運用探究式全景導覽系統於國小鄉土教學

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(1)國立臺灣師範大學資訊教育研究所. 碩士論文. 指導教授:吳正己博士. 運用探究式全景導覽系統於國小鄉土教學 Using Inquiry-Based Panoramic Navigational System in Elementary School Homeland Education. 研究生：劉家豪撰. 中華民國一○四年七月.

(2) 摘要本研究發展一探究式全景導覽系統進行鄉土教學，並讓學生親自參與系統內熱點的建置，在全景影像中加入文字註記以及拍照上傳，以增進學生學習傳統寺廟古蹟時的探究行為。本研究採用準實驗研究法，研究參與者為南部某國小五年級學生，兩班級共 56 人（實驗組 28 人，對照組 28 人）。實驗活動時間為 90 分鐘，最後以成就測驗及問卷瞭解學生的學習成效、學習態度及對系統使用的看法。. 研究結果發現：(1) 使用探究式全景導覽系統與否對學習成就並無顯著影響，(2) 學生建立的熱點多為外觀的描述，(3) 使用探究式全景導覽系統並未特別提升學生的鄉土認同感，(4) 探究式全景導覽系統並未能特別提升學生的學習滿意度，但使用此系統可讓學生有身歷其境之感受，能增加學習者學習興趣，(5) 探究式全景導覽系統之拍照功能，能增加學習者的學習印象。建議未來研究可以優化系統介面的直覺化以及順暢度，並在結束後可列出標註清單讓教師清楚熱點的標註情形。. 關鍵字：全景影像導覽、鄉土教學、探究式學習. i.

(3) Abstract Using Inquiry-Based Panoramic Navigational System in Elementary School Homeland Education. Chia-Hao Liu This study developed a panoramic navigation system to assist elementary school students learn a traditional temple in south Taiwan. In addition to navigation, the system allowed students to build hotspots (by adding photos and notes) onto the panoramic images via the Internet field-trips. The hotspot feature was designed to inspire students’ inquiry behaviors. The quasi experimental Research design was applied to learn the effects of the system. The participants were fifty-six 5th grade students from an elementary school in south Taiwan. both the experimental group and the control group had twenty-eight students. The experiment lasted for ninety minutes. The results of this study were: (1) the panoramic navigational system did not improve students’ learning achievement, (2) most of the hotspots students created were on the appearance of the temple, (3) the system did not enhance students' identification on local cultures, (4) the system increased students’ interest in learning, and (5) students learned deeply with adding photos on a hotspot.. Keywords:. Panoramic. navigation. Inquiry-based Learning. ii. system,. Homeland. education,.

(4) 誌謝本論文得以完成，首先感謝指導教授吳正己博士的悉心指導，引我入門，在學期間給予照顧與提攜。另承蒙口試委員林育慈博士以及張凌倩博士的斧正與指引，使本論文愈臻完整。在學期間感謝 CSE 實驗室志弘學長、秋帆學姊、美文學姊、筱蔓學姊、楊騏學姊、孝齊學長、致平學長、威霖學長、翊廷、書寯、育瑄、品萱、恩慈、朝丞、旻穎，陪我一起度過實驗室的生活以及學業上的指導。以及 GLRG LAB 的宜君幫忙修改論文以及練習口試，另外感謝揚勝、芷瑜、佩蓉、方薇、瑋珊也陪伴我度過研究的時光，還有嘉玲助教在行政及生活上給予的協助。在工作方面感謝這兩年讓我擔任碩士培育生的中央研究院人文社會中心地理資訊科學研究專題中心的范毅軍老師、泫銘老師、智傑老師、文榮老師、守韓、濠雄、陳青、耀鮮、琬婷，讓我學習到了很多專業知識也獲取了許多工作經驗。感謝中央研究院數位文化中心的瑩發老師給予的指導與照顧，懷仁、筱婷也陪我度過在中研院的生活。更要感謝國立體育大學的安迪學長在研究上的協助，以及生活上的照顧，更讓我學習到許多人生哲學。還記得實驗當天還下著大雨，但在實驗的前十分鐘居然撥雲見日，冥冥之中有媽祖的幫助，也證明了只要有心要完成一件事，全天下都會幫助您。在此感謝新港奉天宮的汝靜大姊、芳華、國峯、怡杏協助我的實驗活動。感謝前來幫忙實驗的宜君、全柏、俐穎，讓我的實驗一切順利。最後，感謝嘉義大學珮瑜老師的勉勵以及指導和推薦，讓我在研究上有盞明燈。感謝我的家人以及舜祺，在就學的這兩年給我的支持以及鼓勵，還有 Coco 的支持讓我在臺北的生活一切順利。. 「得之於人者太多，出之於己者太少。」謝謝一切的人事物！事情一件一件慢慢解決還是會有撥雲見日的一天！. iii.

(5) 目錄摘要..................................................................................................................... I ABSTRACT ...................................................................................................... II 誌謝.................................................................................................................. III 目錄...................................................................................................................IV 表目錄 ...............................................................................................................VI 圖目錄 ............................................................................................................. VII 第一章緒論 ....................................................................................................... 1 第一節研究背景與動機 ............................................................................. 1 第二節研究目的 ......................................................................................... 3 第三節研究範圍 ......................................................................................... 3 第四節名詞釋義 ......................................................................................... 4 第二章文獻探討 ............................................................................................... 5 第一節鄉土教育 ......................................................................................... 5 第二節全景影像導覽的教學應用 ............................................................ 11. 第三節探究式教學理論 ........................................................................... 16 第三章研究方法 ............................................................................................. 18 第一節研究設計 ....................................................................................... 18 第二節教學策略與活動設計.................................................................... 18 第三節研究工具 ....................................................................................... 20 第四節教學實驗流程 ............................................................................... 23 第四章系統規劃與建置 .................................................................................. 28 iv.

(6) 第一節系統設計之需求分析.................................................................... 28 第二節系統開發 ....................................................................................... 29 第五章結果與討論.......................................................................................... 44 第一節資料分析方法 ............................................................................... 44 第二節學習成就評估結果 ....................................................................... 44 第三節實驗組熱點分析結果.................................................................... 45 第四節學習態度評估結果 ....................................................................... 46 第六章結論與建議.......................................................................................... 52 第一節結論 .............................................................................................. 52 第二節建議 .............................................................................................. 54 參考文獻 ........................................................................................................... 56 附錄一嘉義新港奉天宮介紹 .......................................................................... 61 附錄二新港奉天宮鄉土學習單 ...................................................................... 63 附錄三新港奉天宮鄉土學習測驗卷............................................................... 65 附錄四探究式全景導覽系統教材態度問卷 ................................................... 66 附錄五傳統教材態度問卷 .............................................................................. 68 附錄六 PTGUI 接圖步驟 ................................................................................ 70 附錄七全景圖 ................................................................................................. 73 附錄八程式開發細節表 .................................................................................. 79. v.

(7) 表目錄表 2-1 九年一貫各領域能力指標與古蹟教學相關 ............................................ 9 表 3-1 探究式全景導覽系統教學步驟 ............................................................ 20 表 3-2 實驗組與對照組教學比較 .................................................................... 25 表 5-1 成就測驗統計表 ................................................................................... 45 表 5- 2 熱點分析表 .......................................................................................... 46 表 5-3 對學生學習幫助統計表 ........................................................................ 47 表 5-4 鄉土認同感統計表................................................................................ 48 表 5- 5 鄉土認同感次數分配表 ....................................................................... 48 表 5-6 整體滿意度統計表................................................................................ 49 表 5-7 實驗組使用系統遭遇的困難 ................................................................ 50 表 5-8 對照組使用學習單遭遇的困難 ............................................................ 50 表 5-9 系統功能喜好分布................................................................................ 51. vi.

(8) 圖目錄圖 2-1 Robert Barker 所繪的愛丁堡全景圖 ...................................................... 11 圖 2-2 清明上河圖 ........................................................................................... 11 圖 2-3 全景影像的組成 ................................................................................... 12 圖 2-4 有形文化資產導覽暨管理系統 ............................................................ 13 圖 3-1 實驗流程圖 ........................................................................................... 24 圖 3-2 實驗組教學情形-於寺廟進行拍照註記................................................ 26 圖 3-3 實驗組教學情形-於教室中使用系統討論 ............................................ 26 圖 3-4 對照組教學情形-在寺廟使用學習單進行教學 .................................... 27 圖 3-5 對照組教學情形-在教室中使用學習單進行討論 ................................ 27 圖 4-1 全景製作流程 ....................................................................................... 30 圖 4-2 拍攝角度的選擇以鏡頭涵蓋範圍為主 ................................................. 31 圖 4-3 將空間分北東南西邊，各邊在以 60 度的角度為三張進行拍攝 ........ 32 圖 4-4 以北邊為例子，第一張圖及第二張圖的控制點 ................................. 33 圖 4-5 以北邊為例子，第二張圖及第三張圖的控制點 ................................. 33 圖 4-6 全景拍攝雲台 ....................................................................................... 34 圖 4-7 藉由影像重覆的部分找尋控制點疊合 ................................................. 35 圖 4-8 PTGui 輸出完成，但未補齊地板 .......................................................... 35 圖 4-9 將全景圖切割成六張平面圖 ................................................................ 36 圖 4-10 使用 Photoshop 將地板補齊 ............................................................... 37 vii.

