英語村情境感知環境中學習成效之研究

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英語村情境感知環境中學習成效之研究

溫嘉榮* 陳嘉斌** 莊明廣** 郭勝煌*** *樹德科技大學資訊管理系特聘教授 **國立高雄師範大學工教系博士生 ***樹德科技大學資訊管理系兼任助理教授

摘要

受到無線技術發展影響，行動學習己逐漸走進人們的生活之中，學制內的

教學應可運用此一新式科技協助學習，擴展學習內容，延伸學習效益。本研究目的主要在分別以 Infrared 及 RFID 技術，規劃及建置具有情境感知技術英語行動學習環境，並安排國中七年級三個班級共 146 位學生，以準實驗研究法評估應用情境感知英語學習環境是否具有較佳的學習成效，實驗組兩個班分別使用 Infrared 及 RFID 情境感知技術的情境教學，對照組則無接受實驗處理，三組均接受前測及後測，前測為 100 題英語單字能力檢測得分，後測為四個自編英語情境測驗之總分，以不同實驗處理為自變項，前測分數為共變數、後測分數為依變項，進行共變數分析考驗學生的學習成效，再進行事後比較分析。研究發現規劃具情境感知的英語學習環境與傳統情境學習方式相比，確實有一定的成效，其中以具有 Infrared 情境感知技術的輔助學習，有助於學習效果的提昇。 關鍵字：Infrared、RFID、情境感知、行動學習、英語學習

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A Study on the learning effectiveness in the contextual

environment in English Village

Jia-Rong Wen* Chia-Pin Chen** Ming-Kuang Chuang** Sheng-Huang Kuo*** *Distinguished Professor, Department of Information Management, SHU-TE

University, Kaohsiung, Taiwan

**PhD. Student, Department of Industry Education, National Kaohsiung Normal University, Kaohsiung, Taiwan

***Holds a Concurrent Post of Assistant Professor, Department of Information Management, SHU-TE University, Kaohsiung, Taiwan

ABSTRACT

With the effect of wireless technology, mobile learning has become a part of our life that such an innovative technology could be applied to academic instructions for expanding the learning contents and enhancing the learning effectiveness. With Infrared and RFID technology, this study aims to plan and establish the English mobile learning environment with context-aware technology. With quasi-experimental research, total 146 7th grader students in three classes were evaluated whether the contextual English learning environment would enhance the learning. Two classes in the experimental group were proceeded situational teaching with Infrared and RFID context-aware technology, while the control group did not accept the treatment. The three groups were preceded the pretest of 100 English vocabularies and the post-test of four situational tests. The groups were the independent variable; the score of the pretest was the covariance; and the score of the post-test was the dependent variable. The covariance analysis was preceded for testing the learning of students and further

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comparisons and analyses. The research outcomes showed that the context-aware (Infrared and RFID) English learning environment appeared certain effectiveness in comparison with traditional situational learning, in which the learning with Infrared context-aware technology would promote the learning effects.

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壹、前言 目前在國內中小學英語教學只限於課堂學習，通常無法延伸到課堂之外，與學生的實際生活情境作結合，因此，提供詳盡的英語單字教學及後續學習，來補救或加深學習是有必要的。在眾所矚目的 u（ubiquitous）化學習發展過程中，學生可透過行動載具或手持裝置（handheld devices）達成學習的目的。行動學習是以建構的、合作的及學生為中心，任何時間、地點及設備皆可能發生的學習，有學者認為此一時空開放的環境建置，是當前行動學習所面臨的挑戰（Woukeu, Millard, Tao, & Davis, 2005）。從以下的最近研究文獻發現，無所不在與行動化的學習模式之相關研究也趨向多樣化，能在正式與非正式的真實學習情境結合，不但能提昇學生的學習興趣、學習動機（Hwang, Chu, Shih, Huang, Tsai, 2010; Yau, Joy, & Dickert, 2010）以及學生的學習成果（Chang, Chen, & Hsu, 2011; Chu, Hwang, & Tsai, 2010; Coulby, Hennessey, Davies, & Fuller, 2011; Huang, Yang, Huang, & Hsiao, 2010; Hwang & Chang, 2011; Hwang, Chu, Shih, Huang, & Tsai, 2010; Shih, Chu, Hwang, & Kinshuk, 2011; Shih, Chuang, & Hwang, 2010）；也可以 正向提昇學生的學習態度（Hwang & Chang, 2011; Looi et al., 2011），探討學生在行動學習中的學習滿意度（Martin-Dorta, Saorin, & Contero, 2011），亦能從研究中幫助無所不在的學習（u-learning）發展者或教學者提昇活動設計的精緻品質（Yueh-Min Huang, Chiu, Liu, & Chen, 2011）。此外，學生的學習風格不同也需要教學者因材施教給予適合的教學方式提供協助（Hsieh, Jang, Hwang, & Chen, 2011）。

在國內外相關研究中將 ICT 技術融入語言教學的案例中，有許多值得參考研究探討的議題，亦獲得學界的重視，例如：開發個人化的 PDA 行動英語單字學習系統，系統依照學生的程度能自動推薦適合學習的英語單字（Chen & Hsu, 2008; Chen & Chung, 2008; Chen, Li, & Chung, 2007），以主題探索為導向進行動物園的英語學習活動（Sandberg, Maris, & de Geus, 2011; Tan & Liu, 2004），或用 PDA 及 Wi-Fi 通訊技術，進行國小低年級的西班牙語的網路合作學習（Zurita & Nussbaum, 2004, 2007）。中國大陸研究團隊（Jia, Chen, Ding, & Ruan, 2012）運用 Moodle 學習平台與英語教學的整合，可以提高學生的單字學習表現，尤其是英語發音的理解，寫作和中文含義掌握拼寫等。英語單字學習在外語學習過程中扮演要角，詞彙理解與運用的提昇必然導致更好的表現。

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英語單字學習和無處不在的學習近幾年已分別受到相當的重視，然而，結合無處不在的學習環境和英語單字學習的研究發表有限（Huang, Huang, Huang, &

