學習引導策略與專注力程度對國小登革熱防治概念擴增實境遊戲學習成效之影響

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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：陳明溥博士. 學習引導策略與專注力程度對國小登革熱防治概念擴增實境遊戲學習成效之影響. 研究生：楊湘儀撰中華民國一百零二年七月.

(2) 摘要. 本研究旨在探討不同的學習引導策略(程序引導、問題引導)與學習者不同的專注程度(高專注力、低專注力)對國小四年級學生使用擴增實境遊戲學習登革熱防治相關概念的學習成效、登革熱防治概念學習態度與登革熱防治行為態度之影響。研究對象為國小四年級學生，共 112 人參與實驗教學。研究設計採因子設計之準實驗設計法，自變項包含學習引導策略與專注力程度，學習引導策略分為「程序引導策略」及「問題引導策略」兩種類型，專注力程度依據專注力量表之分數高低，分為「低專注力」及「高專注力」；依變項則包括登革熱防治概念學習成效、登革熱防治態度與行為意向和登革熱防治學習態度。研究結果依登革熱防治概念學習成效、登革熱防治態度與行為意向和登革熱防治學習態度三個面向，綜合歸納如下：(1)低專注力學習者使用程序引導策略比問題引導策略能提升知識理解表現，而高專注力學習者使用問題引導策略的知識理解表現優於低專注力學習者。同時，使用程序引導策略的學習者在知識應用表現優於使用問題引導策略；(2)程序引導策略及問題引導策略皆能保持學習者正向的防治態度與防治行為意向，其中高專注力學習者抱持較高的防治態度與行為意向；以及(3)程序引導策略比問題引導策略更能讓學習者對登革熱防治擴增實境遊戲教材在學習幫助度與學習滿意度持正面肯定態度，其中高專注力學習者抱持較高的學習態度。. 關鍵詞：學習引導策略、專注力、擴增實境遊戲、登革熱防治. i.

(3) Abstract Hsiang-Yi Yang The purpose of this study was to investigate the effects of learning guidance strategy and concentration on elementary students' performance in learning Dengue prevention. Participants were 112 fourth grade elementary students. The independent variables of this research were learning guidance strategy and concentration. The learning guidance strategies included procedural guidance and question guidance. Participants' concentration in learning Dengue prevention was identified as high concentration and low concentration. The dependent variables included learning performance, prevention attitude and prevention behavioral intention, and learning attitudes. The results revealed that (a) learners with low concentration using procedural guidance achieved better knowledge and understanding of learning performance than using question guidance; learners with high concentration using question guidance achieved better knowledge and understanding of learning performance than learners with low concentration using question guidance; learners using procedural guidance achieved better knowledge application of learning performance than learners using question guidance; (b) learning guidance strategies had positive impacts on learners' prevention attitude and prevention behavioral intention; learners with high concentration achieved more positive prevention attitude and prevention behavioral intention; and (c) learners using procedural guidance had more positive impacts on learning help and learning satisfaction; learners with high concentration achieved more positive learning attitude. Keyword: Dengue prevention, learning guidance, concentration, augmented reality game ii.

(4) 誌謝. 兩年的研究所時間，在資訊教育研究所以及 CSL 實驗室裡，從參與研究所事務、參加研討會、見識許多教授與研究者的知能的過程中，我學習到許多未曾體會的事情。其中，我最感謝的是這兩年間帶領我在資訊教育領域中求學問的陳明溥教授，老師對於研究專業與嚴謹的態度，讓我在學習研究設計到撰寫論文的期間，體驗到做研究的熱情與認真，非常感謝老師在這兩年的指導。也感謝口試委員游光昭教授與朱蕙君教授願意撥允時間審閱我的研究論文並給予寶貴的意見，讓我的研究論文能精益求精、盡善盡美。再者，我想感謝這兩年間陪我一起打拚的 CSL 夥伴們與朋友們，兩年的研究時光因為有你們，讓我在研讀文獻、尋找研究方向、進行實驗與撰寫論文時，能找到絕佳的討論對象與談心閒聊的放鬆時間，很感謝所有夥伴朋友的幫忙與協助！感謝佳燕學姊、郭老師、林老師和張組長的鼎力協助，讓我順利進行教學實驗；感謝勻佐學姊、敏慧學姊和經益學長，在與你們的交流討論間，讓我得到許多新的想法；感謝千榕、郁雯好友的陪伴，使我在台北求學的路上不孤單；特別感謝燕欣、映汝、偵益、承哲以及思汝、日薇、邦捷、嘉鴻，所有 CSL 的好夥伴協助我的實驗、討論研究想法與共度歡樂的 CSL 時光，讓我能夠順利完成研究工作。兩年間與你們一起度過的時光，讓我在這求學的路上感受到滿滿的溫暖！最後，獻給我最親愛的家人，很感謝你們的支持與陪伴，給予我精神上的鼓勵與物質上的協助，讓我能無後顧之憂的在台北讀書，並順利完成學業！在此，衷心地感謝所有給予我幫助的人，真的非常謝謝你們！. iii.

(5) 目錄附表目錄............................................................................................................................ vi 附圖目錄.......................................................................................................................... viii 第一章緒論........................................................................................................................1 第一節研究背景與動機................................................................................................1 第二節研究目的與待答問題........................................................................................5 第三節研究範圍與限制................................................................................................7 第四節重要名詞釋義..................................................................................................10 第二章文獻探討..............................................................................................................15 第一節登革熱防治......................................................................................................15 第二節學習引導策略..................................................................................................20 第三節學習專注力......................................................................................................25 第四節擴增實境學習..................................................................................................28 第三章研究方法..............................................................................................................33 第一節研究對象..........................................................................................................33 第二節研究設計..........................................................................................................35 第三節研究工具..........................................................................................................51 第四節資料處理與分析..............................................................................................56 第四章結果與討論..........................................................................................................61 第一節登革熱防治概念學習成效分析......................................................................61 第二節登革熱防治態度與行為意向分析..................................................................67 第三節學習態度分析..................................................................................................72 第五章結論與建議..........................................................................................................77 第一節結論..................................................................................................................77 第二節建議..................................................................................................................80 iv.

(6) 參考文獻 ........................................................................................................................... 83 附錄一. 登革熱防治概念先備知識測驗 ....................................................................... 93. 附錄二. 專注力量表 ....................................................................................................... 95. 附錄三. 登革熱防治概念學習成效測驗 ....................................................................... 97. 附錄四. 程序引導組學習單 ......................................................................................... 100. 附錄五. 問題引導組學習單 ......................................................................................... 113. 附錄六. 登革熱防治態度與行為意向問卷 ................................................................. 125. 附錄七. 學習態度量表 ................................................................................................. 126. v.