(9) 圖 4-11 使用 Pano2VR 組合全景圖 ................................................................. 38 圖 4-12 完整全景圖--廟前 ............................................................................... 38 圖 4-13 系統功能架構 ..................................................................................... 39 圖 4-14 系統介面 ............................................................................................. 39 圖 4-15 添加熱點輸入資料及上傳相片 .......................................................... 40 圖 4-16 添加熱點完成 ..................................................................................... 41 圖 4-17 顯示熱點的文字以及照片 .................................................................. 41 圖 4-18 資料庫程式由 MySQL Workbench 維護 ............................................. 42 圖 4-19 使用 Eclipse 來做後台連結以及網頁的發布...................................... 43 圖 4-20 互動式介面是由 Javascript 以及 CSS 來完成撰寫............................. 43. viii.

(10) 第一章緒論第一節研究背景與動機近幾十年來本土意識開始抬頭，教育當局也開始注意鄉土教育，於是鄉土教育開始蓬勃發展，九年一貫課程實施後，鄉土教育雖不單獨設科，但仍要求要融入其他領域當中。這種融入式的課程方式，反而有助於彰顯鄉土教育的學習成效（陳玲月，2002）。透過鄉土教育實施，學生們從小培養對土地、對周遭生活環境、對自我的肯定與認同，是當前世界各國重要的教育目標（教育部，2008）。鄉土教育的特色在於教導學生認識其生長地區的自然環境、歷史發展、文化特徵、社會經濟等各方面，它是以社區環境為起點的教育，也是兒童學習活動的起始地 (鄧天德，1980)。一般而言，鄉土教學活動可依據教學資源、教材特性與教學時間等因素，採用戶外教學法或室內教學法。吳志峰（2001）指出鄉土教學活動不同於傳統教學偏重於室內授課，最希望教師能帶領學生走出教室，利用實物環境去做實地的觀察、親身經歷，以獲得最直接有效的經驗。在探究式學習中，學習者的角色不應只是知識的接受者，而應該是主動的探究者（歐用生，1989）。而 Biehler 與 Snowman（1986）認為要安排情境使發現知識真的會發生，也就是引導式的發現學習 (Lindgren & Suter, 1985)，老師給學生一些方向或線索，以引導學生發現知識，不是讓學生在很鬆散的情境下學習，而是讓學生在一個有結構、有方向的學習情境中學習（沈潔華，2005）。李惠雯（2008）提到過去社會學習領域教學多以室內的演講、討論為主要的實施方法，在此教學法之下，學生所得到的認知多半是較抽象的。另外在實地教學中往往會因為地域性或距離的關係，無法至距離較遠的實地來參觀教學。目前全景導覽系統的架設非常普遍，在台灣許多景點、政府機關都有建立尤 1.

(11) 其在房仲業或建築業上更是紛紛投入於此技術中。全景影像其技術亦日益成熟，且成本及技術門檻皆低，不但製作快速，亦能達到令觀看者融入真實環境當之效果。而在各個領域的應用越來越普遍且廣泛，將全景影像帶入導覽與教育的領域已經邁向成熟的地步。而目前將全景影像融入教學中的研究，並無發現可讓學生親自參與建置熱點達到更多的互動性。所以在現在全景影像製作技術門檻降低的情況下，該如何讓學生參與其中並能達到做中學的效果，是值得討論的。而寺廟對於台灣的發展史是一個非常重要的角色，寺廟可以說是常民文化的中心發展，更是台灣處處可見的民間博物館，無論是歷史、建築、景觀、神祇、鄉間野史，都足以讓人細細品味欣賞。希望利用探究式全景導覽系統，可以提供師生在進行鄉土教學時有新的教材選擇，也能增加寺廟和學習者之間的互動性，而教師也能利用全景影像融入教學活動來提升學習者的成效和態度且降低教師備課的負荷。綜合上述，我們擁有豐富的鄉土資源，該如何加以統整，以及如何選擇或編撰具有地方傳統特色的教材，另外以探究式的教學模式，並且與全景影像相結合，藉以啟發學生興趣進而關心與愛護鄉土。本研究以提出一融入探究式學習的全景導覽系統來提升鄉土教學的學習效果。全景影像內容以嘉義縣新港奉天宮作為鄉土教學的主要內容，新港奉天宮建於清嘉慶年間，距今有兩百年歷史，為國家三級古蹟，在鄉土教學上極具意義。藉由研究者開發的探究式全景導覽系統讓學生親自參與全景導覽系統熱點的建置，並搭配研究者規劃的學習步驟來進行學習，以提高學生與傳統寺廟古蹟的互動行為與互動時間。藉此探究在教學活動中使用此系統教學後，是否能提高學生對於鄉土教學之學習成效以及態度。. 2.

(12) 第二節研究目的本研究在探討發展一探究式全景導覽系統，以協助教師與學生，在進行教學時使用，其中包含探究式全景導覽系統建置，最後對學生進行實測並做測驗，以藉此探討下列研究目的：. 一、發展一套探究式全景導覽系統輔助國小學生學習認識寺廟。二、探討透過探究式全景導覽系統教學與傳統使用學習單教學的學習成就、學習態度以及鄉土認同感之差異。三、根據研究結果提出日後探究式全景導覽系統設計與開發的具體建議。. 第三節研究範圍本研究的研究範圍如下：以鄉土教學領域中的寺廟古蹟為單元設計教學活動。以國家三級古蹟新港奉天宮做為主題的寺廟鄉土教學，教學內容分為兩個部分，第一部分為歷史故事，歷史故事內分為：（1）奉天宮的建廟歷史、（2）開臺媽祖的傳說、（3）奉天宮內各神明的故事以及（4）廟內各彩繪圖像、匾額、楹聯的歷史意義。第二部分為建築藝術，建築藝術分為（1）奉天宮的建築格局、（2）奉天宮的內部擺設、（3）奉天宮的石雕藝術以及（4）奉天宮的木雕藝術。. 3.

(13) 第四節名詞釋義本節將本研究所涉及的專有名詞做概念性和操作性的定義如下：一、全景影像全景是把相機依 720 度拍攝的一組或多組照片拼接成一個全景影像，經過拼接之後再經過一系列數學計算可以得到其球形全景的矩形投影圖或者立方體圖，然後通過電腦技術實現全方位互動式觀看的真實場景還原展示。本文提到之全景景像皆為 720 度拍攝，也就是在橫向和縱向角度上都有 360 度視角的照片，稱為二個 360 度的全景、720 度全景或球形的全景。. 二、全景影像導覽全景虛擬實境是時下最先進的導覽技術，全域的景觀視野，極適合室內外展現導覽，讓觀看者透過網路如臨現場(蘇有，2012)。當使用者進入虛擬世界後，他的視點便是位於立體圓柱當中，隨著使用者視界的上下左右移動、放大或縮小，系統便將視線內的圖像經過影像處理，讓使用者看到的立體場景的圖像。優點為可以透過行動裝置或電腦就可以有身歷其境的感覺。. 三、探究式學習本研究探究式學習指的是應用在國小高年級鄉土教學之教學策略，分別依以探索、概念或名詞介紹、概念應用三個主要步驟進行教學，教學過程中使用探究式全景導覽系統與學習單，讓學生自行使用系統拍照或註記文字去探索問題與發現答案。. 4.

(14) 第二章文獻探討本章分為三節，第一節先介紹鄉土教學目前的教學現況。第二節則是以全景影像的定義與製作為主以及目前在教育上的應用。第三節為探究式學習與鄉土教學介紹，詳細討論如下。. 第一節鄉土教育壹、. 鄉土教學內涵鄉土教育是指學童在學習鄉土的地理、歷史、語言、環境與文化中肯定自己，. 認同家鄉，並藉此培養其愛鄉、愛國，進而發展多元文化觀及世界觀的一種教學（歐用生，1995）。傳統的鄉土學習模式主要是透過上課的方式讓學生認識鄉土的背景、歷史與文化特色，但這樣可能只有顧及到認知面的達成（施如齡，2013）。所以除了在教室內利用鄉土教材進行學習外，也該運用生活週遭的自然與人文資源，讓鄉土學習演變為戶外學習，以學生的生活經驗為中心，讓學生實際走訪週遭的環境，蒐集鄉土特色與歷史紀錄，藉由體驗式的學習活動來完成學習作業，從蒐集過程了解自然環境、社會生活與居住土地的關係，逐漸培養生活環境的關愛，進而增加情意層面的認同感，這也是在實境中學習所能為學生帶來的益處（Fjortoft & Sageie, 2000）。鄉土教育的內涵應該包含知識、情意、技能三項（鄧天德，2000）。首先，學生經由學習活動，了解自己的鄉土（認知層面）、進而關懷鄉土（情意層面）、最後產生愛護鄉土的行動（技能層面）。張淑惠（2011）分析如下：（一）認知方面 1. 充分了解鄉土文化特色，以促進對鄉土文化資源的認識。 5.