Lin, 2012）。國內於 2005 年由行政院國科會通過，跨部會共同推動執行之「數位學習國家型科技計畫」（行政院國科會/數位學習國家型科技型計畫辦公室, 2006），該研究團隊分析 2001-2005 年國科會補助或產學合作之專題計畫，以及六本 SSCI 國際期刊。分析研究顯示，行動學習文章及期刊發表，其中情境感知（context-aware）雖然篇數不多，但卻在近幾年篇數漸漸增加。最近各國紛紛重視及投入，在推動未來學習科技願景的重要研究議題中，近期情境感知相關的數位學習研究也有廣泛的討論及成果發表（Cheng, Hwang, Wu, Shadiev, & Xie, 2010; Chu, et al., 2010; de Jong, et al., 2010; El-Bishouty, Ogata, Rahman, & Yano, 2010; Huang & Wu, 2011; Hwang, et al., 2010; Hwang, Shi, & Chu, 2011; Santos, Pérez-Sanagustín, Hernández-Leo, & Blat, 2011; Shih, et al., 2011; Wen, Chen, Kuo, & Chuang 2010; Yau, et al., 2010），其中國內研究團隊在國際重要期刊發表也佔有舉足輕重的地位。基於上述的研究認知，其研究目的分述如下：一、規劃及設計具有 Infrared 情境感知技術之英語行動學習環境。二、規劃及設計具有 RFID 情境感知技術之英語行動學習環境。三、安排國中七年級三個班級共 146 位學生，以準實驗研究法評估應用兩種情境感知英語學習環境是否具有較佳的學習成效。 貳、文獻探討 一、語言行動學習之案例在國內外相關研究將行動學習環境融入語言教學之中，國立成功大學研究團 隊（Huang, et al., 2012）開發了一個無所不在的英語單字學習（UEVL, ubiquitous English vocabulary learning）系統，以協助學生在系統化的單字學習過程中，運用無處不在的技術開發系統，室內外分別使用 RFID 及 GPS 通訊技術，發展學 習教材和視訊短片。南台科大及國立中央大學跨校研究團隊（Cheng, et al., 2010） 針對情境熟悉度（context-familiarity）的不同，結合 GPS 定位技術及提供學生多媒體的行動學習英語，學習情境不只在教室，更可擴及整個校園營造出無所不在的學習情境。國立台北科技大學研究團隊（Tan & Liu, 2004）成功的將英語學習建置成行動學習環境，以主題探索為導向進行動物園的英語學習活動。國立政治 大學研究團隊（Chen & Hsu, 2008; Chen & Chung, 2008; Chen, et al., 2007），以 IRT

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理論（Item Response Theory）開發一套個人化的 PDA 行動英語單字學習系統，當學生進行學習時，系統依照學生的程度能自動推薦適合學習的英語單字，此研究進一步評估及進行實證研究後發現，其富有效果且具彈性的英語單字學習模式，確實能明顯提昇學生成效及學習興趣。國立高雄餐旅大學（Wang, 2009）曾開發一套 U-HELP（ubiquitous hospitality english learning platform）幫助國內觀光系的大學生的進行英語合作學習，共 26 位大學生參與這項實驗教學，研究結果發現此系統可促進合作、提升觀光英語能力、認知技巧及資訊素養等。國立高雄師範大學研究團隊在最近相關研究中（溫嘉榮、陳嘉斌、郭勝煌，2008；Wen, Chen, Kuo, & Chuang 2010），曾在國際英語村中以 fashion store 為情境主題，規劃具備情境感知技術之英語行動學習系統，本系統是使用 HSDPA（業界通稱 3.5G）無線通訊技術，加上 3.5G 寬頻分享器，搭配 5 台 8.9 吋 Netbook 當作行動載具建置而成，並安排 10 位國小六年級學生及 5 位教師評估系統，研究發現學生於網路上進行 Skype 合作討論時，使用合作學習策略及對話進行介入及導引，應設法讓學生增加能聚焦於任務的對話，減少人際閒聊對話，才有助於合作任務的達成及提昇學習。師生對於本研究系統評估回饋意見，學生除了對觸控板很難控制未達滿意外，其餘不論在運用情境感知技術自動導覽學生學習英語、3.5G 及多台分享上網具方便性、師生利用 Skype 合作討論給予回饋有助學習、及利用英語線上評量系統等皆給予正面的評價。

國外學者（Sandberg, et al. 2011）和國內研究團隊（Tan & Liu, 2004）相同， 以英語行動學習模式進行動物園裡的動物的學習和牠們的特點。Nicolas（2012）指導 9 位大學生利用自己的手機錄影功能，每週錄製一個教師選定的外語主題 30 秒的視訊檔。研究發現用手機視頻創造的過程，是一種有益的活動。而在過去的英研究常專注於閱讀和寫作能力，現在可以使用視訊錄製功能，以評估學習者的口說英語技能，從學生提供的反饋，口說變得更加流暢和提昇自信心。Zurita 和 Nussbaum（2004, 2007）也嘗試用 PDA 及 Wi-Fi card 通訊技術，進行國小低年級的西班牙語及數學的網路合作學習。de Jong、Specht 和 Koper（2010）曾利用蘋果的 iphone 作為行動載具學習德語，安排 35 位學員參與實驗教學，以實驗研究法評估 7 種行動多媒體呈現方法，進行教學價值、知識取得及系統有用性進行評估。以上相關行動學習案例不僅做到建置語言行動學習相關學習環境，自動呈現學習內容，並安排學生參與實驗評估後學習成效優於傳統，學習亦對此種學

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習方式給予正面評價，實為本研究參考之方向。二、行動學習範疇的理論

