不同學習風格學生在延伸式擴增實境教學的學習成效之研究

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(1)國立臺灣師範大學圖文傳播學系碩士論文不同學習風格學生在延伸式擴增實境教學的學習成效之研究 The Learning Effectiveness of Students with Different Learning Styles while Applying Extended Augmented Reality in Teachnig. 研究生：李雨蒔指導教授：王健華教授. 中華民國 102 年 06 月.

(2) 摘要本研究主要探究的是在於應用延伸式擴增實境教學的學習過程中，針對學生不同的學習風格，在自然與生活科技領域的學習成效是否會有顯著的差異。採用延伸式擴增實境實驗教學實際進行教學，並以學生訪談及教師觀察的方式進一步了解學生學習情況與學習成效。本研究採用問卷法、訪談法及教學觀察研究法，以北部某國中學生(13-15 歲)為對象，進行使用延伸式擴增實境於「晝夜與四季變化」單元的實驗教學。研究工具為單元的延伸式擴增實境教材、教學簡報電子檔、成就測驗前後卷、延伸式擴增實境教學實驗紀錄單、VARK Questionnaire(The Younger Version)的學習風格問卷、學生訪談大綱及老師教學觀察紀錄。實驗教學過程中，實施單元成就測驗的前、後測試卷、進行教學簡報，教導本單元的重要概念，讓學生進行延伸式擴增實境的實驗操作並記錄結果。最後進行訪談學生，完成學習風格問卷填寫，統計分析學習風格與學習成效之間的關聯。綜合所有研究資料歸納出結論，從教師教學與學生學習方面觀點來看，延伸式擴增實境架構擬真學習情境，讓學習者與真實生活及真實現象緊密結合，能主動學習並能將所學連結與應用。另外創造新的感官體驗，提供多元感官學習通道，兼顧不同學習風格學生培養學習的能力。並以學生學習風格為中心，了解學生學習的多元傾向，培養符合個別差異的學習與解決問題的策略。從教學設備與教材設計方面來看，延伸式擴增實境提供給學習者不受空間與時間限制的學習工具，直覺體驗與結合實際的學習；營造互動體驗的科技學習情境，體驗豐富的學習資訊，促進學習興趣與學習動機。進而整合科技媒體的訊息，虛擬與實體的互動，增加有意義的學習，提升學習成效。. 關鍵詞：延伸式擴增實境、學習風格、學習成效.

(3) Abstract The main purpose of the research is to discuss if there is significant difference in learning effectiveness of students with different learning styles while applying extended augmented reality in Science and Technology Domain. The extended augmented reality was used in the experimental teaching, then the students were interviewed and the observation schedules were recorded by teachers in order to understand their learning condition and learning effectiveness. This research applied questionnaire survey, interview and participant observation, and the subjects are junior high school students (aged from 13-15) at New Taipei City. The extended augmented reality was used in the popular science topic “changes of day and night and the four seasons” in the experimental teaching. The research tools included the extended augmented reality equipment for the topic “changes of day and night and the four seasons,” slides for teaching, sheets of pretest and post test for learning achievement, the worksheet for the extended augmented reality experiment, VARK questionnaire (the younger version), outlines for interviewing students, and observation schedules for teachers in each group. The process of experimental teaching was as follow: At first, the pretest about “changes of day and night and the four seasons” was taken by the students. Then, the teacher explain the main concepts of this topic with slides. After that, the students operated the extended augmented reality equipment in groups and wrote down the results of the experiments on the worksheet. The post test was taken and some of the students were interviewed after the experiments finished. The students filled in the VARK questionnaire. All the researching information can be concluded in two aspects. In the aspect of teaching and learning, extended augmented reality constructed a virtual situation so that the learners can relate to real life and real phenomenon and learned actively. Secondly, it also created new sensory experience, provided multi-sensory channel, developed learning abilities for students with different learning styles. Thirdly, the lesson was based on students’ learning styles. The teachers ii.

(4) can understand the multi learning preference of the students to fit individual difference and to cultivate strategies for solving problems. In the aspect of teaching equipment and designing teaching materials, extended augmented reality is an ideal learning tool without the restriction of time and space. It provided direct experience and virtual situation for the learners, created interactive and technological learning environment, presented rich learning information to increase learning motivation and learning interests. Besides, it also intergrated the information of technological media, provided interaction between virtual situation and real objects, made the learning meaningful and therefore to increase the learning effectiveness.. Keywords: extended augmented reality, learning styles, learning effectiveness. iii.

(5) 目次摘要.......................................................................................................................................................... I ABSTRACT ............................................................................................................................................... II 目次....................................................................................................................................................... IV 表次....................................................................................................................................................... VI 圖次 ............................................................. IX 附錄......................................................................................................................................................... X 第一章緒論....................................................................................................................................... 1 第一節研究背景與動機 ........................................... 1 第二節研究目的 ................................................. 4 第三節研究問題 ................................................. 4 第四節研究範圍與限制 ........................................... 5 第五節研究流程 ................................................. 7 第六節名詞釋義 ................................................. 8 第二章文獻探討 ........................................................................................................................... 11 第一節擴增實境 .................................................11 第二節學習風格 ................................................ 18 第三節學習成效 ................................................ 26 第四節文獻小結 ................................................ 29 第三章研究設計 ........................................................................................................................... 31. iv.

(6) 第一節研究架構 ................................................ 31 第二節研究方法 ................................................ 32 第三節研究對象 ................................................ 34 第四節研究工具 ................................................ 35 第五節研究實施 ................................................ 43 第六節資料處理與分析 .......................................... 53 第七節研究工具信效度 .......................................... 58 第八節預定進度甘特圖 .......................................... 59 第四章研究結果與討論 ............................................................................................................. 61 第一節學習風格分析 ............................................ 61 第二節不同學習風格學生的學習成效分析 .......................... 67 第三節學生在延伸式擴增實境教學的學習過程分析 ................... 81 第四節學生在延伸式擴增實境教學的學習情況分析 ................... 90 第五章結論與建議 ...................................................................................................................... 99 第一節結論 .................................................... 99 第二節建議 .................................................... 105 參考文獻 ............................................................................................................................................ 107. v.

(7) 表次表 2-1-1 擴增實境的定義............................................................................................................ 12 表 2-1-3 擴增實境的資訊特質 .................................................................................................. 13 表 2-1-4 擴增實境介面呈現方式 ............................................................................................. 14 表 2-1-5 擴增實境應用於教育 .................................................................................................. 15 表 2-2-1 學習風格定義 ................................................................................................................ 19 表 2-2-2 學習風格的五個取向 .................................................................................................. 20 表 2-2-3 學習風格類型 ................................................................................................................ 21 表 2-2-4 VARK 學習風格與學習特徵 ....................................................................................... 23 表 2-2-5 學習風格在學習上的應用......................................................................................... 24 表 2-3-1 學習成效的定義............................................................................................................ 27 表 3-3-1 實驗操作、問卷調查及受訪學校及學生資料 .................................................. 35 表 3-3-2 實驗教學老師資料 ....................................................................................................... 35 表 3-4-1 評量試卷雙向細目表 .................................................................................................. 38 表 3-4-2 試卷評量內容與知識目標分類的關係表 ............................................................ 39 表 3-4-3 VARK 學習風格型別一覽表 ....................................................................................... 40 表 3-5-1 分段能力指標 ................................................................................................................ 46 表 3-5-2 教學活動流程表............................................................................................................ 46 表 3-5-3 課程內容一覽表............................................................................................................ 47 表 3-5-4 延伸式擴增實境設備規格一覽表 .......................................................................... 50. vi.