(15) 2. 認識鄉土人文、社會與自然生態環境，能傳遞鄉土文化。（二）情意方面 1.主動欣賞鄉土文物，激發愛護鄉土情操。 2.樂於參與鄉土活動，培養愛護鄉土的態度。 3.能關懷鄉土發展，培養鄉土情感與意識。 4.尊重鄉土多元性，進而培育世界觀的視野。（三）技能方面 1. 具備主動觀察、探究鄉土文物的能力。 2. 解決鄉土問題，願意參與發展鄉土的社會行動。 3. 具有傳承、發展與創造鄉土文化的技能。 4. 培養對鄉土文化批判思考與價值判斷的能力。從上述文獻探討中可知：鄉土教育的目標可分為認知、情意、技能三個層面，認知層面是要認識鄉土人文、社會、自然等知識；情意層面是要透過欣賞、參與家鄉活動，進而產生對土地的人文關懷；技能層面則是培養學生探究鄉土的相關技能。. 貳、. 鄉土教學現況與困難九年一貫社會學習領域課程綱要，在「人與時間」和「人與空間」兩大主. 題軸所呈現的第二階段能力指標，大部分是以認識社區、家鄉為出發點（教育部， 2003）。鄉土教材若是選用任何一家出版社的教材皆無法完整的呈現出當地的特色，但是能力指標要學生學習的是認識自己家鄉的環境特色，所以任教此領域的老師大都要再補充當地鄉土教材，整個學習才會算完整（江培菁，2005）。 6.

(16) 目前國小在進行鄉土教學時，李惠雯（2008）發現影響教師實施鄉土戶外教學活動意願的因素，最重要的是教師本身專業知能，其次是學生安全問題的疑慮。而教師在執行中感到最困難的因素是學生人數多，安全有所顧慮以及學校工作繁忙，缺乏時間準備，其次是對於自己的專業知識不足及缺乏解說的能力，經驗不足這兩方面感到困擾。由此可知，對於能否順利規劃、設計與執行，以及自己的鄉土知識與教學能力的展現，是現今教師們最在乎的專業知能。除了教材以及教師能力問題，柯雪紅（2012）提出教師教學時數不足，師資培訓困難，也都是鄉土教育實施的困境。綜合以上探討，目前鄉土教學的教材大多因地制宜，所以都需要老師自編教材，整個的學習才能完整。而教師對於鄉土教學的知識不足也是一個困難點。該如何發展教材以及如何規劃教學活動或是培訓老師才是解決困境的方法。所以導入專業的教材能改善老師的古蹟教學專業不足，且能減輕老師補充當地鄉土教材的壓力，能致力準備課堂活動。. 參、. 古蹟與寺廟教學林菁（2007）提出古蹟教學的教學目標，是要藉由認識居住地區的生活環境、. 歷史文物、自然景觀與民俗活動，以實際的採訪、調查、參觀和欣賞的學習活動來進行學習。她認為在鄉土教學時，最忌諱僅使用講述教學法，而應該採用討論、角色扮演、田野調查等多元的教學策略，才能真正陶冶學生的鄉土情操。而鄉土教學在古蹟的教材中蘊含了許多教學資源，不只是建築特色，還包含歷史、民俗節慶、文學、藝術等。事實上，古蹟蘊藏大量教學寶藏。而古蹟所能提供的教學資源上，洪子舒（2007）歸納了古蹟教學資源如下： 1.. 環境：探究古蹟的位置、方位與其四周環境，及古人對於選擇建築地點. 7.

(17) 的原因，也可藉此了解古蹟社區環境的變遷。 2.. 歷史：除古蹟興建、修復的歷史外，還包含與古蹟相關的重要人物的歷史，此古蹟所曾發生的重大事件等。. 3.. 文化意涵：古蹟相關的民俗信仰、重大祭典，或古蹟本身所代表的文化意義也包含結合地方觀光與古蹟文化的社區總體營造計畫。. 4.. 建築本體：包含古蹟的格局、各部位構造，以及古蹟所使用的材料、建築工法等。. 5.. 藝術與文學：古蹟的裝飾題材及技法，傳統題材如龍、鳳等，而技法如雕刻剪黏、泥塑、彩繪等。而古蹟所代表的文學，則如對聯、碑文等。. 除了讓學童能從認知層面認識古蹟，也可藉此培養學童對於家鄉古蹟的情懷，增加對鄉土的認同感，並能因此而對古蹟產生保護之情、愛護之意，此為古蹟教學的最終目標。古蹟教學屬鄉土教學之一部分，故亦融入九年一貫中各學習領域能力指標當中，以下將各領域國小階段能力指標，與古蹟教學相關者表列出來如表 2-1 九年一貫各領域能力指標與古蹟教學相關。. 8.

(18) 表 2-1 九年一貫各領域能力指標與古蹟教學相關項目. 適用階段. 能力指標. 融入古蹟教學. 人與空間. 第三階段 1-3-2 了解各地風俗民情的形成背 1. 認識古蹟相（5-6 年級）景、傳統的節令、禮俗的意義及其關節慶習俗。在生活中的重要性。 2. 接觸古蹟保 1-3-4 利用地圖、數據、坐標和其存概念。它資訊，來描述和解釋地表事象及其空間組織。. 人與時間. 第二階段 2-2-2. 認識居住城鎮(縣市鄉鎮)的能認識並欣賞. （3-4 年級）古蹟或考古發掘，並欣賞地方民俗古蹟。之美。意義與價第二階段 4-2-2 列舉自己對自然與超自然界認識寺廟內的值（3-4 年級）中感興趣的現象。神明。第三階段 4-3-2 （5-6 年級）教。. 認識人類社會中的主要宗明白不同宗教有不同的建築蒐集人類社會中的各種藝術樣式。. 4-3-3 形式，並能進行美感的欣賞、溝通與表達。. 科學、技第二階段 8-2-2 舉例說明科學和技術的發說明古蹟建築術與社會（3-4 年級）展，改變了人類生活和自然環境。材料與工法的演進。. 註：本表參考洪子舒（2007）並自編整理而寺廟為神明居住之處，也是人神交通的場所或人們祭祀、祈禱神明的地方（莊方榮，1987）。依照中國建築的傳統，官署、官舍或供奉佛像處、佛門比丘所居的地方皆可稱「寺」；祭祀袓先或供奉神佛的屋宇，甚至王宮的前殿、朝廷議政的地方，統稱「廟」（李乾朗、俞怡萍，1999）。謝宗榮（2001）提到在早期. 9.

(19) 臺灣民間文化中，廟宇也因為處於聚落中最重要的公共空間之地位，廟宇除了成為公共事務處理中心之外，也因為建築裝飾與文物的豐富，而成為重要的休憩中心、教育中心，故傳統民間廟宇更有民間的藝術館與社教中心之譽。臺灣的寺廟建築是台灣四百年來社會變遷的寫照，寺廟建築也可反映民間信仰、生活方式、社會結構、建築技術、經濟力量、文化水準等（卓克華，2003）。寺廟是神明居住的地方，也是人們和神祗溝通的場所，為了表達對神明的尊敬，在經濟能力許可下，常將在地的廟宇加以修繕或是擴建。因此在寺廟內，金壁輝煌的彩繪壁畫、雕龍畫棟的龍柱藝術、唯妙唯肖的木雕脊飾、歌功頌德的楹聯匾額等，都使寺廟成為當地最重要的藝術館。所以廟宇不僅是信仰的中心，也是藝術的殿堂，甚至兼具娛樂觀光的功能，內涵不亞於博物館、美術館等場域（康鍩錫，2001）。臺灣傳統寺廟就如同一座挖掘不盡的寶庫一般，而僅就寺廟建築來說，一座廟宇的興建更結合了各種工匠、藝師、地方文人與仕紳等集體創作的成果，因此寺廟除了是民間藝術的寶庫之外，更是傳統南方式建築藝術的精華表現（謝宗榮，2001）。綜合以上探討，古蹟的教學屬於鄉土教育的一部份。藉由古蹟的教學除了讓學習者能從認知層面認識古蹟。另外以寺廟進行鄉土教學，可以讓學生從小認識當地廟宇之典故、藝術殿堂之優美。因此，寺廟成為在地學生在進行鄉土教學時不可或缺的教學資源。本研究設計以寺廟為主的鄉土教學課程，透過探究式全景導覽系統，讓學生認識在地鄉土，並培養鄉土意識，達到鄉土教育的理念目標。. 10.

