in Digital Design Courses by Flip Teaching. 研究生：徐佳煌撰指導教授：洪碩延教授. 中華民國一Ｏ四年六月.

(2) 數位學習管理系統建置與評估 -以數位設計課程翻轉教學為例 On the Implementation and Assessment of a Digital Learning Management System in Digital Design Courses by Flip Teaching by Chia-Huang Hsu. 國立高雄大學創意設計與建築學系碩士論文. A Thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree in Department of Creative Design and Architecture of National University of Kaohsiung Kaohsiung, Taiwan June 2015. Advisor: Professor So-Jeng Hung. 中華民國一０四年六月.

(3) 數位學習管理系統建置與評估 -以數位設計課程翻轉教學為例指導教授：洪碩延教授國立高雄大學創意設計與建築學系. 學生：徐佳煌國立高雄大學創意設計與建築學系摘要隨著網路資訊及教育科技普及，在這樣的時代背景下，改變了學習者的學習型態，從以往的以教學者為中心的教學型態轉變為以學習者為中心的翻轉教學，受到線上 e 化教學得盛行，也使得翻轉教學受到各界重視也開始盛行起來。 Armando Fox 提出的小規模限制性線上課程（SPOCs）概念，本形式是「大規模網路開放課程（MOOCs）＋翻轉教學」，是一個結合實體課與線上教學的混成學習。教學模式為學生在課堂前在指定網站上觀看基本知識的影片教材，隨後完成教材中的內容測驗與作業，並在實體課堂中回答學生的學習問題，此方式與翻轉教學藉由科技解決團班教學缺點的方式相符合。本研究使用 Wordpress 模組依據小規模限制性線上課程（SPOCs）特性，發展符合設計領域課程教學的數位學習管理系統。課堂前，學習者使用學習系統上觀看教師所製作的課程影片教材，完成後進行課前單元練習與測驗，並將學習狀態回饋給教師。學習者可在系統上開設討論小組或使用課程論壇、私訊功能與教師或同儕討論。在課堂中，教師回應學生自學時碰到的問題，並進行以討論或個別指導。實驗課程採用數位設計，依據 3Ds Max 國際認證教學內容為授課資料；教材依據多媒體學習認知理論由真人教師所製作的影片教材。本研究將數位設計課程以翻轉教學的教學方式融入數位學習管理系統，探討學習者使用滿意度與學習成效前側與後側是否有顯著提升。 I.

(4) 最後系統開發遵循互動設計發展流程，經由原型評估初步發展系統，進行系統使用性量表（SUS）評估；最終評估使用使用者互動滿意度量（QUIS）。實驗結果顯示本研究所建置的數位學習管理系統在受測者使用互動上均獲得頗高的滿意度，同時能提高使用者的學習成效。關鍵字：翻轉教學、小規模限制性線上課程、多媒體學習認知理論. II.

(5) On the Implementation and Assessment of a Digital Learning Management System in Digital Design Courses by Flip Teaching Advisor：Dr. So-Jeng Hung Department of Creative Design and Architecture of National University of Kaohsiung. Student：Chia-Huang Hsu Department of Creative Design and Architecture of National University of Kaohsiung ABSTRACT With the popularization of network information and educational technology, in this background, learners' patterns were changed from conventional to instructor-centered teaching patterns of learner-centered Flip Teaching. Because online e-teaching become popular, it also makes the public pay attention on Flip Teaching. Then, Flip Teaching began to flourish. Armando Fox proposed the concept of SPOCs: students need to view a film on a designated website before class first, then complete the quiz and assignment of content in textbooks then completed quiz and jobs, and answer other students' learning problems in the physical classroom. In this way, it is correspond that Flip Teaching science and technology solve the shortcomings of consistent teaching group classes. By Wordpress module based on SPOCs feature, this study developed the digital learning management system which meets the design course. Learners finish the III.

(6) exercises and quiz on the system before class, and the system gives teachers the learners' learning state. Learners can set up discussion groups on the system, use the course forum, or privately discussed with teachers or peers. We adopted a digital design courses compiled by the teachers and then digitized them into teaching films for the digital learning management system. Try to explore learners' using satisfaction is good or not, and learning effectiveness is improved or not between pretest and posttest Finally, the system developed the process which is followed the interactive design. The initial development is to evaluate system usability scale (SUS), and ultimately evaluate questionnaire for user interaction satisfaction (QUIS). The results show that by using digital learning management system, the measuring person has quite high satisfaction with interaction. It also improved the user's learning effect at the same time. Keywords: Flip Teaching, Small Private Online Courses (SPOCs), Cognitive Theory of Multimedia Learning. IV.

(7) 致謝感謝「國立高雄大學創意設計與建築學系」提供這繽紛自在、活力無窮的環境，三年的日子不算長，卻很深刻。這一路走來感謝的人實在太多，在我的碩士生涯中，首先感謝我的指導老師洪碩延教授，謝謝您在我學術生涯上的啟發以及論文指導期間的寬容；感謝王政弘教授，感謝您的協助與開導；感謝黃意雯教授，在口試時寶貴的建議。感謝碩士班所有的同學，在你們的幫助與陪伴，豐富我的研究所生活。感謝好友浩呈，難過開心的時候都有你的參與，謝謝你願意當我的心靈導師。感謝玉淨、靜宜在翻譯上的協助。最重要的，感謝論文期間不斷為我加油打氣的家人，在我遭受挫折時鼓勵我，若不是你們的包容與支持，我沒有辦法心無旁鶩地完成學業。你們的支持與鼓勵，是令我不斷持續的動力來源。最後，謹將此論文獻給我的家人、師長，以及所有協助關愛的人。徐佳煌謹誌于國立高雄大學創意設計與建築學系碩士班 2015.06. V.

(8) 目次摘要................................................................................................................................ I 致謝............................................................................................................................... V 目次..............................................................................................................................VI 表目次....................................................................................................................... VIII 圖目次..........................................................................................................................IX 第一章. 緒論........................................................................................................ 1. 1.1 研究背景與動機.............................................................................................. 1 1.2 研究目的與問題.............................................................................................. 3 1.3 研究範圍與限制.............................................................................................. 4 1.4 論文架構.......................................................................................................... 4 第二章. 文獻探討................................................................................................ 5. 2.1 翻轉教學.......................................................................................................... 5 2.2 MOOCs 與 SPOCs .......................................................................................... 9 2.3 多媒體學習認知理論.................................................................................... 14 第三章. 研究方法與設計.................................................................................. 20. 3.1 研究流程與實施步驟.................................................................................... 20 3.2 數位文創學習管理系統................................................................................ 21 3.2.1 系統架構 ........................................................................................................ 22 3.2.2 系統介面 ........................................................................................................ 24 3.2.3 學生功能介紹 ................................................................................................ 25 3.2.4 教師工能介紹 ................................................................................................ 28. 3.3 課程設計........................................................................................................ 30 3.3.1 課程目標與特色 ............................................................................................ 30. VI.

(9) 3.3.2 適用對象與先備知識 .................................................................................... 30 3.3.3 教材單元設計 ................................................................................................ 31 3.3.4 教學策略實施 ................................................................................................ 32. 3.4 研究工具........................................................................................................ 33 3.4.1 原型系統評估 ................................................................................................ 34 3.4.2 最終評估 ........................................................................................................ 34. 3.5 實驗設計........................................................................................................ 36 3.5.1 實驗流程與對象 ............................................................................................ 36 3.5.2 實驗過程 ........................................................................................................ 37. 第四章. 實驗結果與分析.................................................................................. 39. 4.1 實驗評估分析............................................................................................... 39 4.1.1 先備知識問卷 ................................................................................................ 39 4.1.2 系統使用性評估 ............................................................................................ 41. 4.2 最終評估分析................................................................................................ 44 4.2.1 使用者互動滿意度分析 ............................................................................... 44 4.2.2 學習成效分析 ............................................................................................... 46. 第五章. 結論與未來展望.................................................................................. 49. 5.1 結論................................................................................................................ 49 5.2 未來展望........................................................................................................ 50 參考文獻...................................................................................................................... 52 中文部分.............................................................................................................. 52 英文部分.............................................................................................................. 53. VII.