(8) 表 3-5-5 實驗紀錄單與任務說明一覽表 ............................................................................... 52 表 3-6-1 質化與量化資料分析表 ............................................................................................. 54 表 3-6-2 學習風格強度表............................................................................................................ 56 表 3-7-1 研究工具信效度分析方式一覽表 .......................................................................... 58 表 4-1-1 甲校學生學習風格統計表 .......................................................................................... 62 表 4-1-2 乙校學生學習風格統計表......................................................................................... 64 表 4-1-3 整體研究對象學生的學習風格統計表 ................................................................. 65 表 4-2-1 不同學習風格的學習成效之前測、後測得分之平均數與標準差統計摘要表 ................................................................................................................................................................. 68. 表 4-2-2 學生前測成績與學習風格型別之同質性檢定 .................................................. 69 表 4-2-3 不同學習風格在學習成效之描述性統計摘要表 .............................................. 70 表 4-2-4 不同學習風格的學習成效之共變數分析摘要表 .............................................. 70 表 4-2-5 學生前測成績與單一型別學習風格的學習成效之同質性檢定 ................. 72 表 4-2-6 單一型別學習風格在學習成效之描述性統計摘要表 .................................... 72 表 4-2-7 單一型別學習風格的學習成效之共變數分析摘要表 .................................... 73 表 4-2-8 學生前測成績與雙重型別學習風格的整體學習成效之同質性檢定........ 75 表 4-2-9 雙重型別學習風格在學習成效之描述性統計摘要表 .................................... 76 表 4-2-10 雙重型別學習風格的學習成效之共變數分析摘要表 .................................. 77 表 4-2-11 學生前測成績與複合型別學習風格的整體學習成效之同質性檢定 ..... 78 表 4-2-12 複合型別學習風格在學習成效之描述性統計摘要表 .................................. 79. vii.

(9) 表 4-2-13 複合型別學習風格的學習成效之共變數分析摘要表 .................................. 80 表 4-3-1 訪談學生資料與受訪日期一覽表 .......................................................................... 81 表 4-3-2 學生訪談結果(訪談問題 1) ..................................................................................... 82 表 4-3-3 學生訪談結果(訪談問題 2) ..................................................................................... 84 表 4-3-4 學生訪談結果(訪談問題 3) ..................................................................................... 85 表 4-3-5 學生訪談結果(訪談問題 4) ..................................................................................... 88 表 4-3-6 學生訪談結果(訪談問題 5) ..................................................................................... 89 表 4-4-1 教師觀察結果百分比(觀察題目 1) ....................................................................... 91 表 4-4-2 教師觀察結果百分比(觀察題目 2) ....................................................................... 92 表 4-4-3 教師觀察結果百分比(觀察題目 3) ....................................................................... 92 表 4-4-4 教師觀察結果百分比(觀察題目 4) ....................................................................... 94 表 4-4-5 教師觀察結果百分比(觀察題目 5) ....................................................................... 95 表 4-4-6 教師觀察結果百分比(觀察題目 6) ....................................................................... 96 表 4-4-7 教師觀察結果百分比(觀察題目 7) ....................................................................... 97. viii.

(10) 圖次圖 1-5-1 研究流程圖 ................................................. 7 圖 2-1-1 「真實-虛擬連續性(Reality-Virtual Continuum)」理論 ........ 12 圖 2-4-1 延伸式擴增實境設備示意圖 .................................. 17 圖 2-4-2 延伸式擴增實境的延伸訊息示意圖 ............................ 18 圖 3-1-1「不同學習風格學生在延伸式擴增實境教學的學習成效」架構圖 ... 32 圖 3-5-1. 延伸式擴增實境教學實施流程圖 ............................. 44. 圖 3-5-2 教學簡報設計架構圖 ........................................ 48 圖 3-5-3 教學簡報畫面 .............................................. 48 圖 3-5-4. 延伸式擴增實境教學系統架構 ............................... 49. 圖 3-5-5 設備示意圖 ................................................ 50 圖 3-5-6 設備實景 .................................................. 51 圖 3-5-7 實驗教學場景實景 .......................................... 52 圖 3-7-1 預定進度甘特圖 ............................................ 59 圖 4-1-1 甲校學生學習風格統計圖 .................................... 63 圖 4-1-2 乙校學生學習風格統計圖 .................................... 65 圖 4-1-3. 整體研究對象學生的學習風格統計圖 ......................... 66. ix.

(11) 附錄附錄 1：前測 A 卷 .................................................. 112 附錄 2：後測 B 卷 .......................................................................................................................... 114 附錄 3：實驗紀錄單 ..................................................................................................................... 116 附錄 4：延伸式擴增實境教學簡報 ......................................................................................... 118 附錄 5：VARK 問卷授權書 ........................................................................................................... 120 附錄 6：VARK 學習風格問卷繁體中文青少年版 ................................................................ 122 附錄 7：學生對延伸式擴增實境實驗操作之現況訪談大綱 ......................................... 125 附錄 8：教師觀察檢核表 ............................................................................................................ 125 附錄 9：擴增實境 LUA SCRIPT SAMPLE .......................................................................... 125. x.

(12) 第一章緒論在本章中，敘述本研究之將分成研究背景與動機、研究目的、名詞解釋、研究範圍與限制、研究流程等五小節，說明本研究所要探討的主題，並就相關的範疇進行探討論述。. 第一節研究背景與動機一、數位學習的新浪潮在資訊新媒體技術的求新求變之下，課室內的教學不再只是單一且線性的老師講述，也不只有簡單的資訊融入教學，看看網路、看看影片或從電子書的學習。我們也不難發現全球資訊網中的數位學習及網路教學平台，也成為世界各國競相發展的重要指標之一。在教學過程中，從引起學習者的學習動機、有效的教導所安排的教學目標以及確定學習者的學習成效，這是在教學歷程中最重要的一個環節。因此帶領著數位學習不斷的往前邁進的因素，不是單純的只有提供給學習者新穎、炫目的科技學習媒體，動畫、影片帶來了視聽感官上的刺激，讓學習者能夠從多元的感官通道接收到訊息，教學者努力提升學習者的學習動機，當學習者對於學習能因此產生學習意願時，內在的驅力則會使學習者積極探索與努力求知；努力有回饋時，成就感便能驅使更高的興趣與意願，形成一個正向的學習循環。科技媒體教學，營造一個有意義的學習情境，讓學習不再是平面的教與學單純的傳遞。教學者可以藉由科技媒體的特性重新設計學習的內容、目標與活動，更能夠因此對於個別差異的學生，給予各種不同的學習方式的設定；從學習者的個別差異探討學習目標，學習的歷程變得更多元、更有變化也更有彈性。Alessi(1988) 提出電腦教學模擬的擬真性(Fidelity)對學習遷移的影響，對於抽象的、複雜的概念，所提供的學習資訊除了視覺、聽覺，再加上觸覺與動覺的直接互動，學習變得更立體化。數位學習改變了學習的路徑，讓學習者可以更快進入學習的狀態中，. 1.

(13) 無異是因為擬真的情境，使學習者對於陌生、懵懂的知識，因此建立了具體的學習場域，縮短了知識進到學習者腦袋中，轉化到理解階段的時程。因此讓學生在具有吸引力的學習情境之下進行學習活動，進而培養學生獨立思考的批判省思能力，建構獨立自主的知識體系，引發更高層次的學習潛能。. 二、延伸式擴增實境營造擬真互動的學習情境虛擬實境(Virtual Reality，簡稱 VR)的技術由電腦模擬產生了一個三度空間的虛擬世界，讓人們進入另一個新的紀元。在學習的過程裡，學習者不再只是被動的接收情境，而是在進行更有目的、更有意義的學習活動。擴增實境(Augmented Reality，簡稱 AR)的出現，將虛擬實境帶回到真實的世界裡，許多電腦科學家都相信，這是一種完全不同類型的科技，在使用者介面對於電腦的發展以及人類與電腦的互動，都將有更深遠的影響。不同於虛擬實境所創造出來的一個無中生有且不存在的世界，擴增實境則是建構在真實世界裡，提供了虛擬的資訊，增強了與真實世界的即時互動。由於這樣的優勢與特色，知名的數位學習趨勢報告 Horizon Report (2011)，曾經在介紹未來 5 年教育和學習的未來發展趨勢時，特別指出了擴增實境的技術在教學應用上愈來愈重要。各種教學研究透過擴增實境的教學設計，目的希望藉此加深學生的學習印象，相關研究指出擴增實境的學習可以提升學生的學習動機。有別於一般傳統的課室教學現場，教師使用板書、傳統教具或是較先進的資訊融入進行教學，雖然這些方式可以提供學生知識的傳遞，但是對於教學者、學習者以及知識這三個區塊之間的關聯是不緊密的。學習者掌握住對於知識的了解，主導著教學的手段，然而知識與學習者之間的距離像似隔著鴻溝，無法確定是否可以到達彼岸。擴增實境不切斷人與真實世界的關聯性，用人的感官緊緊地依附在真實世界裡，以虛擬外加的資訊、互動融入環境之中。教學者扮演的是促引導者、促發者、啟動者等多元的角色，而不再是單純知識的灌輸者。而學習者與學習教材、學習環境有著更. 2.