(20) 第二節全景影像導覽的教學應用壹、全景影像與導覽全景（Panorama）是一種廣角圖，可以以畫作、照片、影片或是三維模型的形式存在。全景一詞，這個觀念最先出現於西元 1796 年（Ryad Benosman，2000），最早由愛爾蘭畫家 Robert Barker 提出，用以描述他創作的愛丁堡全景畫（圖 2-1）。這幅畫作以全景幅方式描繪了英國愛丁堡的城市風光。Robert Barker 將希臘語文中的“Pan”代表「全部」，“Horama”代表著「視野」，兩者結合為一個全新單字 -Panorama（馮懷湘，2003）。而擁有千年歷史的北宋清明上河圖（圖 2-2），也可說是全景畫作概念的典型之一。這類以全景視點為中心的創作概念，隨後也被應用在歐洲藝術畫作、攝影、電影及 3D 動畫等產業中。. 圖 2-1 Robert Barker 所繪的愛丁堡全景圖（圖片來源：http://facweb.cs.depaul.edu/sgrais/panorama.htm）. 圖 2-2 清明上河圖（圖片來源：http://www.npm.gov.tw/exh96/orientation/index4_1_ch.html） 11.

(21) 全景影像攝影的原理是以拍攝者為圓心，在定點每隔一定角度拍攝一張照片，然後將所有拍完之照片，再利用影像合成軟體進行接合，其拍攝原理參照圖 2-3。. 圖 2-3 全景影像的組成（圖片來源：http://fund.sme.gov.tw/project_show.php?id=345&s_class%5B1%5D）全景影像導覽為虛擬實境（Virtual Reality）之一種，其技術亦日益成熟，且成本及技術門檻皆低，不但製作快速，亦能達到令觀看者融入真實環境當之效果。全景影像應用於導覽方面，Wrzesien 與 Raya（2010）提到將虛擬實境與擴增實境應用在導覽解說的學習上，由於使用者對於虛擬實境或擴增實境的導覽解說普遍感受新奇及趣味性高，也獲得許多良好成效。虛擬實境（Virtual Reality），簡稱 VR 技術，是利用電腦模擬產生一個三度空間的虛擬世界，提供使用者關於視、聽、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時且沒有限制地觀察三度空間內的事物（Guttentag, 2010）。而影像式虛擬實境（Image-based Virtual Reality）鑒於幾何式虛擬實境的建製成本與時間都相當可觀，以全景影像為技術的影像式虛擬實境因應而生；所謂全景指的是，將觀賞者週遭以圓筒狀或球體狀的視線範圍，使用靜態影像的方式呈現在虛擬實境中（粘倍韶，2005）。 12.

(22) 目前許多旅遊景點等單位也使用全景導覽系統來進行導覽，例如:文化資產局建置的有形文化資產導覽暨管理系統（圖 2-4），內容運用地理資訊技術將有形文化資產加入空間資料庫，方便使用者可以線上查詢，蒐集景點資訊，同時結合行動化裝置、360 度全景導覽、導航等技術，增加有形文化的曝光度，提升有形文化資產互動和親合性。另外張基成、周保男（2001）指出：使用影像式虛擬實境，最主要原因是能讓網路使用者不必親自到達觀賞現場，就能夠經歷如同真實的周遭環境，感受到情境式學習的效果。. 圖 2-4 有形文化資產導覽暨管理系統. 貳、全景影像導覽的教育應用從教學的角度來看，林秀美（1996）認為電腦模擬提供反覆學習的機會，讓學習者能有嘗試錯誤及把握重點的機會，以獲得知識轉移及獨立學習的能力。 Lee（1999）也認為藉由學習者的主動參與，電腦模擬能有效幫助學習者瞭解抽象知識，以增進學生的學習動機及提升學習成效。而在教育方面，全景導覽系統能讓學習者與學習教材互動，並提供學習者身歷其境的感受，同時也能提供學習. 13.

(23) 者反覆練習的機會。如果一般的傳統教學能以全景影像來進行教學活動，相信能提供給學習者一個更逼真、學習效果更好的學習環境。正因為全景影像能夠模擬出一個真實的情境，創造一個具有立體空間的視覺感受和互動的使用介面，使用者可以沉浸其中，並有如遊歷於真實的情境中的感覺，所以全景影像在教學上具有很大的發揮潛力。姚裕勝（1996）也提出虛擬實境在教育應用上的優勢有以下八點： 1.. 虛擬實境是一個以促進建構式學習的環境，學習者擁有高度的控制權來主動參與學習活動。. 2.. 虛擬實境的感官浸入特性，可以讓學習者以「第二人稱經驗」學習，其學習的歷程與經驗是個人化的，獨一無二的。. 3.. 虛擬實境可以提供以意象與符號為主的學習環境。. 4.. 虛擬實境中教學內容的呈現方式，可以不受真實世界物理規則的限制，甚至可以自由改變虛擬實境中的物理規則。. 5.. 虛擬實境可以重播真實世界的事物或虛擬的世界，也可以將抽象的概念具體呈現。. 6.. 虛擬實境直覺而自然的互動方式，讓學習者可以很快熟悉操作方式，並且專注於學習的內容。. 7.. 虛擬實境可以將複雜的資料轉變為容易了解的形式。. 8.. 在由網路連結的分散式虛擬實境系統中，學習者可以與其他學習者以真實或虛構的身份互動，共同進行學習活動。. 另外，在全景影像應用於教育相關的研究方面，有諸多的學者認為虛擬實境在增進學童學習能力上具有相當的潛力（Winn & Bricken, 1992; Woodward, 1992;. 14.

(24) Auld & Pantelidis,1994）。而在國內相關的全景影像教學應用與研究，筆者整理發現，例如：影像式虛擬實境應用於國小一年級「認識校園」單元之行動研究:「以認識重陽國小校園」為例（陳金泉，2002）；虛擬實境整合多媒體應用於觀光產業導覽設計之研究-以川瀨野天湯泉會館為例（侯璟林，2005）；以虛擬實境發展國小地球運動課程之設計與研究（沈潔華，2005）；線上虛擬戶外教學之行動研究（李宣慶，2006）；虛擬實境融入教學對國小智能障礙學童校園尋路教學成效之研究（林靖凱，2008）；運用虛擬實境數位學習於國小六年級兒童廟宇建築藝術認知之研究（黃雅晨，2008）；虛擬實境融入校園公共藝術學習之探討（朱國瑞，2014）等。由上述的文獻以及研究的整理我們可以得知全景影像應用於教學或是導覽上對於學習是有幫助的，而也可發現全景影像在教育應用層面相當廣泛也有許多教學採用，提供各個階層的學生學習多元化的學習途徑。另外更發現，以上進行研究的全景影像的熱點建置皆無讓學生親自參與建置。所以在現在全景影像製作技術門檻降低的情況下，該如何讓學生參與其中並能達到做中學的效果，是我們需要去討論的地方。綜合上述，全景影像在各個領域的應用越來越普遍且廣泛。將全景影像帶入導覽與教育的領域已經邁向成熟的地步，而技術門檻也漸漸降低。教師如何利用全景影像融入導覽來提升學習者的成效和態度且降低教師備課的負荷。而開發工具的開發者也需要更貼近學習者的需求，但在使用新科技融入教育一定要慎重選擇和應用，這樣不僅能幫助學習者享受科技帶來的方便也能讓學習者在玩樂中學習（Wrzesien & Raya, 2010）。本研究將全景影像融入傳統寺廟建築導覽中，場景則以國家三級古蹟新港奉天宮為例，建置探究式全景導覽系統。藉由全景影像中熱點的建製來輔助學習者完成全景導覽系統，讓學習者藉由做中學的過程引起學習動機和注意力藉此提升學習成效和學習態度。. 15.

(25) 第三節探究式教學理論壹、探究式教學與鄉土學習探究是尋找問題和解決問題的過程，在探究的過程中可以發現問題，同時也可以尋找解決問題的方法（王美芬、熊召弟，1995）。在探究學習的過程，學生扮演著主動建構知識的角色，而教師則扮演學習促成者的角色（黃國禎，2014）。林菁等人（2014）的研究中也認為探究式學習的理念已是時代的趨勢。「Bruner 於 1966 所提出的學習理論，對探究式教學影響極大。依照 Bruner 的說法：教導兒童不是要賦予他心靈的結果，而是教他參與過程，以獲取知識。我們教導一個學科之目的，不在增加那個學科的知識，而在使兒童像個數學家般地學習數學，像個歷史家般地去思考，以參與獲得知識的過程。求知是一個過程而非成果。因此在教學中，兒童的角色不應只是知識的接受者，而應該是主動的探究者」（引自歐用生，1989）。但行為派認為發現式學習有其限制。程度好的學生可能會有能力做些發現，但對於程度較差的學生反而可能會有挫折，而對學習失去興趣，因此有可能學生花很多時間學習，但只學到很少的知識，而且許多發現是相當費時的（邱上真，2003）。所以 Biehler 與 Snowman（1986）提出折衷的方式，要安排情境使發現知識真的會發生，也就是引導式的發現學習 (Lindgren & Suter, 1985)，老師給學生一些方向或線索，以引導學生發現知識，不是讓學生在很鬆散的情境下學習，而是讓學生在一個有結構、有方向的學習情境中學習（沈潔華，2005）。另外在許多研究發現探究式教學是有效的教和學之模式之一，因為是以學生為中心，強調學生主動尋找資料、啟發學生批判思考、促進學生自律學習，及深層理解的精神（洪振方，2010；Kuhn，2008; Saunders-Stewart, Gyles & Shore, 2012）。而發現式教學模式為 1967 年加州柏克萊大學物理教授 Karplus 提出，他在美國 16.