(7) 附表目錄表 2-1 登革熱 2013 年地區時間統計表 ..................................................................... 18 表 2-2 Gagne 的九個教學事件 .................................................................................... 20 表 2-3 學習引導設計之實徵研究 .............................................................................. 23 表 3-1 教學實驗之分組與各組人數分配表 .............................................................. 34 表 3-2 「撲殺登革熱」之主要概念、學習目標與認知層次分類表 ...................... 38 表 3-3 認知訓練模式 .................................................................................................. 40 表 3-4 撲殺登革熱遊戲學習活動內容規劃表 .......................................................... 41 表 3-5 學習活動應用學習引導策略之步驟 ............................................................... 46 表 3-6 登革熱防治概念先備知識測驗之測驗內容向度、題數分配及信度係數 .. 51 表 3-7 專注力量表之量表內容向度、題數分配及信度係數 .................................. 52 表 3-8 登革熱防治概念學習成效測驗之測驗內容向度、題數分配及信度係數 .. 53 表 3-9 登革熱防治態度與行為意向問卷之問卷內容向度、題數分配及信度係數 ............................................................................................................................... 54 表 3-10 登革熱防治學習態度量表之量表內容向度、題數分配及信度係數 ........ 55 表 4-1 各組對登革熱防治概念學習成效之平均數、標準差及人數 ...................... 62 表 4-2 登革熱防治概念知識理解、知識應用之共變量矩陣等式的 Box 檢定...... 63 表 4-3 登革熱防治概念知識理解、知識應用之多變量檢定 .................................. 63 表 4-4 各組對登革熱防治概念學習成效分項表現之二因子多變量變異數分析摘要 ............................................................................................................................... 64 表 4-5 各組對登革熱防治概念知識理解之單純主效果變異數分析摘要 ............... 65 表 4-6 登革熱防治概念學習成效分析結果摘要 ...................................................... 65 表 4-7 登革熱防治態度與行為意向之平均數、標準差及人數 .............................. 68 表 4-8 登革熱防治態度與行為意向之共變量矩陣等式的 Box 檢定...................... 69 表 4-9 登革熱防治態度與行為意向分項表現之多變量檢定 .................................. 69 vi.

(8) 表 4-10 各組對登革熱防治態度與行為意向表現之二因子多變量變異數分析摘要 ............................................................................................................................... 70 表 4-11 登革熱防治態度與行為意向分析結果摘要................................................. 70 表 4-12 學習態度之平均數、標準差及人數............................................................. 73 表 4-13 學習態度之共變量矩陣等式的 Box 檢定 ..................................................... 74 表 4-14 學習態度分項表現之多變量檢定.................................................................. 74 表 4-15 各組對學習態度分項表現之二因子多變量變異數分析摘要..................... 75 表 4-16 學習態度之分析結果摘要............................................................................. 76. vii.

(9) 附圖目錄圖 2-1 登革熱發病症狀 .............................................................................................. 16 圖 2-2 Milgram 等人提出的真實與虛擬之連續性 .................................................... 28 圖 3-1 學習引導策略與專注程度之研究設計架構圖 .............................................. 35 圖 3-2 登革熱防治概念知識架構圖 .......................................................................... 37 圖 3-3 Unity3D 遊戲引擎之開發介面圖 .................................................................... 38 圖 3-4 Autodesk 3ds Max 2012 之 3D 模型編輯介面圖 ............................................ 39 圖 3-5 故事背景：說明主要的學習目標，使學習者投入遊戲情境 ...................... 42 圖 3-6 學習者依照任務指引練習遊戲的基本操作 .................................................. 43 圖 3-7 學習者透過協助非玩家角色解決問題，體會清除孳生源的情境 .............. 43 圖 3-8 「撲殺登革熱」遊戲之學習活動流程圖 ...................................................... 44 圖 3-9 學習者進行「撲殺登革熱」遊戲學習活動 .................................................. 45 圖 3-10 登革熱入侵任務之程序引導學習單 ............................................................ 47 圖 3-11 登革熱入侵任務之問題引導學習單 ............................................................ 48 圖 3-12 登革熱入侵任務：尋找 NPC 取得學習任務訊息 ...................................... 49 圖 3-13 登革熱入侵任務：確認登革熱流行地區為熱帶與亞熱帶氣候區 ............ 49 圖 3-14 登革熱入侵任務：獲得重要資訊以協助學習者回答問題 ........................ 50 圖 3-15 登革熱防治概念分項學習成效表現分析流程圖 ........................................ 56 圖 3-16 登革熱防治態度與行為意向分項表現分析流程圖 ..................................... 58 圖 3-17 學習態度分項表現分析流程圖 .................................................................... 59 圖 4-1 學習引導策略與專注力程度對登革熱防治概念知識理解之交互作用圖 .. 64. viii.

(10) 第一章. 緒論. 本章針對本研究之研究背景進行說明，並闡述本研究之價值與目的，以及詳述研究範圍與限制，最後回歸至本研究主要探討之名詞並加以釋義與界定。. 第一節研究背景與動機教育部(2008)發布國民中小學九年一貫課程綱要健康與體育學習領域提到：健康教育的目標在於個體健康行為的實踐，包含生長、發展和群體健康等七個主題軸；其中，為了提升健康品質，讓個體藉由合適管道學習管理及改善健康狀態與疾病預防，並瞭解營造個體、社區與環境的健康，人與環境是互有關係的。而登革熱是一種「環境病」，好發地區主要集中在熱帶、亞熱帶等有埃及斑蚊和白線斑蚊分布的國家。依據世界衛生組織(World Health Organization, WHO) (2012) 的調查，最近幾十年登革熱的發病率在全球大幅上升的趨勢，約有占世界人口 40% 以上的人正面臨罹患登革熱的危險，其中約 70%集中在亞太地區，而且世界衛生組織估計每年世界上可能有五千萬至一億的登革熱感染病例。臺灣正位處於熱帶及亞熱帶氣候區，加上夏季期間的梅雨季節與颱風過境帶來豐沛雨量、臺灣人口的集中化，以及未清理的廢棄容器或廢棄空地易產生登革熱病媒蚊有利的生長環境，難以完全控制登革熱的傳播(高雄市政府，2011)，所以全年四季皆有登革熱感染病例的發生。登革熱只要環境中存有病媒蚊孳生源，就有登革熱流行的可能，因此，衛生署疾病管制局每年不斷地對臺灣人民或是前往其他熱帶或亞熱帶出國旅遊的旅客進行登革熱防治宣導，就是為了減少登革熱感染病例，因為登革熱的傳染很容易從個人轉變為整個社區都淪陷的情況。登革熱在臺灣流行情況，根據衛生署疾病管制局所統計之資料顯示在 2012 年的確定病例數多達 1483 起，今年截至 6 月 27 日止，共累計 66 例本土、87 例境外移入確定病例，總計 153 例確定病例。到目前為止，登革熱尚未研發出疫苗，因此衛生署疾病管制局只能向地方衛生主管機關、醫療單位或民眾提醒，平時應 1.