Frohberg（2006）也特別提出澄清及建議，有關行動學習範疇的理論，通常不會單獨以哪種理論為基石，也可能各理論間會互相關聯的，有學者（Patten, Sa´nchez, & Tangney, 2006 ）開發的行動學習環境，便包括 collaborative, constructionist 及 contextual 三方面理論的應用，當然也可能一種技術或功能，隠含了不同的理論基礎。以下參考英國的 NESTA FutureLab 的報告中（Naismith, Lonsdale, Vavoula, & Sharples, 2005）提出行動技術教學活動常結合的理論，並且綜合多媒體學習理論可能涉及的面向，說明如下：（一）強化環境激勵的行為主義（behaviourist）行為主義者所提出的主張是透過安排活動來促進學生學習，即讓學生從觀察行為中有所改變。學習是透過一再的刺激及回饋，強化行為達到最佳的促進後產生。這時常被運用在教育科技的領域上，如電腦輔助學習（computer-aided learning）呈現問題（stimulus），接著學生必須對問題尋求解決（response），藉系統提供回饋來強化學習。行為主義者在行動學習環境中成功的運用在 SMS 技術，國立中央大學與台南大學跨校研究團隊（Chen, Chang, & Wang, 2008）也使用類似功能，在對的時機察覺學習的學習狀態、提醒任務及促進同儕支援等，所感測的學習狀態來發展並建立學生的知識。北京大學和國內高中（Rau, Gao, & Wu, 2008）合作不只利用具有 PUSH 機制的 SMS 來開發系統，也利用 email 及 online forum 訊息具有 PULL 機制發送訊息對照 SMS 的實證研究，發現 SMS 不只沒有增加師生之間的壓力及尷尬，反而更鼓勵師生之間遠距離的頻繁溝通。本研究也嘗試以 PULL 機制類似 SMS 發送訊息，透過一再的刺激及回饋，強化行為達到最佳的狀態為止，本系統使用即時通訊軟體進行雙向合作互動及單向合作學習策略介入。學生學習進展應是學生與環境給予刺激與反應的結果，學齡兒童的學習環境主要在於體認與探索，學生較少主動學習。語文的學習若要深入學習內涵，有必要給予環境的引導，藉此可使用行為主義的刺激、反應理論，多給學生學習刺激，並觀察學生的學習反應，記錄行為及學習成果。Clark 和 Mayer（2008）在其提出多媒體學習的認知理論，常以反應加強（Response Strengthening）的觀點來規劃回饋傳遞（feedback delivery）系統：採用行為主義的觀念，連結正增強及負增強，學習的內容主要形式是連結，學習者會被動接受懲罰與獎勵，教學

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者的角色為懲罰與獎勵的分配者，多媒體的學習目標著重在透過系統反覆練習。（二）建構主義（constructivist）的英語文領域學習國內推動英語教學已持續近四、五十年，成效備受質疑，主因是不夠落實，英語學習在國小及國中缺乏練習的情境，從單字及情境化來培養學生親近英語學習，先導環境初步建置，幫助應是無窮的。因國小國中生先備知識是不足的，需老師搭起鷹架，讓學生自已填入知識本體。這正符合建構主義者所主張的，透過安排活動以學生的舊知識及目前的知識，來主動建構新的概念。Novak 和 Gowin （1984）的概念構圖技術（The concept-mapping technique）時常被運用來指導學生利用連結及關聯來表達知識結構。從建構主構的觀點來看，教育的目的是要培養學生獨立及訓練自我導向的學習者，最早可追溯到 Vygotsky（1978）的鷹架（scaffolding）理論，教師必須了解近側發展區（zone of proximal development ) ，為了讓學生能達成任務，認為應該提供學生支持。鷹架包含三個必要的過程，第一、是學生特別需要時提供支援（modeling）；第二、是提供支持的支架（support building）；第三是逐漸移除支持的支架（support fading），讓學生獲得自信（self-relaint）。因此，鷹架不但能加強理解能力，也能提升獨立學習的能力及應用，以及促進知識的轉移等。Patten 等人（2006）也將建構的概念運用在行動學習非正式的應用範疇，當學生在解決問題時，支持學生已經理解的解題方法，將問題排序及分類，及將問題物件簡單化，並能在行動載具的螢幕上輕易操作。本研究以 Vygotsky（1978）建構主義的觀點，實作行動學習系統即強調個體外在情境對於學習的深遠影響，許多建構主義者（Bischoff & Anderson, 1998; Novak & Gowin, 1984）認為，學生的先備知識對於其後續學習的重要性，學生現在所學習的概念即是後續學習時的先備知識，在後續相關概念學習時扮演重要的角色。因此，本系統將依照建構主義的相關理論，提供學生在英語村遊學後之後續學習平台，學生因有先前的英語村學習的情境經驗，再提供一鷹架學習的社群平台，能加強學生的理解能力，也能提升獨立學習的能力及應用，以及促進知識的轉移等。（三）側重溝通互動的合作（collaborative）學習若在傳統的英語教學環境之下，常受時空限制，班級、學校及居住的社區城市，往往不能形成學習社群。在討論網路上的合作學習有效的互動行為方面， Chiu（2003）所提出的「知識建構（Knowledge Construction）」、「工作協調（Task

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Collaboration）」、「程序協調（Procedure Coordination）」、「小組協調（Team Coordination）」、「人際社交（Social Event）」等五個類目的對話互動行為來分析對話品質，及能否聚焦於合作任務，前四項屬 On-Task 的互動行為，最後一項人際社交類對話為 Off-Task 的互動行為。合作學習知名學者 Johnson 兄弟和國內外許多學者（黃政傑、林佩璇，1996；D. W. Johnson, Druckman, & Dansereau, 1994; D. W. Johnson & F. P. Johnson, 2000; D. W. Johnson & R. T. Johnson, 1994, 1996）認為，在進行合作學習時，必須同時兼顧任務工作（taskwork）及小組工作（teamwork）的達成。任務工作的完成對合作學習的成效有相當的重要性， Johnson 兄弟（D. W. Johnson & F. P. Johnson, 2000）及任凱（2005）強調若小組成員無法具備任務工作能力並有效共事的話，則其所做的決策將會缺乏效能。 Johnson 兄弟（D. W. Johnson & R. T. Johnson, 1996）也指出，當合作學習進行時，在任務工作的行為上組員彼此給予回饋，是組員激勵其他成員達成任務有效的方法。有學者也提到教師在規劃合作學習活動時，必須注意到有關任務工作的教學目標（Krol, Veenman, & Voeten, 2001），並對學生說明該具備的任務工作能力（D. W. Johnson, R. T. Johnson, & Holubec, 1994），才有助於合作任務的達成。所謂的任務工作是指小組成員為了完成小組任務或達成課業目標，整合成員的能力、技巧、知識，而共同採取行動或進行決策的事。合作學習中任務工作涵蓋對學習主題有效的掌握（D. W. Johnson & R. T. Johnson, 1994）、對活動歷程的逐步規劃（Gutwin & Greenberg, 1999; Morgan, Salas, & Glickman, 1993; Putnam, 1995）、及對任務能保持聚焦（Marks, Mathieu, & Zaccaro, 2001）等。Johnson 兄弟（D. W. Johnson & R. T. Johnson, 1994）也提出五個合作學習的關鍵指導方針：(1)積極互賴（positive interdependence）：學生能知覺到自己與小組同學是休戚相關的，(2) 面對面的助長式互動（face-to-face promotive interaction）：組內學生可以相互助長彼此學習的成功，(3)個人績效（individual accountability）或個人責任（personal responsibility）：小組的成功是界定在組內每個人的成功，(4)人際技巧和小團體技巧（interpersonal/small-group skills）：每位小組成員，必須進行任務工作（ taskwork）及小組工作（teamwork）方面的學習，及(5)團體歷程（ group processing）：小組學習效能的展現有賴於每個小組能夠檢討其運作狀況和功能發揮程度。合作學習的理論基礎龐雜，以國內學者（黃政傑、林佩璇，1996）提出了和合作學習有關的四種基本理論，可清楚說明其基本立論差異：(1)社會互