(26) 國家科學基金會（National Science Foundation，簡稱 NSF）支持下，與一群志同道合的小學科學教師，以 Bruner 的發現教學理論為基礎，發展出一套命名為學習環的三階段教學步驟，這套模式後來被廣泛引用，也被不同專家略作修改或更名，但基本概念不變（鍾勝校，1999）。Lawson 等人（Lawson, Abraham, &Renner, 1989）認為，教師在介紹新概念之前，讓學生先用他們自己既有概念進行探索是一件非常重要的事。另外在探究式教學用於國小鄉土領域中，余福成（2006）運用探究式教學法來進行國小社會學習領域中的鄉土課程，研究結果顯示的確探究教學可提升國小學生之批判思考能力，進而提升學生學習成效。而陳怡婷（2009）指出，三年級學童使用團體探究法教學後，較一般傳統教學在學習社會科上，更有助於提升學生的合作技巧與學習態度，並能增進學生學習成就上的表現。而黃國禎（2014）提到適合行動探究式活動的實施場所有以下幾個：校園中、古蹟、寺廟、生活環境、博物館、科學館以及生態區。文中提到在古蹟、寺廟中適用的為社會科鄉土課程。綜合上述，探究式教學方式對於學生學習是有幫助的。另外除了在教室內利用鄉土教材進行學習外，更好的方式是運用生活週遭的自然與人文資源，讓鄉土學習演變為戶外學習，以學生的生活經驗為中心，讓學生實際走訪週遭的環境，蒐集鄉土特色與歷史紀錄，所以藉由探究式學習來進行引導的教學活動，教學策略採用 Karplus 與 Lawson（1974）提出的發現式探究法模式，以探索、概念或名詞介紹、概念應用，三種活動的方式循環進行。充分發揮以學生為中心，願意自主探索、主動學習的教學氣氛，是非常符合鄉土教學的精神。. 17.

(27) 第三章研究方法本研究的目的，除了建置探究式全景導覽系統（將於第四章詳述）外，亦探討運用探究式全景導覽系統對於學生學習成效以及態度之影響。本章針對上述研究目的，陳述整個研究設計規劃的情況，包括研究設計、教學策略與學習活動設計、研究工具與研究流程。茲分為四節敘述如後。. 第一節研究設計本研究選擇南部的某國小高年級學生，挑選兩班分兩組進行準實驗。班級之間為常態編班，故採取準實驗設計的方式，實驗共分成兩組，每組一個班級，一組為實驗組，另一組為對照組。實驗組的人數為 28 人，對照組的人數為 28 人，共 56 位學生。兩組使用的教材差異之處在於實驗組所使用的是探究式全景導覽系統，對照組則使用傳統學習單進行學習。. 第二節教學策略與活動設計以探究式全景導覽系統發展的學習環境是課程設計重要的一環，為了使探究式全景導覽系統能夠發揮最大的教育價值，本研究根據探究式學習理論，採用 Karplus 與 Lawson（1974）提出的發現式探究法模式，研擬教學策略並設計學習活動，即在學習古蹟寺廟概念時，以探索、概念或名詞介紹、概念應用，三種活動的方式循環進行（如表 3-1）。引導學生透過此一虛擬實境環境自主學習，並在必要的時候提供學生輔助。以下先說明教學策略，分述如下：. 18.

(28) 壹、在課程中使用探究式全景導覽系統（一）老師示範講解課程一開始，老師先操作展示探究式全景導覽系統，透過實例來介紹教材介面及功能，讓學習者對系統的環境及使用有一基礎的認識。另外則是在必要的時候，如大部份學生有學習困難時，再輔以指導講解功能。（二）學習者實作學習者將行動裝置帶到寺廟，在寺廟中使用探究式全景導覽系統來探究並標註文字或相片，這是最主要的課程進行方式。教師輔以提醒或是帶領討論等策略，引起學生的動機，並透過管理端了解全班同學的標註情形。. 貳、探究式全景導覽系統學習活動第一階段，這階段是進行探索以及概念或名詞介紹的動作。先由老師帶領學生到新港奉天宮實地導覽，讓學生看到實地實物。由專家進行導覽，實驗組在寺廟裡使用探究式全景導覽系統進行學習以及搭配學習單，而對照組則跟隨專家進行參訪觀察搭配學習單進行學習。第二階段活動，這階段則是進行概念應用的動作。實驗組的同學將建置完成的全景系統進行分享討論。發表就現場看到的空間特色或式建築特色以及參訪的心得。對照組則進行傳統導覽並填寫學習單上台分享。最後進行成就評量以及態度問卷的填寫。. 19.

(29) 表 3-1 探究式全景導覽系統教學步驟發現式探究法步驟. 相對應教學步驟. 探索. 1.帶領學生至實際現場進行資料蒐集. 概念或名詞介紹. 2.專家進行導覽教學. 概念應用. 3.學生完成教學內容之熱點的建置 4.課後分享討論 5.進行測驗. 第三節研究工具本研究發展之研究工具包含探究式全景導覽系統、鄉土教學學習單、成就測驗卷以及態度問卷，分述如下: 壹、探究式全景導覽系統本研究所使用「探究式全景導覽系統」，即是運用探究式學習的論點，強調學習必須是學習者主動參與過程，增進學習者知識建構過程中的自我認知。所以預期導入探究式全景導覽系統能改善老師的古蹟教學專業不足，且能減輕老師補充當地鄉土教材的壓力，能致力準備課堂活動。在學生方面則是充分發揮以學生為中心，願意自主探索、主動學習的教學氣氛，並培養學生使用資訊工具的能力與關懷鄉土的學習情境。本工具運用全景影像的互動特性，讓使用者只需要使用行動裝置在廟裡可以即時讓學生自行加上自行探索到的圖片以及文字，使學生透過做中學的概念達到學習的效果。. 20.

(30) 全景影像在製作的過程，有許多細節需要注意，從相機的選用、拍攝時快門與光圈的設定、腳架與雲台的架設，甚至事後的修圖以及建立系統，都有許多的細節需要注意與考量，如此也才能成就一個完美的全景效果。詳細工具開發請參照第四章。. 貳、鄉土教學學習單本實驗教學研究中，學生學習單是實施新港鄉奉天宮鄉土教學課程輔助學生學習之教材，如附錄二所示。學習單上依據兩個單元的不同，分別有觀察、記錄、蒐集等資料。學習單主要為輔助指引學生完成導覽課程，其學生書寫結果也將作為分組分享討論之用。. 參、成就測驗卷本研究所使用之鄉土教學成就測驗，目的在於了解學生經由教學實驗後，對於教材內容的精熟程度，並想了解探究式全景導覽系統融入鄉土教學之後，學生學習鄉土知識的成效如何，進而取得其量化資料，成就測驗卷如附錄三所示。「鄉土教學成就測驗」，此一研究工具為研究者參酌「嘉義縣戶外教學學習網」、「新港奉天宮官方網站」編定而成，並與教授該科的教師經修改而得，研究者根據專家所給予的建議，對本測驗做適當的修正，試題共 22 題。是非題為 5 題，選擇題為 10 題，配合題為 5 題，問答題為 2 題。. 肆、學習態度問卷學習態度問卷主要在瞭解兩組學習者經過學習活動後，對於教材的學習態度與看法如附錄四、五所示。問卷的問題包括封閉式與開放式，封閉式問題主要在. 21.

(31) 瞭解三個學習態度面向分別為「系統對學生學習幫助」、「整體滿意度」以及「鄉土認同感」；而開放式問題則在瞭解學生在學習活動中遇到的問題及探究式全景導覽系統教材的意見。實驗組與對照組皆有十題封閉式問題，而實驗組有三題開放式問題，對照組有兩題開放式問題。. 22.

(32) 第四節教學實驗流程教學實驗流程分為兩個階段，進行的時間共計兩堂課，約 90 分鐘。實驗實施程序（圖 3-1）所示，並分別說明於後。第一階段，先由老師帶領學生到新港奉天宮實地導覽，讓學生看到實地實物。由專家進行導覽，實驗組在寺廟裡使用探究式全景導覽系統進行學習搭配導覽手冊及學習單，而對照組則跟隨專家進行參訪觀察搭配導覽手冊並填寫學習單。第二階段活動，實驗組的同學將建置完成的全景系統進行分享討論。發表就現場看到的空間特色或式建築特色以及參訪的心得。對照組則進行傳統導覽並填寫學習單上台分享。最後進行成就評量以及態度問卷的填寫。綜合以上，將兩個實驗組的教學內容的實驗處理比較如表 3-2。圖 3-2 及圖 3-3 為實驗組教學情形，而圖 3-4 及圖 3-5 為對照組教學情形。. 23.