(14) 緊密的互動性，能夠容納的創意元素更加廣泛。在學習領域中，最需要擬真與真實感的觀測經驗莫過於自然與科技領域。而往往因為概念抽象難以理解，加上以講述教學或部分內容不易以實驗操作，在學習過程中產生錯誤理解，因此學習到錯誤的概念。有感於此，透過擴增實境的優勢；突顯難以觀察到的真實情境及不易呈現的 3D 畫面，進一步的藉由擴增實境的實驗操作與課程內容之間更即時性的互動，學習者在實驗操作時即時得到說明的資訊，變成自動發現資訊的主動學習者；給學習者一種全新的學習方法，呈現更多元、更豐富，進而達成更有效地學習與強化學習的成效。Hyeon-Suk(2001) 學者強調，教育運用科技不應該聚焦在科技本身技術上的精進，而是透過對教育的運用彰顯它在教育上的價值。在地球科學教育的學科特性，抽象的概念居多，人類無法跳脫地球到外太空真實觀察星體的運行與規律。因此在過去的教學中，實體的球體、手電筒模擬難以達到符合現況的真實性，加上，天體運行的規律性也不容易在短時間內觀察出變化。教授此類單元時，得借助虛擬動畫、專業的影片或是天文教育館等專門的館藏設備，才能讓學習者有更佳的學習效果。延伸式擴增實境的特性，藉以營造出與真實相似的學習情境，並突破過於無法互動的體驗操作，讓學習者透過即時性的操作觀察，螢幕上互動虛擬效果與延伸的各種訊息，符合各種感官學習通道，以提升學生的學習成效。. 三、學習風格影響學習成效數位學習掛帥的時代裡，研發各種科技的應用與教材的設計，目的就是期望在教學的過程中可以達成更有意義、更有學習成效的學習。然而也必須考量與評估的是，以學習者為中心的學習方式，學習者慣用的學習習慣與學習態度，即所謂的學習風格，在學習的過程中，學習者的學習風格會影響學習的偏好與成效。依據吳百薰(1998)彙整國內外學習風格理論，歸納出不同的學習風格取向；也讓. 3.

(15) 我們從教學型態、教學媒體等方面去探討學習者的認知取向、策略取向、多元取向及學習歷程等。本研究為了探討延伸式擴增實境的媒體特性，具備感官通道的認知取向，了解在教與學的過程中，數位學習情境對於學習者的學習風格之間的影響與學習成效。. 第二節. 研究目的. 本研究以應用延伸式擴增實境教學於國民中學「晝夜與四季變化」單元為主要目的，並從不同學習風格的角度深入研究中了解學生在「學」的過程中的學習成效。並進一步藉由訪談探究學生在實驗教學後的學習興趣與學習方式，也探究從老師的角度使用延伸式擴增實境教學的教學困難與教學省思，歸納出更能提升學習成效的教學方式。本研究的目的為以下二點：一、探討使用延伸式擴增實境「晝夜與四季變化」單元教材教學後，不同學習風格的學生，對於其學習成效之影響。二、探討在使用延伸式擴增實境教學中，學生的學習興趣、學習方式及學習困難等情況，對於其學習成效之間的關聯。. 第三節. 研究問題. 基於上述研究目的，本研究主要探討的問題如下：一、探究延伸式擴增實境教學中，學生的學習風格在學習成效上的差異為何? 1-1 探究不同學習風格學生的學習成效有無差異? 1-2 探究單一型別學習風格學生在知識目標分類「知識類」、「了解類」、「應. 4.

(16) 用類」及「分析類」的學習成效有無差異? 1-3 探究雙重型別學習風格學生在知識目標分類「知識類」、「了解類」、「應用類」及「分析類」的學習成效有無差異? 1-4 探究複合型別學習風格學生在知識目標分類「知識類」、「了解類」、「應用類」及「分析類」的學習成效有無差異?. 二、探究延伸式擴增實境實驗操作後，學生的學習過程為何? 2-1 探究學生的學習興趣為何? 2-2 探究學生的學習方式為何? 2-3 探究學生的學習困難為何?. 第四節. 研究範圍與限制. 本節說明本研究的研究範圍與研究的限制，說明如下；一、. 研究範圍. 本研究以「晝夜與四季變化」單元為主要教學範圍，研究教學對象為新北市國民中學學生(13-15 歲)。利用延伸式擴增實境教材設計針對太陽的晝夜變化、一天中的竿影變化及四季太陽的位置等教學目標，進行實際教學。為了解學生程度，則於教學活動前對學生進行前測試卷的施測，接下來單元簡報教學、學生使用延伸式擴增實境教材進行實驗操作。在實驗教學過程中，教師以觀察研究紀錄學生的學習情況。實驗教學完成後，再進行學生後測試卷及 VARK 學習風格問卷的施測。另外，也以錄音方式訪談學生做為本研究的訪談對象。. 5.

(17) 二、. 研究限制. 研究限制包含研究範圍的限制與研究方法的限制。（一）研究範圍的限制本研究以延伸式擴增實境設計「晝夜與四季變化」單元為主要的教學內容，在設計教學內容時也地球公轉、地球自轉這兩個現象中，太陽照射地球時的晝夜變化、一天中的竿影變化、以及春夏秋冬太陽直射地球的各種角度和溫度的情況等等為教學目標。其他天體運行的情況與現象，例如、潮汐的變化、日蝕、月蝕、太陽系等等，本次實驗所設計的延伸式擴增實境教材雖無法呈現這些方面的課程內容，但本研究期望藉由「晝夜與四季變化」單元的教學結果分析去推論延伸式擴增實境的教學方式可以提升學生學習自然與生活科技領域的教學成效。至於推論到自然與生活科技領域的其他單元之學習成效為何?則另外規劃設計課程與研究架構實施後，才能得到較為精準的數據與結論。（二）. 研究方法的限制. 本研究透過學習風格問卷、訪談學生及教師的觀察紀錄檢核表資料進行分析。學習風格問卷的內容主要探討從感官知覺接受訊息的角度來分析不同學習風格的學生在使用延伸式擴增實境教學後的學習成效。訪談學生的內容則以探究在使用延伸式擴增實境於自然與生活科技領域教學後，學生的學習興趣、學習方式及學習困難為主，因此學生的思考邏輯、資訊能力、數位落差等，未能在本次研究中加以探究。而教師的部分則以教學過程中觀察研究學生的學習情況與學習方式，對於教學內容的設計、學生的多元評量、補救教學等方面，未針對此類問題進行進一步的研究。因此上述說明本研究的限制，也將未探討的部分排除在分析範圍之外。. 6.

(18) 第五節. 研究流程. 本研究在確立研究方向與主題後,開始進行相關文獻蒐集與確立研究架構。本研究流程如下圖1-5-1所示：研究背景與動機. 相關文獻彙整. 確定研究目的與問題. 建立研究方法. 延伸式擴增實境實驗教學. 前測、後測試卷. 學習風格問卷. 訪談法. 觀察研究法. 建置前測、後測試卷. 官方網站登入授權資料. 擬定訪談大綱. 擬定觀察目的與計畫. 前測卷施測. 翻譯為中文版 VARK 問卷. 學生訪談建置觀察工具訪談實施. 實驗教學問卷施測. 整理與回收資料. 後測卷施測資料統計與分析. 資料統計與分析. 資料彙整與分析. 彙整歸納資料與統計分析撰寫研究結論與建議圖1-5-1 研究流程圖. 7. 實施觀察與紀錄資料統計與分析.

(19) 第六節. 名詞釋義. 一、延伸式擴增實境在本研究中，以國中科普「四季與晝夜變化」單元為主要教學內容，使用擴增實境技術，以電腦螢幕顯示裝置來做為使用者的視覺呈現界面。辨識的方式使用「markless」的方式，將辨識的圖片貼紙貼於太陽與地球模型組中的地球上，當 webcam 視訊鏡頭偵測辨識到識別貼紙後，電腦螢幕顯示裝置會出現地球的陰影；以及當學習者操作地球自轉與公轉時，螢幕則會顯示本學習內容中相關的學習概念與模擬互動畫面。本研究擴增實境設備螢幕中顯示除了學習者操作太陽與地球模型後的虛擬互動畫面，另外還有其他互動的延伸式訊息提供給學習者，顯示實驗操作的日期時間、台灣的晝夜變化與竿影變化等概念，因此比傳統的擴增實境設備單純提供虛擬互動外，多了延伸式的訊息，稱之為延伸式擴增實境。. 二、學習風格學習者在學習時所產生的偏好與慣性稱為學習風格，以學習者透過何種感覺通道來進行溝通與學習，採用 Fleming & Mills (2001)學者建立的學習模式，共四種類型；分別為視覺(Visual)、聽覺(Aural)、讀/寫(Reading and Writing)、動覺(Kinesthetic)四種類型。本研究採用此學習風格理論探究不同的感官通道訊息接收的學習者之學習情況，同時使用 Fleming 設計的學習風格測驗量表(The VARK Questionnaire) (http://www.VARK-learn.com，2011)，依照學習者選項總數，將學習者分為以下 3 種型別，15 種風格，3 種型別分別為單一型別、雙重型別及複合型別。15 種風格則為單一型別中細分，V、A、R、K 型；雙重型別中細分，VA、VR、VK、AR、AK、RK 型，複合型別中細分， VAR、VAK、ARK、VARK 型共 15 種。分析學習者的學習風格型別，再進. 8.

