虛擬校園系統結合行動學習對國小學童學習成效與課程滿意度探討—以校園生態導覽課程為例

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(1)國立屏東大學資訊科學系碩士班碩士論文 . 指導教授：施釗德博士 . 虛擬校園系統結合行動學習對國小學童學習成效與課程滿意度探討 —以校園生態導覽課程為例. 研究生：吳珮菱撰中華民國一百零四年七月 .

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(3) 誌. 謝. 轉眼間在屏東已經六年了，從屏東教育大學順利畢業，緊接著成為屏東大學研究生，這段時間是我人生最熱鬧幸福的時光，遇見了我人生最重要的一群貴人，也順利完成了我的論文研究。首先誠摯的感謝我的指導教授施釗德老師，對於我這個跨組的學生，還是盡心盡力的指導我，給予我正確的方向。論文得以完成，感謝施教授這兩年為我在論文指導上所花費的精力與時間，也謝謝您與王朱福主任自大學以來孜孜不倦的教導與鼓勵，使我有動力繼續往前邁進。感謝！感恩！這本論文的完成更要大大的感謝屏東縣新豐國小李忠屏校長及尤淑美主任、五年級班導王志勇老師、資訊老師尤清瀧老師⋯⋯等許多熱心幫助我的老師。謝謝校長的支持與幫忙，我才會有這麼好的實驗環境，才能這麼順利的完成論文。感謝！感恩！這兩年我確實體會過研究生的（爆肝）生活了，永遠也不會忘記與好朋友們姿綿、玟臻、煜翔那段沒日沒夜的實驗室日子，大家一起衝刺、一起存錢吃大餐、一起互相鼓舞打氣，讓我的研究生活添上許多色彩與歡笑，感謝！感恩！我也幸運地遇到很多貴人，謝謝鄭經文老師、林志隆老師、陳正昌老師的專業指導、謝謝學長姐們的經驗傳授、謝謝靖枝、宜家、安庭、嘉俊、新璋同學們的共同支持與幫忙、謝謝佳岑學妹的傾聽煩惱時間，更要謝謝系助俊宏學長，熱心的幫助我們度過重重難關，當真屏東小天使哆啦無誤，感謝！感恩！最後謝謝我的家人，全家總動員的關心與高雄屏東來回的支持！辛苦你們了！感謝！感恩！. 珮菱謹識中華民國一零四年七月 I.

(4) 摘. 要. 本研究旨在探討行動校園導覽課程與虛擬校園導覽系統對於國小學童之校園植物概念與環境教育是否有影響。希望透過這次校園植物教學研究過程的反省及調查回饋資料，提昇教師的專業能力以及建構完整的虛擬校園導覽系統。本研究的研究情境為研究者所合作的的屏東豐盛國小（化名），研究對象為四年級學生及五年級學生，2 個班級共 24 位學生進行比較分析。研究發現：實驗學生經校園植物導覽教學後，在校園植物測驗的分數有顯著的進步。於課後的滿意度調查也顯示學生滿意校園植物的導覽教學，最後的學生晤談及教師觀察記錄建議，教師在設計植物教學的課程時，不要把學習的場域侷限於教室內，讓孩子能適時走出戶外去自由自在的觀察、體驗。在課程滿意度方面，我們探討三個面向：課程設計、自我學習、及導覽課程。結果顯示，學生於校園導覽課程後對於課程設計滿意，于自我學習的能力方面也有增進，導覽課程也增進他們認識校園、愛護校園與分享校園的能力。. 關鍵詞:校園植物導覽、虛擬導覽、Unity3D、行動學習. II.

(5) Abstract In this thesis, we investigate the students’ campus plant knowledge and environmental protection concept after taking mobile campus courses and virtual campus tour guide. The researcher hopes the collected data can elevate teachers' ability in their profession and help to construct a complete virtual campus guide system. Research context of this study is in a primary school. Subjects are fourth-grade and fifth-grade students with a total of 24 students. We found, after campus plants tour teaching, the experimental students’ test scores have been significantly improved. Students are satisfied with the course design. Survey results also show that in the design of plants learning in their curriculum, teachers should not confine their learning field in the classroom. After taking the campus plant guide program, students are satisfied with the course design, and the program improves their self-study ability. The courses also enhance the students’ campus plants knowledge and environmental protection concept.. Keywords：Campus Plant Guide、Virtual Reality Guide System、Unity3D、Mobile Learning. III.

(6) 目錄致謝 ............................................................................................................................................ I 摘要 .......................................................................................................................................... II 目錄 ......................................................................................................................................... IV 表目錄 ..................................................................................................................................... VI 圖目錄 ....................................................................................................................................VII 第一章緒論 ..............................................................................................................................1. 第一節. 研究背景 .................................................................................................. 1. 第二節. 研究動機與目的 ...................................................................................... 2. 第三節. 研究問題 .................................................................................................. 3. 第四節. 研究範圍與限制 ...................................................................................... 4. 第五節. 名詞釋義 .................................................................................................. 5. 第二章文獻探討 ......................................................................................................................8. 第一節. 行動學習 .................................................................................................. 8. 第二節. 行動載具 ................................................................................................ 11. 第三節. 學習動機理論 ........................................................................................ 15. 第四節. 虛擬校園導覽系統 ................................................................................ 17. 第三章研究方法 ....................................................................................................................19. 第一節. 研究架構 ................................................................................................ 19. 第二節. 教材設計與方法 .................................................................................... 20. 第三節. 研究流程 ................................................................................................ 21. 第四節. 研究對象與情境 .................................................................................... 22. 第四章研究成果 ......................................................................................................................30. 第一節研究架構與設計...............................................................................................30 第二節研究對象與情境...............................................................................................30 第三節教材設計與教學成果 .............................................................................. 30 第四節資料蒐集與分析 ...................................................................................... 33 第五節教學過程的心得與省思 .......................................................................... 41 第五章結論與建議 ................................................................................................................44. 第一節結論 .......................................................................................................... 44 IV.

(7) 第二節建議 .......................................................................................................... 44 參考文獻 ..................................................................................................................................46 附錄 ..........................................................................................................................................49. V.

(8) 表目錄表 2-1-1 行動學習相關文獻 ................................................................................. 10 表 2-2-1 行動載具相關文獻 ................................................................................. 13 表 4-2-1 學生前測答題分析 ................................................................................. 34 表 4-2-2 學生後測答題分析 ................................................................................. 36 表 4-2-3 前後測得分狀況及帄均 ......................................................................... 39 表 4-2-4 前後測樣本檢定結果 ............................................................................. 40 表 4-2-5 單一樣本檢定 ......................................................................................... 41. VI.

(9) 圖目錄圖 3-3-1 研究流程圖 ................................................................................................. 21 圖 3-4-1 虛擬校園導覽製作流程圖 ......................................................................... 24 圖 3-4-2 Google SketchUp 使用畫面 ......................................................................... 24 圖 3-4-3 建構校舍之正視、背視、右視、左視圖 ................................................. 25 圖 3-4-4 校舍建構模型基礎 ..................................................................................... 26 圖 3-4-5 校舍模型 ..................................................................................................... 26 圖 3-4-6 校園空拍圖以及匯入 Unity3D 之底圖 ..................................................... 27 圖 3-4-7 校園環境模擬大地及天空 ......................................................................... 28 圖 3-4-8 將模型拖曳至場景 ..................................................................................... 28 圖 4-1-1 實景照片 ..................................................................................................... 32 圖 4-1-2 導覽中場景 ................................................................................................. 32 圖 4-1-3 導覽系統俯視圖 ......................................................................................... 32 圖 4-1-4 導覽系統畫面 ............................................................................................. 32 圖 4-1-5 電子書導覽教材 ......................................................................................... 32 圖 4-1-6 學生錄製影片情形 ..................................................................................... 33. VII.

(10) 第一章緒論本章首先敘述背景及促成本研究之研究動機，其次探討本研究之研究目的、待答問題與研究步驟，最後對本研究重要名詞做簡要的釋義。. 第一節研究背景資訊教育在近年來受到教育界的大量關注，教學與科技的結合產生了各種新型態的「數位學習(e-learning)」方式，透過網路與電腦即時取得最新的知識與數位化的教學與學習資源，令教學不拘泥於紙本而具備多元的特性。面對資訊快速開發，傳統黑板與講述式教學已經無法跟上學習環境的快速變遷，而資訊為本位教學設計與教學方式開始出現才能跟得上整體數位環境的發展。隨著網路技術的進步與行動載具產品不斷的推陳出新，數位資訊與行動概念得以順利結合，因此，繼數位學習之後，新型態的「行動學習(M-learning)」之學習方式因而誕生(薛奇正, 2013)。蘇照雅(2005)提出行動學習為數位學習與行動科技之合併，使學習者無需考慮時間與空間，透過行動載具及無線網路即可取得學習資源並能與同學或教學者進行即時性之互動。本研究依據行動學習相關理論以及 Unity3D 設計一個虛擬校園導覽學習系統軟體，並欲經由實驗教學探討此軟體配合行動學習策略對國小學生的影響以及學生運用行動載具之虛擬校園導覽學習系統後，對於校園自然生態的學習成效與學習態度。對於很多國小學童來說，最熟悉的環境莫過於自己的校園。校園不僅是他們成長、學習的殿堂，也是學童容易親近的自然環境(楊采貝, 2007)。每間學校都有其特色的植物，其目的除了美化校園以外，更重要的是富有教育性。研究者在擔任豐盛國小（化名）資訊教師期間，以行動載具配合行動學習創新教學步驟融入自然與生活科技課程，授課過 1.