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賴論假定小組成員的各種合作努力，是源自於人際因素和達成目標的抱負所激發的內在動機。(2)接觸理論著眼於社會互動關係，可增進人際關係。(3)行為社會論主張團體合作的努力是受到追求團體報酬的外在動機所激勵。(4)社會互賴論，是發自於人際關聯的概念，而認知發展論的合作則是發自於個人內部的因素。

（四）認知的多媒體理論

認知心理大師 Richard Mayer（Clark & Mayer, 2008; Mayer, 2001, 2009），所提出多媒體學習的認知理論（CTML，Cognitive Theory in Multimedia Learning）及相關多媒體設計原則：(1)多媒體原則（Multimedia Principle）、(2)空間接近原則（ Spatial Contiguity Principle ）、 (3) 時間接近原則（ Temporal Contiguity Principle）、(4)一致性原則（Coherence Principle）、(5)形式原則（Modality Principle）、(6)多餘原則（Redundancy Principle）、(7)個別差異原則（Individual Differences Principle）、(8)分割原則（Segmentation Principle）、(9)信號原則（Signaling Principle）。這些多媒體設計原則成為本研究發展英語後續學習多媒體閱讀教材，參考認知心理學家 Mayer 先前相關實證研究實例探討及結合認知理論背景（Clark & Mayer, 2008; DeLeeuw & Mayer, 2008; Johnson & Mayer, 2009; Mautone & Mayer, 2007; Mayer, 2009; Mayer & Johnson, 2008; Mayer & Moreno, 1998）。學術界通常以 Mayer 豐碩的多媒體學習研究成果，整合 Sweller 所提出之認知負荷（cognitive load）理論（Chandler & Sweller, 1991; Sweller, 1999）、 Pavio 所提出的雙碼（Dual-coding）理論（Clark & Paivio, 1991; Pavio, 1986）及 Baddeley 所提出的工作記憶（working memory）模式（Baddeley, 1986, 1992, 1999），合併成「工作記憶的雙碼處理理論」（Dual-Processing Theory of Working Memory）提出一個完整的多媒體學習的認知理論模式架構，作為進行多媒體教學方案設計的重要理論依據。三、情境感知技術的發展隨著行動裝置愈來愈普及和行動技術的進步，u-Learning 讓學習變為更多元化，讓學習的觸角得以更加延伸。無所不在的學習（ ubiquitous learning, u-Learning）環境提供了合作學習、教材分享與雲端服務功能，透過情境感知（context aware），系統能智慧的偵測學習場所的硬體環境限制，學生在不同情境下需求的不同，而給予正確適當的教材，未來的行動技術，不論在企業界的訓練或校園學習將會往 ubiquitous 方向發展（行政院國科會/數位學習國家型科技型

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計畫辦公室, 2006）。近年來各國紛紛將 u-Learning、情境感知做為國家資訊科技策略發展的關鍵要素，在推動未來學習科技願景的重要研究議題中，在近期也有廣泛的討論及成果發表，與情境感知相關的數位學習研究，都是十分具有前瞻性與挑戰性的研究方向，有必要將這些研究方向列為重點，以帶動數位學習技術 的進程（Chu, et al., 2010; Hwang, Yang, Tsai, & Yang, 2009; Hwang, Tsai, & Yang, 2008; Shih & Tseng, 2009; Wen, et al. 2010; Yau, et al., 2010）。由於學習情境必須 能與數位教材的整合，讓情境感知的特性隨時可獲得學生的學習狀況，並提供適當的介入與協助，因此，這種行動學習中將產生複雜的學習行為模式及學習參數。而在建置具情境感知技術的行動學習系統時，需考慮學習情境中是利用行動載具進行學習，要掌握情境感知的主要特性，需先定義真實學習活動中所需的參數，例如：學生所在地、到達時間、感應器 ID、位置、感應器週遭參數、目標物件感應值、學生個人資料、學習歷程及學習場域等參數（Baldauf, Dustdar, & Rosenberg, 2007; Hwang, et al., 2008; Yang, 2006）。行動學習可安排特定實際情 境或文化場域，來促進學習達成，而行動載具又特別適用在情境感知的應用上，因為可應用於不同學習情境，且可利用這些情境來提升學習活動成效（Derntl & Hummel, 2005）。Frohberg（2006）建議將情境學習的分類分成：自由（free）、正式（formalized）、數位（digital）、物理（physical）及非正式（informal）等情境，這樣的情境分類能清楚表達每種情境的特性，且每種行動學習專案只能歸類為某一類的情境，不會彼此混沌。Hall 和 Bannon （2006）開發學習系統在博物館的情境下為旅客導覽介紹，當他們在館內時在適當的時間及地點，情境自動感知人的存在及環境屬性，而提供額外的資訊，這種應用也擴展到和教育有關的正式及非正式的課程中。本研究以 Frohberg（2006）情境學習特性，及情境感知具有掌握學生所在情境教室的特性，利用紅外線（Infrared）或 RFID 規劃具情境感知功能的學習環境，建置於英語村的情境學習教室中，進而安排學生評估實驗教學評估學習成效。四、行動載具的發展行動學習載具通常必須講究體積小、重量輕、無線傳輸、手寫輸入、移動携 帶性佳等特性，除了文獻中大多運用的行動載有 PDA（Coulby, et al., 2011; Tsai, Tsai, & Hwang, 2010）、Smartphone（Cochrane & Bateman, 2010; Fallahkhair, Pemberton, & Griffiths, 2007; Fischer & Konomi, 2007; Lai, Yang, Chen, Ho, &