(20) 行延伸式擴增實境教學時的學習表現之比對與研究。. 三、學習成效本研究在進行延伸式擴增實境教學前後給予學習者前、後測評量試卷，從分數統計了解學生的學習是否有成效。從目標知識分類去分析試卷的類別，以及不同學習風格的學習情況，並進一步從質化資料，學生與教師的訪談資料，了解學生的學習興趣與學習方式，老師則以觀察不同學習風格的學生在延伸式擴增實境協過程中的各種學習表現。因此學習成效的紀錄包含「知識」、「情意」、「技能」三方面的評估以及「主觀」與「客觀」的學習效果，完整的紀錄與了解學生的學習成效。. 四、知識目標分類由布魯姆(Bloom)所提出的知識目標分類的修訂版，認為「認知歷程向度」 (cognitive Process) 由原來單一向度的分類表轉化以強調認知歷程的漸增複雜性階層概念，目的促進學習保留和學習遷移所得的知識。修訂版由 Anderson and Krathwohl (2001)提出，六個層次為記憶類(Remember)、了解類(Understand)、應用類(Apply)、分析類(Analyze)、評鑑類(Evaluate)及創造類(Create)。本研究將教學目標分類依據以上六個層次配合延伸式擴增實境教學之教學目標，以「記憶類」、「了解類」、「應用類」及「分析類」作為學習成效的分析；其中「評鑑類」及「創造類」無法在本研究的教學過程及實驗操作中呈現，故不列入探討，僅以前四項做研究分析。. 9.

(21) 10.

(22) 第二章文獻探討本章主要與研究相關的主題文獻進行探討，共分為四節，依序為「擴增實境」，「學習風格」及「學習成效」研究等方面進行探討，以建立本研究的理論基礎。. 第一節. 擴增實境. 一、擴增實境的定義 Azuma（1997）認為擴增實境(Augmented Reality，AR)，又稱擴充實境或延伸實境是從虛擬實境(Virtual Reality，VR)的領域中延伸出來的技術，虛擬實境是指使用者在完全由電腦所創作出來的虛擬環境中，而無法同時看到周遭的真實環境，而擴增實境則是使使用者在真實的環境中並和真實環境中的虛擬圖像、資訊、物體重疊在一起。此種技術須透過虛擬實境設備，將虛擬物件與景象，同時投射在真實世界的影像裡，製造出真實與虛幻並存的知覺，讓使用者產生身歷其境的感覺(薛文珍，2002)。它是一種將現實的環境影像及電腦虛擬影像互相結合的技術，進而在虛擬的媒介中創造出環境中操作虛擬 3D 物件的情形(陳坤森，2007)。將真實環境分為背景跟主體物兩個元素來看，虛擬實境的環境是背景與主體物都是虛擬的，擴增實境則是保留了現實世界的真實背景，加上電腦演算的虛擬主體物或訊息等，除了虛擬與真實兼備的擬真效果，也更有真實的臨場感。使用圖式來表達擴增實境在真實與虛擬之間的相對位置，由 Milgram al etc.(1994)的理論「真實-虛擬連續性(Reality-Virtual Continuum)」所歸納，如圖 2-1-1 所示，圖的左側代表單純的真實環境，右側代表單純的虛擬環境，中間為混合實境地帶；以虛擬環境為主要背景建構真實狀態的稱為虛擬實境，反之以真實環境建構背景加以虛擬訊息的稱為擴增實境，本研究主要範疇則為擴增實境。. 11.

(23) 混合實境（Mixed Reality，MR）真實環境 (Real Environment). 擴增實境. 擴增虛境. (Augmented Reality，AR). (Augmented Virtuality，AV). 虛擬環境 (Virtual Environment). 圖2-1-1 「真實-虛擬連續性(Reality-Virtual Continuum)」理論歸納擴增實境的定義，由表2-1-1可以發現，擴增實境作為真實環境的延伸，營造出與真實環境一樣的空間情境，不抽離人的感官，讓人類的感官緊密與擴增實境結合，除了提供視覺上的虛擬影響，也可以提供聲音、觸覺或嗅覺，更重要的是融入了真實環境和虛擬資訊，不脫離與現實的關聯，資訊訊息、即時互動及感官經驗的共同營造出感知體驗的新世界。表2-1-1 擴增實境的定義研究者/年代. 擴增實境的定義. Azuma, Baillot,Behringer,Feiner 擴增實境是利用定位及影響處理的技術，將虛擬物件呈現於真實世界中。 ,Julier, & Macintyre.(2001). 吳鴻譯，Steven K.Feiner 著(2002). 擴增實境提供的內容不侷限於虛擬影像，提供虛擬的聲音、觸覺或嗅覺亦可視為提供擴增實境的一種。. 薛文珍(2002). 擴增實境是指把圖像和文字加到使用者觀察周遭環境所產生的畫面上，系統會追蹤使用者頭部的位置與方向好疊上去的虛擬物件能對準使用者所看的真實環境中。. Hollerer & Feiner(2004). 擴增實境在概念上與虛擬實境相似，兩者都是提供使用者虛擬的影像。. 鄒壯翼(2009). 擴增實境是由虛擬實境中延伸出來的技術，使用者進入虛擬實境的封閉空間會失去對真實環境的訊息感知，延伸式擴增實境則在真實環境中操作虛擬物件，融入真實環境和虛擬資訊獲得更真實的感知體驗。. 朱乙仲(2010). 擴增實境不打算把人的感官抽離，不企圖切斷人與真實世界的關聯性，依附在真實世界裡，加上額外的資訊、互動及感官經驗。. 12.

(24) 二、擴增實境的特色虛擬實境企圖取代真實世界，而擴增實境卻是在實境上擴增資訊。將虛擬的訊息跟真實世界背景結合，帶來思考上的驚喜並能有效地吸引學習者的注意力。擴增實境著重在與真實世界的結合、資訊顯示與互動經驗。在真實的世界中，在我們每天接觸的環境裡，加上新的互動體驗。擴增實境不打算把人的感官抽離，不切斷人與真實世界的關聯性；相反地，依附在真實世界裡，加上資訊訊息、即時互動及感官經驗的感官體驗。擴增實境是擴充且增進了真實環境而非取代現實，研究提出擴增實境有三個必需的屬性，分別為(1) Combines real and virtual：擴增實境是具備真實與虛擬的狀態，(2) Interactive in real time：延伸式擴增實境是可以達到即時性的互動，(3) Registered in 3-D：延伸式擴增實境是在 3D 的空間裡定位。. 表2-1-3 擴增實境的資訊特質研究者/年代. 擴增實境的資訊特質 1.. Dubois & Nigay(2000). 2.. 增加的本質(Nature of Augmentation):提供更多資訊給使用者。專注的工作(Task Focus):應用虛擬的物件在真實的物件上。. 由於資訊科技的發達，不管在軟體上的資源還是硬體上的整合，現今使用擴增實境的呈現與裝置也越來越便利化與直覺性。桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦到智慧型手機，均變成擴增實境展現的裝置；也因為這樣的便利與易取得的條件下，擴增實境運用於教育與教學不但是未來的趨勢，更是使用越來越廣泛的媒體。也因為學習者在真實情境中學習，除了可以結合學習者的生活經驗，感官的訊息接收也讓學習可以與更具體、更真實。擴增實境兩大發展優勢: (一) 使用者不需要關在特定房間裡，也不需要固定在某個位置，這可以讓互動更. 13.