(11) 做好個人防護、維護居家環境和社區環境整潔減少病媒蚊孳生源的必要性與瞭解登革熱發病症狀可及早發現接受治療，以減少登革熱再傳播的可能。然而，目前校園內的登革熱防治宣傳方式多是配合學校行政處室的規劃利用網頁、影片或張貼宣傳海報對學生進行說明，缺乏有效的情境結合、練習或無法引起學生的學習興趣，流失學生對於健康概念與疾病防治訊息應有的注意力，而導致學生無法在日常生活中落實正確的登革熱防治態度和行為。根據《親子天下》在 2008 年所做的專注力調查結果顯示，有九成的中小學老師都認為學生的專注力不足，「睡眠不足」、「老師上課太枯燥」與「上課內容太難」則是主要的前三大原因；而且專注力調查也顯示學生們覺得遊戲、戲劇教學、多媒體教學以及動手做是可以讓他們專心上課的方式(許芳菊，2008；林玉珮，2010)。依據認知心理學的定義，「學習」是學習者主動進行的認知歷程，包含注意、知覺、理解及組織等。只有學習者主動專注的事物，才有可能受到中央系統進一步的處理，而「專注」是指個人可以專心且持續進行某項活動(林玉雯、黃台珠、劉嘉茹，2010)。若是在學習的過程中學生的專注力不足，可以說是學習的一大危機。對於學習者而言，干擾他們上課的原因也很單純：無法專心。Thorbrietz (2007) 認為當課堂中的教學無法刺激學習者的感官或立即滿足學習者的好奇感，學習者很難做到專心，而在這種狀況下，就算提供最好的教學資源，也無法幫助其智能與知識的發展。德國心理學者指出現代的學生從小就生活在過度刺激的環境，使他們很難從接收到的複雜訊息中選擇重要資訊或應該優先學習的順序，再加上現在多數的學校教育仍是依循著一套標準的學習教材與令人疲於學習的教育模式 (林玉珮，2010)。因此，在這不利於專心的氛圍中，教師教學方法的改變，重視、瞭解及提升學生的專注力，並提供有效的學習策略、方法與學習環境，應有助於改善學生的學習狀態，使學習者專心於學習過程並有效的應用所學。要如何引起學習者的學習興趣並進行適合的教學活動，對於課程或教學設計 2.

(12) 者而言是一大挑戰。隨著時代科技與學習者學習型態的改變，遊戲式學習被認為是可以用來提升學習者學習動機與學習成效的方式之一，透過有趣的方式來引起學習者的興趣，讓學習者在遊戲中主動地探索該學習的知識。學習者在遊戲中不只是獲得快樂而是更深入的獲得學習，如收集許多訊息並迅速做出決定、使用策略克服困難，或透過實際經驗或實驗了解複雜的系統(Prensky, 2003)，而且遊戲可以引發學習者挑戰新事物的好奇，有效地促進學習者習得知識的成長與正面的學習動機(Lopez-Morteo & Lo'pez, 2007; Morris, Randel, Wetzel, & Whitehill, 1992; Papastergiou, 2009)。擴增實境技術於教學應用上的優點是提供不同於以往教材的呈現，不只能讓學生沉浸其中，新奇的視覺效果及簡單直覺的互動性，能帶給學生更多學習樂趣，並提升學習動機與學習參與度(許純蓓，2010)。擴增實境遊戲的使用方面，Oda、 Lister、White 與 Feiner(2008)曾設計一款擴增實境遊戲，他們針對使用者的遊戲經驗調查，其結果是使用者多數享受於擴增實境的遊戲歷程，但是對於遊戲過程中操作問題或感官刺激的缺乏，仍為需要改善之問題。然而，不論是以何種技術發展之教育遊戲，以往的教育遊戲相關研究多是針對遊戲特質與娛樂性進行設計和探究，經常忽略了教材內容與學習策略整合於遊戲任務，所以較無法達成預定的學習目標(Egenfeldt-Nielsen, 2007; Sweetser & Wyeth, 2005)。有許多文獻皆強調使用教學策略與學習理論來設計教育遊戲以促進學習的重要性 (Charles, & McAlister, 2004; Egenfeldt-Nielsen, 2005; Garris, Ahler, & Driskell, 2002)。綜合以上論述，何種學習引導策略適合學習者使用擴增實境遊戲學習、學習者的專注力狀態對學習成效、防治態度與行為意象及學習態度的關係、擴增實境遊戲對學習成效和登革熱防治態度觀感會造成何種影響、學習者對於使用擴增實境遊戲學習的態度，皆是需要再深入探討的議題。因此，本研究將針對國小四年級學生於登革熱防治教學使用擴增實境遊戲的學習引導模式，探討學習引導策略和學習者自身的專注力程度對於登革熱防治概念的學習成效、學習態度、觀察和 3.

(13) 探索的興趣之情形。希冀學習者能透過使用擴增實境遊戲更沉浸於學習環境，並瞭解環境整潔與疾病防治的重要性。. 4.

(14) 第二節研究目的與待答問題本研究的目的在於探討不同的學習引導策略(程序引導、問題引導)與學習者的專注力程度(低專注力、高專注力)對四年級學習者登革熱防治概念的學習成效、登革熱防治態度與行為意向和學習態度之影響。期望透過學習引導策略促進學習者登革熱防治概念的學習成效、提升學習者對登革熱防治概念的學習態度，並將學習者的登革熱防治態度與行為轉為積極正向。本研究之研究目的與待答問題分述如下：. 壹、研究目的在學習過程中，提供適當的引導協助學習者進行知識組織、整合以提高學習成效，並將所學知識進而遷移到真實情境。若學習者於學習中容易分心，即便提供適合的學習策略，也可能無法產生學習效果。為了增加學習者在學習歷程中的專注力，藉由擴增實境技術的特點，將學習者無法藉由文字或圖片所體驗的情境、物體、抽象概念等呈現在學習者面前，進而搭配學習引導策略，讓學習者在學習成效表現能有所提升。因此，本研究之研究目的有三：一、探討學習引導策略(程序引導、問題引導)和專注力程度(低專注力、高專注力)對四年級學習者使用擴增實境遊戲學習於登革熱防治概念學習成效(知識理解、知識應用)之影響。二、探討學習引導策略(程序引導、問題引導)和專注力程度(低專注力、高專注力) 對四年級學習者使用擴增實境遊戲學習於登革熱防治態度與行為意向 (防治態度、防治行為)之影響。三、探討學習引導策略(程序引導、問題引導)和專注力程度(低專注力、高專注力) 對四年級學習者使用擴增實境遊戲學習於學習態度(學習價值、學習幫助度、學習滿意度)之影響。. 5.