(11) 程中學生的興趣以及配合度極高。但是在進行課中討論以及課後作業的繳交，發現學生對於課程的吸收度仍然有需要增強的空間。故研究者希望能使用校園虛擬實境於校園生態導覽課程中，了解學生對於課程內容以及課前後相關知識能力是否提升，進行更深入的探討。. 第二節研究動機與目的研究者所服務的學校屏東縣豐盛國小（化名）週邊為休閒農業區，擁有最自然的生態環境。臨近茂林國家風景區，是紫斑蝶南遷的蝶道，如此良好的自然環境下，希望學生對於自身學校有良好的認識。本研究的主要目的是利用行動學習輔具等無線科技學習方式及豐盛國小自然生態，以遊戲式學習設計一套適合國小學生進行校內導覽之行動學習課程，希望學習者藉由行動學習輔具、網路資源及校園實地觀察，提昇學習成效，進而培養自然觀察的技能、愛護環境及尊重生命的態度。綜合以上所述，提出本研究的目的如下: 一、以 Unity3D 軟體設計出一個校園行動導覽系統以融入國小學生自然課程之行動學習教材。二、發展「行動校園生態導覽課程」輔助國小學生學習自然生態之課程教案及教學活動。三、探討以「行動校園生態導覽課程」學習之學生，在學習前後的「校園植物概念」與「課程滿意度」方面之影響。四、根據教師教學過程中，透過導師教學觀摩及省思，作為相關單位與國小自然與生活領域教師，改進教學之參考。. 2.

(12) 第三節研究問題依據前述之研究目的，提出所要探討與待答問題敘述如下: 一、以 Unity3D 建立一個「校園行動導覽系統」並據此發展「行動校園生態導覽課程」輔助國小學生學習自然生態之課程。二、分析「行動校園生態導覽課程」實施之後，學生在校園植物概念的得分影響為何？三、分析「行動校園生態導覽課程」實施之後，學生對於課程內容的滿意度調查為何？四、探討「行動校園生態導覽課程」實施效果，與教學過程的觀察、記錄以及教師相關的教學心得與省思為何？. 3.

(13) 第四節研究範圍與限制本節分為研究範圍、研究限制分述如下: 一、研究範圍為探討此課程對國小中高年級學童之影響，本研究以校園植物導覽課程進行教學。以屏東縣一國小兩班學童為研究對象，進行校園植物導覽課程的教學活動。研究採質與量並行的研究方法，質的研究包含:收集教學省思、教學札記、觀察紀錄等資料以分析教學過程中，學童環境態度的轉變以及相關的教學心得與省思;量的研究主要分析「校園植物概念測驗的結果」和「校園植物課程滿意度」，以了解學童的校園植物概念得分情形以及教學方式之間的關係。二、研究限制研究限制分為研究對象、研究內容、研究方法、研究工具說明如下: (一) 研究對象本研究對象為特定某國小中高年級兩個班級有參與過行動學習計畫的學生，針對該校自然與生活科技領域課程並配合資訊課程融入教學施行，但因時間因素，無法長期實施，所以研究結果只能推論到中高年級學生的結果。 (二) 研究內容本研究所進行的校園導覽系統對學生學習成效之研究，係以特定某國小校園生態為主題，配合學生先前行動學習課程知識，完成此次研究，故研究結果不適宜做太多延伸的推論。 (三) 研究方法本研究使用前實驗單組前後測分析方法施行，研究者參考相關資料設計「校園生態概念理解測驗卷（自編）」、「課程滿意度調查表」，在實施教學前後進行測驗及問卷，問卷學生填答時研究者會要求記名，增強問卷作答有效度。 4.

(14) 課後收集觀課教師與學生之心得，整理編排後做為質性分析。 (四) 研究工具研究工具為研究者設計的虛擬校園導覽軟體以及電子書配合語音導覽，主要涵蓋範圍為對校園植物的認識，選項並以此為設計，並未對其他環境議題做探討。 (五)研究推論本研究所發展的校園植物導覽課程，以配合行動學習課程為主要考量，研究結果未必能推論到其他情境中，但透過對研究過程的描述及探討，仍可提供背景相似的國小作為參考。. 第五節名詞釋義有關本研究的重要名詞解釋如下: 一、數位學習(Electronic Learning，E-Learning) 數位學習是指導師與學生均使用數位教材並運用資訊科技、多媒體以及網際網路，進行教學與學習，讓師生能打破時空限制，即時進行互動，以促進師生關係並提升教學品質。二、行動學習(Mobile Learning，M-Learning) 行動學習是指受教者透過行動載具的幫助下，不受任何時間及地點限制，受教者可取得數位化資訊及教材，進行即時性學習的一種學習方式(Lehner, F. and Nosekabel, H.2002) 三、行動載具(Mobile Devices) 行動載具指的是能在無線網路環境下，運用無線通訊技術，使學習者在任何時間、任何地點、遇見任何事件，都可以利用其輕便性和強大功能的特性進行行動學習的電子數位化產品，如個人數位助理(PDA)、行動 3G 手機、電子書包、手提電腦或帄板電腦 (Tablet PC)等任何可以裝載數位資訊內容的輔具或裝置;本研究採用緯創資通提供之帄 5.

(15) 板電腦做為輔助學習的行動學習輔具。四、行動導覽(Mobile Navigation) 行動導覽在本研究定義為使用可移動的數位裝置讀取 QR Code 二維條碼，解碼後進行串流影音觀看，這些裝置都必頇具有可移動、無線接收功能、影音照相功能及方便攜帶等特性: 可移動尌是不限只有在教室內使用，也可帶到戶外進行教學。無線接收功能包含 3G 上網或 Wifi，因為可移動的學習要使用到無線功能連線下載學習內容。影音照相功能是因為學習內容採多媒體影音方式，以相機做 QRCode 二維條碼辨識功能進行內容識別。方便攜帶則是因為要長時間攜帶，如果太重可能會影響到學習者的手持意願。本研究建置的虛擬校園導覽系統以校園無線網路結合，使用手持帄板(Tablet)進行學習，讓學生在校園內進行資訊融入教學的學習。五、Unity3D Unity3D 是一個遊戲開發系統及強大的展示遊戲引擎，用於創建三維視訊遊戲、三維可視化建築、實時三維動畫等類型互動內容的綜合型創作工具。本研究用於創作虛擬校園導覽系統。六、情境教學(Situated Teaching) 源自情境認知(Situated Cognition)與情境學習(Situated learning)兩大理論(Brown, Collins & Dugid, 1988)。根據近代認知心理學理論所發展出的一種教學模式，其基本假設是為了讓學生直接在真實情境下，或是模擬真實的情境下學習。七、學習成效(Learning Outcomes) 學習成效指的是學習者在學習行為進行後，對於學習內容的記憶量。而本研究的學 6.

(16) 習成效指的是學生在研究者自編的學習成效測驗上所得的成績，分數越高代表其學習成效越好。測驗的編製參考相關文獻修改而成，並經過其他學科專家檢核而成。本研究所指學習成效為自編的校園生態概念理解測驗卷。八、學習滿意度(Learning Satisfaction) 學習滿意度是指學習者參與學習活動的感受與態度，所獲得的學習成果與學習者期望越相近，越感到滿意，並產生正向的學習態度，以滿足學生願望與需求。本研究所指滿意度為學生接受過實驗教學後填寫的系統使用滿意度。. 7.

(17) 第二章文獻探討第一節行動學習(Mobile Learning，M-Learning) 一、行動學習的發展行動學習通常指個人、團體或組織透過行動獲得知識的過程。行動學習的出現可以說是其來有自，在數位學習系統發展程度飽和後，必頇要有電腦設備及具有網路的條件，漸漸限制了想要即時學習的人。Sharples、Taylor & Vavoula(2005)比較行動學習不同於其他學習活動形式的差異，指出在於學習者具行動性(mobility)，且無論在何處都能表達意見並取得學習資源，無論何時也皆可重新提取先前的知識文件。Kynaslahti(2003)表示行動性具有便利性(convenience)、權宜性(expediency)、立即性(immediacy)三種意義與價值。 Chang、Sheu & Chen(2003)則主張行動學習包含三項要素: （一）行動學習輔具(Mobile Learning Device)：指體積輕巧、易於攜帶、個人化且配備無線上網能力。可以是 PDA，Web Pad，Tablet PC 或是 NB 等符合上述條件的輔具。（二）通訊架構(Communication Infrastructure)：提供行動學習輔具能接收相關的資料，並能與其他人交流互通、存取以及連結相關的技術。（三）學習活動模式(Learning Activity Model)：能運用在教室內或外、個人或小組學習情境中。 Quinn(2000)指出行動學習尌是透過行動運算裝置來進行學習。而行動學習不只是數位化，它還具有移動的特性，因此行動學習比數位學習更邁進一步，它更能做到隨時隨地的學習，因為其不受到桌上型電腦環境的限制，輕便的行動學習裝置及無線網路環境，. 8.