(10) 表目次表 2-2-1 MOOCs、SPOCs 與傳統教學比較 ............................................................. 13 表 2-3-1 不同媒體組合對學習成效的相關研究 ....................................................... 16 表 3-2-1 平台使用硬體說明 ....................................................................................... 22 表 3-2-2 平台使用軟體說明 ....................................................................................... 22 表 3-3-1 教材單元 ....................................................................................................... 31 表 3-4-1 專家資料 ...................................................................................................... 35 表 3-5-1 實驗人數統計表 ........................................................................................... 36 表 4-1-1 電腦設備與網路統計 ................................................................................... 39 表 4-1-2 網路時間統計 ............................................................................................... 40 表 4-1-3 學習系統使用經驗統計 ............................................................................... 40 表 4-1-4 學習系統使用時間統計 ............................................................................... 41 表 4-1-5 系統使用性量表-信度分析.......................................................................... 42 表 4-1-6 系統使用性量表－描述性統計 ................................................................... 42 表 4-2-1 互動滿意度量表信度分析 ........................................................................... 45 表 4-2-2 使用者互動滿意度－描述性統計 ............................................................... 45 表 4-2-3 整體與分組學習成效 ................................................................................... 47. VIII.

(11) 圖目次圖 2-1-1 圖班教學與翻轉教室教學流程 .................................................................... 6 圖 2-1-2 認知領域教學目標觀點 ................................................................................. 7 圖 2-3-1 多媒體學習認知模式 .................................................................................. 16 圖 3-2-1 系統功能架構圖 ........................................................................................... 23 圖 3-2-3 系統介面配置 ............................................................................................... 24 圖 3-2-4 學習介面配置 ............................................................................................... 25 圖 3-2-5 測驗介面配置 ............................................................................................... 26 圖 3-2-6 課程管理介面配置 ....................................................................................... 28 圖 3-2-7 學生管理介面配置 ....................................................................................... 29 圖 3-3-1 系統使用紀錄 ............................................................................................... 32 圖 3-3-2 課堂中記錄 ................................................................................................... 33 圖 3-4-1 系統評估流程圖 ........................................................................................... 33 圖 3-5-1 實驗流程圖 ................................................................................................... 37 圖 4-1-2 系統使用性分數落點圖 .............................................................................. 44. IX.

(12) 第一章緒論 1.1 研究背景與動機隨著網路資訊及教育科技的普及，不僅改變學習者的學習型態，同時也讓教學型態不再受到時間、空間的局限，讓教學者擁有更多元的教學模式搭配合適的教學方法。台灣教育長期以來的教學型態，皆以教學者為中心，這種教學方式稱為團班教學，著重以講述知識的方式傳授給學習者（Ewing, 2011），內容以知識學習與理解概念為主，學習者上課聽講、課後複習，需要由大量反覆練習與測驗才能增進學習者的理解能力（Myers, Monypenny & Trevathan, 2012）。這樣的方式教學者與學習者缺乏課程互動，學習者往往不會主動思考（Mazur, 2011），也較無法培養學習者的認知能力（Sams & Bergmann, 2012）。 2007 年 Jonathan Bergmann 與 Aaron Sams 提出的「翻轉課堂（Flipped classroom）」，發現能有效改善原先團班教學所面臨的問題。翻轉教學的教學模式，主張教師講解和學生作業兩者翻轉，學生在家看教學短片，課堂上則和教師、同學一起做作業與討論。翻轉教學並非突然興起的概念， Lage、Platt 和 Treglia （2000），也運用類似的教學方式在初等經濟課上，差別在於預習教材的形式為靜態書面。科技的蓬勃發展，預習教材由靜態書面變成動態教學影片，翻轉教學因而受到各界重視也開始盛行起來。翻轉教學會如此受人注目與青睞，除了有效改善團班教學問題外，也剛好搭上線上 e 化教學得盛行，特別是 MOOCs 的推波助瀾，像是可汗學院教學平台融入翻轉教學的方式（何榮桂，2013）。MOOCs 可以脫離時空限制，學習者也能自己掌控學習進度，雖然提供師生互動的功能，但其平台之教學者與學習者，事實上並無師生關係，充其量僅是延宕式互動，西華盛頓大學（Western Washington University）管理學院教授 Jason Kanov 認為，在完全缺乏人與人之間面對面互動的情況下，表示全面網路授課不看好。Jordan（2013）研究點出 MOOCs 完課率低的狀況。因此 Armando Fox（2013）提出 SPOCs，其基本形式是「MOOCs＋ 1.

(13) 翻轉教學」，是一個結合實體課與線上教學的混成式學習；也是善用 MOOCs 資源融入翻轉教學。翻轉教學是藉由科技解決團班教學缺點的一種教學方式，形式上也是一種混成學習，與 Armando Fox 提出的 SPOCs 概念，學生在課堂前在指定網站上觀看基本知識的影片教材，隨後完成教材中的內容測驗與作業，並在實體課堂中回答學生的學習問題，此方式與翻轉教學相符合。在設計領域課程教學中，除了傳授經驗法則外，理論基礎更是不容忽視。通常傳統教學是由面堂授課方式進行，教師在授課過程中，不易瞭解學生學習狀況，而無法給予適時的回饋，導正學生的學習狀態。若以傳統團班教學方式教授 3ds Max 軟體，一般教學環境具有電腦設備的教室，教師使用電腦操作教學，並以螢幕切換的方式示範給學生觀看。課程中學生對 3ds Max 先備知識是有差異的，學生在學習中是處於被動的學習狀態，容易產生厭倦的情緒，造成學習呈現不佳的狀況。如果可以依據 SPOCs 概念建置一個符合設計領域課程教學的數位學習管理系統，學生可在課前使用系統學習課程的基礎觀念，以及使用系統上的測驗、討論、上傳設計作品等互動功能，回饋給教師，讓教師在課堂前了解學生學的學習狀況與課堂中以討論互動的方式協助學生在學習上的問題。運用上敘的構想以改善傳統團班教學中學生學習的被動狀況與先備知識差異，進而增加學生的學習成效，為本研究欲嘗試探討數位學習管理系統運用於數位設計課程翻轉教學的動機所在。. 2.

(14) 1.2 研究目的與問題在多數教學系統中，較重視主要學科課程發展，較少設計或藝術領域的課程內容。在設計領域的課程教學中，傳授經驗法則以及理論知識都是重要的，如何使學習者在課程時間有限與程度上差異的狀況下達到良好的學習成效，因此將面對面教學結合線上學習的相互輔助，學習者在課前進行線上自主學習，學習基礎的重點；在面對面課堂中，與教師討論的方式進行學習。本研究將發展符合設計領域課程教學的數位學習管理系統，系統全名為數位文創學習管理系統（Digital Cultural and Creative learning management system ,簡稱 DCC），以數位設計課程為教學內容，系統使用 Wordpress 模組建置，發展出具 SPOCs 特性並適合設計課程使用的學習系統。學習者在系統上進行課前單元練習與測驗，並將學習狀態回饋給教師。學習者可在系統上開設討論小組或使用課程論壇、私訊功能與教師或同儕討論。本系統主要輔助學習者進行學習，試圖探討設計領域課程以翻轉教學的方式結合 DCC 系統，對學習者學習是否有幫助。根據上述之研究目的，本研究提出以下研究問題進行探討：（1）DCC 的使用性是否良好? （2）DCC 的互動滿意度為何? （3）學習者使用 DCC 進行學習，對於學習成效前側與後側是否有顯著提升?. 3.

(15) 1.3 研究範圍與限制研究樣本為設計科系大學部選修數位設計課程 80 名學生，配合授課教師之教材，由專家鑑定後，作為問答項目。因時間上的限制，本研究無法進行一學年之課程實驗，僅能擷取課程重點教學，課程依據 3Ds Max 國際認證教學內容為授課資料，選擇兩週可教授完成的單元為主，學習成效評估考題依據 3Ds Max 國際認證之題庫為主。受測者在課堂前運用 DCC 系統做為教學輔助工具，讓學習者在任何時刻均能進行自主學習並自行調整學習節奏；在課堂中與教師、同儕共同討論問題並以實作案例的方式教學。雖然學習成效涉及受測者之熱誠、情緒、課業壓力等，這方面有諸多的不確定因子，希冀能以數位文創學習管理系統輔助結合數位設計課程翻轉教學讓學習者提升學習成效。. 1.4 論文架構本研究共分為五章，第一章緒論，說明研究背景動機、研究目的與問題、研究範圍與限制；第二章為文獻探討，將根據翻轉教學、SPOC 與 MOOCs、多媒體學習認知理論之相關研究進行探討；第三章為研究方法與設計，說明本研究所使用的研究方法、數位文創學習管理系統介紹、課程設計、研究工具與實驗設計；第四章為教學實驗過程與分析，探討系統使用性、使用者互動滿意度、學習成效；第五章為結論與展望，並且提出未來研究與延伸方式。. 4.