(25) 加隨意自然。 (二) 在真實環境中增強感官刺激，不但可以讓互動經驗更加戲劇化之外，同時也可以維持原有的情境脈絡與空間感，比較容易適應與學習。。透過 3D 的環境與擬真的效果讓學習可以藉由操作，接觸而與實驗及時互動，提升學習的興趣及延長學習動機。透過實際的參與與操作，可使得學習者的體驗深刻，學習成效提升。擴增實境介面的的呈現形式，共有四種(Billinghurst，2003): 表2-1-4 擴增實境介面呈現方式介面類型瀏覽式介面 (Browsing Interfaces) 3D 立體擴增實境介面 (3D AR Interfaces) 碰觸式介面 (Tangible Interfaces) 觸碰式擴增實境介面 (Tangibile AR). 呈現特色. 應用. 依接受訊息運用為主. 圖書館書目檢索美術館畫作說明瀏覽. 利用實際操作的經驗轉換到 3D 立體擴增實境介面. 建築物立體描繪. 運用真體物體來產生互動，讓使用者對原本物體操作感官有不同認知. 教學互動設計博物館體驗. 應用投影式的擴增實境，運用在物體上對於被攝物來產生即時互動. 花博等展覽設計. 三、擴增實境的教學應用擴增實境技術大約在 1990 年發表，2003 年起市場需求漸漸升高，在 2005 年日漸成熟，越來越多支援線上即時操作的軟體上市。有虛擬和現實結合、3D、即時互動等三種概念。而使用擴增實境的虛實互動時，不需要鍵盤與滑鼠，因此使用者可以以一種更直覺、更貼近真實的狀態進行操作與使用。能夠有效地應用在幫助真實世界提供虛擬擴增，提供使用者訊息，擴增實境的特性，廣泛地被利用在展示，教學，娛樂，工業，行銷及訓練等方面，例如博物館的擴增實境展示，擴增實境的電子童書等，也都有良好的評價。擴增實境在學習科技上應用歸納為以下的重點；. 14.

(26) (一) 擴增實境的目的並非在模擬，而是在著重於學習科技的整合，擴增實境在媒體呈現效果上，因為具有整合式資訊呈現、與使用者即時互動的情境模擬的功能。因此，常會被認為模擬是其重要的目的。從技術發展的歷程來看，擴增實境是一個具有整合現有學習科技中關鍵技術的功能。 (二) 以現今成熟科技為基礎，創新數位學習的應用，由於使用者能夠將現實世界的感覺直接帶進擴增實境環境，搭配圖片、立體模型、聲光、動畫、影片等素材，提供多元的刺激，發揮結合的功效。因此擴增實境的應用被認為能大幅的應用在人類的工作或是解決問題等方面。而在教學裡，我們可以藉由擴增實境來強化真實的情境，也可以實際去操作真實情境的特色，不僅增加了學習的靈活度，學習的場域空間也跟著擴增了，提高學習者在學習中主導的地位，從被動吸收知識轉變為主動積極探索。整體而言對於學習動機、教學設計、學習興趣及學習成效都產生了極大的影響，因此擴增實境對於數位學習上的應用帶來很大的變化(朱乙仲，2010)。歸納使用擴增實境應用於教學的研究者所提出之整理如下：表2-1-5擴增實境應用於教育研究者(年代) Azuma (1997) Shelton & Hedley (2002). Kaufmann & Schmalstieg (2003). 擴增實境應用於教育教師可利用擴增實境呈現學習內容相關的重要資訊，增加學習成效。利用擴增實境教法讓老師有最少的教學準備練習，用低成本的教材來進行教學。而擴增實境的知覺回饋與互動性，讓學習者更容易了解及更容易提出問題。擴增實境可以建立教學者與學習者合作式的教學互動，對於複雜的空間概念可以很容易地進行學習，更容易表達幾何形體的變化以及在空間中的關係讓學生了解。. Asai, Kobayashi & Kondo (2005) 朱乙仲 (2010). 擴增實境可提供學習者一種新型態的學習工具。擴增實境在真實環境中增強感官刺激，可以讓互動經驗更加戲劇化之外，也可以維持原有的情境脈絡與空間感，比較容易適應跟學習。. 15.

(27) 根據以上研究整理中發現，教學媒體科技化的趨勢扮演著現今教育情境中重要的角色，擴增實境技術應用於教學創造一個擬真情境，研究者也不斷的利用電腦、網際網路等科技研發許多傳統教學無法達成的模擬學習。擴增實境的教學活動可以歸納有下列不同於傳統教學的優勢，分別就擴增實境的媒體特色與教學內容的運用、學生的學習態度及學習成效兩點作為說明。 (一) 擴增實境媒體特色與教學內容應用，說明有: 1.. 是一種新型態的學習方式，不用滑鼠鍵盤，可以更直覺式的真實體驗，. 2.. 提供多元感官刺激，增強學習動機，. 3.. 虛實互動性可讓學習在情境與空間中更符合真實的學習。. (二) 學生的學習態度及學習成效，說明有： 1.. 視覺、動覺等感官刺激提升學習動機，並增加持續學習的意願，. 2.. 學習過程中，學生具有學習的主導權，主動探索，積極討論，並與教學內容、環境、同儕有緊密的互動，. 3.. 情境模擬學生的方式讓學生可以沉浸在學習的環境中，不適面對平面、沒有變化，不會有互動的單純文字或圖片資訊，以提升學習的成效。. 四、延伸式擴增實境本研究利用擴增實境做為教學媒體，是希望能夠利用擴增實境的真實與虛擬的狀態，將教學的內容架構在真實的現實生活環境之中，並能將富有學習意涵的概念以虛擬的資訊、影像呈現給學習者。透過虛實的呈現，達到即時性的互動，提升學習者的學習動機，並將擴增實境結合人類的感官經驗，了解學習者在感官訊息的接受過程，做為教學者設計課程與教學策略時的依據及參考。本研究主要是因為科普知識裡的地球科學，對學習者來說是充滿抽象與迷思概念的，在傳統教學中，教師使用立體教具模擬天體的運行，或是從影片、3D 模擬動畫，都與真實的天文環境有極大的落差。為了提升學習者的認知概念，真. 16.

(28) 實的了解星體運行時的實境情景，也期望從視覺、動覺等感官輔佐學習，因此從 3D 環境中設計出地球自轉與地球公轉的課程，讓學習者藉由操作真實的太陽地球模型，將複雜的空間概念變成很具體的實驗操作。本研究以擴增實境為基礎，設計出讓學生藉由體驗操作了解太陽與地球的空間關係及變化情況來學習科學知識。學生在體驗操作的過程，除了可以親身操作太陽與地球模型的地球運動方式，螢幕上即時互動呈顯出虛擬的地球陰影變化、兩者的相對位置之外，在螢幕中即時互動的訊息還有一年 365 天的日期、一天 24 小時的時間、台灣的晝夜變化及竿影變化的情況；因此相較於過去的擴增實境只單純的在真實環境中提供虛擬訊息，本研究對於教學單元的內容增加了延伸的知識及訊息，不僅可以讓使用者重複的操作，提供學習者的各種感官通道的學習。也能克服傳統教學中受到天氣、時間上的限制，更能將所有的學習概念從延伸式訊息介面整合在一起。因此本研究以探究延伸式擴增實境教學的學習成效與不同學習風格學生的關聯。本研究所設計的延伸式擴增實境的硬體設備與傳統擴增實境並無太大差異，使用高解析度視訊鏡頭，透過電腦主機(或筆記型電腦)安裝軟體，學習者操作實驗模型後，將實驗操作互動結果呈現於液晶顯示器，如圖 2-4-1。. 圖2-4-1 延伸式擴增實境設備示意圖. 17.

(29) 虛擬互動的延伸式資訊畫面如圖 2-4-2 所示。. 延伸式訊息：日期時間. 擴增實境實驗操作畫面. 延伸式訊息：台灣的晝夜變化. 延伸式訊息：竿影變化. 圖2-4-2 延伸式擴增實境的延伸訊息示意圖. 第二節學習風格一、學習風格的定義學習風格(Learning Style)起源於 1940 年代，著重在心理學對於認知風格 (Cognitive Styles)的研究；到了 1970 年代，才有因為研究認知風格結果指出在教育上具有應用的價值，進而慢慢演變為以學習為中心的學習風格理論。學習風格係指每個學習者在學習各種知識技能的過程中，會有其特定慣用與喜好使用的學習方式。指得是一個人會有運用其能力的偏好方式，是一種習慣、一種喜好，沒有好與壞的差異；但是一個人可能會終其一生都是在某一種特定的風格類型中。Keefe(1982)認為學習風格就是學習者的知覺與學習環境的互動，及對學習環境反應中的一種穩定指標，評量學習者的學習風格就可以了解學生環境中所表現的行為。簡而言之，學習風格是指個人在學習過程中的學習偏好，也就是達成有效學習的習慣性反應傾向。了解學習風格的目的則主要是以改善學校教. 18.