(18) 提供了一種真正資訊隨手可得的機會。二、行動學習與無所不在(Ubiquitous)相關研究研究學者嘗詴將無所不在學習技術導入數位學習環境，使得行動學習與無所不在學習成為一個新興的領域。在情境感知無所不在的學習環境下，學習系統能提供學習者於正確的時間、正確的地點，以適當的方式進行學習，透過行動載具與各種感應裝置，藉由無線網路隨時隨地存取學習資源(Pownell & Bailey, 2001)。情境感知無所不在計算在教學上的應用，可透過新穎科技的定位技術與感應技術，讓學習系統可以辨別學習著情境資訊，如地點、時間、學習狀態、學習行為，不僅讓學習者可以臨場體驗學習的樂趣與效果，也能應用行動裝置輔助教學。三、小結由前述相關研究可知行動學習讓科技得以發揮所長，但主要獲得學問知識科技還是教學及學習過程的輔助工具，主要還是要有系統、創意的主題活動及教師不斷進行學習輔導使科技配合適當的教學模式，學生才能有好的學習成效(Donna, 2001;賴阿福，2000)。對資訊科技而言，行動學習是一種創新的學習方式，在這種新的學習環境下，行動學習能運用成功，不單只仰賴科技發展與支援，教育學者有必要設計相關教學法、營造相關環境來提昇學習效能，瞭解相關學習理論更有助於得到最佳的教學與學習成效(Tom, 2005)。本研究彙集行動學習相關文獻，如表 2-1-1。. 9.

(19) 表 2-1-1 行動學習相關文獻研究者. 年代. 研究內容. 蕭顯勝、蔡福. 2005. 用生活科技教學活動的特性，結合行動學習策略的特. 興、游光昭. 色，初步設計出一運用行動學習策略的生活科技教學活動，並探討適合該行動學習策略的相關學習輔具或應用工具。. 吳玟萱. 2005. 探討師生在以生態園學習環課程為主的行動學習之歷程，以及整體課程對學生在水生植物認知概念的影響，瞭解學生對此的感受與意見. 林峯旭. 2006. 使用 GPS 系統及微軟智慧型手機發展一結合校園植物學習的行動學習教學系統，此系統可以減少學習者學習的障礙，提高教學者的教學效果。. 陳祺祐、林弘昌 2007. 行動學習的基本理念及實施方式，並整理及說明各種教育中的應用方式，作為教師選擇教學方式及擬定教學策略的參考，並從中找出行動學習在未來教育應用上新的可能性。. 李奕蓉. 2013. 使用「行動學習導入博物館對國小學童自然科學習」之學習方式，無論在學生面或是教師面，皆有高度認同感，學生在知識、技能、樂趣、態度、意圖、有用性、易用性與科技適配度上學習狀況與反應均良好。. 綜合上述文獻，以行動學習的方式融入教學，是一種教學的趨勢，在各個領域中，行動學習為了輔助學童學習，運用至許多課程，除了室內課程以外，更可以運用在校園. 10.

(20) 以及戶外教學中，進行自然的實地探索。本研究設計以行動學習理論為基礎的校園生態課程，提升學童在環境與資訊的融入課程的學習成效。. 第二節行動載具(Mobile Learning Devices) 行動載具又稱為行動學習裝置，行動載具是構成行動學習的一項重要元素之一，行動載具與過去一般學習科技最大的不同點在於，其必頇具有行動運算的功能，即需具有無線傳輸的功能，以符合隨意移動不受環境束縛之特性，而為了具備移動性，其體積與重量多半不大，又由於體積的縮小，大多以手寫或觸控的方式來作為輸入操控。因此，體積小、重量輕、無線傳輸、手寫輸入等成為行動載具的重要特點，目前符合這幾項特點的科技產品主要有帄版電腦(Tablet PC)、聯網板(Web Pad)、個人數位助理(Personal Digital Assistant，簡稱 PDA)等。近年來，行動載具運用於教學已日漸受到重視。台灣針對行動學習的研究、運用與推廣，則採整合型研究計畫引導，係為由上而下模式之推廣方式，例如教育部於民國 89 年開始之「學習科技卓越計畫」期望能營造出無形的教室環境，並嘗詴發展出有別於傳統的學習課程和活動方式，由技術與環境建置出發探究各種新的運用型態，以及國科會隨後於 92 年規劃之「數位學習國家型科技計畫」所引導的一系列研究活動，更進一步規劃「行動學習載具與輔具」子計畫，探討行動科技與教育的關係，期望能研究出行動科技的有效教育應用模式（張國恩、宋曜廷、侯惠澤、陳裕隆，2010）。研究者有幸於今年參加教育部自 102 年起啟動的「國中小行動學習詴辦學校計畫」，今年計有 123 所學校、402 個班級參與。教育部深知行動學習推動的基本條件之一尌是校園無線網路環境，所以不但補助參與的學校對外網路頻寬至 200MB 以上，更在每個參與班級布設 2 臺無線網路接取點（AP），以滿足行動學習瞬間高流量的特性。近年來行動載具在教學上的應用漸受重視，運用行動載具結合無線網路對班級經營、 11.

(21) 適性化教學及個別化學習具正面功效，並有助於進行教材展示、學習互動、整合回饋、線上學習與分工合作等教學活動。結合無線網路與行動載具後的行動學習，將不只侷限於教室內的傳統知識傳授，無論是教學方式、教學重點、教學評量、師生互動與家長參與，都能具有更靈活多變的特性。一、行動學習與行動載具之關聯性行動載具在教學上的應用，以教育部之「學習科技卓越計畫」為領導，其中第一分項的「未來教室學習」計畫，則是利用現階段的無線網路及寬頻網路技術，結合輕便的筆記型電腦、手機、PDA 及 Tablet PC 等硬體行動設備，期望能突破目前有形的教室環境，企圖在此一模式建立新的學習環境，並根據這些新的學習模式發展出有別於傳統的學習課程和活動方式，進一步擴張學習範圍，以提升學生的學習效果(洪珮真，2004)。結合無線網路與行動載具後的行動學習，將不只侷限於教室內的傳統知識傳授，無論是教學方式、教學重點、教學評量、師生互動與家長參與，都能具有更靈活多變的特性。二、行動載具輔助教學的教學效果近年來行動載具在教學上的應用漸受重視，運用行動載具結合無線網路對班級經營、適性化教學及個別化學習具正面功效，並有助於進行教材展示、學習互動、整合回饋、線上學習與分工合作等教學活動。配合課程之內容設計輔助學習軟體，經由一人一台或多人一台的行動載具供學習者使用，藉由學習輔助軟體來增強對課程的理解和記憶，更能將授課環境由室內移至戶外。例如運用行動載具進行校園植物認識的課程，學生運用照相功能記錄圖片，再由教材所提供的圖鑒來進行比對，並學習相關知識(馮慈苓， 2004)。三、相關研究國內外均有許多專家致力發展 M-learning 領域，從他們的研究中可以發現因行動載具之高可攜性，突顯了其運用於戶外課程，像是戶外教學的優勢。國內關於戶外融入教 12.

(22) 學之研究有校園植物教學之行動研究(莊旭瑋，2002)、戶外賞鳥系統(蘇麗華，2003)以及多媒體無線蝴蝶導覽系統(周立德、李明裕等，2004)等，在校園植物教學方面，國小五年級學生在校園中分組觀察植物的特徵並運用 PDA 中建置的植物網站查詢植物的名稱。而這些教學共同具備之特色為提供資料庫或網站資訊供使用者即時查詢，且在實徵探究方面，多偏向以國小四、五、六年級為對象，而其中多搭配行動研究方式，觀察教師與學生的教學行為，而因為行動載具與紅外線定位技術等新穎科技，對於學習動機的提升均有正面反應(邱文豪，2007)。本研究彙集行動載具於教育的相關應用如下表 2-2-1。. 表 2-2-1 行動載具相關文獻研究者. 年代. 研究內容. 莊旭瑋. 2002. 戶外融入教學之研究有校園植物教學之行動研究資訊應用的校園植物課程設計使學生在辨認植物及植物知識的能力、電腦網路資訊的能力、合作學習的能力、搜集及整理資料的能力皆有提升。. 蘇麗華. 2003. 戶外賞鳥系統專家團隊在無線科技融入戶外賞鳥活動的教學中，經由專家角色的扮演，促使學習者能從活動、 PDA、課堂甚或是生活事件的交集中達到潛移默化全面性的學習。. 周立德、李明裕等. 2004. 多媒體無線蝴蝶導覽系統本論文導覽系統設計了一套蝴蝶導覽的教材，用以當作導覽內容，讓學習不止是在家裡或是在學 13.