(16) 第二章文獻探討本章依照研究主題、研究動機與研究目的，與相關文獻進行探討，作為本研究之理論基礎。本章共分四節：2.1 翻轉教學；2.2 MOOCs 與 SPOCs 2.3 多媒體學習認知理論之相關研究探討。. 2.1 翻轉教學在台灣教育中團班教學為主要的授課方式，教師在課堂上對全體學生進行知識的傳遞，很難照顧到每位學生是否將課程內容吸收與內化。每當學生回家做作業時，才發現在課堂中學會的概念，其實並沒有完全理解。在沒人可以協助時，翻轉教學（Flip teaching）變成解決這樣狀況的最佳方式。翻轉教學亦稱為翻轉課堂（Flipped classroom）、翻轉學習（Flip learning）或反轉課堂（Inverted classroom），是一種結合科技並翻轉整體課程流程的融合式教學（Moses, 2013）也屬於混成學習的方法之一，它結合了線上教學與面對面授課（Staker & Horn, 2012）。簡言之翻轉教學為教師採用各種技術翻轉教學模式，實施的關鍵為：（1）課堂前，教師將自製的教學影片或相關的現成教材上傳到學習平台，學生在平台上「自主學習」這些內容並記錄學習上碰到的問題。（2）課堂中，教師回應學生自學時碰到的問題，並進行以討論或個別指導（劉怡甫，2013）。翻轉教學與團班教學在教學流程面向的轉變（如圖 2-1-1），由課堂中講解、課後自行複習的方式轉變為學習者透過課前的自我學習完成學習任務，使學生變得更主動與積極。. 5.

(17) 圖 2-1-1 圖班教學與翻轉教室教學流程課堂上則透過多元的教學活動及教學者引導協助，共同探究學習問題，有效培養學生更高階的認知能力（Zappe, Leicht, Messner, Litzinger, & Lee, 2009；Sams & Bergmann, 2012；Thomas, 2005；Goodwin & Miller, 2013；Johnson, Adams, Cummins, Estrada, Freeman & Ludgate, 2013）。在課堂最後經由教師進行重點總結給予學生回饋形成更深入理解內容，達到更佳的學習效果（朱偉麗；2013；周路， 2012；薛奇秀、薛崢，2013；劉怡甫，2013；Khan, 2013）。從 Bloom 的認知領域教學目標觀點分析翻轉教學與傳統團班教學（如表 2-1-2），傳統團班教學方式的主要教育目標著重在知識內容維度的「記憶」與「理解」屬於低階思維能力，中階的「應用」與「分析」藉由練習、實驗與測驗達成但最高階的「評鑑」與「創造」常因的授課時間有限與互動不足，而無法由教師引導完成。而翻轉教學的教育目標則著重在知識的「應用」、「分析」、「整合」「評鑑」由教師在課堂中引導完成，「記憶」與「理解」低階思維能力，由學生在課堂前進行自主學習來完成（Anderson, Krathwohl, Airasian, Cruikshank, Mayer, Pintrich, & Wittrock, 2001）。可以了解，在傳統團班教學中，學生不易養成的「評鑑」與「創造」高階認知能力，在翻轉教學中有較多機會可藉由教師的課堂引導來達成。. 6.

(18) 圖 2-1-2 認知領域教學目標觀點翻轉教學起源於 2007 年，美國科羅拉多州兩位高中教師 Bergmann 與 Sams，為了解決學生缺課的情形，將上課內容錄製成影片上傳到 YouTube 網站，讓學生可以在家觀看影片補課，最後演變成後來演變成「在家進行學習、課堂上進行討論」的教學形式。將教學重心回歸到以學習者為主體，並運用科技工具來協助教學過程的實施，使得翻轉教室教學更容易運作，也能有效培養學生更高階的認知能力（Zappe et al., 2009）。Bergmann 與 Sams（2012）強調，翻轉教學的重點不在於教師自製教學影片，而是能真正思考如何更有效益地運用課堂互動，讓學生從事高層次的思考。 Mazur（2011）認為，學習過程分為二個階段。第一階段是知識傳遞、第二階段則是知識的內化和吸收。知識傳遞，能利用科技突破時空限制，學生在課堂外的時間自主學習；知識內化和吸收，則是讓學生在課堂中充分練習，藉由向教師提問、同儕間互相幫助，立即解決學習上的問題，真正達到「內化知識」。 Khan 學院為翻轉教學的最佳推手。Khan 為了解決親戚小孩的數學問題，將解題過程及教學內容錄下來放到 YouTube，讓他們能不受時空影響進行學習，之後的教學錄影更擴大教學的內容與學科，演變成今日的「Khan 學院」。Khan 學 7.

(19) 院以豐富的教學影片著稱，教學影片內容淺顯易懂，且教材完整，Khan 學院的創辦人 Salman Khan 建議教師們，「將教學影片當成功課，然後把回家作業變成在課堂上的習作」（Khan, 2011），此教學模式與翻轉教室不謀而合。近年來，許多學者研究學習者的學習成效結果顯示，翻轉教學對學習者的學習態度能由被動方式轉換為主動學習，教學上的主導權交給學習者，而教學者則是扮演對知識上的分析及整合的指導角色，課堂不再只是講課，而是運用解決問題方式使學習者更能吸收教學內容。故翻轉教學適合運用於任務導向或專案導向的課程，教師給予適當建議並鼓勵學生積極參與課堂活動以互動與體驗方式來提升學習者的學習動機與主動學習的能力，進而提升學習的成效（Anderson et al, 2001；Pierce & Fox, 2012；Roehl, Reddy & Shannon, 2013；鍾曉流、宋述強、焦麗珍，2013；Khan, 2013；Phillips & Trainor, 2014）。Bristol（2014）將翻轉教學融入醫學課程，讓學生在家先行透過線上學習醫療相關知識，於課堂上授與學生臨床實務經驗，實驗結束後，他認為反向課堂節省了很多傳授基本知識的時間，將課堂上節省下來的時間用於實務練習對學生的幫助更大。Roach（2014）經濟學進行翻轉教學實驗，結果顯示 76%學生認為翻轉教學有助於學習；97%學生表示翻轉教學比已往學習經驗更具互動性。不論實施團班教學或是翻轉教學都能提升學生訊息處理能力，但兩者預期效果相比，翻轉教學優於團班教學。翻轉教學讓學生依照自己的時間與進度學習、選擇要學習的課程重點，更能夠有效的培養學生的自主學習以及使學習態度更加積極主動，進而有效提高學生的學習成效。證實了相較於團班教學的授課方式，學生較熱衷於翻轉教學（Pierce & Fox, 2012；馬秀麟、趙國慶、鄔彤，2013；Phillips & Trainor, 2014）。由以上翻轉教學文獻探討，了解翻轉教學是運用數位化教材，在課前提供給學習者觀看，學習者可依照自行學習步調進行自主學習；在課堂中可與同學與教師討論在自學時遇到的問題。教師在課堂中講解問題後，可教授更深入的課程內. 8.

(20) 容。因此，本研究將課堂時間用於實際操作 3ds Max 軟體、製作作品，教師在旁檢核學生的學習情形，適時提供幫助，使學生對學習的內容有更深入的理解與應用。依照 Bergmann 與 Sams（2012）的觀點，有效結合科技，運用數位文創學習管理系統，讓學習者能自由使用系統上的學習功能。學生在家中利用系統學習時，學習內容都可重複觀看。進行預習與複習時，遇到無法解決的問題，也可運用社團、學習小組等互動功能，向同儕共同討論尋求解答。 Mazur（2011）指出學習過程分為知識傳遞、知識內化和吸收二階段，本研究運用翻轉教學將二階段翻轉，學習者在課堂上充分練習、向教師提問、同儕間互相幫助，促進學習者知識的內化和吸收。且根據 Moses（2013）提出之翻轉課程設計原則，本研究將課程分為線上學習和課堂活動，課前先於線上進行第一階段的知識傳遞；課堂則進行實作、發表與討論等活動，為第二階段的知識內化和吸收。. 2.2 MOOCs 與 SPOCs 小規模限制性線上課程（Small Private Online Courses，SPOCs）是由大規模開放式線上課程（Massive Open Online Courses, MOOCs）所衍生出的開放式課程模式，本研究將彙整 MOOCs 與 SPOCs 的相關研究，最後進行 MOOCs、SPOCs、傳統團班教學三者差異比較，並說明本研究最終選擇 SPOCs 特性進行學習系統設計的原因。「大規模網路開放課程（Massive Open Online Courses, MOOCs）」的發展源自於對知識教育的開放理念，強調知識的免費與共用。在 MOOCs 未盛行之前，美國麻省理工學院院（Massachusetts Institute of Technology, MIT）與哈佛大學（Harvard University）等各校，將自己學校的課程錄影、課程內容、參考資料等公佈在網路上，這樣的形式稱為開放式課程（OpenCourseWare, OCW），但由於這些課程一般只有“內容”，缺少師生交流、回饋等過程，在課程上的體驗遠遠比不上學校的面授教學。MOOCs 產生於開放教育資源（Open Ed⁃ucational Resource, 9.