(33) 圖 3-1 實驗流程圖. 24.

(34) 表 3-2 實驗組與對照組教學比較實驗組教學情境. 對照組. （1）以實際體驗，戶外（1）以實際體驗，戶外教學的方式參觀奉天宮教學的方式參觀奉天宮的寺廟建築、內部擺設為的寺廟建築、內部擺設為主。. 主。. （2）配合學習單以及搭（2）配合學習單進行說配探究式全景導覽系統明、教學補充。進行課程、教學補充。教師行為. （1）以奉天宮內專業導覽人員主要導覽，教師協助。（2）針對寺廟建築、內部擺設以及相關歷史故事等，直接進行講述，達到教學目標。. 學生行為. （1）實際參與奉天宮的（1）實際參與奉天宮的戶外教學活動。戶外教學活動。（2）透過探究式全景導（2）和教師及同學進行覽系統的呈現了解奉天分組討論，了解相關知宮的寺廟鄉土知識。. 識，填寫學習單。. （3）和教師及同學進行（3）戶外導覽完後在教分組討論，了解相關知室使用學習單進行分享識，並在系統內建立熱討論。點。（4）戶外導覽完後在教室使用探究式全景導覽系統進行分享討論。輔助教具. （1）探究式全景導覽系（ 1 ）奉天宮導覽學習統。單。（2）奉天宮導覽學習單。. 25.

(35) 圖 3-2 實驗組教學情形-於寺廟進行拍照註記. 圖 3-3 實驗組教學情形-於教室中使用系統討論. 26.

(36) 圖 3-4 對照組教學情形-在寺廟使用學習單進行教學. 圖 3-5 對照組教學情形-在教室中使用學習單進行討論. 27.

(37) 第四章系統規劃與建置本章將分別對探究式全景導覽系統的系統規劃以及系統開發兩個部分進行敘述。. 第一節系統設計之需求分析為進行系統功能之規劃，研究者首先針對文獻上鄉土教學的困難進行探討，並整理歸納系統設計之需求，以作為系統規劃的參考。最後歸納出系統設計之需求如下。. 一、在教室進行分享討論時無法身歷其境使用探究式全景導覽系統來改善這方面的不足，而全景影像利用相片的拼接而形成一個擬真的環境，提供使用者關於視、聽及等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時且沒有限制地觀察三度空間內的事物。. 二、缺乏讓學生與全景系統互動的功能目前有許多的研究都把全景影像運用在互動學習上，將全景影像視為一項作為教材的工具，學習者只需透過觀賞以及想像，就可以從中獲得知識，但在使用全景影像的學習過程中往往只強調了視覺上的沉浸而缺乏與學習者的互動性。所以在系統中加上了自由添加熱點的功能，可以加上註解以及照片做為學習歷程。. 因此本研究將設計一套應用全景影像技術的學習輔助工具來實踐此教學需求，探究式全景導覽系統將能夠提供讓學生身歷其境的感受以及讓學生實際添加熱點以及照片，讓學習者藉由此系統的協助來充分的瞭解學習內容。. 28.

(38) 第二節系統開發本系統的開發分為兩部分進行，首先進行全景影像的拍攝以及接合，最後完成十一張全景影像。接著是將全景影像圖整合為探究式全景導覽的系統。所以本節將分別對全景影像的製作以及系統建置兩個部分進行敘述。. 壹、全景製作工具全景攝影是使用專業攝影器材在現場拍攝實景後，再使用軟體縫合方式製作成在網頁上展示並可供互動的虛擬實境影像（余信賢，2010）。本研究全景虛擬實境製作技術實作方式採用影像式虛擬實境，減少了虛擬實境系統執行時顯像度的問題。採用全景照片的技巧，利用數位單眼相機搭配全景雲台及腳架輔以拍攝每處景點，接著利用影像處理軟體來做縫合的動作。. 貳、全景影像製作流程全景影像製作流程參考圖 4-1，以下將流程分為各小節來做敘述，分別為進行拍攝、使用 PTGui 接圖、使用 PTGui 切圖、使用 Photoshop 修補地版以及使用 Pano2VR 進行合成。. 29.

(39) 一、使用單眼相機與魚眼鏡頭拍攝圖檔. 二、以軟體接合並輸出全景影像. 三、使用軟體轉檔成六面體的圖像. 四、使用修圖軟體將地板補齊. 五、將六面體圖轉換為球型全景圖. 六、完成完整全景圖. 圖 4-1 全景製作流程. 一、進行拍攝全景拍攝原理就是把同一水平面分別以不同角度拍攝，最後將照片合成為一張照片，每張照片需要有一定可辨識重疊的地方，讓每一張照片能夠依序接合。將一空間劃分為東西南北邊，就各邊在分為上中下三個角度來作取景（如圖 4-2）。另外盡可能使用三腳架，在拍攝全景相片時，所有相片都在同一水平面上是很重要的，三腳架可以確保這組相片始終處於同一水平線。若使用魚眼鏡頭通常垂直面會以 60 度進行拍攝，以 180 度為限總共三張，而水平面會以 90 度進行拍攝， 30.

(40) 以 360 為限總共四個水平面。所以一個景點總和拍攝張數為十二張。為了確保全景接圖能夠順利接合，拍攝相片時，請在相鄰相片之間保留 1/3 的交疊區域。交疊區域是為了能使軟體自動尋找「控制點」區域並拼接相片，在此控制點由北邊三張圖作範例（如圖 4-3、4-4 及 4-5），所以在拍攝的時候就必須要非常注意是否有重疊的地方。而現在坊間也有販售專門拍攝環景的工具，非常的方便。而研究者是使用 Gigapan System EPIC Pro（如圖 4-6）搭配腳架加上單眼相機 Nikon D610+ Nikon10.5 F2.8 的魚眼鏡頭並使用 HDR 效果拍攝。而鏡頭的選擇通常會以魚眼或是廣角鏡來拍攝居多，原因是因為拍攝涵蓋角度大，可以拍攝較少張，可以快速地完成一個全景的拍攝。但缺點則是若為拍攝的景象較為寬廣而且又有障礙物的話，會有稍微變形的狀況產生。若使用標準鏡拍攝，變形情況會改善但相對拍攝的時間會延長。所以鏡頭的選擇取決於拍攝者對於成品的期待，並沒有一定的規定。. 圖 4-2 拍攝角度的選擇以鏡頭涵蓋範圍為主（圖片來源:http://360home.cn）. 31.

(41) 圖 4-3 將空間分北東南西邊，各邊在以 60 度的角度為三張進行拍攝. 32.

(42) 圖 4-4 以北邊為例子，第一張圖及第二張圖的控制點. 圖 4-5 以北邊為例子，第二張圖及第三張圖的控制點. 33.

(43) 圖 4-6 全景拍攝雲台（http://www.kphoto.com.tw/front/bin/ptdetail.phtml?Part=AGIG003）. 二、使用 PTGui 接圖 PTGui 是一個商業軟體，相對其他全景接圖軟體來說，PTGui 可做很細緻的操控，例如可人工定位控制點，矯正變形、HDR 改善等，可根據圖片的資訊檔自動換算鏡頭焦距進行變形矯正，魚眼鏡頭拍攝的變形也很容易就矯正。在完成拍攝相片後，使用 PTGui Pro 9 接合 12 張 Jpeg 圖檔輸出全景影像，接合並輸出成一張完整的全景圖檔（圖 4-7 至圖 4-8），詳細 PTGui 製作流程請參照附錄六。. 34.

(44) 圖 4-7 藉由影像重覆的部分找尋控制點疊合. 圖 4-8 PTGui 輸出完成，但未補齊地板三、使用 PTgui 切圖由於全景圖的拍攝是以相機搭配腳架拍攝完成，在地板的部分腳架會進入影 35.

(45) 像，為了全景圖的完整性必須將腳架使用軟體去除。這時需要將全景圖切成平面圖，分別為東、西、南、北、天以及地六張。切圖的部分一樣使用 PTGui Pro 9 將全景圖切割成六張平面圖（圖 4-9），. 圖 4-9 將全景圖切割成六張平面圖. 四、使用 Photoshop 補齊放置腳架的地板為了使全景圖能更完整，需要將地板的腳架去除。研究者選擇軟體 Photoshop 來進行此動作，Photoshop 在目前市場上算是最普遍被使用的影像處理軟體，不論是影像的編修處理、或是繪製合成，它都有細分的各種工具及相關的數值設定面板，讓使用者可以做到最精準的調整。將地板的腳架使用 Photoshop 軟體補齊（圖 4-10），. 36.