(23) 校，進而向博物館、美術館之類的休閒場所，最後並希望能透過 SCORM 標準的學習分享機制，可以讓學習者將喜歡的教材下載回去學習，使教學資源可以重覆的使用，讓學習更普及。高嘉蔆. 2006. 此研究發展出戶外行動學習的教學模式，以輔助國小自然科的學習。發展以「PBL 的行動學習方式」輔助國小四年級學生學習水生生物單元之課程教案及教學活動。. 邱文豪. 2007. 研究者設計一套利用行動載具可以無線上網、機動學習特性的植物觀賞學習系統提昇同學在植物觀賞課程中的觀察能力與學習成尌，將相關態度的差異情形，做為戶外教學和行動科技發展的應用參考。. 張家鈺、范淑貞、. 2012. 研究使用行動載具融入閱讀教學策略課程，提升. 蔡淑惠、張惠雯、. 學生閱讀能力；研究結論一、應用行動載具能有. 許鳳珍. 效提升學生的閱讀興趣；二、使用行動載具閱讀有效培養閱讀態度；三、使用行動載具應用閱讀教學策略於閱讀活動中，有效提升閱讀理解能力。. 四、小結綜合上述文獻所示，應用行動載具在教育情境可以幫忙使用者深度學習，啟發研究者認為如果要設計的一個支援戶外教學的輔助學習系統，必頇結合行動載具可以無線上網、機動學習特性，並且針對教學目標需要設計相關的學習軟體、配置所需的週邊設備，. 14.

(24) 才能發揮最大的學習效果。故本研究實驗課程所使用行動載具為緯創資通提供的 W1011A帄板，尺寸為10寸，操作系統為Android4.1。. 第三節學習動機理論林寶山（1994）提出動機為達成目標前產生的一種學習動力，在學習過程中扮演目標成敗的重要角色，也是在心理學領域中被廣泛討論的熱門話題。而如何引發學生的學習動機，達成教學上的成效，則是教學者刻不容緩的議題。學習動機非與生俱來，主要受到後天環境的影響。一、情境教學(Situated Teaching) 情境教學源自情境認知(Situated Cognition)與情境學習(Situated learning)兩大理論 (Brown，Collins & Dugid, 1988)。不過在這些理論被提出之前，Schon(1987)指出許多專門行業的知識、技術無法完全用文字或語言加以詳述，必頇要徹底融入情境中，透過親自觀察、參與和學習才能有所收穫。至於情境教學的實際應用上，Jan Herrington & Ron Oliver (1997)整合過去許多學者探討情境認知與情境學習的文獻，指出情境學習的過程由三大要素組成：課程(Program)、學習者(Learner)以及實施方式(Implementation)。為情境教學做了非常深入的闡釋，教師在進行課程的教案設計時，若不考慮到學生間的合作(Collaboration)、反思回饋(Reflection) 等，抑或是未將實施的方法做全面性的規劃，僅有一個好的情境教案是無法與學生進行良好的情境互動的，教學效果也將大打折扣。. 二、無所不在學習資策會（2005）的報告中指出，所謂的「無所不在」（Ubiquitous）表示隨時隨地都可利用電腦或終端設備與網路連接，實現任何地方都可連結的資訊社會。表示未來的資通訊技術在任何時間、任何地點、任何事情、任何人都可利用，並具備以下三項特色： 15.

(25) (一)人們每天生活中的每個物件與地方都可融入運算裝置。 (二)未來的運算裝置將更具備智慧型介面，讓人們在使用上更加簡單與易於使用。 (三)透過各項運算裝置連接到通訊網路，將使得人們可在任何地點與時間存取所需資訊。無所不在學習因為具有可移動的特性，不受到傳統桌上型電腦固定環境的限制，在學習上更能做到隨時隨地。而可攜帶式的無所不在學習裝置及無線網路環境，讓資訊變得隨手可得，成尌隨處可學的學習環境（Sharples, 2000）。. 三、情境感知無所不在學習之策略無所不在應用於數位學習環境中，藉此強化學習者與學習輔具的關聯性，透過真實環境中各種感應裝置的輔助，與學習物件產生高度互動，並藉由無線網路達到學習資源定位、學習內涵呈現、學習活動施行、甚至學習監控，讓學習行為自然地融入真實環境中。Chen(2002)學者指出，在情境感知無所不在的學習環境中，學習的特性應包括下列幾項：(1)學習需求的迫切性(Urgency of learning need )、(2)知識獲取的主動性(Initiative of knowledge acquisition)、(3)學習設定的機動性(Mobility of learning setting)、(4)學習過程的互動性(Interactivity of learning process)、(5)教學活動的情境式(Situating of instructional activity)、(6)教學內容的整合性(Integration of instructional content)。. 四、小結近年來因為科技的進步，使得我們可以透過科技、網路超媒體等技術於學習環境的佈置上，讓學習者在概念學習時經由情境的互動，進而建構出相關的知識背景，而情境式學習理論強調學習必頇在真實的活動(Authentic Activity)中進行(陳省鏞，2010)。所以在本研究中，我們以生態環境主題讓學生進行學習，並安排相關主題的虛擬校園導 16.

(26) 覽當作實體的環境供學生學習，更利用行動載具等工具建構一個無所不在的情境式教學環境，使得學生可以讓原本的環境概念更加實體化，並且幫助他們進行有意義的學習。. 第四節虛擬校園導覽系統一、虛擬實境(Virtual Reality，VR) 虛擬實境顧名思義是藉由電腦來模擬一個真實或虛構的環境，而使用者藉由人機介面(Human-Computer Interface)與之互動，讓使用者有置身其境的感覺。它能利用即時的 3D 模型、位置追蹤及立體的視覺與聽覺等技術，充分模擬人的感官知覺，使用者則可利用本能的直覺和肌力運動，透過電腦輸入裝置的操作，從中獲得真實的經驗(李碩晏， 2003)。虛擬實境是一項可創造出與使用者互動的環境來模擬真實世界的技術，它除了利用特殊電腦週邊設備可看到、聽到、甚至虛擬地接觸到與真實世界裡一樣的物體或事物，並可與虛擬環境中的物件進行互動式的活動。虛擬實境在許多方面的應用受到大家的重視，其主要原因便是，當處在一個虛擬而逼真的環境中，不但可達到近乎真實的效果，又可免除身處真實環境的危險性和成本上的消耗(唐文華，1996 ; 張俊彥，2002)。 Burdea & Coiffet(1994)提出了虛擬實境要具備的三大要素:想像力(Imagination)、互動性(Interaction)、沉浸(Immersion)，也尌是虛擬實境藉刺激讓使用者如同身歷其境，最後還要依使用者的操作產生回應，產生想像的世界觀，且藉由建立互動，發生想像的過程，否則將會失去真實感(Grigore C.Burdea, 2003)。. 二、Unity3D Unity3D 算是近年來突破性的發展帄台，是一個 3D 遊戲開發工具和遊戲引擎套件，實現了高度互動的 3D 內容，例如電玩遊戲、模擬訓練、醫療、建築、導覽、藝術等。 Unity3D 其中包括了圖形、音頻、物理、網路等多方面的引擎支援，並且有一個非常強 17.

(27) 大的編輯器來整合這一切。原本是一個針對 Mac、Window 和 Linux 的遊戲開發套件，後來發展倒也能夠在 iPhone 和 Wii 上布署，或者在 Web 上布署。Unity 的開發套件本身也可以在 Windows 上運行了(在此之前開發遊戲需要用 Mac)。而 Unity 內包含了許多帄台可以利用其內的 Integrated Editor 作為簡單的使用者介面，Unity 也支援了 DirectX、 OpenGL、Maya、Blender、3dsMax 及許多主程式，也能與 Photo Shop 有高度的相容性。對於其他 3D 應用程式，Unity3D 的 Windows 帄臺已經集成了最新的 FBX 插件它能夠透過帄台開發更多看屋相關系統，而在帄台上也包含了許多景觀，可透過軟體內提供的景觀、物品及地形範本，也可自行使用圖片將圖匯入軟體內作為素材，其軟體最大的好處是在低規格的硬碟尌可以使用。. 三、小結虛擬實境適合融入操作或與真實世界互動的教學，虛擬實境是將虛擬的物件融入真實的世界當中，虛擬實境成為了融合虛擬物件與真實世界的橋樑（林為光，2011）。在本研究中虛擬實境使用 Unity3D 作為呈現的帄台，運用 3D 呈現方式營造擬真的情境讓學生主動參與，可以增加學生學習的興趣。現代化的教學方法要求改變傳統的課堂講授式為啟發引導式，追求教與學的合作化以講授引導思維，並賦予學生學習的主動性。虛擬實境教學有利於創造這樣的環境，以教師為中心的授課形式將會被改變，以學生為中心的個別化教學、合作化教學和環境中自我探究得以真正實現。. 18.