(15) 貳、待答問題針對上述研究目的，提出待答問題如下：一、在使用擴增實境遊戲學習登革熱防治概念時，不同的學習引導策略(程序引導、問題引導)和專注力程度(低專注力、高專注力)對學習者的登革熱防治概念學習成效是否有所差異？二、在使用擴增實境遊戲學習登革熱防治概念時，不同的學習引導策略(程序引導、問題引導)和專注力程度(低專注力、高專注力)對學習者的登革熱防治態度與行為意向是否有影響？三、在使用擴增實境遊戲學習登革熱防治概念時，不同的學習引導策略(程序引導、問題引導)結合擴增實境遊戲和專注力程度(低專注力、高專注力) 對學習者在學習登革熱防治概念的學習態度(學習價值、學習幫助度、學習滿意度)是否有所差異？. 6.

(16) 第三節研究範圍與限制本研究為配合教學活動之設計與進行，對於研究對象、教學內容、教學時間與環境、學習方式和評量方式有以下之研究範圍與限制：. 壹、研究對象本研究之研究對象為國小四年級學生，本研究之參與者於三年級開始學習資訊教育課程，已具備基本的電腦操作技能，且多數的學習者也具備平板電腦的基本操作技能；並且在日常生活中有接觸過腸病毒、登革熱等常見傳染疾病相關知識，因此具備傳染病的名稱與宣導事項等基本概念。依據國民教育法之規定，國小階段實施常態編班，若學校依據學習者之能力實施分組學習或編班標準，則無法推論之，因此，本研究結果只能推論至類似的研究樣本。. 貳、學習內容本研究的教學內容為研究者自編織登革熱防治概念課程。教學範疇包含「登革熱的傳染源」、「登革熱的醫病」以及「登革熱的防治做法」等三個主要概念。因考量學習者的學習時間與學習程度，本研究之教學重點在於讓國小四年級的學生認識登革熱於日常生活的防治做法與相關基本概念，並瞭解如何應用於日常生活，對於其他校園常見傳染疾病的部分，則不做深入的探究與討論。. 參、教學時間與環境本研究為配合原班級的課程進度和教學時間，實驗時間總共三週，一週一節課，一節課 40 分鐘，共 120 分鐘，扣除登革熱防治概念先備知識測驗、專注力量表、登革熱防治概念學習成效測驗、登革熱防治態度與行為意向問卷和學習態度量表等施測時間，以及遊戲練習操作時間，學習者進行學習活動的總時間為 60 分鐘，與一般登革熱防治教案設計規劃一至二節課，約 40 至 80 分鐘，屬約略相 7.

(17) 等的教學時間。教學實驗地點也配合原班級之安排於電腦教室或一般教室，因平板電腦數量的限制，在教室中提供每班兩人一台平板電腦及教師授課使用的麥克風。由於未能長時間進行探究以及兩人合用一台平板電腦、非合作式學習的情況，學習者經由本實驗研究於短時間登革熱防治概念教學活動所獲得之學習成效和學習態度表現，在本研究之研究結果推論時須考量此差異，且不宜推論至合作式學習之學習表現。. 肆、學習方式本研究參與者之學校過去學習登革熱防治概念之方式為教師以講述方式融入社會領域課程，並輔以學校之衛生宣導，未運用過電腦遊戲或平板電腦學習過登革熱防治概念。本研究之教學實驗活動使用平板電腦的擴增實境遊戲，配合學習引導策略，以角色扮演的方式讓學習者在遊戲歷程中，透過與遊戲之非玩家角色(Non-player character)互動或是任務進行方式，習得登革熱防治概念。而研究中所使用之擴增實境遊戲採用單機、無連接網際網路的方式進行，由學習者依照自己的學習節奏進行遊戲學習任務，且有鑑於學習者對於平常遊玩之遊戲使用方式不同，因此本研究結果的解釋與類推，僅限於此類學習情境，不宜過度推論到其他類型之學習情境或不同年齡層的研究對象。. 伍、評量方式本研究中所使用的教學評量方式為測驗卷和自評量表兩種，皆以紙筆測驗的方式讓學習者填寫，與學習者平時測驗之方式相同。測驗卷用於「登革熱防治概念先備知識測驗」與「登革熱防治概念學習成效測驗」，兩個測驗為研究者自編與改編，測驗題目包含是非題與四選一之選擇題，唯「登革熱防治概念學習成效測驗」增加問答題以加強鑑別度。自評量表應用於「專注力量表」、「登革熱防治態度與行為意向問卷」和「學習態度量表」，三項量表及問卷皆為研究者改編， 8.

(18) 皆採李克特 5 點量表，每個題目皆有五個選項，1 代表非常不同意，2 代表不同意，3 代表部分同意，4 代表同意，5 代表非常同意，讓學習者圈選最適合自己意向或狀態之選項。由於本研究僅以紙筆測驗方式蒐集學習者之學習成效、防治態度與行為意向和學習態度之資料，因此無法過度推論至以實地觀察、實際動手練習等方式獲得之結果。. 9.

(19) 第四節重要名詞釋義本研究之重要名詞，分別說明如下：. 壹、擴增實境遊戲擴增實境遊戲(augmented reality game)是指透過在真實環境中加入虛擬物件，且真實與虛擬可以透過事先定義的互動行為進行互動，然後呈現在顯示器的畫面上的擴增實境技術，並結合數位遊戲應用於教育中，以引發學習動機，並改善學習成效。本研究之擴增實境遊戲係指研究者以擴增實境套裝軟體與遊戲引擎開發工具建置，結合遊戲式學習特點與擴增實境技術所發展、應用於平板電腦的一套教育遊戲，利用擴增實境具備的新穎性、簡單直覺等性質以及平板電腦的方便性來吸引學習者的注意力，讓學習者以角色扮演的遊戲方式，在遊戲中透過與非玩家角色互動、解決任務進行學習。在進行遊戲過程中，學習者必須要先了解遊戲背景、學習目標與代表自身的角色身分，將學習內容轉化為遊戲任務，再提供學習引導策略指引學習者於遊戲中進行學習，讓學習者透過擴增實境遊戲的任務解決與蒐集學習知識內容的歷程，來獲得登革熱防治概念並瞭解如何將登革熱防治概念應用於日常生活。. 貳、學習引導策略在學習的過程中，學習者總會遇到問題或是無法意識到學習的重點，為協助學習者進行學習，提供適時、適當的引導有其必要性和重要性(Alessie & Trollip, 2001)。本研究之教學實驗採用兩種學習引導策略配合擴增實境遊戲學習活動，分別為程序引導與問題引導。本研究之程序引導策略係參考程序鷹架的設計方式，一開始先給予學習者學習重點，並提供詳細的任務步驟指示，協助學習者蒐集資訊、練習與完成學習任務；問題引導策略則係參考 Delisle 的學習結構表，為協助學習者思考、建構自己的知識，並依據學習目標與學習需求修改結構，一開始先 10.