(21) OER）運動背景之下，MOOCs 與 OCW 的差異在於 MOOCs 較注重教學過程和教學互動，而不僅只完全資源的開放。 MOOCs 一詞是由加拿大艾德華王子島大學 Dave Cormier 與 Bryan Alexander 於 2008 年提出，用來描述 George Siemens 和 Stephen Downes 共同開設的「關聯主義與連結知識課程（Connectivism and Connective Knowledge）」。該網路課程由馬尼托巴大學（University of Manitoba）資助，最初課程是為在大學的 25 名為獲得學分而繳費的學生設計的，同時向全球註冊該課程的學習者開放。結果卻吸引超過兩千多人在免費的情況下參加了該課程的學習。2011 年，史丹佛大學資工系教授 Sebastian Thrun 將「人工智慧概論課程（Introduction to Artificial. Intelligence）」在網路上開放，吸引了 16 萬名學習者註冊報名，同年同樣任教於史丹佛大學的 Andrew Ng 教授，也將他的「機器學習課程（Machine Learning）」公開在網路上，竟也造成 10 萬人註冊報名的盛況。從上敘的關聯主義與連結知識課程、人工智慧概論課程、機器學習課程的 MOOCs 案例，皆反映出 MOOCs 的大規模修課人數、課程採取線上學習以及對所有人都開放之特色。 MOOCs 的學習活動主要為關注於討論、創造、探索與連結，學習單位亦不侷限於個人，多以團體方式共享共建學習知識；而學習中心亦以學習者為主導，教師角色漸轉為輔助及引導。Glance、Forsey 與 Riley（2013）透過文獻分析驗證 MOOCs 大規模的參與人數、線上開放取用性、概念單元化的課程內容、自動化評量及同儕互評方式以及線上學習論壇等重要特性，證實 MOOCs 特性對於教學確實存在益處。 MOOCs 成功讓各國高等教育開始追求「無國界」、「高品質」、「免費」的效益。但在 MOOCs 浪潮的光鮮外表下有著嚴重的問題為「高註冊率與低完成率」的矛盾（Jordan, 2013；劉怡甫，2014）。Jordan（2013）研究 MOOCs 的「課程完成率（Completion Rates）」，收集各個 MOOCs 平台在 2011/10 至 2013/07 期間所公開的課程的資料，共 154 門課程樣本進行分析。結果指出全部課程樣本，平. 10.

(22) 均課程完成率落在 7%左右，點出了 MOOCs 完課率低的狀況。回歸現實考量，一門品質優良的課程，能順利完成學習的人不到全班十分之一，那麼這樣的學習方式就有檢討與改善的必要。為解決 MOOCs 的低完課率問題，加州大學柏克萊分校 Armando Fox 教授於 2013 年提出「小規模限制性線上課程（Small Private Online Courses，SPOCs）」概念， SPOCs 是由 MOOCs 衍生的一種開放式課程形式，不同於 MOOCs 完全開放與無限制修課人數，SPOCs 可對修課人數與修課者背景進行限制，如人數一般人數在幾十人至幾百人，以及修課者為開課學校的校內學生，或依據課程特性對修課者設定不同程度之資格限制。簡單來說，SPOCs 是將 MOOCs 資源用於小規模、特定人群的教學解決方案，其基本形式是「MOOCs＋翻轉教學」，是一種善用 MOOCs 資源融入翻轉教學的混成式學習。美國教育部在 2010 年研究線上學習與課堂學習對於學習成效影響的差異。結果指出，線上學習模式的學習成效「至少都不會比課堂學習來得差」，若將線上學習與實體課堂的進行混成式學習則「顯著優於」單一線上學習或課堂學習模式。SPOCs 的上課形式多採取課堂面對面與線上自學的混成方式進行，其基本流程是：教師將 MOOCs 影片材料當作家庭作業給學生，然後，在實體課堂教學中解答學生們的問題，並在一起處理作業或其他學習任務，進而提升學習效益。 Armando Fox 的「雲端運算與軟體工程課程」在加州大學柏克萊分校四年內開設了四次，從 2012 年春季開始與 MOOC 結合，並在校內實施 SPOC 混合式教學。課程得到了來自全球的學習者、在校師生和工業界雇主的好評。SPOCs 模式使課容量從 31 人擴大到 161 人，同時獲得了更高的教師評價和課程評價（Armando, David, Richard, Samuel, Kristen, Walcott, Rose, 2014）。2012 年，聖荷西州立大學的 Khosrow Ghadiri 教授的「電路分析導論」課程，使用 edX 的「電路與電子學」教材進行翻轉教學試驗。結果顯示，學生及格率達到 91％，而同期採用團班教學方法的兩個對照班的及格率只有 57% 和 74%，這場 SPOCs 的實. 11.

(23) 驗成果獲得了極高的評價，可以看的出 SPOCs 優於 MOOCs 與團班教學。（Madeline，2013；劉怡甫，2014；康葉欽，2014）2013 年，哈佛大學法學院 William Fisher 教授在 edX 開設 SPOCs 課程：為期 12 周的「版權法（Copyright）」。申請入學的條件除須年滿 13 歲並陳述個人的學經歷資料外，還須說明申請該課程的原因與規劃在此課程中如何努力學習，並將這些內容以小論文的形式繳交。申請課程要承諾每週至少投入 80 分鐘的時間瀏覽教材並作線上非同步討論，也必須每週投入 80 分鐘參與線上同步討論。共 4100 人申請，挑選出 500 名學生參加哈佛大學線上課堂（Harvard Online C1assroom）。這門課程模仿傳統的哈佛法學課堂，將學生分成 25 人的學習小組，由助教引導學習與討論。課程結束後，線上修課生則須在 24 小時內繳交一篇具有在地觀點的版權法論文。通過者會獲得課程完成證書和一份書面評價，以作為這門菁英課程研習成功的見證。最後， 500 位線上學生中，有 49.4％參加了期末考，39％通過考試，38.6％獲得了完課證書，這些數據遠優於一般 MOOCs 的成效（William Fisher, 2014）。本研究經由 MOOCs 與 SPOCs 的文獻與教學案例整理並與傳統團班教學進行比較，如表 2-3-1。「課程開放性」，MOOCs 是完全開放，所有人都可參加； SPOCs 是依教師所開設課程之特性，而有不同的修課限制，並會依學生程度進行篩選；傳統教學一般設定的條件限制為開課系所之學生，提出申請即可進入課堂學習。「學員人數」，MOOCs 人數無限制；SPOCs 一般最多為數百人；傳統教學一般介於數十人至百人間。「完課率」，MOOCs 學習系統雖有線上互動的功能但缺乏了實體課程的互動，故完課率呈現較低的狀況；SPOCs 具有線上的互動功能與實體課堂的互動，故完課率較高；傳統教學具有實體課堂的互動，教師可教好控管學生，故完課率較高。「上課方式」，MOOCs 採用線上自學，學生可自行規劃上課時間；SPOCs 採用線上自學，學生可自行規劃上課時間以及實體課堂授課；傳統教學採用實體課堂授課。本研究實施實驗的課程為數位設計，授課內容為 3Ds Max 軟體教學，在修課條件限制為須具備設計背景，由於 3Ds Max. 12.

(24) 軟體是屬於理論與實務並重的課程，若以傳統教學的方式教授，學生在學習中處於被動的狀態，容易產生厭倦的情緒，造成學習不佳。MOOCs 與 SPOCs 在學習上都使用了學習系統，學生都可使用系統提供的線上功能進行互動，但兩者差別在於 SPOCs 多了實體課程互動與人是為小量，本研究實驗課程分為線上學習與實體課程兩部分，故選擇以 SPOCs 概念為依據建置一個符合設計領域課程教學的數位學習管理系統。表 2-2-1 MOOCs、SPOCs 與傳統教學比較. 開放性. 傳統教學 MOOCs SPOCs 完全開放，所有人皆限制性申請，依教師設限制性申請，一般為可修課。立修課限制，並會依學開課系所之學生，提生程度進行篩選。出申請即可進入課堂學習。. 學員人數完課率教材內容. 上課方式. 評量方式. 可大量，無限制. 僅小量，最多人數至數僅小量，一般為數十百人為限人至百人之間. 低. 高. 高. 自製影片教材. 自製影片教材或選用他人教材（如 MOOCs 或 Khan 學院）. 自製課程 PPT、講義、教師之定參考書目. 線上自學，學生可自線上自學，學生可自行行規劃上課時間規劃上課時間。實體課堂授課有固定時間線上測驗. 線上測驗、實體課堂紙本測驗. 實體課堂授課有固定時間實體課堂紙本測驗. 本研究整理由本節所整理的 MOOCs 與 SPOCs 文獻與教學案例，找到了學習系統須具備的功能，本研究所建置的數位文創學習管理系統其功能須包含，如學習用戶（學生）權限的選課功能、測驗功能、討論功能、作業上傳、獎利機制；教學者用戶（教師）權限的課程編輯功能、學生管理功能，以及因應 SPOCs 特性教師之課程編輯功能中除了編輯課程內容與測驗外需增加課程人數設定與修課門檻設定。. 13.