(28) 第三章研究方法本研究在深入探討以虛擬校園導覽系統結合行動學習授課方式之成效，以「前實驗研究法」單組前後測設計以及問卷調查法為教學實驗。目的在於了解國小學生使用虛擬校園導覽系統對於學習成效是否有顯著影響，以及之後對於課程內容設計的滿意度調查。以下將針對研究架構、教材設計與方法、研究流程、研究對象與情境、研究工具做說明。. 第一節研究架構本研究使用 Unity3D 工具來建構一個虛擬校園導覽系統，配合行動學習理論設計出校園導覽課程輔助學生了解自身校園的學習環境，透過此教學實驗來探討此系統是如何有效地運用在教學及了解學生對課程內容的看法。（一）教學目標本研究課程為自行設計，主要以豐盛國小（化名）的校園植物為主題，配合行動學習課程設計出導覽課程。（二）教學時間校園植物導覽課程的教學總節數為 6 節，共 240 分鐘。（三）前測成績本研究對象於教學前，皆先進行「校園植物概念測驗前測」如附件二。（四）測驗實施及評閱人員實驗組實施前、後測施測時，由研究者自行施測，並要求學生在問卷上記名以增加問卷效度。施測的結果也是由研究者自行評閱，如此可以避免評分者對施測結果的干擾。研究分析採用前實驗設計研究法之「單組前後測設計」，實驗設計單組在實驗教學 19.

(29) 前接受「校園植物概念理解測驗卷」前測。實驗的課程是校園的植物生態以及高年級的自然與生活科技領域課程，結束虛擬校園導覽系統配合實驗課程之後，再做一次「校園植物概念理解測驗卷」後測探究學生之學習成效以及對於「課程滿意度調查表」。目的是在探討「行動校園生態導覽課程」，對國小學生在校園生態的學習成尌及學習動機產生影響。本研究設計根據研究目的以及參考文獻的結果，研究架構以下如圖 3-1-1 所示。. 教師. 校園植物生態前測. 校園植物生態後測. 學生. 校園導覽課程. 學生. 課程滿意度調查. 晤談. 圖 3-1-1. 研究架構圖. 第二節教材設計與方法本系統課程以國小中高年級自然與生活科技課程為主題，將虛擬校園系統融入校園環境教育，教導學生校園的生態與特色，實驗教學活動請見附錄一。本研究之實驗課分為 6 節，主要單元為「認識學校特色」、「認識校園環境」、「校園導覽」三個大單元，本研究教材設計說明如下: 一、帄板的課程銜接本研究的研究對象之前皆有接受過教育部國中小行動學習推動計畫實驗教學，以對象在國小四年級下學期階段習得的資訊知識和帄板技能為基礎，進而探索校園植物各部份的構造；國小五年級上學期階段，以植物的生長歷程、生長的環境等學習內容的基礎。. 20.

(30) 二、導覽技術的培養在基本知識建立完成後，老師指派主題讓學生上網搜尋，並引導將蒐集的資料內化整理成簡報。並提供之前實驗班及所製作出的導覽樣本給予參考。學生從封面頁設計到完成分組的報告播放檔。在往後其他課程的小組團隊分工報告中，學生搜尋資料、編輯文件的能力皆有進步，學習成果顯示資訊應用能力及複雜問題解決能力有明顯的增強。最後的課程活動中，學生分工產出一段短篇的影音導覽，介紹小組整理出的簡報檔，培養學生表達溝通能力、台風的訓練。. 第三節研究流程本研究的流程分成教學前準備階段、教學實驗階段和完成成效分析階段，如圖 3-3-1 所示：. 準備階段 •研究方向 •研究計劃 •教學工具. 教學實驗階段 •前測 •實驗教學 •後測. 完成階段 •問卷資料收集 •資料分析 •提出結論. 準備時間： 3~4個月. 實驗時間: 6周. 預計時間：半個月～1個月. 圖 3-3-1 研究流程圖. 21. 103學年第一學期. 第2次月考後 104年5月中~104年6月中. 104年6月中~104年7月初.

(31) （一）教學前準備階段（103 學年第一學期） 1.與指導教授討論決定論文方向 2.搜集相關文獻，擬定研究計畫 3.選定研究樣本設計教案及製作虛擬校園系統 4.依據研究所需實驗對象，設計問卷及測驗題，並交由專家評定性效度（二）教學實驗階段（104 年 5 月中-104 年 6 月中） 1.實驗對象于接受實驗教學前接受「校園生態學習成效測驗」前測，以了解學童對於本身校園生態了解的程度， 2.搜集彙整資料後建檔。 3.使學童接受以虛擬校園導覽系統所設計的校園導覽課程，課程時間為六周。 4.教學結束後，使學童接受「校園生態學習成效測驗」後測以及「課程滿意度調查表」，以了解學童在教學後的態度以及成效。（三）完成階段(104 年 6 月中~104 年 7 月初) 1.搜集教學所得的前後測資料，進行彙整與建檔。 2.將所得的前後測數據以統計方法分析。 3.分析結果，撰寫研究報告。. 第四節研究對象與情境一、研究對象本研究因受限於實驗對象學校規模較小，以及配合上學期使用過帄板課程之班級，故人數上只有四年級 12 人、五年級 12 人共 24 人為研究對象。本研究的研究對象為研究者參與行動學習計畫合作國小四、五年級的學生，兩班學生共 24 位，這些學生皆有參與過行動學習計畫，有使用過帄板的經驗和接受過行動課程，班級的同質性高。以下 22.

(32) 研究分析以 S1-S24 代稱。二、研究情境本研究環境是研究者合作行動學習計劃的學校，該校位於屏東縣高樹鄉休閒農業區內，臨近茂林國家公園，擁有多元豐富的生態。研究者任教學校的校長在規劃校園內小溪以及環境保育十分認真，致力參與及研究紫斑蝶的復育與生活環境，因此規劃出了校園植物的原則：一則符合當地氣候種植，二則配合紫斑蝶生態，三則以原生種為主與蜜源、食草植物，來吸引野生動物與昆蟲的棲息，達到自然共生以及動物的繁殖。研究者所實驗的學校植物種類相當多，是提供學生認識植物的最佳場所。此外，配合行動學習課程，學生皆有使用帄板的相關經驗，更能快速的融入課程環境。. 第五節研究工具依據本研究的目的，過程中所需要的研究工具有「虛擬校園導覽系統」、「校園生態學習成效測驗」及「課程滿意度調查表」。 (一) 虛擬校園導覽系統教學設計. 1.. 教學設計研究的是如何設計教學過程以及如何確保效果好、效率高且富有吸引力的教學實施，以幫助學習者達到教學目標。本系統課程以國小中高年級自然與生活科技課程為主題，將虛擬遊戲系統融入校園環境教育，教導學生校園的生態與特色。 2.. 虛擬校園導覽製作流程與規劃虛擬校園導覽製作頇先搜集校舍各角度拍片，因人與建築物之差距，無法拍出. 等比例之外觀，還要配合實景量測與校舍建築圖，以 Google SketchUp 建構出校舍模型後，匯出至 Unity3D，配合校園景觀建構虛擬場景，完成後匯出成單機執行檔. 23.

(33) 如圖 3-4-1。. 實景拍攝實景量測建構模型. 圖 3-4-1. 模型貼圖. 匯入模型. 單機執行. 導覽場景. 虛擬校園導覽製作流程圖. (1) 建構校園模型本研究所使用的 Google SketchUp 為強大的環保型 3D 建模軟體如圖 3-4-2。從描繪直線和形狀開始，推拉帄面即可將其轉換為 3D 形式，透過拉伸、複製、旋轉和著色製作模型。使用者操作起來尌像素描一樣筆觸自然、靈活自由，不管是設計草圖或繪製建築詳圖，都能充分表達自我的特色，為一個可以簡單應用於教育方面的 3D 建模軟體，比其他三維 CAD 軟體更直觀，靈活及易於使用。. 圖 3-4-2. Google SketchUp 使用畫面. 24.

(34) 基於便利使用的理念，淺顯易懂的介面，Google SketchUp 的特性是一個眾所皆知的 3D Warehouse。使用者可利用 Google 帳戶來上傳創建的模型，亦可瀏覽其他的組件和模型。本研究的國小校舍模型使用 Google SketchUp 來進行搭建，為了使建構出的校舍模型為原始校舍的等比例縮小版，需使用校舍的立面、側面、背面圖⋯⋯等等數據參考資料如圖 3-4-3，做為校舍模型建構的依據基礎架構如圖 3-4-4，建構完成後如圖 3-4-5 匯出至遊戲引擎使用。. 圖 3-4-3. 建構校舍之正視、背視、右視、左視圖. 25.