(20) 提供學習者任務背景描述與任務提示，讓學習者確定需要的學習資訊，透過任務提示決定任務進行的方式，尋找問題解答與完成學習任務。兩種學習引導策略最主要之差異在於：「程序引導策略組」直接提供學習者詳細的學習任務步驟，讓學習者依照步驟進行練習與應用；「問題引導策略組」則先向學習者說明學習任務情境與提出問題，讓學習者在解決任務的過程中，蒐集資訊並回答登革熱防治概念之提問。. 參、專注力程度專注力程度是指學習者對於自己在上課時的專注程度之感受。本研究之專注力量表改編自林玉雯、黃台珠與劉嘉茹(2010)之課堂專注力量表，並加以修改而成。原量表向度涵蓋容量、意識、選擇、移動、持續和強度六部分，本研究取整體表現以六面向之總體分數計算，本研究之「專注力量表」測量學習者在平時上課時的專注程度。專注力量表平均分數越高者代表專注力程度越高，反之，平均分數越低則表示專注力程度越低。為了區隔出專注力程度之高低組別差異，且研究樣本人數限制因素，學習者之專注力程度高低的區分準則如下：專注力量表平均分數位於所有學習者之前 47%，列為「高專注力組」；專注力量表平均分數位於所有學習者之後 47%，列為「低專注力組」。. 肆、登革熱防治概念學習成效登革熱防治概念學習成效泛指學習者對登革熱防治概念之學習理解與應用。本研究之學習成效係指經由教學實驗活動後學習者在登革熱防治概念的學習成效，測驗內容以登革熱防治概念為範圍，測驗面向依據認知能力層次分為「知識理解」和「知識應用」兩個面向。「知識理解」是指學習者能理解登革熱防治的基本概念，用以評量學習者在記憶與理解層次的認知能力；「知識應用」是指學習者有能力將登革熱防治概念應用於其他問題情境中，用以評量學習者在應用層 11.

(21) 次的認知能力。因此，本研究之登革熱防治概念學習成效是依據登革熱防治概念學習成效測驗進行評估，各項度所得分數越高，表示學習者在登革熱防治概念的學習表現越好，反之，所得分數越低則表示學習者在登革熱防治概念的學習表現越差。. 伍、登革熱防治態度與行為意向登革熱防治態度與行為意向是指學習者對登革熱防治的態度與行為意向的積極性。本研究之「登革熱防治態度與行為意向問卷」是在檢視學習者經過擴增實境遊戲學習活動後，對於登革熱防治的態度與行為意向。登革熱防治態度與行為意向問卷改編自廖烈雄(2008)之登革熱防治態度量表和登革熱防治行為表現量表，問卷涵蓋「防治態度」和「防治行為」兩個向度，分數評量採李克特 5 點量表。「防治態度」主要是在評量學習者經過擴增實境遊戲學習活動後，對登革熱防治態度的感受，「防治行為」則是在評量學習者經過擴增實境遊戲學習活動後，對登革熱防治行為的看法。問卷各向度之平均分數越高表示學習者對登革熱防治的態度與行為意向越積極，反之，平均分數越低則表示學習者對登革熱防治的態度與行為意向越消極。. 陸、學習態度本研究之「學習態度」是指學習者經過擴增實境遊戲學習活動後對於整體課程之感受與看法。學習態度量表改編自韓宜娣(2011)的學習態度量表，並加以修改而成，分數評量採李克特 5 點量表。原量表涵蓋「學習動機」、「學習教材幫助度」和「學習教材滿意度」三個向度，本研究修改為「學習價值」、「學習幫助度」和「學習滿意度」。「學習價值」係指學習者認為整個學習課程所教導的知識對於自身是否有價值；「學習幫助度」係指學習者對於擴增實境遊戲學習活動之教材對於學習的幫助性看法；「學習滿意度」係指學習者對於整個擴增實境 12.

(22) 遊戲學習活動，自身學習成果的滿意程度。量表各個向度之平均分數越高表示學習者的學習態度越積極，反之，平均分數越低則表示學習者的學習態度越消極。. 13.

(23)

(24) 第二章. 文獻探討. 本研究旨在探討不同學習引導策略(程序引導、問題引導)與學習者的專注力程度(低專注力、高專注力)對國小四年級登革熱防治概念的學習成效、登革熱防治態度與行為意象和學習態度之影響。本章先剖析登革熱防治的重要，再探討學習引導策略的教學設計與學習專注力對學習者的學習成效之影響，並探究擴增實境技術在教育相關領域的應用。以下分別就「登革熱防治」、「學習引導策略」、「學習專注力」及「擴增實境學習」相關文獻進行歸納與整理。. 第一節登革熱防治本節就登革熱疾病與防治意義進行探討，了解登革熱防治的重要性，再進一步針對現在的登革熱防治宣導狀況進行探討。. 壹、登革熱疾病登革熱是一種類似流感的疾病，會影響嬰兒、幼童和成人；症狀的範圍包括從輕度發熱到使人喪失能力的高熱，並伴有嚴重頭痛、眼球後疼痛、肌肉和關節痛以及出疹。目前尚無針對登革熱的有效疫苗或藥物(WHO, 2012)。根據世界衛生組織(2012)的資料顯示一般所談的登革熱，通常是指典型登革熱(classic dengue fever)，可能會出現突發性的高燒(≧38℃)或是頭痛、後眼窩痛、肌肉痛、關節痛及出疹等現象；但自 1953 年開始出現在東南亞各地的第二種登革熱，稱為登革出血熱(dengue hemorrhagic fever, DHF)，主要出現於 3 至 10 歲兒童間，症狀比典型登革熱再嚴重，伴隨著出血狀況且若無及時就醫，死亡機率高達 50%；若登革熱症狀嚴重到導致休克的登革熱症狀，稱為登革休克症候群 (dengue shock syndrome, DSS)，或是續發性登革熱(secondary dengue)，如圖 2-1 所示。. 15.

(25) 圖 2-1 登革熱發病症狀資料來源：行政院衛生署疾病管制局 (2013) 。取自 http://www.cdc.gov.tw/diseaseinfo.aspx?treeid=8d54c504e820735b&nowtreeid=dec84 a2f0c6fac5b&tid=77BFF3D4F9CB7982. 登革熱的傳播方式是透過病媒蚊叮咬患有登革熱的病患後，再叮咬健康人將登革病毒帶到健康人體內，以此循環不停地傳染，而健康人自被叮咬後 3 至 8 天，最長可達 14 天的潛伏期後才開始發病。根據疾病管制局(2013)指出臺灣主要傳播登革熱的病媒蚊有兩種：埃及斑蚊和白線斑蚊，牠們的特徵都是身體黑色、腳上有白斑。唯一的差異是埃及斑蚊的胸部兩側有一對似七弦琴的縱線和中間一對的黃色縱線，白線斑蚊則是中胸楯板部位，有一條白色且明顯的縱紋。而且一隻斑紋如果叮咬了登革熱病患後，只要體內帶有登革病毒，則終生具有傳染病毒的能力。雖然，一般會叮人的蚊子壽命約為一個月左右，但若是在一個月期間，蚊子輪流叮咬健康人，登革熱的傳染範圍就會越來越廣，更加難以防範與管控疾病的傳染，因此，進行登革熱防治的工作是有其重要性。. 16.