(25) 2.3 多媒體學習認知理論「多媒體學習認知理論」（Cognitive Theory of Multimedia Learning）由 Mayer （1997）提出，主要是結合 Paivio（1986）的雙碼理論（Dual-Coding Theory）及 Wittrock（1974）的衍生學習理論（Generative Theory of Learning）。Mayer 將多媒體學習定義為：「透過文字（words）與圖像（pictures）的學習。」文字是指書面的文字或口語化的文字；圖像是指插圖、圖表、圖（照）片、動畫或影片等。Mayer 對個體的認知系統提出三個基本假設敘述如下（Mayer, 2009；Mayer & Moreno, 2003）： 1. 雙重軌道：人類擁有處理視覺訊息與聴覺訊息的管道。當學習者接觸到外在訊息時，若由眼睛接收訊息，則訊息會經由視覺管道進入認知處理系統；若訊息由耳朵接收，則訊息會經由聽覺管道進入認知處理系統。 2. 有限容量：人類的認知處理系統的管道，同時間能處理的訊息量是有限的。不管是文字、圖片、動畫類型等訊息。 3. 主動處理：人類藉注意相關訊息、組織被選擇的訊息，形成一致的心理表徵，並且將此訊息和其它知識整合進行主動學習。簡言之，主動處理是經由認知處理過程（選擇/組織/整合）在試著讓多媒體呈現對學習者有意義。 Mayer 認為一個好的多媒體輔助學習，應能協助學習者建立三種認知處理過程，分別為選擇、組織及整合（Mayer, 2009）。 1.. 選擇：首先，學習者需要注意到經過眼、耳等感覺器官，進入信息加工系統的視覺. 與聽覺信息中的相關內容，即當教材兼具語文和圖像訊息時，學習者可以先選擇相關文字建立文字資料庫，暫時儲存在語文工作記憶區；同時也可能先選擇相關 14.

(26) 圖像建立圖像資料庫，暫時儲存在圖像工作記憶區中。 2.. 組織：學習者能在語文工作記憶中組織相關的文字資料庫，也能在圖像工作記憶區. 中組織相關的圖像資料庫。Mayer 認為組織乃是指將短期記憶中的內容加以排列組合、形成一個合乎邏輯，一貫的整體，此即 Pavio 所稱的建立連結結構，經組織後的文字或圖像資料，Mayer 稱為情境模型（宋曜廷，2000）。 3.. 整合：在學習中建立情境模型後，最後必須建立語文與圖像兩者之間的關聯，同時. 與長期記憶中已經存在的認知基模整合，形成一個新的認知基模，儲存至長期記憶中。上述三個過程都是發生在工作記憶區中，因此學習者的學習受制於工作記憶區容量大小的限制。所以有效的學習，有賴於多媒體能輔助學習者，利用工作記憶區中不同的認知處理管道來選擇、組織及整合訊息。對訊息的選擇、組織及整合並非都是以線性順序發生，有時也會反覆進行（劉儒德，趙妍，柴松針，徐娟， 2007）。多媒體學習認知理論認為不同形式的訊息，其認知處理的歷程也不同，如圖 2-4-1 所示： 1. 圖像的處理歷程是由個體的眼睛接收刺激，並經選擇後進入工作記憶的影像區，經組織後成為圖像模式，最後會將其與相關的先備知識整合。 2. 語音的處理歷程是由個體的耳朵接收刺激，並經選擇後進入工作記憶的語音區，經過組織後成為語文模式，最後會將其與相關的先備知識整合。 3. 文字的處理歷程則是先由個體的眼睛接收刺激，並經選擇後進入工作記憶的影像區，再由影像轉化為語音，經組織後成為語文模式，最後會將其與相關的先備知識整合。. 15.

(27) 多媒體呈現. 感官記憶. 文字. 耳朵. 工作記憶. 聲音. 長期記憶. 語文模式先備知識. 圖片. 眼睛. 影像. 圖像模式. 選擇. 組織. 整合. 圖 2-3-1 多媒體學習認知模式有關多媒體教學，已有許多研究者提出討論，隨著資訊科技與網路的發達，透過電腦及網路來進行教學已漸漸成為一種趨勢，為了解何種多媒體組合的教材，對於學生學習上具有良好的學習效果，故本研究將整理文字、圖形、動畫與聲音等多媒體組合方式的相關研究，彙整如表 2-4-1 所示表 2-3-1 不同媒體組合對學習成效的相關研究年分. 2000. 2000. 2002. 2007. 研究者. 對象與主題. Lai. 對象：大學生主題：用電腦輔助學習程式教導抽象觀念. （1）文字+旁白（2）文字+圖形+旁白（3）文字+動畫+旁白. （3）的學習成效最好。. Kalyuga, Chandler, & Sweller. 對象：製造公司員工，具有高中以上程度者主題：鑽孔技術. （1）文字+圖形（2）圖形+旁白（3）文字+圖形+旁白（4）圖形. 沒經驗的學習者，（2）有較好的效果和低的心智負荷；對有經驗的學習者，（4）能夠幫助增加學習成效。. Kai & Benbasat. 對象：大學生主題：BCCRC研究中心介紹. （1）文字（2）動畫+聲音. 對象：高中生主題：生物課程. （1）圖形加旁白（2）圖形加聲音. Harskamp, Mayer, Suhre & Jansma. 媒體組合方式. 研究發現. （2）對解釋性資訊的理解比（1）來的好，且推論能力分數也較高. 16. （1）的學習成效最好。.

(28) 年分. 2008. 研究者. 對象與主題. Mayer &Johnson. 對象：大學生主題：閃電的形成. 2008. 2010. 2011. 2011. 2013. 吳瑞源. 許雅瑄. 黃鈺淩. 媒體組合方式（1）圖形加文字（2）圖形加聲音（3）圖形加聲音加關鍵字. 研究發現. （3）的學習成效最好. 對象：國中生主題：自然科. 1.學習者控制播放模式（重播/無重播） 2.多媒體設計原則：（1）動畫+字幕（2）動畫+旁白（3）動畫+字幕+旁白. 1.在無重播功能的情境下，（2）有最佳的學習表現；（1）表現最差；（2）、（3）學習成效無顯著差異。 2. 在重播功能的情境下，（2）、（3）的學習成效優於（1）。. 對象：高職生主題：電腦網路原理與應用. 1.分割原則 2.自行控制教材播放 3.多媒體設計原則：（1）動畫＋文字＋聲音。（2）動畫＋文字。（3）圖片＋文字。. （1）顯著優於（2）。因教材設計可讓學生自行控制教材播放，學生有足夠時間整合教材，所以不受分散注意力的效果影響。. （1）動畫＋文字（2）動畫＋文字＋旁白. 1.在學習成就測驗方面，接受（1）多媒體組合教學的學生高於接受（2）多媒體組合教學的學生。 2.學習態度與學習滿意度方面，接受不同媒體組合方式教學的學生間並無顯著差異。. 1. 探討不同呈現次序對偏好所產生的影響 2.多媒體設計原則：文字+圖片+影片. 1.教材形式之偏好程度皆傾向喜歡，其中最喜歡「影片」形式。 2.教材呈現次序組合不會影響多媒體音樂欣賞教材之偏好程度。. （1）動畫＋文字（2）動畫＋旁白. 不同的多媒體組合方式對學習成效有顯著的影響，且（2）模式的學習成效優於（1）. 對象：國小生主題：生物科. 劉哲伶. 對象：高中生主題：音樂欣賞. 陳靜儀. 對象：國小生主題：數學科分數乘法. 17.