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Chan, 2007; Liu & Hong, 2007; Wong, Chin, Tan, & Liu, 2010），還有相關研究利用體積較為龐大的 WebPad、Tablet PC 及 Laptop 來進行實證研究（Markett, Sa´nchez, Weber, & Tangney, 2006; Sharples, 2000; Zurita & Nussbaum, 2004）。而目前在 Netbook 這塊市場，已成為世界各大電腦製造商兵家必爭之地，國內外的 PC 製造大廠，也瞄準十億台銷售商機。目前在智慧型手機及平板電腦的推波助瀾下，Netbook 不只在生活中使用無線通訊讓人們的溝通更加便利，且在教育的情境中使用 Wi-Fi 無線通訊技術，亦能輕易營造無所不在的學習環境。本研究以目前很普及的 Netbook（例如 Eee Pc）為行動載具，延續先前研究（溫嘉榮，2009， 2010），Netbook 雖沒有 PDA 、Smartphone 的輕巧，但重量比 WebPad、Tablet PC 或 Laptop 等產品輕了許多，且價格平易近人，採用 Windows 的圖形化操作界面，其與學生原先熟悉電腦操作介面相似，讓學生使用都能輕易上手。此外，以 Windows 系統易於開發具情境感知技術的應用程，亦便於執行及管理。五、與行動學習有關之系統評估研究

國立台北科技大學研究團隊（Tan & Liu, 2004）以英語行動學習環境，進行動物園的英語學習活動，評估後行動學習其成效較傳統教學方法學習英語為佳，學生也普遍認為喜歡使用行動學習系統進行英語的學習，且能增進學生的學習興 趣及效果。國立成功大學研究團隊（Huang, et al., 2012）開發了一個無處不在的 英語單字學習（UEVL）系統，運用無處不在的 RFID 及 GPS 通訊技術開發系統，發展學習教材和視訊短片。該團隊隨後利用技術接受模式（TAM, technology acceptance model）和結構方程模式，以學生的角度檢驗 UEVL 系統。研究結果發現：(1)系統的特點和學習素材特性，積極和顯著影響系統上的所有學生的觀點；(2)主動型的學生對知覺的有用性感到興趣；及(3)被動型的學生對知覺的易用性感到興趣。國立中央大學與成功大學跨校研究團隊（Huang, Yang, Huang, & Hsiao, 2010）曾利用問卷調查法針對 147 位大學生進行實驗教學，以知識分享態度（Knowledge Sharing Attitude）、系統品質（System Quality）、資訊品質（Information Quality）及服務品質（Service Quality）為自變項，利用多元逐步迴歸方法評估學生在合作服務平台（collaborative service platform）上操作的學習滿意度，評估結果學生認為四個自變項均是造成合作服務平台使用滿意度的原因。國立高雄餐旅大學（Wang, 2009）曾開發一套 U-HELP（ubiquitous hospitality english learning platform）幫助國內觀光系大學生進行英語合作學習，共 26 位大

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學生參與這項研究，透過問卷調查及期末報告進行分析，其中 7 個題項有關教學設計方案方面，另外 7 個題項有關平台的介面功能方面。研究結果發現學生對此系統及教學方案的學習滿意度，正面的評價包括可促進合作、提升觀光英語能力、認知技巧及資訊素養等，並對此種網路學習方式及學習平台的介面功能給予正面評價。但另一方面對此系統及教學方案也有些不習慣，例如：對小組合作的討論模式很花時間，學生還是比較偏好傳統繳交書面報告，及利用平台來討論問 題等。國立高師大研究團隊（陳嘉斌、陳君瑜、郭勝煌，2008；Chen, et al., 2008） 曾安排以 6 位國小五年級學生利用 Netbook、9 位教師參與教學觀察，經評估系統滿意度後發現：(1)利用系統中內建之 skype 討論工具進行合作學習策略的對話介入，能讓學生聚焦於任務；(2)教師及學生普遍認為行動上網技術，具有携帶及移動性佳的特性，對學生學習有幫助；(3) Netbook 畫面字體大小較不適合長時間觀看及(4)中文輸入需多操作才會覺得習慣。國立台灣科技大學研究團隊 （Hwang, et al., 2010），曾利用決策樹導向（decision-tree-oriented）的技術、結 合情境感知 RFID 技術及無所不在的學習環境（context-aware ubiquitous learning environment），進行國小自然科蝴蝶及生態觀察及分類的教學實驗，安排 42 位國小四年級學生進行學習成效實驗，研究結果發現，學生在自然科學習的參與度、學習動機及合作互動上成效達顯著。

參、研究設計與實施

本次研究使用行動載具為六台 Netbook，使用 Wi-Fi 連網，實作 Infrared 及 RFID 兩種具情境感知技術的學習環境。本研究採用「準實驗研究法」（quasi experimental research method ）的「不等組前後測設計」（ nonequivalent pretest-posttest design），來瞭解使用情境感知英語學習環境的學生，相對於一般無情境感知英語學習環境的學生，在英語村情境學習成果是否能有較好的表現，詳細說明分述如下：

一、選定英語村為英語學習情境

本研究的研究場域選定屏東縣某國中英語村，英語村內情境教室仿照南韓國際英語村，以外籍教師全英語教學，英語村內設置了 fashion store、coffee bar、 bank 及 airport 等學習情境，授課是由 8 位外籍教師分別輪流擔任每個學習情境 的教學，全程以全英語教學進行，學生分成四組，每個主題一節課。