(35) 圖 3-4-4. 校舍建構模型基礎. 圖 3-4-5. 校舍模型. (2) Unity3D 校園建構 Unity3D 是一套支援多帄台、操作簡便、具立即可視性的遊戲引擎，且具有便利與親和力的圖型化界面，可開發執行於 PC、Mac、Linux 單機遊戲，或是 iOS、 Android 系統手機或帄板電腦的遊戲。Unity3D 也可開發線上遊戲，只需在網頁瀏覽器安裝外掛程式後即可執行 Unity 開發的遊戲。Unity 也可用於開發 PS3、XBox360、 Wii 遊戲主機上的遊戲，其提供了人性化的操作介面，擁有高度優化的圖型預算能力，精準且真實的 3D 影像呈現能力，支援 PhysX 物理引擎、粒子系統以及多樣化格式，包含 3D 檔、2D 圖檔、聲音檔、視訊檔等等，並且提供網路多人連線的功能，不需要學習複雜的程式語言，符合遊戲製作上的各項需求 . Unity 建構導覽場景 26.

(36) Terrain Textures 使用空拍圖做為模型位置、地形及上色的參考，如圖 3-4-6 校園空拍圖以及空拍圖匯入 Unity3D 後當作底圖作為建置參考如下圖。. 圖 3-4-6. 校園空拍圖以及匯入 Unity3D 之底圖. 為了逼真的表現虛擬校園系統所描繪的環境，可以給虛擬環境設置背景，加上地表與天空，建立的三維世界處於大地的中心如圖 3-4-7，尌如同自然界的大地和天空一樣，由於學校是小區域，而且實地地勢比較帄坦，因而，本研究的地表模型建立為一個帄面。在模型的構建中需要注意的是因為在建制地形時高度無法有負的數值，意指像是湖泊小溪的內凹地形，必頇先將外圍地形拉高作為盆地狀，在填入水的特效畫面。多邊形模型的優化，一個虛擬的校園系統還是比較大的，對模型充分的優化可以最大化減小最後網絡文件的大小，利於用戶瀏覽。空間背景和空間本身都是無限大的，但是空間背景可以理解為包圍在空間周圍的一個球狀殼體，稱為空間背景球體。整個空間背景可以分為兩個部分：天空和地面，兩者之間以地帄線分. 27.

(37) 隔。設置背景是通過設定 Back ground 節點的各域的參數來實現的，可分為兩種設定方式，一種是通過顏色插值模擬大地和天空；一種是構造背景的全景圖。. 圖 3-4-7 . 校園環境模擬大地及天空. 匯入校園建築模型 Unity 的建模工具只能建立幾種基本的幾何物件，不過支援多種 3D 軟體，如 3ds、. Max、Maya、XSI、...等，可先於其他 3D 軟體建模，再匯入到 Unity 的遊戲專案。使用 SketchUp 製作模型，匯出*.3ds 檔至 Unity 專案資料夾使用。把模型從 Project(專案檢視)拖曳到 Scene(場景)。依對應位置將各建築模型匯入擺放並調整其大小及各項參數如圖 3-4-8。. 圖 3-4-8. 將模型拖曳至場景. 28.

(38) (二) 量表編擬量表參考國民中小學九年一貫環境教育課程目標、研究目的，自行編制量表。自編「校園生態概念測驗」、「課程滿意度調查表」為本研究之工具。在量表初稿擬訂之後，為確認研究工具的適切性，請國內相關領域學有專長的學者及國小教師加以審視，以確定量表的專家效度及內容符合本研究之目的。回收專家所提供的建議，綜合整理之後，加以修改量表，完成量表。為考慮對象的同質性，研究者挑選屏東縣豐盛國小（化名）有參加過教育部國中小行動學習實驗研究的班級四年甲班 12 位學童，以及五年甲班學童 12 位作為測詴對象，由研究者親自前往該班進行施測，除請受詴者提出題意不清及難以作答的題目之外，並估計整份量表作答完畢所需的時間，回收有效量表共 24 份。所測的量表請見附錄二、附錄三、附錄四。. 29.

(39) 第四章研究成果本研究採用量的研究方法，輔以質的資料，探討使用校園植物導覽教學，對學生校園植物概念的學習成尌及對校園環境保護的影響。本章共分三節，第一節為教材設計與教學成果，第二節為資料蒐集與分析，第三節為教學過程的心得與省思。茲將各節詳述如下。. 教材設計與教學成果一、虛擬導覽環境（一）校園場景設置本研究之虛擬導覽系統成果可以使用圖 4-1-1 和圖 4-1-2 來比較。圖 4-1-1 是實際拍攝的實景照片，而圖 4-1-2 則是導覽中的場景。. 圖 4-1-1. 圖 4-1-2. 實景照片. 導覽中場景. 本研究之校園導覽環境為自行設計，使用 Unity3D 和 Sketch Up 製作一個虛擬. 30.

(40) 校園導覽系統，運用虛擬實境以及真實情境讓場景達到相似的效果，使得導覽場景逼真度更高，加入物理現象。使用者可自由前往至建築物觀看，到達目的觸發此建築物相關內容，能夠讓使用者清楚的瞭解校園建築、美景、位置…… 等等。此系統能廣泛運用於 3D 導覽系統、3D 遊戲製作等，使得 3D 應用系統能夠有效於發揮系統架構，實際導覽畫面如圖 4-1-3、圖 4-1-4。. 圖 4-1-3 導覽系統俯視圖. 圖 4-1-4. 導覽系統畫面. 二、植物導覽（一）電子書導覽本研究在授課過程中，由教師設計教學活動，指派特定的校園植物，使學 31.

(41) 生分組設計植物介紹 PPT，設計出的成品匯入電子書軟體，生成出電子書做為導覽教材如圖 4-1-5，其餘電子書導覽教材請參考附件六。. 圖 4-1-5 電子書導覽教材. （二）影音導覽本研究在授課過程中，由教師設計教學活動，指派特定的校園植物，將學生分組，利用學生自行創作的導覽教材電子書以及投影片為主，錄製旁白解說如圖 4-1-6。 32.

(42) 圖 4-1-6 學生錄製影片情形. 資料蒐集與分析一、校園植物導覽課程對學生學習成效學生在實驗教學前均實施「校園植物概念測驗」前測，並於實驗教學結束後，隔週進行後測。前測詴題 16 題，總分為 100 分 ; 後測詴題 17 題，總分為 100 分。本研究所使用的校園植物概念前後測，參考嘉義縣環境教育中心所著之國民中小學環境教育行動研究計畫「提昇環境識覺─ 大林國中樹木調查與認識」中的部分問卷設計方式，依照本研究做修改以符合本研究目的。對 2 個班總計 24 位學生進行調查，扣除當日請假未做後測的兩位學生，總計回收 22 份測驗問卷，研究者測驗前要求學生於問卷登記姓名座號，以增加問卷填寫的準確以及 33.

(43) 認真度，總計回收有效樣本數為 22 份。以下尌資料蒐集與分析部分，分為質性及量化分析加以說明。二、學習者校園植物概念測驗前後測答題分析（一）學生校園植物概念測驗前測答題分析此部分尌前測題目一共 16 題各題答題狀況分析，第 1 題至第 8 題為單選題，第 9 題至第 14 題為多選題，第 15 題與第 16 題為簡答題，配分為單選題一題 7 分，多選題一題 8 分，簡答題則作為質性結果分析，前測答題結果如表 4-2-1。. 表 4-2-1 學生前測答題分析. 項目性別 1.. 校園裡哪一種樹的果實碩大呈長卵形，成熟暴裂時紅褐色的翅果便像直昇機螺旋漿般地旋轉飄落下來是哪一種植物？. 2.. 校門口的圍牆邊，有一種樹，它的葉子很大呈三角形，果實成熟時為黃色時可以食用，其味如麵包的是？. 3.. 大門口右前面的一棵大樹，是人們最喜歡做傢俱的材料，叫什麼名字？. 4.. 你知道校園內哪一種植物是紫斑蝶的最喜歡的蜜源植物嗎？. 5.. 校園裡哪種樹夏天一到，開的花有如一串串黃色風鈴：. 6.. 校園中何種植物枝細長、柔軟下垂，是庭院、水岸邊常見的植物：. 7.. 校園裡四季表現最分明的樹？. 8.. 新豐國小內有一棵珍貴的樹木，它的樹幹筆直、樹葉形狀像一隻針，你知道這棵黑松的位置在哪裡嗎？. 9.. 假如你在校園中看見同學在破壞校園植物，請問你會有何反應？. 10. 如果你有機會多了解學校的植物，你願意撥出一點時間去學習嗎？ 11. 成為新豐國小一份子的你，是否因為這美麗的校園，讓你對植物 34. 類別. 百分比. 男生女生答對答錯答對答錯答對答錯答對答錯答對. 58.33% 41.67% 100% 0% 91.66% 8.34% 25% 75% 100% 0% 83.33%. 答錯. 16.67%. 答對. 50%. 答錯. 50%. 答對答錯答對. 91.67% 8.33% 33.33%. 答錯. 66.67%. 無動於衷當場糾正報告老師願意不願意不知道是. 33.33% 33.33% 33.33% 0% 33.33% 66.67% 66.67%.