(46) 圖 4-10 使用 Photoshop 將地板補齊. 五、使用 Pano2VR 合成全景圖在補齊放置腳架的地板照片後，進行最後一個步驟是將六張平面圖在重組成一張完整的全景圖。這步驟研究者使用 Pano2VR，它是一個全景圖像轉換應用軟體。最後將六張圖組成最後完整的全景圖（圖 4-11），最後一共完成了十一個畫質精細並無接合瑕疵的全景圖（圖 4-12），本系統預計製作十一個場景，每個步驟均照此程序進行，完整的十一個全景圖請參照附錄七。. 37.

(47) 圖 4-11 使用 Pano2VR 組合全景圖. 圖 4-12 完整全景圖--廟前. 參、探究式全景導覽系統建置此系統在開發過程中，為了跨越平台的限制如 iOS 或 Android 系統，而使用. 38.

(48) Web App 的形式來進行開發。. 一、系統功能規畫根據系統設計需求分析與文獻探討歸納之結果，系統讓學習者可利用平板電腦使用全景影像以及添加熱點功能，排除了目前全景影像只透過「觀賞」以及「想像」的功能，能自由的添加熱點及照片，在課後能讓學生藉由自己添加的熱點來帶領同學分享討論，其系統功能架構如圖 4-13 所示。整體系統介面如圖 4-14，而自由添加熱點或照片的操作如圖 4-15 至圖 4-17。. 圖 4-13 系統功能架構. 圖 4-14 系統介面. 39.

(49) 圖 4-15 添加熱點輸入資料及上傳相片. 40.

(50) 圖 4-16 添加熱點完成. 圖 4-17 顯示熱點的文字以及照片二、系統建置本系統是基於 Web App 的開發，而 Web App 的優點是可以跨平台來開發，例如 iOS 系統以及 Android 系統，所以此系統可使用各平台行動裝置的網頁瀏覽 41.

(51) 器來進行使用。本工具是在 Window7 作業系統環境下建置並開發虛擬實境輔助學習系統，本系統之技術使用. Apache. 公司的. Tomcat. （https://zh.wikipedia.org/wiki/Apache_Tomcat）做為伺服器，而資料庫由 MySQL Workbench 來做維護（如圖 4-18），並結合 Eclipse 來設計開發本研究之添加熱點以及照片添加功能，互動式介面是由 Javascript 以及 CSS 來完成撰寫。Eclipse 是著名的跨平台開源整合式開發環境（IDE）。最初主要用來 Java 語言開發，目前亦有人透過外掛模組使其作為 C++、Python、PHP 等其他語言的開發工具。 Eclipse 軟體的開發自由性高，能提供設計者自行編輯後臺連結以及網頁的發布（如圖 4-19）。並結合 Javascript 之擴增套件 jQuery（如圖 4-20）來完成探究式全景導覽系統。本系統分為三大部分進行開發，分別為 Manager（後臺管理）、 Viewer（整體介面）以及 Controller（使用者介面）來做開發，詳細程式開發表請參照附錄八。. 圖 4-18 資料庫程式由 MySQL Workbench 維護 42.

(52) 圖 4-19 使用 Eclipse 來做後台連結以及網頁的發布. 圖 4-20 互動式介面是由 Javascript 以及 CSS 來完成撰寫. 43.

(53) 第五章結果與討論本章主要在呈現學習成就測驗與問卷分析的結果。首先將對各組學生成就測驗結果進行統計分析，其次針對實驗組學生建立的熱點進行分析，最後再針對問卷結果加以整理報導。問卷分析為兩組學生教材使用問卷分析。. 第一節資料分析方法本研究之資料處理是以套軟體程式 SPSS For Windows22.0 版統計套裝軟體為資料處理工具，並界定.05 為顯著水準(α=0.05)。根據研究假設，所使用的統計方法分述說明如下：一、針對各變項進行描述統計分析後，以了解實驗組與對照組學生在「使用探究式全景導覽系統教學」與「傳統導覽教學」上各變項間之平均數及標準差之差異情形。二、研究假設一：探討不同教學方法在認識寺廟的學習成效上有顯著差異。統計方法採用單因子變異數分析，探討這些因子間是否彼此交互作用，以兩種教學方法的「測驗分數」為依變項，「教學方法」為自變項，考驗假設一。三、研究假設二：針對回收問卷來做學習態度的檢定，考驗兩項教學方式分別對三個學習態度面向分別為「對學生學習幫助」、「整體滿意度」以及「鄉土認同感」是否有影響。以變異數分析教學方式對學習態度有無顯著性差異。. 第二節學習成就評估結果本節探討探究式全景導覽系統對學習成就之影響，以了解兩班學生在學習成就上是否有所差異，實驗組學生 28 名與對照組 28 名。表 5-1 為兩組後測成績統 44.

(54) 計結果，變異數同質性的 levene 檢定未達顯著( F=.158，p= .692＞.05 )，表示這兩個實驗組的樣本離散情形無明顯差別。經 t 考驗結果兩組學生在實驗活動結束後學習成就上無顯著差異（t=-.364，p=.717）。表 5-1 成就測驗統計表 Group. 個數. 平均數. 標準差. t. p. 實驗組. 28. 79.29. 13.97. -.364. .717. 對照組. 28. 80.57. 12.41. *p < 0.05. 第三節實驗組熱點分析結果本節探討實驗組學生建立熱點分析，以了解實驗組學生所建立的熱點是否具有學習效果。根據熱點分析結果，可以發現總共建立了 30 個熱點，經分析可由表 5-2 發現大多分為三個型態。分別為外觀的描述、文物意涵的描述以及所在地的描述。外觀的描述例如：石獅的表情很生動。文物意涵例如：雀替也稱插角，而雀替的鰲魚是龍頭魚身。所在地描述例如：這邊是恭奉媽祖的地方。從學生建立的熱點可以發現，他們對於外觀的描述有較多的關注。而文物意涵的描述大多是聽取導覽人員的介紹後，將文物的特色或意涵建立於熱點內，作為課堂分享之用。所在地的描述是基於系統中的全景影像，可以讓學生知道此文物的所在地方，而不會因為離開該導覽地點就忘記此文物所在的地方。. 45.

(55) 表 5- 2 熱點分析表熱點類型. 人數百分比. 1. 外觀描述. 50%. 2. 文物意涵描述. 35%. 3. 所在地描述. 15%. 第四節學習態度評估結果本節探討兩組在不同學習環境中的學習態度是否有差異，於教學活動結束後讓學生填寫問卷，問卷分為封閉式問題以及開放式問題，封閉式問題係依照五點量表的選項給分，對「非常同意」、「同意」、「普通」、「不同意」與「非常不同意」分別給予 5、4、3、2、1 分，並對兩組的分數進行獨立樣本 t 檢定，檢驗其對於學習態度上是否有差異，設 α = .05 為顯著水準。封閉式問題根據分析面向共分成三個部份，分別為對學生學習幫助、整體滿意度與鄉土認同感。開放式問題欲瞭解學習者使用教材的態度與遭遇到的困難，研究者針對回答內容進行分析並提出對日後教材開發者的參考建議。. 壹、對學生學習幫助表 5-2 為實驗組與對照組對於使用不同教材對學生學習幫助的統計結果，變異數同質性的 levene 檢定未達顯著(F=1.715，p= .196＞.05)，表示這兩個實驗組的樣本離散情形無明顯差別。經 t 考驗結果兩組學生在實驗活動結束後對學生學習幫助無顯著差異（t=1.132，p=.263）。在開放式問題的答案中發現：實驗組學生在使用系統上面有四大問題可能影響學習。分別是：. 46.

(56) 1. WiFi 網路不穩 2. 系統操作不熟悉 3. 花較多心力使用平板(拍照、搜尋) 4. 要完成學習單及使用平板容易分心所以筆者推估研判，由於平板電腦的操作不熟悉以及網路的不穩導致學生在學習上受到影響。而對照組方面則是以學習單為學習方式與過去學習經驗相似，能快速進入學習狀況。因此研究者推論此原因可能是沒有顯著的原因。表 5-3 對學生學習幫助統計表. 學習幫助. 組別. 個數. 平均數. 標準差. t. p. 實驗組. 28. 3.7357. -1.601. -1.132. .263. 對照組. 28. 3.9714. .78910. *p < 0.05. 貳、鄉土認同感表 5-3 為實驗組與對照組對於鄉土認同感的統計結果，變異數同質性的 levene 檢定未達顯著( F=.007，p= .934＞.05 )，表示這兩個實驗組的樣本離散情形無明顯差別。經 t 考驗結果未達顯著差異（t=-1.966，p=.054）。從表 5-4 中的兩組學生分析中發現實驗組及對照組對鄉土認同感皆有高度認同，兩組平均分別為 3.9 以及 4.3（最高為 5）。而學生在接受寺廟鄉土教學後，從平均數分析皆能啟發出對在地鄉土的熱愛，從培養學童對於增加鄉土知識、保存寺廟的文物、或是推廣自己家鄉的民俗活動，都是學生能增進鄉土認同感的表現。. 47.