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無所不在的行動學習載具通常必須講究體積小、重量輕、無線傳輸、手寫輸入、移動携帶性佳等特性，來進行室內、戶外或個別或小組合作等情境的學習，讓學習擴展到教室之外且能提供面對面的互動（Oloruntoba, 2006）。本研究使用的行動載具為六台 8.9 吋 Netbook，其規格為 Atom CPU、固態硬碟具備良好的行動性及低耗電性，且與學生原先熟悉電腦操作介面相似，讓學生使用都能輕易上手，並可以開發 Windows 作業系統之情境感知應用程式，並可利用內建之網頁瀏覽器及媒體播放程式，進行英語村教學和 videocast 影片學習，此教學模式 與最新研究（Huang, et al., 2012; Nicolas, 2012）應用方式雷同，皆為發展符合國 中生英語學習學習教材和視訊短片。三、參與者本研究挑選三個班國中七年級 146 位學生參與活動，實驗組兩班分別為 49 位學生的 Infrared 情境感知組及 RFID 情境感知組，對照組一班為 48 位學生無使用情境感知技術，學生皆具基本電腦操作能力，也能使用文書處理及網路瀏覽器。四、實驗處理本研究對實驗組兩班及對照組一班學生安排不同的實驗處理，實驗組兩個班學生使用具有 Infrared 及 RFID 情境感知技術之行動載具進行英語村的情境學習；對照組學生則使用無任何情境感知技術之行動載具進行學習，實驗組兩班學生皆被要求以小組型式共用行動載具進行英語情境學習。五、研究架構圖一研究架構圖本研究之研究架構詳如圖一所示，其中以英語單字 100 題測驗得分為前測分數（共變數），不同實驗處理的三個組別為自變項，fashion store, bank, coffee bar, airport 等四個情境測驗總分為後測分數（依變項），確立此研究架構以便後續進自變項對照組 (無使用情境感知) 實驗組一 (Infrared 情境感知) 實驗組二 (RFID 情境感知) 共變數(前測分數) 英語單字 100 題測驗得分 依變項(後測分數) fashion store, bank, coffee bar, airport 等四個情境測驗總分實驗處理

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行統計分析。六、研究工具本研究使用之研究工具為英語單字檢測（前測用）及自編英語情境學習測驗（後測用），分別說明如下：（一）英語單字檢測英語單字檢測軟體英語單字檢測軟體為國立台灣師大工教系何宏發教授團隊所開發，由於何教授提倡 VQ（Vocabulary Quotient）是單字商數也稱為單字力，是人類針對某一語言中對單字掌握程度的客觀指標，此檢測工具爭取到全球第二大的國際認證組織 CertiPort 的青睞，又歷經許多嚴厲的審核，終於在 2007 年 10 月通過審核，讓 VQ 正式成為國際證書。本研究因只要進行前測乙次，施測時每位學生必須瀏覽同一個電腦畫面進行施測，因此先下載免費試用版（只能使用 10 次），安裝後於電腦教室全體學生廣播 100 題高中一年級程度的英語單字，學生觀看後逐題作答在答案紙上，計分方式為答對每題給 1 分，滿分為 100 分。（二）自編英語情境學習測驗此主要由研究者及兩位現職國小英語教師，現場觀察英語村情境教室教學及拍攝全程教學過程，參考教學情境重點，編製成 fashion store、coffee bar、bank 及 airport 等四個情境主題的測驗。每份小測驗以英語村學習情境為內容，每份測驗分兩大題，其計分方式為每個大題中之小題題目數答對者各計 1 分，此測驗工具經驗證評分者信度達 0.976。七、教學流程本研究主要採準實驗研究法進行，為期五週每週一節課的實驗課程教學，共安排三個國中七年級班級共 146 位學生，包含 Infrared 情境感知實驗組 1 班 49 位學生、RFID 情境感知實驗組 1 班 49 位學生、對照組 1 班 48 位學生，第一週三個班主要的教學內容為：(1)在電腦教室進行英語單字能力 100 題前測(約高中一年級程度)；(2)課程教學流程說明及學生分組；(3)英語情境環境介紹。第二週在英語村情境教室進行行動學習情境感知教學，三個班級學生均需分成四個組別（fashion store、bank、coffee bar、airport 等）分組至情境教室，實驗組主要的教學內容為：(1)行動學習素養及 Infrared (或 RFID) 情境感知原理教學；(2)行動載具線上英語教學影片學習，由外師及研究者協同教學；(3)填寫英語情境學習測

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驗。對照組則在英語村情境教室進行一般傳統式教學，由外師上課，無使用行動載具及情境感知技術，最後指導學生進行英語情境學習測驗。第三、四、五週與第二週教學方式相同，讓三個班級學生輪流至其他的情境教室上課，學生都能進行完四個不同英語情境教學，例如：第二週 fashion store、第三週 bank、第四週 coffee bar、第五週 airport。第二至五週下課前分別填寫四個英語情境學習測驗，四個測驗總分做為本研究之後測分數。八、資料分析本研究先算出四個英語情境學習測驗的分數，並將四個情境學習測驗分數加總計算，以學生在英語單字檢測 100 題中的得分為共變數，分別接受不同之實驗處理為自變項，學生在四個英語情境學習測驗中的總分為依變項，進行共變數分析（ANCOVA），以驗證學生使用具情境感知技術來輔助學習後，學習成效是否有顯著提升。 肆、研究結果與討論 本研究結果與討論分為情境感知技術規劃建置與學習成效評估兩部份，前者分別規劃與建置 Infrared 及 RFID 情境感知學習環境，後者以實驗組兩個班及對照組一個班之個人英語單字前測分數為共變數（covariate），三個班是否使用情境感知技術之實驗處理為自變項，以四個英語情境測驗分數總分為依變項，先進行迴歸斜率同質性檢定及 Levene 同質性檢定，若未達顯著即符合共變數分析之基本假定，再進行共變數分析，來探究學生在情境感知環境中學習成果上的差異情形，其結果分述如下。一、情境感知技術規劃與建置（一）情境感知技術規劃本研究情境感知技術初步以 Infrared 及 RFID 進行分析實作，情境感知環境是以英語村的主題情境教室，隔間明顯且在室內，其中 Infrared 及 RFID 其感應度及範圍不錯，且在當前應用於各領域，本研究兩種系統的情境感知操作示意 圖，詳如圖二所示。以上兩種實作技術是參考許多學者（Baldauf, et al., 2007; G. J. Hwang, et al., 2008; Yang, 2006）提出的情境感知特性，需先定義真實學習活動 中所需的參數，學生所在地及位置、感應器週遭參數、目標物件感應值等參數。參考自動推薦適合學習的英語教材（Chen & Hsu, 2008; Chen & Chung, 2008; Chen, et al., 2007）進行實作，運用偵測到學生手持之行動載具位置，即可利用