(29) 年分. 2014. 研究者. 陳欣儀. 對象與主題. 對象：國小生主題：線對稱圖形. 媒體組合方式. 研究發現. 1.分割：學習內容分割成小片段. 1.不同多媒體組合對學習者認知負荷無產. 2.互動：自行控制教材播放 3.多媒體設計原則：（1）動畫＋無分割＋無互動。（2）動畫＋無分割 +互動。（3）動畫＋分割 +無互動。（4）動畫＋分割+互動。. 生影響。 2.教材分割與互動對學習者認知負荷無產生影響。 3.高先備者在互動與分割原則設計之多媒體的學習成效高於低先備者。 4.認知負荷與學習成效呈負相關。. 本研究整理以上相關研究文獻顯示，研究結果雖不盡相同，有的研究認為不同多媒體組合方式的學習成效有顯著差異，而少部分研究卻認為無顯著差異。綜合以上學者的研究，發現學習者在不同的教學媒體組合部分，對學習成效有顯著差異，大部份的研究結果皆證實學習者在影片加旁白教材媒體部分的學習成效最好（Kalyuga, Chandler & Sweller, 2000；Kai & Benbasat, 2002；Harskamp, Mayer, Suhre & Jansma, 2007；吳瑞源，2008；許雅瑄，2010；陳靜儀，2013），以及學習者在學習中也較偏好使用影片形式的教材（劉哲伶，2011）。當教材媒體組合為圖像加文字加旁白時，因為文字與旁白的訊息重複，反而會降低學習成效（黃鈺淩，2011），正符合多媒體學習認知理論冗餘原則的假設，即學習者為整合內容相同的重複訊息，需額外付出更多的認知資源，而不利於學習（Mayer, 2009）。但如果文字是以關鍵字的形式呈現，而不是與旁白內容完全相同時，則可以促進學習者的學習（Mayer & Johnson, 2008）。多媒體教材設計成可讓學生自行控制播放，學生有足夠時間整合教材，可不受分散注意力的影響（吳瑞源，2008；陳靜儀，2013）。因此本研究將依據多媒體學習認知理論，規劃課程教材，教材形式為「影片+ 解說旁白」，，顧慮學習者因課程內容過多而降低學習意願，故將每段影片剪接 18.

(30) 成 5 至 10 分鐘，每段影片教授觀念 1~3 個觀念以增加學習意願，以及在學習者重複觀看影片教材時，也可較容易找尋要觀看的影片段落。Clark 與 Mayer（2008）提到多媒體教材無法替代實作，所以課程教材無法在影片完整呈現之內容，須仰賴實體課程的學習，符合翻轉教學的「動手作」概念，故規劃好的影片教材將放置於本研究所建置的數位學習管理系統，提供給學習者於課堂前預習之用，目的為輔助學習者學習以利提高學習成效。. 19.

(31) 第三章研究方法與設計本研究依據相關文獻、研究目的與問題，進行研究方法與設計。本章共分為五節：3.1 為研究流程與實施步驟；3.2 為數位文創學習管理系統介紹；3.3 為課程設計，對於課程進度及內容進行介紹；3.4 為研究工具，說明本研究使用之研究工具與評估方法；3.5 實驗設計說明實驗流程及對象。. 3.1 研究流程與實施步驟本研究流程，如圖 3-1-1 所示。第一階段依據研究動機與研究目的，收集相關文獻後彙整資訊，再進行探討及分析；第二階段根據 SPOCs 特性，設計出原型數位學習管理系統，再來進行原型系統評估，使用系統使用性量表（System Usability Scale,SUS）對系統進行原型系統評估與修正；第三階段為進行兩周的研究實驗，最終評估採用使用者互動滿意度問卷（Questionnaire for User Interaction Satisfaction, QUIS）進行系統互動滿意度評估、學習成效以前測與後測進行 t 檢定；第四階段最終的研究結果與建議。. 20.

(32) 圖 3-1-1 研究流程圖. 3.2 數位文創學習管理系統本研究依據研究目的，並參考混翻轉教學、SPOCs 之相關文獻，發展出數位文創學習管理系統（Digital Cultural and Creative Learning Network ,簡稱 DCC）。學習者可在系統，進行線上學習、同儕小組討論與單元測驗。單元測驗結果，教師可了解受測者學習狀況，以利教師適時的給予受測者適當的協助。. 21.

(33) 3.2.1 系統架構本研究採用了一套使用內容管理系統（Content management system, CMS）的部落格套件－Wordpress 做為主要的使用工具，Wordpress 具有自行架設的優點，且能夠自由的進行版面配置以及套件的架設，不用擔心服務商會對於功能做出功能上的限制，或是進行收費，版面上也不會有廣告。同時 Wordpress 也提供了豐富的後台管理以及開放式版面修改。以下分開列表說明建置環境以及工具：表 3-2-1 平台使用硬體說明硬體設備. 設備說明. 作業系統. Windows 7. CPU. Intel（R） Core（TM）2 Duo CPU. 記憶體（RAM）. 8GB. 硬碟空間. 584GB. 顯示卡. NVIDIA GeForce 320M. 表 3-2-2 平台使用軟體說明軟體設備. 設備說明. 版本. 內容管理系統. WordPress. 2.3.5. 伺服器. Apache. 2.4.12. 資料庫. MySQL. 5.6.16. PHP. 5.5.18. 本系統整體功能架構主要包含五大部分：課程內容、課程資訊、課程互動、獎勵規範、各人工具區，如圖 3-2-1 系統功能架構圖。. 22.

(34) 數位文創學習管理系統. 課程資訊. 課程互動. 獎勵機制. 個人工作區. 課程分類. 課程論壇. 修課證書. 購物車. 課程介紹. 學習小組. 優良徽章. 選課紀錄. 課程進度. 私訊功能. 知識點數. 成績查詢. 學習. 個資修改. 測驗. 圖 3-2-1 系統功能架構圖 1. 課程資訊：課程相關資料之功能區。學習者，可在進行選課作業、學習、測驗；教學者，管理編輯課程教材、測驗。 2. 課程互動：提供學習者與同儕、教學者溝通互動之平臺。 3. 獎勵機制：吸引學習者進行學習並完成課程所有活動。修課證書與優良徽章依據修課成績到達標準即可申請；知識點數依據學生發問、完成課程等方式獲得。點數功用為學習者可用點數訂購非免費之學習課程。 4. 個人工作區：提供所有學習者個人化數位學管理工具。. 23.

(35) 3.2.2 系統介面本研究系統介面設計，分為三大區塊，包含功能表區、系統使用教學區、課程類別區，圖 3-2-3 為系統介面配置圖。. 圖 3-2-3 系統介面配置（A：功能表區；B：系統使用教學區；C：課程主題區） A. 功能表區（如圖 3-2-3A）：此區域可進行登錄與註冊；課程查詢；購物車查詢為已訂購課程；輸入查詢關鍵字 B. 系統使用教學區（如圖 3-2-3B）：此區域可觀看系統的教學文章，例如：如何申請成教師帳戶說明；線上課程使用機制；課程教材多媒體支援項目；選課方式說明。 C. 課程類別區（如圖 3-2-3C）：目前課程分為平面設計、數位媒體、工藝技法、證照學習等課程，使用者可以依據自身喜好觀看各課程分類之課程資訊。. 24.

(36) 3.2.3 學生功能介紹 1.學習介面本研究學習介面設計，分為三大區塊，包含功能表區、課程教材區、學習進度區，圖 3-2-4 學習介面配置。. 圖 3-2-4 學習介面配置（A：課程教材區；B：學習進度區；C：功能按鈕區） A.. 課程教材區（如圖 3-2-4A）：為學習教材影片播放區，放置授課教師預錄好的教材影片可搭配講解文字供. 受測者學習。本實驗之影片內容為數位媒材設計作為教學內容，透過課程內容與系統的搭配，受測者可依照自己的課程內容吸收的程度，重複觀看教材以達到深. 25.

(37) 刻的學習經驗。 B.. 學習進度區（如圖 3-2-4B）：為受測者學習過程紀錄，可觀看課程安排的單元與測驗。每完成一個單元便. 會在已完成單元旁顯示綠色標示，並在學習進度區最上方顯示課程完成百分率與課程剩餘的時間。 C.. 功能按鈕區（如圖 3-2-4C）：共有三種功能按鈕，「返回課程」按鈕，當受測者學習告一段落可按此按鈕. 離開學習介面；「評價課程」按鈕，學習者可按此按鈕發表學習的心得與對課程進行評價；「完成課程」按鈕，受測者完成課程所有單元後，可按此按鈕送出學習紀錄，待教師進行課程評分。 2.測驗介面本研究學習介面設計，分為三大區塊，包含測驗題庫區、功能按鈕區、測驗進度區，圖 3-2-5 為學習介面配置圖。. 圖 3-2-5 測驗介面配置（A：課程教材區；B：學習進度區；C：測驗進度區） A. 測驗題庫區（如圖 3-2-5A）測驗題型分為四類，分別為是非題、選擇題、填充題、問答題，受測者依據 26.