(26) 貳、登革熱的防治意義登革熱是一種「社區病」、「環境病」，只要環境中存在適當的孳生源，就有流行的可能。即使是一個被任意丟棄的空杯、空罐都可能是孳生源，更遑論目前仍有為數不少的空地、空戶或廢棄的工廠等建物，更是病媒蚊孳生的溫床。即便登革熱病例趨緩，民眾認為防治工作已經發揮效用，但若輕忽登革熱防治工作的進行，一旦病媒蚊繁殖的時機合適，登革熱可能又會引起大流行，如民國九十六年在大台南的登革熱流行，累計病例共達一千七百九十六。隨著夏日的來臨，氣溫上升、降雨機率增加，台灣開始進入本土登革熱流行期，根據疾病管制局(2013)的統計資料顯示台灣各地區皆有確定病例出現，如表 2-1 登革熱統計表所示，目前以高屏區(高雄市、屏東縣、澎湖縣)出現病例最多，再者是台北區(台北市、基隆市、新北市、宜蘭縣、金門縣、連江縣)與南區(台南市、嘉義市、雲林縣、嘉義縣)。為避免如屏東縣出現的登革熱地緣性群聚現象，疾病管制局強調登革熱防治工作僅靠政府作為是不夠的，需要民眾協助配合整理周邊環境，依傳染病防治法(2013)第 25 條，管理人或使用人應依地方主管機關之通知或公告後，應主動清除病媒蚊孳生源，如經查獲未主動清除者，可依同法第 70 條，處新台幣 3,000 至 15,000 元罰鍰。所以民眾應主動檢視住家內外環境，徹底清除病媒蚊孳生源，回收處理不需要之容器，以降低社區病媒蚊之密度、減少登革病毒傳播的風險，保護自己及同住家人及朋友的健康。綜合以上所述，登革熱防治工作，絕非單一機關、組織或單位就能獨挑大樑，衛生、環保、民政、教育、地政、建管等單位都是不可或缺的防疫夥伴(登革熱防治工作指引，2011)。因此，在各層級的學校中透過衛教宣導與教育，使學童從小開始注意環境整潔與疾病防治就顯得相當重要。. 17.

(27) 表 2-1 登革熱 2013 年地區時間統計表縣市名稱台北市基隆市新北市宜蘭縣金門縣連江縣台北區合計新竹市桃園縣新竹縣苗栗縣北區合計台中市彰化縣南投縣中區合計台南市嘉義市雲林縣嘉義縣南區合計高雄市屏東縣澎湖縣高屏區合計花蓮縣台東縣東區合計合計. 1月 5 0 1 0 0 0 6 0 0 1 0 1 1 0 1 2 12 0 0 0 12 8 0 0 8 0 0 0 29. 2月 4 0 1 0 0 0 5 0 2 0 1 3 1 0 1 2 4 0 0 1 5 3 0 1 4 0 0 0 19. 3月 4 0 4 0 0 0 8 1 4 0 0 5 2 1 2 5 0 0 1 1 2 2 0 0 2 0 0 0 22. 4月 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 2 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 10 0 11 0 0 0 15. 5月 1 0 1 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 20 0 21 1 0 1 26. 6月 1 0 6 0 0 0 7 0 3 2 1 6 1 1 0 2 0 0 1 0 1 2 14 0 16 0 0 0 32. 合計 15 0 13 0 0 0 28 1 10 4 2 17 6 3 4 13 17 0 3 2 22 17 44 1 62 1 0 1 143. 資料來源：衛生署疾病管制局(2013)。傳染病統計資料查詢系統(報表)。線上檢索日期：2013 年 6 月 27 日。取自 http://nidss.cdc.gov.tw/NIDSS_Report.aspx?dt=2&dc=1&disease=061&d=3&i=1&s=determined_cnt&RK=W. 參、登革熱防治教育現況關於登革熱防治的教育宣傳，疾病管制局為了增加民眾對於登革熱的認識，除了建置專門的傳染病數位學習網頁，也與其他單位合作發行與登革熱防治相關的宣傳物，如與臺灣布袋戲之戲劇團隊合作拍攝登革熱防治宣傳短片和海報、高雄市科學工藝博物館合作開發傳染病防疫遊戲等，試圖將防疫的概念透過各種媒體管道，讓各年齡層的民眾都能瞭解傳染病防疫的重要。然而，在學校教育中，現行的教科書在自然與生活科技領域的昆蟲相關單元所提到與蚊子相關的部分並不多，以及在健康與體育領域亦少有完整的課程單元介紹登革熱疾病，因此， 18.

(28) 在學校裡的登革熱防治相關宣傳與教育，多是以融入其他課程、與日常清掃工作結合或是配合防疫單位發佈的公文或書面宣傳單，在班會或朝會時間進行宣導，或是學校處室請科任教師設計簡短的彈性課程，在彈性課程的時間向學生進行登革熱防治的認知教育。綜合上述，截至目前登革熱防治的工作仍然持續進行，雖然有各類型的多媒體宣導品的產生，但是多數的疾病防治遊戲仍是以問答形式讓學習者獲取分數為目標，較缺乏適合的教學或學習策略來幫助學習者瞭解登革熱防治工作與登革熱防治的重要性。因此，本研究期望透過擴增實境遊戲的環境配合學習引導策略，以增加學習者在登革熱防治概念的學習成效與落實到日常生活中的效用。. 19.

(29) 第二節學習引導策略在學習的過程中，提供學習者學習引導，協助學習者將知識內容以系統化的方式編碼到長期記憶中(Gagné, 1985)，增強學習者的學習表現。以下就學習引導的意涵、學習引導對學習之影響分別進行探討。. 壹、學習引導的意涵 Gagné (1985)在學習條件論中提到九個教學事件，如表 2-2 所示，其中第五個教學事件為提供學習引導(provide learning guidance)，意指為了幫助學習者將接受的資訊編碼至長期記憶，需要提供伴隨著新內容呈現的額外引導，而引導策略包含使用實例、無實例、案例研究、圖像呈現、類比等方式。Alessie 與 Trollip (2001) 亦提到促進學習的教學活動應要富有創造力且善用環境，然而，要促進學習要選擇適當的方式，因此，他們認為有效的教學活動應包括教材呈現 (presenting information)、引導學習者(guiding the learner)、練習(practicing)和學習成效的評估 (assessing learning)四個階段。. 表2-2 Gagne的九個教學事件教學事件內在歷程 1. 引起注意接受刺激 2. 告知學習目標建立學習的期待 3. 刺激回憶先前的學習提取與活化工作記憶 4. 呈現學習內容選擇接受的內容 5. 提供學習引導語義性編碼至長期記憶 6. 引起表現反應問題 7. 提供回饋強化正確的表現 8. 評量表現提取和強化學習內容作為最後的評量 9. 增強保留和遷移提取學習技能並類化至新的情境資料來源：修改自 The conditions of learning and theory of instruction (p.246), by R. M. Gagné, 1985, New York, N. Y.: Holt, Rinehart and Winston.. 在教學上，引導(guidance)是指學習者尚未學習到如何解決問題或是完成動作演示，提供學習者準確和完整的程序資訊或相關的陳述性知識，讓學習者能夠學. 20.