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此特性辦認 Netbook 送出所在位置情境的學習內容。本研究 Infrared 及 RFID 情境感知教學控制系統，其程式模組運作流程圖，詳如圖三所示，運作原理分述如后。 圖二 Infrared 情境感知實際操作示意圖 圖三 Infrared 與 RFID 情境感知程式模組運作流程圖 （二）Infrared 情境感知技術建置結果由於 Infrared 的技術應用相當廣泛且成熟，感應距離 5 公尺內恰好是一個情境教室的範圍，只要在四個情境教室各建置 1 個不同頻道的發射器，入口處再加上 1 個 reset 的發射器。主要功能分為：(1) Infrared 接收模組。(2)教學情境網頁設定模組。(3) Infrared 通訊設定模組等。而每台行動載具（Netbook）插上一個 USB 的 Infrared 接收器，便可達到自動感知不同的情境主題教室，在行動載具上呈現該情境主題的學習內容，當學生在不同的情境教室移動時系統也能切換不同

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的主題網頁，本系統的 Infrared 情境感知操作原理圖，詳如圖四所示。本研究在進行行動學習的教學活動前，需透過系統本身的情境網頁設定模組管理介面來設定，Infrared 情境感知教室控制設定畫面，詳如圖五所示。 圖四 Infrared 情境感知操作原理圖 圖五 Infrared 情境感知教室控制設定畫面（三）RFID 情境感知技術建置結果

另一項情境感知設備採用「無線射頻識別系統」（RFID, Radio Frequency Identification）。通常是由感應收發器（Reader）和識別標籤（Tag）所組成的系統，其運作的原理是利用感應收發器發射無線電波，觸動感應範圍內的識別標籤，藉由電磁感應產生電流，供應識別標籤上的晶片運作所需之電源，並發出電磁波回應給感應收發器，因每一個識別標籤都預先設定在晶片內一組編號資訊，經由感應後回傳該訊息，由於每一個識別標籤回應之不同，足可運用區別不同的情境。RFID 情境感知教學控制系統，主要功能分為：(1) RFID 感應收發器模組

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連線頁。(2) RFID 通訊設定頁。(3)教學情境網頁資料設定頁等。由於 RFID 的技術應用已經相當廣泛且成熟，只要在四個情境教室入口處各放置一個不同編號的識別標籤，而每台行動載具（Netbook）接上一個 USB 的 RFID 感應收發器，便可達到感應不同的情境主題教室所在位置的資訊，本系統的 RFID 情境感知操作原理圖，詳如圖六所示。當學生在不同的情境教室移動時，在進入教室入口同時感應識別標籤，則在行動載具上會呈現該情境主題的學習內容，系統也能切換不同的主題網頁。本研究在進行 RFID 情境行動學習的教學活動前，需透過系統本身的情境網頁資料設定頁管理介面來設定，情境感知教室控制設定畫面，詳如圖七所示。圖六 RFID 情境感知操作原理圖

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圖七 RFID 情境感知教室控制設定畫面比較上述兩種情境感知技術各具優勢及特色，RFID 情境感知教學控制系統，其擴充能力優於紅外線，只需在不同情境教室加上一個識別標籤，就可以加入一處新情境教學環境，但因感應距離近，且因控制主從關係，無法在移動時自動感應，這不如紅外線的便利性。二、學習成效評估本研究以實驗組兩個班及對照組一個班之個人英語單字前測分數為共變數（covariate），以四個英語情境測驗分數總分為依變項，其各組人數、平均分數、最高分及最低分，詳如表一所示。三組後測成績的原始平均數對照組為 35.83、 Infrared 情境感知實驗組為 42.04、RFID 情境感知實驗組為 36.35，皆未排除共變數（英語單字前測分數）的影響，並非是調整後的平均數。在進行共變數分析之前，先進行迴歸斜率同質性檢定，以及 Levene’s Test 進行不同實驗處理之同質性考驗，兩者皆未達顯著時才符合共變數分析之基本假設，繼續進行共變數分析。

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表一實驗組及對照組構圖成績對照表學習成果對照組 (N=48) Infrared 情境感知實驗組 (N=49) RFID 情境感知實驗組 (N=49) 平均數最高分最低分平均數最高分最低分平均數最高分最低分英語單字前測分數 56.35 88 26 63.18 91 42 55.20 93 26 英語情境後測分數 35.83 65 11 42.04 54 18 36.35 51 11 資料來源：本研究整理（一）迴歸斜率同質性檢定本研究之迴歸斜率同質性檢定結果，詳如表二所示，在所有之依變項上皆未達顯著水準（F=1.276, p=0.282>.05），顯示在所有的情境測驗分數上，三組的迴歸斜率具同質性，符合組內迴歸係數同質的基本假定，林清山（1977）認為以上之考驗未達顯著，才符合平行斜率的基本假設，並得以繼續進行共變數分析。表二組內迴歸係數同質性考驗結果摘要表變異來源平方和自由度平均平方和 F 值顯著性迴歸係數同質性 186.861 2 93.430 1.276 0.282 誤差 10252.427 140 73.232 資料來源：本研究整理 *p <.05 （二）Levene 同質性檢定而在進行共變數分析之前，再以 Levene’s Test 進行不同實驗處理之同質性考驗，詳如表三所示，其結果未達顯著水準（F=0.290, p=0.749>.05），顯示在後測分數的學習成果上，三組變異數具同質性。表三 Levene’s Test 進行不同實驗處理之同質性考驗摘要表組別 F 檢定分子 df 分母 df 顯著性實驗處理 0.290 2 143 0.749 資料來源：本研究整理 *p < .05