(30) 學為主（張春興，1995），希望能藉著了解事實，有助於改進學校的教學活動，以求能在學生身上有所幫助。 Keefe(1979)的研究發現，學習風格在學習過程扮演著相當重要的角色。因此教學者可以從學習者的學習風格來做為教學設計的依據，可以增進學生的學習意願、學習的態度，提升學習者的學習成效。學習風格的理論各有特色，各家理論也強調學習者的個別差異與獨特性。. 表2-2-1 學習風格定義研究者/年份. 定義. 林生傳(1985). 學習者所喜愛的學習方式，代表影響個人如何去接受刺激、記憶、思考與解決問題的一群人與心理特性。. 郭重吉(1987). 學習者在思考與行為上，表現比較持久且相當一致的特性或偏好。. Keefe (1988). 學習者與其學習環境交互影響中，所培養出來的一種問訂的反應方式，包含個人之認知型態、情意特徵及生理習慣。. Fleming & Mills (1992). 學習者在集中注意力學習過程中，接受訊息的方式為視覺、聽覺、讀/寫或動覺，主要適用於激發學生思考。. Dunn & Dunn (1993). 學習者在學習的情境中，對刺激慣用的反應方式。. Gardner (1995). 學習風格是學習者可以很有效率的感知處理、儲存、回想他們所學習的內容。. Sternberg (1995). 風格是指個人篇好的習性、思考態度，非智力才能，無好壞之分別。每個人都有自己的風格並隨著不同情境使用不同風格。. 張春興(1996). 學習者在變化不定的環境中從事學習活動，經由其知覺、記憶、思維等心理歷程，在外顯行為上表現出帶有認知、情意、生理三種特質的習慣性特徵。. 吳百薰(1998). 只學習者在與學習情境及學習過程的交互影響下對生理、環境、情緒、社會和心理多方面的刺激下，所產生的特殊偏好及對刺激慣用的反應，是一種相當穩定而一致性的心理特質。. 19.

(31) 從上述資料可歸納出學習風格的定義可以歸納出重點如下： (一) 學習風格是指學習者在學習環境或學習過程中，表現出來的行為與反應。 (二) 學習風格是具有一致性、持久性、穩定性的慣性或習慣。 (三) 學習風格是學習者與學習活動之間的交互行為，包括學習者對於知識、情意、技能等方面的學習特質。在本研究中，以使用延伸式擴增實境作為教學媒體的學習情境，將學習風格的定義於：學習者會怎麼以各種感官的訊息接收來學習，此次研究所關注的主要是針對學習的感官通道之學習風格加以整理，了解不同感官接收通道的學習風格的學習者在延伸式擴增實境教學過程中的各種行為與反應。. 二、學習風格類型(The Learning Style Models) 國內外學者都有不同派別的研究，許多研究學者提出了各種不同的理論與模式，其中歸納出比較著名且被廣泛使用的模式有：Kolb, Gregor, Felder-Silverman, Fleming, Dunn，除此之外還有 Entwistle, Reid, Honey and Mumford 等模式。而吳百薰(1998)將國內外學者定義的學習風格內涵加以分類為五種，分別為「學習情境取向」、「行為模式取向」、「策略取向」、「情意取向」、「多元取向」。如下表所示：表2-2-2學習風格的五個取向學習風格取向學習情境取向行為模式取向策略取向. 學習風格理論 Hunt (1979) Kolb (1976)、Charles (1980)、Butler (1982)、 McDermott & Beitman (1984) Pask (1968)、Claxton & Ralston (1978)、Gregorc (1979)、 Renzulli & Smith (1979)、Entwistle (1981)、Schemeck (1982). 情意取向. Bennett (1979)、Garger & Guild (1984)、Canfield (1988). 多元取向. Dunn & Dunn (1978)、NASSP (1979)、林生傳(1985)、郭重吉(1987)、張春興(1995). 20.

(32) 再進一步針對各個學者所提出的學習風格理論之內涵與模式中，與學習者的感官通道及科技情境學習有關的理論，加以整理如下表所列：表2-2-3 學習風格類型研究者/年份 Witkin, Oltman, Raskin & Karp (1971). 1. 2.. 學習風格內涵/分類. 量表. 場地獨立（Field Independent）場地依賴（Field Dependent）. 團體藏圖測驗(Group Embedded Figures Test,GEFT). 具體序列型 Gregorc 具體隨機型 Gregorc Style Delineator (1979) 抽象序列型抽象隨機型學習態度向度 (主動型/反思型) 2. 學習方式向度 Felder & Silverman (感覺型/直覺型) Index of Learning 3. 學習感官向度 Style(ILS) (1988) (圖像視覺型/口語聽覺型) 4. 學習思考模式向度 (循序型/總體型) 分析學習者在具體經驗、被動的觀察、抽象的概念、主動的實驗等四個學習階段中的行為表現。表現分為四種學習風格為 Kolb Learning Style Kolb (1984) 1. 聚合型 Inventory(KLSI) 2. 發散型 3. 同化型 4. 調節型。 1. 視覺型 2. 聽覺型 3. 觸覺型 Reid (1984) 4. 小組型 5. 個人型 6. 動覺型 1. 行動型（Activists） Honey & Mumford 2. 思考型（Reflectors） Learning Styles 3. 理論型（Theorists） (1989) Questionnaire 4. 實用型（Pragmatists） 1. 與感官偏好有關:聽覺型、視覺型、觸覺型、操作型 2. 與人格特質有關:外向型、內向型 Oxford(1991) 3. 與訊息處理有關:直覺型、序列型 4. 與訊息接收有關:封閉型、開放型 5. 與思維方式有關:分析型、整體形 Felder & Soloman 1. 主動型(active)/反思型(reflective) 學習風格問卷(ILS) 2. 感官型(感覺型) (sensing)/直覺型 (1991) (intuitive) 1. 2. 3. 4. 1.. 21.

(33) 3. 4.. 圖像視覺型 (visual)/ 口語聽覺型 (verbal) 循序型(連續型) (sequential)/總體型(global) 視覺型(visual) 聽覺型(Aural) 動覺型(Kinesthetic). Clark（1995）. 1. 2. 3.. Silver & Hanson (1998). 1. 2. 3. 4.. 理解型精熟型注重人際型自我表達型. 1. 2.. 環境向度情緒向度. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4.. 社會向度生理向度心理向度視覺(Visual) 聽覺(Aural) 讀/寫(Reading and Writing) 動覺(Kinesthetic). Dunn & Dunn (1992，1999). Fleming & Mills (2001). LSI (the Learning Style Inventory). The VARK Questionnaire. 茲將歸納個學者所提出之學習風格理論之內涵與模式，其中提及感覺通道的學習風格理論有，Felder & Silverman (1988)學習風格理論中學習方式向度分為感覺型和直覺型，學習感官向度分為圖像視覺型和口語聽覺型。Reid (1984)、Oxford (1991)、的理論中分類中包含視覺型、聽覺型、觸覺型等三種與感覺通道有關連的類別。接下來 Clark（1995）提出的 VAK 學習風格理論就是依照感官的喜好將學習者分類為視覺型(Visual)、聽覺型(Aural)、動覺型(Kinesthetic)。在 Fleming & Mills (2001)的 The VARK Learning Style Inventory 則再加上讀/寫(Reading and Writing)成為 VARK 四種學習風格。本研究針對從擴增實境教學媒體的特色將學習時所接收到的感官訊息來探究學習者的學習成效，因此本研究採用 Fleming & Mills (2001)的 The VARK Learning Style Inventory 的學習風格理論。. 22.