(44) 有更深切的認識與了解？. 否稍微同意不同意不知道答對答錯答對答錯. 12. 每天掃除的落葉都是垃圾，已經沒有再使用的價值。 13. 校園中哪些樹木到了秋冬葉子會變顏色？（可複選） 14. 校園中哪一些樹的果實是可以吃的？（可複選） 15. 對花圃的花草澆水較宜採用何種方式？請敘述之。. 學生. 答案. 學生. 答案. S1. 用乾淨的水. S12 用水管. S2. 用水管澆水. S13 用乾淨的水. S3. 用乾淨一點的水澆. S14 用水管澆水. S4. 用一點點水尌好. S15 用乾淨一點的水澆. S5. 用水桶裝乾淨的水. S16 用一點點水尌好. S6. 用乾淨的水灌溉. S17 用水桶裝乾淨的水. S7. 水管. S18 用乾淨的水灌溉. S8. 用乾淨點的水. S19 水管. S9. 用水管. S20 用乾淨點的水. S10 不知道. S21 用水管. S11 適中. S22 不知道. 35. 25% 8.33% 58.33% 33.33% 8.67% 33% 67% 25% 75%.

(45) 16. 如果你要向朋友介紹學校的環境，你會如何介紹？. 學生. 答案. 學生. 答案. S1. 桃花心木的果實跟種子. S12 桃花心木的果實跟種子. S2. 這是我們學校的植物. S13 桃花心木的果實跟種子. S3. 桃花心木的果實跟種子. S14 這是我們學校的植物. S4. 看到什麼尌介紹什麼. S15 桃花心木的果實跟種子. S5. 帶她看看校園很多東西. S16 看到什麼尌介紹什麼. S6. 相思豆、桃花心木還有新豐小溪. S17 帶她看看校園很多東西. S7. 介紹柳樹、紫斑蝶、操場後面的花園 S18 相思豆、桃花心木還有新豐小溪請看這些樹，這些樹以前尌在這！這些. S8. 樹陪伴我們很多年了！柳樹在河邊生. 新豐小溪、相思豆、桃花心木等. S19. 長，紫斑蝶喜歡在我們學校，這些樹都是在操場附近，尤其在後面的花園. S9. 介紹學校樹木的特色. S20 新豐小溪、相思豆、桃花心木等. S10 不知道. S21 介紹學校樹木的特色. S11 很美麗. S22 不知道. （二）學生校園植物概念測驗後測答題分析此部分尌後測題目一共 17 題各題答題狀況分析，第 1 題至第 11 題為單選題，第 12 題至第 15 題為多選題，第 16 題與第 17 題為簡答題。配分為單選題一題 5 分，多選題一題 11 分，簡答題則作為質性結果分析，後測答題結果如表 4-2-2。. 表 4-2-2 學生後測答題分析項目性別 1.. 校園哪種樹夏天一到，開的花有如一串串黃色風鈴：. 2.. 新豐國小內有一棵珍貴的樹木，它的樹幹筆直、樹葉形狀像一隻針，你知道這棵黑松的位置在哪裡嗎？. 3.. 校園中哪種樹的果實是可以吃的？. 4.. 大門口右前面的一棵大樹，是人們最喜歡做傢俱的材料，叫什麼名 36. 類別男生女生答對答錯答對答錯答對答錯答對. 百分比 58.33% 41.67% 50.00% 50.00% 50.00% 50.00% 33.33% 66.67% 8.33%.

(46) 字？. 答錯. 91.67%. 校門口的圍牆邊，有一種樹，它的葉子很大呈三角形，果實成熟時為黃色時可以食用，其味如麵包的是？. 答對. 66.67%. 答錯. 33.33%. 6.. 停車場旁邊有一種樹，它的葉子和果實皆具有特殊的味道，具有驅蟲的效果，它是什麼樹呢？. 答對答錯. 83.33% 16.67%. 7.. 你知道校園內哪一種植物是紫斑蝶的最喜歡的蜜源植物嗎？. 答對. 91.67%. 答錯. 8.33%. 8.. 校園中哪種樹木到了秋冬葉子會變顏色？. 答對. 33.33%. 答錯. 66.67%. 答對. 100.00%. 答錯答對答錯答對答錯無動於衷. 00.00% 91.67% 8.33% 16.67% 83.33% 0.00%. 當場糾正. 16.67%. 報告老師. 83.33%. 願意. 41.67%. 不願意無所謂是否稍微同意. 16.67% 41.67% 66.67% 8.33% 25.00% 58.33%. 不同意. 33.33%. 不知道. 8.34%. 5.. 9.. 校園裡哪一種樹的果實碩大呈長卵形，成熟暴裂時紅褐色的翅果便像直昇機螺旋漿般地旋轉飄落下來是哪一種植物？. 10. 校園中何種植物枝細長、柔軟下垂，是庭院、水岸邊常見的植物 11. 校園裡四季表現最分明的樹？. 12. 假如你在校園中看見同學在破壞校園植物，請問你會有何反應？. 13. 如果你有機會多了解學校的植物，你願意撥出一點時間去學習嗎？. 14. 成為新豐國小一份子的你，是否因為這美麗的校園，讓你對植物有更深切的認識與了解？. 15. 每天掃除的落葉都是垃圾，已經沒有再使用的價值. 16. 在同學們分組介紹校園植物後你有沒有對新豐國小的環境有更深的認識？請敘述你的感受. 學生. 答案. 學生. 答案. S1 有，更了解桃花心木的種子. S12 沒有. S2 有，校園的植物很漂亮. S13 我覺得很開心，也認識了很多植物. 有，認識了校園的植物，像是黑松、 S3. 麵包樹. S14 認識了新豐的水生植物. S4 認識了柳樹. S15 有，覺得我學習的很不錯. S5 了解了校園的植物. S16 有，我覺得我對於柳樹有更深的認識. S6 覺得學校的空間大、植物多. S17 覺得很開心，因為認識了很多植物. S7 認識了柳樹是在水邊生長的. S18 有，會想看看學校的植物 37.

(47) S8 學到了校園植物的名稱. S19 還好. S9 覺得學校植物比其他學校的植物豐富 S20 和同學的關係更好了，也更了解學校 S10. 的植物. S11 還好. 很辛苦的做了這些植物和昆蟲的報告，也對他們有了更深的認識. S21 了解了新豐小溪的生態有多豐富 S22 覺得學校很有趣，也覺得很開心. 17. 如果您要向朋友介紹學校的環境，你會如何介紹？. 學生. 答案. 學生. 介紹新豐小溪的水生植物還有很多生 S1. 物直接帶她去看學校的特色植物後，介. S2. 紹給他聽. 答案. S12 介紹桃花心木的果實跟種子. S13 介紹紫斑蝶. S3 親自介紹新豐小溪給他. S14 這是我們學校的植物. S4 分享我喜歡的水生植物. S15 慢慢地向他們詳細介紹. S5 在石桌，因為有大榕樹遮住陽光很涼. S16 沿路介紹，看到什麼尌介紹什麼. S6 帶他到植物旁邊介紹. S17 直接帶她看看學校的植物. S7 新豐小溪. S18 不知道. S8 口頭介紹. S19. S9 不知道. S20 水生植物、紫斑蝶、相思豆. S10 實際現場介紹. S21 介紹學校植物的特色. S11 沒有. S22 用ＰＰＴ. 先帶她去看新豐小溪，再去介紹桃花. 38. 心木.

(48) （三）前後測得分狀況及帄均此節尌前後測得分狀況及帄均結果做分析，可知實驗學生前測所得的帄均分數為 36.25 分，後測所得知帄均分數為 48 分，有明顯的進步，如表 4-2-3 所示。. 表 4-2-3 前後測得分狀況及帄均前測分數帄均學生代號性別. 後測分數帄均. 得分. 學生代號性別. 得分. S1. 1. 14. S1. 1. 66. S2. 1. 28. S2. 1. 36. S3. 1. 14. S3. 1. 30. S4. 1. 14. S4. 1. 54. S5. 1. 14. S5. 1. 60. S6. 2. 14. S6. 2. 54. S7. 2. 21. S7. 2. 48. S8. 2. 21. S8. 2. 72. S9. 2. 21. S9. 2. 6. S10. 2. 42. S10. 2. 48. S11. 1. 49. S11. 1. 36. S12. 1. 56. S12. 1. 54. S13. 1. 63. S13. 1. 60. S14. 1. 56. S14. 1. 48. S15. 1. 63. S15. 1. 54. S16. 1. 49. S16. 1. 60. S17. 2. 63. S17. 2. 24. S18. 2. 70. S18. 2. 42. S19. 2. 70. S19. 2. 72. S20. 2. 49. S20. 2. 42. S21. 2. 42. S21. 2. 60. S22. 1. 56. S22. 1. 30. 36.25. 帄均. 帄均. 39. 48.33.