(30) 習到如何完成學習任務和解決問題。引導也讓學習者透過練習展示的問題解決步驟，瞭解問題解決步驟的應用環境並從練習中獲得支持與回饋(Clark, 2009)。Clark (2009)認為引導的方式必須包含三個要素，分別說明如下：. 一、引導必須提供有關如何(決策和行動)、何時(情境條件)完成任務或解決問題的準確、完整的示範。多數的教與學任務與解決複雜問題需要大量特定任務或問題內化、自動化過程的知識理解來支持學習者有意識的處理過程。但是由於我們大腦的工作記憶有限，且工作記憶很可能是在心理歷程中支持問題解決和學習的無意識與自動化的部分 (Cowen, 2001; Clark & Elen, 2006; Feldon, 2007)。另外一種解釋是在解決複雜問題的歷程中，專家基本上沒有意識到他們是如何解決問題的，主要是因為專業自動化和無意識的執行(Clark & Elen, 2006; Clark, Feldon, van Merriënboer, Yates, & Early, 2007)。因此，對於一般學習者而言，引導需要提供詳細完整的示範步驟，來協助學習複雜問題或任務。. 二、當進行知識遷移時，引導需要提供讓學習者進行各種練習或陳述性知識以適應在新環境處理問題的過程。所有的學習任務都有不同的問題條件，也與真實世界遇到的問題條件不同，例如問題發生的情境、問題的解決方法等等，增加學習者的練習機會能讓學習者在經驗中整理或摘要出一般性的原則(van Merriënboer & Kirschner, 2007)。多樣或多變的練習作法推測能讓學習者在多種環境中應用所學，以增加遷移條件和適應性(Salomon & Perkins, 1989)。. 三、引導需要強制學習者應用或練習程序步驟，並伴隨著在任務間和任務後的立即改正性回饋，使學習者在遇到類似問題時能遷移到其他情境。 21.

(31) 在實際練習的問題與任務必須是在教學後可能被解決的代表性問題和任務。因為大部分遷移的環境要求的是問題解決的工作表現而非再次呈現事實，所以練習需遵循固定程序的範例和解決問題或完成任務程序的應用機會。而改正性回饋在練習的過程中，不論學習者的表現是否有錯誤都必須提供足夠的數量，以避免學習者在練習、應用過程中學習到錯誤。. 學習引導依照不同程度的明確性、直接性的指示，分為高度引導與低度引導 (Kuhn & Dean, 2005; Matlen & Klahr, 2010; Matlen & Klahr, 2013)。高度引導是提供較詳細、明確形式的指示，例如演練範例或直接引導，直接引導被定義為在學習以及學習策略支援提供學習者完整解釋概念和程序的資訊，以符合人類的認知結構(Kirschner, Sweller, & Clark, 2006)。低度引導的應用或教學法則有許多種類，例如發現式學習(discovery learning)、問題導向學習(problem-based learning)、探索式學習 (inquiry learning) 、體驗式學習 (experiential learning) 和建構式學習 (constructivist learning)。部分研究者認為高度引導可以提供新手學習者特定學科知識的概念和程序步驟，使他們能有快速且顯著的學習成效和遷移(Chen & Klahr, 1999; Klahr & Nigam, 2004; Mayer, 2004)，另外則有部分研究者認為學習者在高度引導中是被動的角色，只有產生短期記憶的知識而無法真正遷移到遠程或真實的情境；低度引導能促使學習者主動發現或建構知識，進而帶來有意義的理解、長期的保留與遷移(Dean & Kuhn, 2007; Schwartz, Chase, Oppezzo, & Chin, 2011)。. 貳、學習引導對學習成效之影響認知負荷理論認為從一開始就要提供學生學習的優化，因為工作記憶的侷限，新手會需要高度引導，以改善他們在認知處理時所需的要求，提供解決問題的詳細步驟案例，讓新手獲得專業知識，並學會或瞭解更多解決非結構化問題的方式 22.

(32) (Kalyuga, Chandler, Tuovinen, & Sweller, 2001; Kalyuga & Sweller, 2004)；然而，當學習者已經獲得專業知識，低度引導被認為是最有利的，因為它減少輸出冗餘的信息量。多數研究結果顯示，高度的教學引導相較於基於建構式的低度引導比較適合使用在初級學習者成長為中級學習者的期間。部分研究表示低度引導對於初級學習者的效果較差，尤其是學生產生誤解或掌握不完整、雜亂無章的知識，低度引導反而會產生負面影響；但是當學生具有較為豐富的先備知識，也經常發現低度引導與高度引導同樣對增加學習者的學習表現有效。Iserbyt、Elen 與 Behets (2010)的研究結果亦認為高度教學引導於一般情況下，在提高學生所學習之技能保留部分表現比低度引導或無引導的學習者較好，因為低度引導或無引導的學習者在學習過程中有許多必須自己做出決策的思考，可能使學習者產生較高的認知負荷。表 2-3 就學習引導設計之實徵研究進行整理，並簡述研究結果，以了解相關研究在學習引導對學習成效之發現。. 表 2-3 學習引導設計之實徵研究研究者. 研究對象. 研究主題. Kalyuga、Chandler 與 Sweller (2001). 成人. 工業設計. Moreno (2004). 大學學生. 心理學導論. Klahr 與 Nigam (2004). 3~4 年級. CVS 科學實. 學習者. 驗. 研究結果 1. 進行複雜任務時，使用演練範例有助於新手學習者提升學習表現。 2. 當學習者經驗較豐富，提供較低引導的探索方式較能有助於學習者深入學習。 1. 引導式發現學習能讓學生學得更加深入。 2. 引導式發現學習較能激勵低先備知識學習者。 1. 透過直接引導或發現式學習，學習者皆能將學習內容遷移到新的情境。 2. 使用直接引導的學習者在學習成效上並沒有與使用發現學習之學習者有顯著差異。. 資料來源：研究者自行整理. Kalyuga、Chandler 與 Sweller (2001)運用不同程度的教學引導方式：演練範例與探索方式，讓製造業工廠員工進行電路設計的培訓課程。演練範例提供詳細的設計說明與進行步驟，探索方式則提供設計說明來進行較低程度的引導。研究結果發現在進行複雜任務時，使用演練範例學習者的表現較好，使用探索方式的 23.