(57) 表 5-4 鄉土認同感統計表. 鄉土認同感. 組別. 個數. 平均數. 標準差. t. p. 實驗組. 28. 3.9048. .73623. -1.966. .054. 對照組. 28. 4.2738. .66700. *p < 0.05. 表 5- 5 鄉土認同感次數分配表組別. 5. 1. 平均. 1.進行完奉天宮的寺廟教學. 實驗組. 28.6％. 42.9％ 25.0％ 3.6％. 0％. 3.96. 時，會增加我的鄉土知識。. 對照組. 57.1％. 21.4％ 21.4％. 0％. 4.35. 2.奉天宮寺廟內的各項文. 實驗組. 42.9％. 35.7％ 17.9％ 3.6％. 0％. 4.18. 物、擺設都具有保存的價值。對照組. 67.9％. 17.9％ 14.3％. 0％. 4.54. 3.我願意帶親朋好友，來參加實驗組. 17.9％. 35.7％ 35.7% 7.1% 3.6%. 3.57. 奉天宮所舉辦的民俗活動。. 25.0%. 46.4% 25.0% 3.6%. 3.93. 對照組. 4. 3. 2. 0％. 0％. 0%. 註： 5 → 1 ，非常同意 →非常不同意. 參、整體滿意度表 5-5 為學習者對於整體滿意度的統計結果的統計結果，變異數同質性的 levene 檢定未達顯著(F=.430，p= .515＞.05)，表示這兩組的樣本離散情形無明顯差別，由 t 考驗結果兩組學生發現考驗結果未達顯著（t=-1.601，p=.115）。. 48.

(58) 表 5-6 整體滿意度統計表. 整體滿意度. 組別. 個數. 平均數. 標準差. t. p. 實驗組. 28. 3.8036. .71154. -1.601. .115. 對照組. 28. 4.1250. .78910. *p < 0.05. 肆、系統使用困難為瞭解兩組學習者對於教材使用上的不便與困難，因此在開放式的問題中讓兩組學習者填寫對教材的看法與使用上不方便的地方，並將問卷結果以百分比方式呈現於表 5-6。在實驗組中，學習者反應最多的問題是網路不順有 39％，接著是攜帶不便有 21 ％，而操作限制有 15％，沒有意見則有 25％。針對「網路不順」的問題，學習者認為在寺廟中有些死角網路接收受到阻礙，以致於標註文字或是上傳照片產生不便。網路不順的問題未來可針對收訊死角增設網路分享器，使整個空間呈現無收訊死角的狀況。對於「攜帶不便」的問題，部分學習者認為平板電腦太重不好攜帶，也怕摔落而造成設備損壞。而「操作限制」問題部分，學習者認為輸入文字的時間過長以及需填入的資訊太多。最後在使用系統進行分享討論則無發現有遇到困難，學習者遇到的困難較多還是在軟硬體設施上面。在開放式的問題的答案中，發現同學的作答如下：. A 同學：使用這軟體在教室中進行討論可以重回現場，覺得有趣好玩。 B 同學：在教室可以跟同學分享自己拍的照片覺得很興奮。 C 同學：可以跟旁邊同學討論自己建立的熱點，感覺很好玩。從回答中可以推論使用此系統進行教室中的分享討論，除了可以身歷其境外對學習者來說更是新奇有趣的學習。. 49.

(59) 表 5-7 實驗組使用系統遭遇的困難遭遇困難. 回答人數百分比. 1. 網路不順. 39%. 2. 攜帶不便. 21%. 3. 操作限制. 15%. 4. 沒有意見. 25%. 在對照組部分，學習者認為使用學習單遇到最大的問題是討論麻煩，如表 5-7 有 43％的學習者反應。探究原因可以發現由於分組的關係學習單無法讓大家都能看到以及沒有圖片的輔助無法回想景點導致討論分享的困難。接著是無法身歷其境有 25％的學習者反應，學習者認為回到教室後會有忘記現場景點的問題，因為聽完導覽員解釋完後就忘了。也有學習者認為無法回到實地觀看導致對廟裡環境的不熟悉。. 表 5-8 對照組使用學習單遭遇的困難遭遇困難. 回答人數百分比. 1. 討論麻煩. 43%. 2. 無法身歷其境. 25%. 伍、系統功能分析綜合系統發展過程以及使用者之使用分析後，發現系統功能喜好分布如表 5-8。其中以拍照為 60%為最多人喜好之功能，接著是隨意瀏覽 18%，而註記文字以及都喜歡則各為 11%。從開放式問題的答案中可以發現照相功能帶給學習者最主要有兩大特色，分別為：(1)可以知道自己看到了什麼景點、(2)可以回憶那個地方有甚麼東西。隨意瀏覽功能為：(1)可以看自己想看的東西、(2)對學習者. 50.

(60) 來說可以很方便的選擇景點。而註記文字功能為：(1)可以知道文物的特色、(2) 可以記住景點的位置。表 5-9 系統功能喜好分布系統功能. 回答人數百分比. 1.拍照. 60%. 2.隨意瀏覽. 18%. 3.註記文字. 11%. 4.都喜歡. 11%. 51.

(61) 第六章結論與建議本研究旨在發展一套探究式全景導覽學習系統，並評估此系統運用於國小學生鄉土課程認識寺廟的使用成效。以新港鄉某國小五年級的學生作為評估對象，男女合計 56 名。本章依照第四章之系統開發與第五章之分析提出具體建議，以作為日後系統改進的參考，研究結論與建議分述如下。. 第一節結論本研究共獲得四項結論：(1) 使用探究式全景導覽系統與否對學習成就並無顯著影響、(2) 學生建立的熱點多為外觀的描述、(3) 使用探究式全景導覽系統並未特別提升學生的鄉土認同感、 (4) 探究式全景導覽系統並未能特別提升學生的學習滿意度、(5) 探究式全景導覽系統之拍照功能，能增加學習者的學習印象。. 壹、使用探究式全景導覽系統與否對學習成就並無顯著影響在學習者的學習成就上，透過獨立樣本 t 檢定對兩組學生的問卷進行分析，發現實驗組和對照組在進行課程後，對學習成就沒顯著的差異。推測原因可能是因為現場環境的網路環境不夠穩定，導致學習上會有中斷的情形，而無法順利加上照片以及標註。另外教學活動設計較為複雜，學習者需要花較多心力來完成學習單並同時使用平板，容易造成分心，使得學習者在學習上可能有負擔。另外，對於平板電腦的操作也不熟悉，在平板電腦上打字較慢，以至於花較多心力在使用平板來拍照或搜尋。貳、學生建立的熱點多為外觀的描述在熱點的分析結果，可以發現學生對於熱點的建立多專注於外觀的描述，而其次才是文物的意涵解釋，最後是文物所在地的描述。推測原因可能是因為學 52.

(62) 生對於寺廟的認識還是多專注在外觀的呈現以及樣式，所以大多拍下外觀並對其外觀進行描述，而對於其中的內涵較無興趣。. 參、使用探究式全景導覽系統並未特別提升學生的鄉土認同感在學習者的鄉土認同感上，透過獨立樣本 t 檢定對兩組學生的問卷進行分析，發現實驗組與對照組在進行課程後，對於鄉土認同感並未達顯著差異，但兩組學生分析中發現實驗組及對照組對鄉土認同感皆有高度認同。推測原因可能是大家本來就都居住在附近，所以其實都對該廟有一定的認識，而教學內容大多著墨在於建築的特色以及設計，所以對於學習者的情意上面或許較無深刻影響。. 肆、探究式全景導覽系統並未能特別提升學生的學習滿意度，但使用此系統可讓學生有身歷其境之感受，能增加學習者學習興趣根據問卷調查結果顯示，發現實驗組與對照組對於學習活動的整體滿意度皆屬良好，兩組間沒有顯著的差異。而透過開放式問答，實驗組學習者認為，使用此系統在教室進行分享討論時可以身歷其境，也可以將自己建立的熱點與同學們分享，相當方便且有趣。對照組學生則認為學習單無法重現現場環境，導致進行分享討論時無法清楚的敘述自己想傳達的意涵。伍、探究式全景導覽系統之拍照、註記文字以及隨意瀏覽功能，能增加學習者的學習印象由問卷統計結果發現，大部分的學習者認為本系統的拍照功能可以增加他們對現場的認識，在教室討論時展示自己拍攝的照片時，也讓討論更加有趣，因此能加深印象。在註記文字上，可讓學習者在討論時知道當下記下了什麼筆記。另外，也有學習者認為在系統內可以隨意瀏覽，可以選擇自己較有興趣的景點，都能提高自由度並加深學習者對景點的印象。由以上結果表示，本研究系統之拍照、註記文字與隨意瀏覽功能，能加深學生之學習印象。 53.