(38) 教師所設定的題目進行作答，每完成一題按下「儲存答案」按鈕，系統會自動前往下一題。本實驗之測驗題目依據「3ds Max 國際認證」學科題型進行出題，選擇題 10 題；是非題 10 題，共 20 題，測驗時間為 25 分鐘。 B. 功能按鈕區（如圖 3-2-5B）受測者測驗題目全數作答完畢後，即可按下「交提測驗」按鈕，待教師評分測驗，如教師設定測驗為自動評分，受測者即可立即看到測驗分數，與題目詳解。 C. 測驗進度區（如圖 3-2-5C）受測者可在此區，看到測驗時間、測驗題數與配分，受測者每完成一個一題便會在已完成題目旁顯示藍色標示。如受測者未在時間內完成全部測驗題數，系統將會自動交提測驗，結束作答模式。. 27.

(39) 3.2.4 教師工能介紹 1.課程管理介面本研究課程管理介面設計，分為二大區塊，包含功能表區、課程資訊設定區，圖 3-2-6 為課程管理介面配置。. 圖 3-2-6 課程管理介面配置（A：功能表區；B：課程資訊設定區）在課程管理介面，功能表區（如圖 3-2-6A）與課程資訊設定區（如圖 3-2-6B）為互相對應的工作區域，此介面為教師建立新課程的設定介面。建立課程共六個階段： (1) 建立課程：輸入課程名稱、課程簡介以及選擇課程分類（平面設計、數位媒體、工藝技法、證照學習），本研究實驗，課程名稱為 3D 設計實務；課程分類為數位媒體。 (2) 課程設定：設定課程時間期限；成績評分模式可調手動評分或自動評分；修課條件，如預先修某課程才能選課；修課人數設定；獎勵制度設定，如課程結業證書與成績優良徽章等門檻設定；課程小組與討論區設定。本研究實驗課程成績評分為手動模式，課程為 3Ds max 入門教學，故無修課限制與成績優良徽章。本課程修 28.

(40) 課期限為 14 天，受測者需在時間限制內完成課程單元，修課成績達 60 分，即可頒發課程結業證書。 (3) 教學內容設定：課程章節、單元與測驗設定。本研究實驗課程為分為兩個主題，場景製做與建築建模，全部共 9 個單元；兩個測驗，課前測驗與課後總測驗。 (4) 課程定價：可設定為免費或付費課程，本研究實驗課程為免費課程。 (5) 發布課程：前敘之設定完畢後即可發布課程。 2.學生管理介面本研究學生管理介面設計，分為三大區塊，包含功能表區、功能按鈕區、學生學習狀態區，圖 3-2-7 為學生管理介面配置圖。. 圖 3-2-7 學生管理介面配置（A：功能表區；B：功能按鈕區） 29.

(41) A. 功能表區（如圖 3-2-7A）此區域教師可查看修課名單、課程行事曆；運用社團與論壇功能，與受測者互動討論或發送課程補充教材。 B. 功能按鈕區（如圖 3-2-7B）共有四種功能按鈕，「學習成員」按鈕，教師可按此按鈕，觀看受測者學習狀態與課程學習進度。；「任務交提」按鈕，教師可按此按鈕查看學生繳交的作業、測驗與課程修畢資訊；「學習記錄」按鈕，教師可按此按鈕查看受測者使用課的程頻率；「課程統計」按鈕，教師可按此按鈕查看修課人數；學生成績平居分數，通過課程的人數；測驗平均分數、系統提供可下載數據檔案。. 3.3 課程設計 3.3.1 課程目標與特色本課程教授 Autodesk 3DsMAX 的軟體操作，包括如何以點、線、面製作立體造型、模型的屬性與特性、各種變形工具的使用、材質貼圖的多種方式、燈光的分類與屬性、陰影的創造方式、3D 算圖設定介面等。修習完此課程，將具備 3D 繪圖建模的能力。本課程並不預設修課者已具備任何 3D 電腦動畫的相關知識與技巧，目標是以符合數位藝術創作者之需求，廣泛介紹所有 3D 電腦模型製作、算圖的相關知識與執行過程，並兼顧理論與實務，以多種教學活動引導修課者動手操作體驗，並實際了解 3D 繪圖製作技術的原理。. 3.3.2 適用對象與先備知識本課程內容的設計，是針對有志於投入 3D 電腦繪圖製作的初學者。由於課程中只介紹三度空間電腦繪圖、貼圖及算圖，加上所有專有名詞及各工具介面均為英文，因此參與本課程須具備基本計算機處理概念、基礎幾何概念、影像處理概念，以及初級之英文能力。. 30.

(42) 3.3.3 教材單元設計本課程共兩種主題（如表 3-3-1），主題一為場景製作，共五個單元，學習時間為 109 分鐘；主題二為建築建模，共四個單元，學習時間為 106 分鐘。教材設計每個單元約有 1 至 5 段剪接影片，每段影片講述一至三個觀念。表 3-3-1 教材單元. 主題. 場景製作. 單元結構. 單元一 3DsMAX 軟體創作環境. 5 分鐘. 單元二幾何原型建構與變換概念. 8 分鐘. 單元三基本算圖與模型及物件管理單元四簡易場景製作實務（一）單元五簡易場景製作實務（二）. 建築建模. 單元時間. 10 分鐘. 34 分鐘 52 分鐘. 單元六 23 分鐘多邊型模型製作單元七 30 分鐘 Polygon 建築建模實務（一）單元八 37 分鐘 Polygon 建築建模實務（二）單元九 16 分鐘材質貼圖. 31. 內容綱要介紹 3Ds Max 軟體基本操作介面設定及呈現方式；三度空間概念以及 3Ds Max 不同視角鏡頭視窗、工具設定及操控方式。三度空間概念以及 3Ds Max 不同視角鏡頭視窗、工具設定及操控方式；介紹位移（MOVE）、旋轉（ROTATE）、比例（SCALE）之概念及原理。介紹算圖基本設定及操作與物件命名原則、階層（Hierarchies）、模型群組、親子關係概念、實例示範模型軸心管理概念及複製法則。利用 3D 幾何原型製作場景物件。製作場景環境與燈光設置。介紹 Polygon 建模基礎概念及原理。 Polygon 建築建模範例操作。 Polygon 建築建模可能遇到的問題及解決方法。介紹各種材質調整方式。.

(43) 3.3.4 教學策略實施一、課堂前 1. 觀看數位文創學習管理系統的數位設計課程教學影片，課程單元將會有數段影片組成，每小段講述一至三個觀念，長度多為五至十分鐘左右。以單元四「簡易場景製作實務（一）」為例，時間長度為 34 分鐘，由五段教學影片組成。影片分段利於學習者在學習、複習課程當下能精準找到需要的教學資訊。 2. 觀看完教學影片後，進行線上即時測驗，檢驗學習者是否理解該單元重點，系統將紀錄測驗成績。 3. 學習者可進入課程社團或是自行創立學習小組，與同儕或教學者討論。 4. 以獎勵制度方式吸引學習者主動學習與發問。. 圖 3-3-1 系統使用紀錄二、課堂中 1. 教師簡述課前自學內容重點，並適時回覆同學課前自學所遇到的問題進行解答。 2. 講解完後，以自學內容作延伸，運用實作案例進行學習者實際操作 3ds Max 軟體、製作作品，教師在旁檢核學生的學習情形，適時提供幫助，使學生對學習的內容有更深入的理解與應用。 3. 課堂後段，由教師進行重點總結給予學生回饋形成更深入理解內容；學習者運用數位文創學習管理系統進行隨堂測驗，檢驗學習者是否理解課堂中學習 32.

(44) 重點。. 圖 3-3-2 課堂中記錄. 3.4 研究工具本研究之系統評估流程如圖 3-4-1 所示。首先，提出系統概念模型進行原型系統設計，原型系統設計完成後發展出 DCC 原型，進入原型系統評估，使用系統使用性量表（SUS），最後進行最終評估，採用使用者滿意度量表（QUIS），進行系統分析。. 圖 3-4-1 系統評估流程圖. 33.