(34) 三、The VARK Learning Style Inventory (一) VARK Miller (2001)的研究中認為，辨別不同學習風格最簡單也最常見的方式就是依據感官區分，最早是從 Clark (1995)提出的 VAK 模型，將學習風格分為視覺型、聽覺型和運動知覺型。在學習的過程中，讀與寫的感官也影響著學生的學習成效，因此 Fleming & Mills (2001)學者建立了一個學習模式，學習者在學習時所產生的偏好，觀察學習者透過何種感覺通道來進行溝通與學習，共四種類型；分別為視覺(Visual)、聽覺(Aural)、讀/寫(Reading and Writing)、動覺(Kinesthetic)四種類型。Fleming 也同時設計了完整的學習風格測驗量表 (The VARK Questionnaire) (http://www.VARK-learn.com，2011)，依照學習者選項總數，將學習者分為以下 3 種型別，15 種風格：3 種型別分別為單一型別、雙重型別及複合型別。15 種風格則為單一型別中細分，V、A、R、K 型；雙重型別中細分，VA、VR、VK、AR、AK、RK 型，複合型別中細分， VAR、VAK、ARK、VARK 型共 15 種。. (二) VARK 四種類型的學習特徵本研究參考 Fleming & Mills (2001)提出的學習風格理論，這個理論將學習者透過何種感官通道來接受訊息、溝通與學習，共分為主要的四種風格特徵，分別為 V、A、R、K，分別說明如下表：表2-2-4 VARK學習風格與學習特徵 VARK 學習風格. 學習特徵. 偏好視覺(Visual) 的學習者. 偏向用看來學習，透過看照片、圖片、示範及觀看影片來學習事物，在設計數位教材時就可以多應用學習者觀看的教學策略，及選用視覺化的媒體來呈現內容。此型學習者偏好資料以圖像、圖片、圖片或符號的形式表達，來增加學習的印象。. 偏好聽覺(Aural). 偏向用聽來學習，他們喜歡透過聽錄音帶、演講、. 23.

(35) 的學習者. 提問、辯論、討論及口語化的教學來學習事物，在設計數位教材時就可以多應用刺激學習者聽覺的教學策略及選用有聲多媒體來呈現內容。. 偏好讀/寫(Reading and Writing)的學習者. 偏向讀與寫，喜歡閱讀，需要靠邊寫邊讀、別人換句話說、將圖片透過別人敘述先寫後讀、先讀後寫來加深學習印象。在設計數位教材時就可多應用讓學習者跟著讀或寫的教學策略，及選用圖像跟文字可互轉機制來呈現內容。. 偏好動覺(Kinesthetic)的. 此類型學習者通常是偏向身體活動及實際參與來學習，喜歡透過自己動手做、角色扮演、移動、接觸及體驗來學習事物。在設計數位教材時就可. 學習者. 以多應用做中學的教學策略及選用能達到互動效果的多媒體來加深學習印象。. 資料來源：http://www.VARK-learn.com. 從研究一項特定診斷研究結果發現，中小學生有 29%屬於視覺型學習者， 34%是聽覺型，37%是運動或觸覺型。因此我們可以發現，學習者在學習過程中，接收訊息的感官通道這三者的比例是相當接近的；在今日科技媒體的融入教學中，不再偏重單一的感官接收通道，就連傳統的講述式教學，也至少是聽覺(老師的講解)與視覺(黑板的板書或課本的文字)兩種類型。研究者探究從延伸式擴增實境的教學中，能夠給予學習者兩種以上，甚至四種的感官刺激，期望可以引起學生的學習動機，持續學生的學習興趣，並進而提升學生的學習成效。因此，本研究以 Fleming & Mills(2001)的學習風格理論，以了解學習者的學習風格與延伸式擴增實境教學之間的學習成效關聯性。. 四、學習風格與學習上的應用，如表 2-2-5 所示。表2-2-5 學習風格在學習上的應用研究者/年份 Crocker,Bartlett & Elliott (1976). 學習上的應用不同類型的學生會偏好不同的教學策略。. 24.

(36) Gregorc (1979). 研究指出當教師的教學能配合學習者的學習風格時，學習者的能力會明顯的表現出來，且比較不會抗拒學習。. 郭重吉(1987). 學習風格表現個人學習習慣、方法及態度，影響個人的學習環境知覺、互動及應對的能力，是達成學習成果最有利的方法或策略。. Bowers(1987). 當教師使用不同學習風格的教學策略，課程內容多樣化，學習者的學習態度比傳統教學更持正面態度。. 提出教學中教師要具備教學技能外，也要了解學生個別差 Felder & Silverman 異。對不同學生學習方式給予不同的教學，以能夠在適當 (1988) 的教學下得到最大的學習成效。 Dunn,Dunn &. 非大多數的學生均非聽覺型學習者，有些學習者靠觸覺，. Price (1989). 有些學習靠整個身體體驗學習，或是有些學習者是透過兩者或以上的感官結合，才能學得更好。. More(1993)、. 教學須注意學生的不同學習風格，協助學生以多樣化的學. Thomson & Mascazine (1997). 習模式建構知識，教師擴展教學策略以增加學生依據符合自己的學習風格活動中建構學習的意義。. Clark (1995). 學習者對不同學習任務可能會呈現不同風格分類偏好，或結合其他分類。主要的學習風格分類可以強化學習，並增加學習速度。. Dunn (1996). 每位學習者的學習風格具有獨特性及差異性，課程規劃前需理解學習者的學習風格，才能設計出適性化及個別化的課程。. Sternberg (1997). 學生往往會以自己偏好的思考風格來尋找適合自己的學習活動。. 吳百薰(1998)&陳慧珍(2008). 研究結果顯示學習風格與學業成就表現有差異存在。. Francisco & Elaine (2000). 以研究大學生發現學習方式、思考風格和學業成就間存有相關。也認為沒有一種教學策略是全然可以適合所有的學生，只有教學符合個別差異及學習風格時，學生才能獲得最佳的學習成效。. Buxeda & More. 了解學生在學習生物課程的偏好學習風格類型，並依據結果設計合作學習的方式，刺激學生主動學習，加強學生問. (2000). 題解決技巧及溝通能力。. Searson & Dunn (2001). 學習風格是影響學習者教室學習能否成功的重要因素之一。. 田耐青(2002). 教師在教學過程中，若能遵循學習者的學習風格，其學習成效會有明顯的提升。. 張春興(2003). 教師由了解學生的學習風格作為學生學習表現優劣原因的. 25.

(37) 參考，也可以做為課業輔導的依據。 Wahl (2003). 了解學生如何在認知、情感和動機上回應學習風格，改善學習態度，給予正向回饋，尤其是動覺/觸覺的活動。. 田耐青(2003). 每個人都不只擁有一種學習風格，而是多種風格的混合，學生應該了解自己強勢與弱勢的風格，發揮最需要的學習特質。. 管怡婷(2004). 教學者應該審慎思考如何引導學習者學習，並使用不同教學策略以配合不同學習風格的學生。. 柯麗卿(2004). 研究學習風格可以有效的了解學習者的個別差異，以提供教學者設計出適切的學習活動，達到最好的教學效果，提升教育品質。. 王珩(2005). 了解學生的學習風格是促進學習成效的重要因素，可以協助學習者順利掌握學習內容，找到最好的學習方法與途徑。. 張伊婷(2009). 鄭孟芳(2010). 引起孩子反應所需要的刺激量，反應包括聽覺、嗅覺、視覺、聽覺、味覺、觸覺和社會覺六種。教育者要利用學習者特有的學習風格來改善或增進學習者的學習態度及課業成就，以達到因材施教的教育理念，也能幫助學習者順利成功學習的方法之一。. 綜合學者的研究，可以了解當教學者正視學習者的不同學習風格時，也可以了解到學生的個別性與差異性，進而對不同學習風格的學習者提供不同的教學與策略，學習者的學動機、學習態度與學習成效都具有正面的影響。另外研究者也期望在教學過程中，學習者不僅可以了解自己最強勢的學習風格，找到最適切的學習策略，也希望透過延伸式擴增實境教學的多元感官特色來發展學習者多重學習風格，讓學習者成為一個樂於學習，也能在學習中獲得成就的學習者。. 第三節學習成效一、學習成效的定義學習成效乃指教學結束後，學習者在知識、技能及態度上的改變（邱貴發， 1992；Piccoli,Ahmad & Ives, 2001）。本研究採用「學習成績」、「學習滿意度及自. 26.