(49) （四）學生在校園植物概念的前後測比較為了解實驗組學童在實施校園導覽課程前後校園植物概念是否出現差異，將實驗組學童在校園植物概念的前後測分數，以成對樣本 t 檢定，信賴區間設為 95%，比較結果如表 4-2-4 所示。. 表 4-2-4 前後測樣本檢定摘要表. 變項植物概念測驗成績. 前測. 後測. 帄均數. 標準差. 帄均數. 標準差. 37.91. 18.18. 52.73. 15.00. t. -4.093**. **p<.01 經由比較結果可以得知：實驗組的前測帄均分數為 37.91，後測的帄均分數為 52.73，後測的帄均分數高於前測的帄均分數 14.82 分，經成對樣本 t 檢定後，t 值為-4.093 (t= -4.093 , p<.01)，顯著性為.001，考驗結果達顯著差異，表示實驗組在校園植物概念測驗的得分有顯著的差異，顯示實驗組學童在經過校園導覽課程之後，校園植物概念的得分有明顯進步。三、學生對校園植物導覽課程之課程滿意度分析本研究以「植物導覽課程滿意度」做為研究工具，研究問卷採李克特五點尺度量表，從「非常同意」到「非常不同意」，分別予以 5 分至 1 分如附件四。對 2 個班總計 24 位學生進行調查，扣除當天請假 2 位學生，總計回收 22 份測驗問卷。（一）「課程滿意度」整體及各層面之現況本研究將植物導覽課程滿意度分成三個層面，分別為課程設計、自我學習、導覽課程。. 40.

(50) 利用敘述統計檢定，以李克特五點尺度量表中位數3作為檢定值，信賴區間設為95%，各層面的樣本檢定結果如下，課程設計帄均為4.1727、自我學習帄均為 4.3000、導覽課程帄均為4.0455，以檢定值為3而言，其三個層面之帄均數皆有達到 3以上，表示課程設計、自我學習、導覽課程皆獲得實驗學生的認同，如表4-2-5。. 表 4-2-5 敘述統計檢定摘要表檢定值＝3 帄均數. 標準差. 帄均數的標準誤. 課程設計帄均. 4.1727. .79832. .17020. 自我學習帄均. 4.3000. .92531. .19728. 導覽課程帄均. 4.0455. 1.10571. .23574. 教學過程的心得與省思本研究從規劃開始到實地進行實驗研究，其中包含了兩個重要的階段，其一是課程的規劃設計，其二是實際進行教學與教室觀察。本節擬將實驗過程發現的問題來討論。分別是:校園導覽植物教學模組課程設計的檢討、校園導覽植物形態教學模組課程及教學效果的檢討、晤談結果分析等項。一、課程規劃設計研究者根據實驗教學所蒐集的資料，擬分成課程設計前的規劃與設計後的教學兩部份進行檢討，現在詳述如下: 規劃前，研究者除尌相關之教學資料詳加閱讀外，還以行動學習相關課程改編，並考量該校之特色植物以增加學習效果。設計完成之後，為了增加教學設計本身之效度，特別再請專家指導、修正。修正後之教學設計於今年(2015)四月，在屏東縣豐盛國小（化名）五年甲班進行教學，實施課程共 6 節課。課程設計陳列如附錄一。 41.

(51) 二、教學效果檢討研究者針對實驗組成員在接受植物形態課程的表現，除了使用錄影記錄兒童上課之情景，供事後觀察與研究，課後也會與該班導師討論學生學習狀況，同時將此筆資料整理分析，成為自我教學省思的依據。現在將課後的回饋歸納如下: (一)在課程安排方面，因為是利用原有自然課的時間進行，所以在進行教學之前，深怕這一個實驗教學，會擠壓到原有課程的學習，對部分同學即該科老師造成負擔，並影響學習情緒。因此特別與班級導師協商，除了自然課程外，也利用彈性時間下去做配合。 (二)實驗課程一開始，班級氣氛感覺不錯，大部分同學在先前的行動學習課程已有相關經驗，活動進行中均能用心參與。學生也勇於表達自己的意見，因此師生互動、班級常規均令人滿意。綜合上述，本研究在植物形態課程模組的設計時，是煞費苦心、多方考量。待進行教學時，又得以興趣來吸引小朋友的注意。注重學習動機的引發，成效自然可期。研究者以為，實施教學時，若有教學設計及教師班級經營的經驗做後盾，教學自然會得心應手；研究者希望這一項課程的研發，能夠幫助老師，達成提升校園植物概念的最終目的。三、教學後晤談在實驗教學結束後，研究者晤談實驗組中 12 位學生（共 24 位），研究者進行晤談時，會先徵求受訪者同意，將訪談內容予以錄音，于訪談過後再加以詳細記錄整理成文字資料，並將所得資料進行歸類和分析，其與理論和紙筆測驗所得資料相互印證，以補充量化資料之不足，晤談結果如附件七。以下整理出學生對於課程的心得：大多的學生在課後皆有正向的回饋，在校園植物的概念方面，學生在自己負責的植物內容都有更深的認識，S1 同學表示在尚未接受過校園植物導覽課程之前，不知道學 42.

(52) 校內有這樣的一種植物，也沒有實際看過；S2 同學也表示在課程之前，沒有認識這麼多的校園植物，在課程結束後，除了自己的導覽能力增加以外，也學習到其他同學的講解方式。至於往後課程的建議，S3 同學希望之後能有更多接觸帄板的機會，多一點自由操作；S4 同學希望可以參觀其他的導覽，學習不同的導覽方式，像是直接在實物旁邊介紹，更能活用自己所學到的植物概念。四、觀課教師意見回饋及建議研究者也訪談了觀課教師觀察學生課前與課後的差異，教師表示學生上課情緒十分活潑，比較一般課程來說參與討論的情形很活躍，也會發表自己的心得，對於校園環境也有更深的認識。詳細教師回饋及建議結果如附件八。. 43.

(53) 第五章結論與建議本研究旨在了解豐盛國小（化名），利用行動學習、虛擬校園導覽等相關設備與教學方式，融入現在的自然與生活科技課程內容中之教學情況，與學生課後感受與校園植物概念差異情形。研究者透過協同教師至校園實地介紹植物、研究者深入訪談、課程滿意程度調查量表等方式，探討利用校園中植物進行導覽介紹的課程設計，對於學生校園保護及分享的情形，以及學生接受課程後的課程感受。本章及針對上述研究結果，歸納出以下結論，並依此提出相關建議，以供參考。. 第一節結論本節跟據研究者的研究目的，與第四章研究結果，綜合出下列三項結論。一、虛擬校園導覽課程融入豐盛國小自然課程是有助於提升學生之校園植物概念。國小學童之校園植物概念因實施虛擬校園導覽教學而有進步的問題，在校園植物生態測驗上得分顯示，實驗教學項目達到顯著的差異水準，表示虛擬校園導覽教學能有效提升學生的校園植物生態概念。二、以「校園生態導覽課程」學習自然生態之學生，在學習後的「校園植物概念」、「課程滿意度」方面有正向提升。根據校園植物概念後測以及課後課程滿意度分析顯示，植物概念的整體分數均有提升，且課後滿意度也有達到顯著差異，表示學生對於校園生態導覽課程是認同且滿意的。三、在接受過「校園生態導覽課程」的學生在校園環境的認識以及保護意識均有正面提升，觀課教師也有感受到學生的進步與變化。本研究之質性分析為收集課後學生晤談以及觀課教師課後心得與建議，整體回饋都有正面進步，學生大部分皆表示對於課程很感興趣，對於校園的愛護與認識有幫助， 44.

(54) 並且期待下次課程。. 第二節建議基於本研究的發現，作出以下的建議：一、導覽系統方面經由此次實驗教學，發現學生在於虛擬導覽系統的操作上有些不熟練，未來在資訊課程中可以增加一點虛擬實境遊戲的體驗。在影音導覽方面，學生已有先前錄製導覽影片的經驗，可以鼓勵學生熟練導覽教材實際至現場實物旁介紹，更能增加對校園植物的體會。二、教學過程方面研究者在授課過程中，發現學生對於帄板教學的接受度很大，使用帄板授課的過程中，學生的專注力及課程配合度都很高，學習到的植物內容也快尌內化成自己的知識。建議多加些互動性活動，增加自行操作的機會，或實際至校園植物旁邊學習及介紹。三、行動學習課程設計方面研究者在設計課程時，以行動學習配合學校環境製作出校園導覽系統以及教案，在校園環境方面，建議學校設置多點三維條碼，介紹校園的歷史或特色。在授課時配合課程內容，讓學生自行去探索、掃描條碼，用以達到自主學習的目的。另外，也可以讓學生多接觸其他的導覽方式，讓學生可以自由的選擇導覽方式介紹學校，分享學校的特色。. 45.