(45) 3.4.1 原型系統評估 1.系統使用性量表（SUS）本研究為得知受測者在操作 DCC 系統後的主觀感受，將透過系統使用性量表（System Usability Scale, SUS）作為評估工具。此量表為由英國 Digital Equipments Co Ltd. 公司於 1986 年所發展出來，主要目的為評估系統的使用性。此量表採取 Likert Scale 五點量表，每題由低至高分別為（1）非常不同意；（2）不同意；（3）普通；（4）同意；（5）非常同意進行評分，此量表為一個低成本、可靠且快速的評估方法。量表問題共十題，採取正反面交叉詢問技巧，通常於受測者操作完系統後，在不討論的情形下填答。評分方式透過公式轉換，使其滿分為一百分，分數越高代表受測者在主觀上，對此系統有越高之滿意度（Brooke, 1996; Tullis & Stetson, 2004）。為有效評估受測者對於本研究所開發之系統使用感受，參考 SUS 量表進行題項修改以符合本研究欲探討內容之面向，問卷設計部分為（1）確認每個問項的語意、語氣，避免產生混淆；（2）確認問項間的相關性，重覆或不相關的問項須去除，簡化問卷避免受測者心理上的排斥，以提高問卷信效度。本研究所使用之系統使用性量表（SUS），如附錄二所示。. 3.4.2 最終評估 1.使用者互動滿意度問卷（QUIS）使用者互動滿意度問卷（Questionnaire for User Interaction Satisfaction, QUIS）由美國馬里蘭大學人機互動實驗室（Human-Computer Interaction Lab, HCIL）所提出。此問卷使用人機介面的特定觀點來評估受測者的主觀滿意度，為一具信度與效度的滿意度量測方式。問卷包含調查、衡量整個系統的滿意度，以及測量特定介面的因素，例如：畫面的可視性、術語和系統訊息、學習因素、及系統功能性等。問卷內容如題項、面向、尺度等，皆可進行題項修改以符合本研究欲探討內容之面向。本問卷所使用之使用者互動滿意度問卷（QUIS）採用 Likert Scale 34.

(46) 七點量表，給分範圍為 1 至 7 分，1 分代表非常不同意；4 分代表普通；7 分代表非常同意。本研究所使用之使用者互動滿意度問卷（QUIS），如附錄五所示。 2.學習成效評量本研究發展數位文創學習管理系統（DCC）為求系統是否有助於提升學習者學習成效，故皆將於學習前、後進學習成效評量。在學習成效評量，每個單元均規劃能檢驗學習者是否理解該單元重點的試題，並幫助教師瞭解學習者學習狀況。研究者根據課程教材內容，擬制學習成效評量，考題以 3ds Max Design 國際認證題目為主，是非題與選擇題各 10 題，共計 20 題，整體實驗時間為 25 分鐘。試卷編制兩份題本：一份用於教學前測，一份用於教學後測，僅題項與選項作順序之更換，本研究所使用之前測與後測試卷，如附錄三、四所示。根據認知心理學的角度，學習者在學習的時候會運用不同形式去記憶，短期記憶只能存在約二十秒，假如沒有傳遞到長期記憶區就會永久消失（Bell-Gredder,1991）。，本研究聘請三位領域專家進行學習成效評量評鑑與修改，檢驗內容是否符合課程教材內容，三位專家資料如表 3-4-1 所示。表 3-4-1 專家資料專家. 服務單位. 教學領域. 教學經驗. A. 高雄市某大學. 視覺傳達及藝術概論. 20 年以上. B. 臺南市某大學. 數位藝術及平面設計. 10 年以上. C. 高雄市某大學. 數位設計及數位藝術. 5 年以上. 表 3-4 學習成效評量評鑑專家資料及教學經驗. 35.

(47) 3.5 實驗設計 3.5.1 實驗流程與對象本研究為瞭解系統使用性及受互動滿意度為何，受測者使用系統學習數位設計課程，是否能夠提升學習成效以及是否受先備知識而影響學習成效。實驗對象為設計科系大學部 80 名學生，受測者皆具備設計相關背景與具備電腦操作先備知識。實驗教學方式：運用 DCC 系統進行數位設計課程，依受測者分的先備知識分為：高先備知識組與低先備知識組，共兩組，如表 3-5-1 實驗人數統計表。本研究所使用之先備知識問卷，如附錄一所示。表 3-5-1 實驗人數統計表高先備組. 低先備組. 整體. 41. 39. 80. 人數. 課程教材為高雄市某大學教師預錄之數位設計影音教材，圖 3-5-1 為實驗流程圖。受測者於學習前先進行先備知識問卷與學習成效評量（學習前測驗）。然後使用 DCC 系統進行學習，學習完後再進行學習成效評量（學習後測驗）、使者互動滿意度問卷（QUIS）。. 36.

(48) 圖 3-5-1 實驗流程圖. 3.5.2 實驗過程本研究實驗過程依照本章節所論述之實驗流程進行。受測者使用學習系統前，均先徵求受測者同意實驗，才進入實驗階段，同意受測後即進行先備知識問卷填寫與學習成效評量（前測），完成測驗後，即進入為期兩周的課程教學。受 37.

(49) 使用 DCC 系統進行課程預習與線上測驗並填寫系統使用性量表（SUS），再進行面堂授課。在最後一次學習課程結束後，受測者即進行學習成效評量（後測），附錄所示，後測測驗完成後，再請受測者填寫使用者互動滿意度問卷（QUIS），問卷內容如附錄所示，則完成整個實驗。. 38.

(50) 第四章實驗結果與分析本研究為翻轉教室教學系統開發與研究，並針第三章研究設計進行實驗分析，預期結果共分三節：4.1 為實驗評估分析，將 DCC 系統過問卷，調查受測者的先備知識與使用性是否良好；4.2 為最終評估分析，採用使用者互動滿意度分析；前測雨後側進行學習成效分析，以探討 DCC 系統在數位設計課程之滿意度與學習成效。. 4.1 實驗評估分析本研究於實驗評估階段，為增加後續進行的可行性，本研究在進入實驗之前做初步的廣泛調查使用認知的情形，因此製作先備知識問卷，調查受測者日常使用電腦之習慣與學習系統使用經驗，問卷分兩部分：第一部分為基本日常使用調查；第二部分為學習系統使用經驗調查。系統使用性量表共 10 題，採正反面交叉詢問方法。先對系統使用性量表進行信度分析，再對系統使用性量表描述性統計分析。驗證研究問題為：（1）DCC 的使用性是否良好?. 4.1.1 先備知識問卷 1. 基本日常使用調查本實驗需要使用 DCC 系統進行學習，故受測者住處是否具有網路與電腦為學習環境的重要設備，故先行調查，以防受測者無法實施實驗，以利尋找配套方案。表 4-1-1 電腦設備與網路統計題目. 是. 否. 總人數. Q1.住處是否有電腦設備. 80（100%）. 0. 59. Q2.住處是否有網路. 80（100%）. 0. 59. 根據表 4-1-1 電腦設備與網路統計，Q1 與 Q2 結果顯示有 80 人（100%）的 39.

(51) 受測者住處均有電腦與網路。表 4-1-2 網路時間統計題目. 一小時以下一至三小時三至六小時. 六小時以上. 總人數. 13（16%）. 80. Q3. 8（10%）. 23（29%）. 36（45%）. 使用網路時間根據表 4-1-2 使用網路時間統計，Q3 結果顯示有 36 人（45%）的受測者使用時間為三小時至六小時；23 人（29%）的受測者使用時間為一小時至三小時； 13 人（16%）的受測者使用時間為六小時以上；8 人（10%）的受測者使用時間為一小時以下。綜合上敘，在基本日常使用調查可了解受測對象多為電腦經常使用者，具備電腦操作先備知識。本研究課程投入時間設定一周為 2 小時，平均一天投入 25 分鐘，即可完成學習。10%受測者每日上網時間低於一小時，故可在實驗前建議受測者將學習時間分段，以減輕學習上的壓力，近而使受測者提高學習意願。90% 受測者每日上網時間超過一小時，故完成課程任務較無困難。 2.學習系統使用經驗調查此部分調查為了解受測者使對於學習系統的使用經驗與學習意願以及是否吸引受測者進行預習動機，以推估研究方向是否可行。表 4-1-3 學習系統使用經驗統計題目. 是. 否. 總人數. Q4.是否有使用學習系統學習繪圖軟體的經驗. 53（66%） 27（34%）. 80. Q5.是否願意透過學習系統，學習 3Ds MAX. 78（98%） 2（2%）. 80. 64（80%） 16（20%）. 80. 78（98%） 2（2%）. 80. Q6.將 3Ds MAX 教學內容錄製成影片放置學習系統，是否引起你在課前作課程預習的動機 Q7.將 3Ds MAX 教學內容錄製成影片放置學習系統，你覺得對你學習上是有幫助 40.