(38) 評績效」問卷來量測受測者的線上學習成效。其中學習滿意度係指學習者針對學習環境中的各項因素，於使用後的個人感受及體會進行評估（王秋華，2001； Piccoli, et al, 2001）。而自評績效係指學習者對所習得知識有自信及能力予以呈現在外顯的行為中。表2-3-1 學習成效的定義研究者/年份. 學習成效定義. 張春興、林清山. 學習是一種經由活動或經驗促使行為產生較為持久或改變的歷程。. (1981) McVatta(1981). 課程內容、教學方法、教材、師生互動及學習者特質等層面是影響學習成效的因素。. 邱貴發(1992). 學習成效是指教學結束後，學習者在知識、技能跟態度上的改變。. 吳玉明(1997)，黃偉豪(2002). 學生的學習型態對於教師的教學成果與學生的學習成效有很大的關聯。. 鄭明韋(1999). 學習成效指某種學習活動後對參與的學習者所進行某種評量及學習活動所達成的效果。. 王思堯(2004). 學習成效係指衡量學習者學習成果的指標，也是教學品質評估的主要項目之一。. 二、學習成效的面向與因素而學習成效具備哪些面向與因素，王如哲(2010)提到學習成效必須具備下列的概念：(一)兼顧學生立即的「直接學習成效」與日後會造成影響的「間接學習成效」，(二)並重不同的學習向度，從知能的「認知」到批判分析，從「情意」出發到倫理價值，從模仿動作「技能」到精熟創意，(三)涵蓋「機構」、「方案」、「班級」等層面的學習成效。「學習成績」根據學習者開課前接受的課前測驗，及課程結束後的課後測驗，依其成績進步分數來確認。「學習滿意度及自評績效問卷」則量度學習者在五個學習滿意度討論面向(教材教法、軟硬體設備、互動溝通、上課彈性、成果評量)，及在各學習單元的自評績效分數，來了解學習者. 27.

(39) 在課程中的期待與學習需求是否得到滿足。. 三、學習成效的評估從教育的角度來看，教學與評量是學習過程中的一體兩面，由評量的結果來判斷教學與學習的成效，以了解學生學習的情況及發生的困難，以及給予教師進行教學的檢討與改進。在傳統的教學中，教與學的方式是單向的，且重視機械式與精熟的學習過程，學習的主導權掌握在教學者，學習者只是被動的消極學習。在這樣的情況下，學習者也常因為缺乏學習的自主權而較無學習動機與意願，相對的就會影響到學習成效。在現今多元學習、多元評量以及多元媒體的環境下，單向、被動與消極的學習轉變為雙向、主動與極積的求知，學習動機跟著提高，也能維持較長的學習意願，學習成效也會成正比的成長。. 四、延伸式擴增實境學習情境與學習成效在面對與過去傳統不同的學習情境，延伸式擴增實境的學習，學習成效的評估，也不再單純只有簡單的紙筆測驗或是單一形式的評量方式。因此在科技教學與數位學習之後的評量注重的應該是偏向學習的過程，而並不適只有評量之後的分數與結果。此外再加上主觀與客觀的學習效果，除了包括評量測驗、學期分數，還有學習成就感、學習偏好、學習風格學習及學習的滿意度等等項目，加上這些條件，評量所呈現的是更全方位的學習表現，從這樣的方式去評估學習成效，也能忠實地反映學習者的學習成效。延伸式擴增實境的學習情境如何可以達到這樣的學習成效，可以針對延伸式擴增實境的學習優點，歸納如下: (1) 即時的互動，讓學習者在學習過程可以藉由與學習環境的互動，即時的得到回饋，增加學習的動機與意願。. 28.

(40) (2) 多元感官的訊息接收，提供了學習者各種學習的感官通道，學習不再侷限在單一通道的聽或看，觸覺與動覺的互動式操作，讓學習的觸角延伸得更長。 (3) 突破時間與空間的限制，在抽象的課程內容中，例如天文教育，擬真互動的學習環境以及 3D 虛擬的訊息，讓學習的場域不再受限，而且隨時都可以進行學習，並可以在短時間內觀察到抽象概念的變化。 (4) 重複的學習與練習是延伸式擴增實境等科技媒體的重要特性，軟體與程式開發後，只要有足夠的資訊設備，延伸式擴增實境的教學單元就可以從單機擴展到無限多機。因此可以取代傳統精密且專門的教具，讓學習者反覆的練習與操作，更能符合個別化學習的目的。 (5) 延伸的訊息介面提供學習者學習時的更多概念知識，學習者在體驗操作過程中，除了能夠即時觀察到虛擬的互動結果，延伸的互動訊息對於整體的教學內容與教學目標更能清楚的、有系統地呈現在學習者面前。學習到的不只是片段的實驗結果，而是能學習到更完成更全面的知識結構。. 第四節. 文獻小結. 由上述文獻資料歸納，可了解延伸式擴增實境、學習風格以及學習成效之間，互有關聯與影響，茲說明如下：一、應用延伸式擴增實境的教學策略延伸式擴增實境的擬真環境與即時互動在學習場域中，讓學習的狀態不是只有單一傳輸的型態，學習者除了與真實環境互動之外，也必須與虛擬的訊息、物件共同互動，而在學習中也會與老師及同儕之間有更多的關聯。教學者的教學方式與策略也必須因應教學環境-延伸式擴增實境的學習環境而調整，例如，小組的合作學習，動手操作的體驗學習等方式，都可以使學習者在延伸式擴增實境的. 29.

(41) 學習環境中引發學習者的興趣，更能引發更多元的想法與自主的學習。. 二、多重感官刺激與學習風格學習不再是平面的知識傳遞，而是立體的整合，在延伸式擴增實境教學中，視覺的圖片、影片等，聽覺的音樂、旁白、音效等以及動覺/觸覺的立即性互動操作，這是一個富有多重感官刺激的學習方式。因此在教學過程中教學者必須兼顧學習者的各種感覺通道與不同感官的學習風格，也因為延伸式擴增實境的多重感官特質，學習者在學習過程中，比較不會因為教學過程中不符合自己的學習風格，便讓學習成效受到影響。. 三、學習動機與學習成效在科技媒體的教學過程中，最常看到的學習變化就是科技媒體引起學生的學習動機。教導學習者是需要引導的過程，學習者即便可以自主的學習，在某些情況之下，仍需要教學者的解說、引起動機、延伸活動等方式，持續的強化學習的動機，讓學習者樂於沉浸在學習之中。也唯有在學習者可以有持續的學習動機之後，學生就能在學習中獲得更多的樂趣與成就感，進而提升學習的成效。. 30.

(42) 第三章研究設計本章主要依據研究動機、研究目的與文獻探討，整理出學生透過延伸式擴增實境教學於「晝夜與四季變化」單元時，歸納不同學習風格的學生，會有不同的學習成就。也藉由老師與學生親身參與延伸式擴增實境實驗教與學的過程中，以質性研究的方式，採便利抽樣，進行訪談，了解學生的學習興趣、學習方式及學習困難，蒐集老師在教學過程中觀察學生學習情況等資料，並歸納出影響學習成效的相關要素與原因。因此，本章節共分為七節，依序討論「研究架構」、「研究方法」、「研究對象」、「研究工具」、「研究實施」、「資料處理與分析」、「研究工具信效度」及「預期完成項目及成果」等內容，茲分別說明於以下各節。. 第一節. 研究架構. 本研究依據研究目的及文獻探討的結果，擬定：「不同學習風格學生在延伸式擴增實境教學的學習成效」之分析，分析內容則分為二個研究部分，分別為：不同學習風格對於應用延伸式擴增實境學習後的學習成效。另一為在延伸式延伸式擴增實境實驗教學後，學生的學習興趣、學習方式及學習困難；教師在教學過程中觀察學生的學習情況及學習方式，進行歸納。如下圖 3-1-1 所示；. 31.

(43) 延伸式擴增實境教學「晝夜與四季變化」單元. 實驗教學. 研究對象新北市國中 13-15 歲學生. 自變項. 依變項. VARK 學習風格. 學習成效. 問卷. 學生部分學習興趣學習方式學習困難. 前、後測. 訪談. 教師部分學生學習情況學生學習方式. 觀察記錄. 圖3-1-1「不同學習風格學生在延伸式擴增實境教學的學習成效」架構圖. 第二節. 研究方法. 依據本研究之目的，研究者所採用的研究方法為「問卷法」、「訪談法」及「觀察研究法」。其中「問卷法」，主要在解答研究問題(一)，研究延伸式擴增實境教學對於不同學習風格的學生與學習成效之間的關聯。「訪談法」與「觀察研究法」則在解答問題(二)；「訪談法」探究學生的學習興趣、學習型態及學習困難，並藉由「觀察研究法」，老師教學觀察記錄，探究學生的學習情況及學習方式，茲說明如下：. 一、問卷調查法(Questionnaire Survey) 本研究係針對各種取向的學習風格理論進行收集資料與分析後，並配合研究問題所列之項目，為了解學生在使用延伸式延伸式擴增實境學習的感官接受訊息. 32.