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（三）共變數分析檢定本研究共變數分析摘要表如表四所示，排除英語單字前測成績（共變項）對英語情境後測成績（依變項）的影響後，不同的實驗處理（自變項）對英語情境後測成績（依變項）的影響效果檢定 F 值=3.15，p=.046<.05，達到顯著水準，具 Infrared 及 RFID 情境感知環境之實驗處理效果顯著，表示學生的英語情境後測成績會因是否使用具情境感知的學習環境不同而有所差異，在共變數整體考驗 F 值達到顯著後，自變項的實驗處理水準有三個不同方式，再進行事後比較。表五為事後比較結果，共變數的多重比較是以調整後平均數為組間差異值的比較，由表中可發現，Infrared 情境感知組的成績顯著優於對照組。以上檢定結果達顯著後，需再呈現效果值（effect size）的大小，以判斷實驗結果實際顯著性（practical significance）之程度。其中，尤以 Cohen 於 1988 年所提出的 d 係數，計算最為簡便、應用最廣。根據 Cohen’s d 效果值的標準，效果值 0.488 介於 0.2 至 0.5 表示實際顯著性為低至中等（Cohen, 1988）。根據 Fraenkel 和 Wallen（2003）所指出的，共變數分析可幫助研究者透過抵銷學生在前測分數的差異而進一步調整後測分數，三組調整後平均數，詳如表六所示。調整後對照組後測平均分數為 36.383，調整後 Infrared 情境感知組後測平均分數為 40.620，調整後 RFID 情境感知組後測平均分數為 37.229，前測成績總平均為 58.26，從共變數分析分析結果發現， Infrared 情境感知組學生的成績有明顯進步，而 RFID 情境感知組學生的成績未明顯進步。亦即，使用具 Infrared 情境感知技術學習環境的學習者，其學習成效顯著優於無情境感知技術輔助學生的學習成效，這表示本研究期望有效運用具情境感知技術學習環境，來促進學生進行 U-Learning 之目的有一定的成效呈現。表四三組實驗處理之共變數分析結果摘要表變異來源平方和自由度平均平方和 F 值顯著性組間（實驗處理） 463.088 2 231.544 3.150 0.046* 組內（誤差） 10439.288 142 73.516 資料來源：本研究整理 *p < .05

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表五三組實驗處理之事後比較表

(I) Group (J) Group 平均數差異 (I-J) 標準誤 Cohen’s d 效果值顯著性 (a) 差異的 95% 信賴區間 (a) 下限上限對照組 Infrared情境感知組 _{RFID情境感知組} -4.237(*) 1.776 -.488 .018* -7.748 -.726 -.845 1.742 -.098 .628 -4.289 2.599 Infrared情境感知組對照組 4.237(*) 1.776 .488 .018* .726 7.748 RFID情境感知組 3.392 1.780 .390 .059 -.126 6.910 RFID情境感知組對照組 .845 1.742 .098 .628 -2.599 4.289 Infrared情境感知組 -3.392 1.780 -.390 .059 -6.910 .126 資料來源：本研究整理 *p < .05 表六三組實驗處理之調整後平均數 Group 平均數標準誤 95% 信賴區間下限上限對照組 36.383 1.241 33.929 38.837 Infrared情境感知組 40.620 1.251 38.148 43.092 RFID情境感知組 37.229 1.235 34.788 39.670 資料來源：本研究整理前測成績總平均=58.26 綜合上述結果，本研究首先，以Infrared及RFID規劃建置具情境感知的無所 不在學習環境，嘗試仿照國內外有學者（Chen, et al., 2008; Markett, et al., 2006; Motiwalla, 2007; Rau, et al., 2008））相關研究，直接在學生進行學習的過程中主動偵測呈現學習素材。其次也充份掌握情境感知的主要特性，參考國內學者所提 出的作法，需先定義真實學習活動中學生所在地、情境教室等參數（Baldauf, et al., 2007; Hwang, et al., 2008; Yang, 2006）。本研究結果和先前相關研究比較，在行動學習時規劃不同的無線通訊技術（Chen & Hsu, 2008; Chen & Chung, 2008; Cheng,

et al., 2010; Tan & Liu, 2004; Zurita & Nussbaum, 2007）或情境感知技術（Derntl &

Hummel, 2005; Wen, et al., 2010），發展不同的學習素材、多媒體、安排主題探索活動或善用網路進行合作學習，利用行動載具特別適用在情境感知的應用上，應用於不同學習情境來提升學習活動成效（Derntl & Hummel, 2005），另外，與台 科大研究團隊（Hwang, et al., 2010）所進行的實驗教學相較，結果本研究結合

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Infrared情境感知技術，台科大研究團隊結合RFID情境感知技術，研究結果發現，學生在學習的學習成效皆達顯著。而本研究之RFID情境感知組學生的成績未明顯進步，歸納原因如下：(1)RFID本研究實作之情境感知收發器和tag之感應需由學生手動近距離感應，受限於情境感知給予學生的學習內容回饋，不如Infrared 情境感知技術來得主動。(2)安排實驗教學時間不長，短期內無法評估出RFID情境感知組學生之學習成效，除此之外，可加入延後測分數計量統計分析。以上可作為未來進一步研究行動學習或情境感知學習成效時，重要之參考及修正。 伍、結論 由於 M-Learning、U-Learning 教學模式的越趨成熟，以及情境感知技術引進教學場域，英語學習可運用此一新式科技協助學習，擴展學習內容，延伸學習效益。本研究主要在規劃及建置具有 Infrared 及 RFID 情境感知技術英語行動學習環境，主要以學習地點提供情境感知參數自動導引學習，未來將可多方嘗試其他情境感知技術，實作時也可將不同參數加入系統中，讓系統可自動依學生學習程度、時間、地點、主題等呈現適合學生的介入及引導。學習成效評估部份，以準實驗研究法評估，安排實驗組兩個班分別使用 Infrared 及 RFID 情境感知技術的情境教學，對照組則無接受實驗處理採一般傳統教學模式。研究發現規劃使用具 Infrared 情境感知技術學習環境的學生，其學習成效會明顯比無情境感知技術輔助的學生來得好；而具情境感知技術學習環境的學生之學習成效，並未優於無無情境感知技術輔助的學生之學習成效。本研究在未來建議，能再提供多台簡易型 PC 或平板電腦等行動載具供學生使用，建立英語村無所不在學習現況之理論模式，以結構方程模式驗證其測量模式及結構模式之適配度。誌謝本研究承蒙行政院國科會計畫 NSC-97-2410-H-366-009 及 NSC-98-2410-H-366-003-MY2 經費補助，特予誌謝。

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