(33) 學習者在探索過程中產生額外的認知負荷導致表現效能降低，但是在經過更多的訓練後，演練範例學習者原先的優勢減少，探索方式的學習者表現出更高的學習成效。本篇研究建議在提供教學引導的策略時，應考量學習者的學習經驗，以選擇較適合的學習環境。 Moreno (2004)以發現式學習為架構，運用引導式的解釋性回饋與單純的糾正性回饋進行心理學緒論的教學。解釋性回饋的程序包含(1)要求學習者選擇適合的問題答案；(2)提供學習者選擇的正確性回饋；(3)給予學習者選擇答案之正確或錯誤的詳細解釋；(4)向學習者顯示正確的答案並繼續向下進行，而糾正性回饋則不包含第三點。研究結果顯示，在發現式學習環境中使用引導式的解釋性回饋可以幫助新手學習者建構知識，並減少額外的認知負荷，且引導式的解釋性回饋比無引導的糾正性回饋更能促使低先備知識的學習者在學習過程中依靠自己的能力學習，進而產生正向的激勵與學習動機。 Klahr 與 Nigam (2004) 採用直接引導與發現式學習進行變項控制策略 (control-of-variables strategy, CVS)的科學實驗教學。在直接引導的模式中，教師提供不同的範例與實驗所要關注的 CVS 問題來引導學習者反思並給予學習者回饋，而在發現式學習中，教師給予同樣的變數實驗問題，但是並沒有給予 CVS 的指導和回饋。研究結果顯示直接引導組的學習者在 CVS 分數表現比發現式學習組的學習者有更大幅度的成長；在學習路徑與遷移方面，直接引導和發現式學習兩組的學習者表現相當，而在表現出更豐富、正確的科學判斷時，直接引導組比發現式學習組有更高比例的學習者達到 CVS 專精。綜合以上所述，提供不同程度的學習引導策略對於學習者的學習成效皆有幫助，但也要注意學習者所具備的先備知識程度，已設計出適合學習者的學習策略或學習環境。因此，本研究採用以提供詳細程序步驟的程序引導，以及提供問題提問探索的問題引導，期望透過這兩種學習引導策略能有效提升學習者在登革熱防治概念的學習表現和學習態度。 24.

(34) 第三節學習專注力思考的歷程最開始是一般的注意，當進入到專注狀態時，才能使大腦處理內容，並透過重複幾次的過濾，使學習到的內容進入長期記憶。本節就專注力的意涵與專注力對學習之影響分別進行探討。. 壹、專注力的意涵認知心理學認為學習是學習者主動進行的認知歷程，包含內部的注意(知覺)、理解及組織等複雜的過程，而且訊息處理模式中也提到當個體對於環境中的刺激有知覺時，才會將訊息轉存入工作記憶或長期記憶(林玉雯等人，2010；葉玉珠等人，2010)。因此，只有學習者主動注意到該資訊，才能進一步將資訊記憶下來。從生理學的角度來看，專注力並不是在大腦的特定區域，而是分布在廣泛的神經元網絡中，大腦裡的運作透過傳遞物質喚醒與學習相關的腦部區域，提升知覺、組織負責訊息傳遞的神經元網絡，並在腦中釋放出專注的必要物質，使我們的一般性注意轉移成選擇性注意，讓我們能夠專心在我們所選擇要注意的特定事物。專注有助於學習者提高學習和理解的記憶，並協助學習者集中在學習任務、活動或學習目標，使學習歷程更有效率。學習者在教室環境中的專注力，林玉雯等人將其分為專注強度、專注選擇性、專注容量、專注持續力、專注移動、專注意識狀態六個關鍵面向，各面向分述如下：一、專注強度：學生於上課時，對上課學習內容的專注狀態，應具有學習動機並能參與教室內師生的互動。二、專注選擇性：學生於上課時，對於外在環境及個人內在刺激，能有最佳選擇控制的能力，進而增進學習成效。三、專注容量：學生於上課時，能同時接納和理解多種課程表徵刺激，並兼顧師生教學的互動。四、專注持續力：學生於上課時，對於應該學習的每個概念都能集中注意力，並維持專注學習的狀態。 25.

(35) 五、專注移動：學生能理解重要的概念，並兼顧概念內容與概念之間的關聯性，最後趨向教師所設定的學習目標。六、專注意識狀態：學習者能夠監控自身內在的思考與感覺，對於學習的疑惑能在短時間內積極尋求理解。由前面的敘述可以得知，學習者在課室中的專注力是由多個面向所決定的，因此，在設計教學課程時，教師要能夠充分針對這些面向來影響學習者在學習中的專注狀態，讓學習者能夠在學習的歷程中保持專注，進而將學習到的知識從短期記憶儲存到長期記憶，提升學習成效。. 貳、專注力相關之應用根據研究表示專注力包含了：認知、聚焦、計畫三個層次，專注力的第一個功能，就像漏斗一樣，可以將雜訊排除，將有用的訊息篩選進入腦部。接著將焦點放在設定的目標，第三步則是投入腦力資源朝設定目標執行。有了專注力，才能有效學習，並將需要的訊息轉為長期記憶，發揮思考、創造的潛能(許芳菊， 2008)。. 一、專注力之相關實徵研究 Young、Robinson 與 Alberts (2009)針對人因工程學的大學學生進行注意力削弱與學習成效之分析，其研究結果顯示，學習者在傳統的注入式教學中注意力會隨著時間漸漸削弱，而在引入新的教學模式，注意力削弱的情形呈現短暫減緩，其中以提供團體討論時間的課程能讓學生將注意力轉回課程，並專心與其他同學討論，給予學習者互動、參與的學習，進而提高主動學習的機會。因此，為了幫助學習者保持專注和促進更深的學習，應在講述的教學中加入替代方式，如小型講座、案例研究、影片觀察或團體討論等方式，避免學習者的注意力隨著時間逐漸削弱。顏永森、胡學誠與柯天盛(2011)運用數位教材讓四年級學習者學習數學面積計算。數位教材的內容提供高互動性與低互動性兩種，高互動性的數位教材能讓學習者搬移、翻轉或重組圖形等操作以及同面積轉換的過程，低互動性的數位教材則僅提供文字與圖片的說明，讓學習者瀏覽使用並無法操控圖形。研究結果顯示有較高注意力集中的學習者之學習成效比低注意力的學習者之學習成效好，且 26.

(36) 數位教材的互動性程度會吸引學習者不同程度的注意力，進而產生不同學習成效的影響。因此，本研究建議數位教材的設計者能夠以高互動性的教材內容，提升學習者的注意力、增加對學習成效的影響。. 二、專注力對學習之影響學習者在學習過程中，為了針對問題之解決做出反應，必須集中精神、專注於問題解決歷程，以避免出現決策錯誤的情況而導致失敗(Cooper, 1998)。專注力或注意力較差的學習者除了影響他們吸收知識與完成任務的能力，他們可能在課堂中感到不安或煩躁，出現不被教學者所喜愛的行為並造成其他學習者的麻煩，而導致學習者喪失自尊或學習動機、專注力技能無法成長，最後形成惡性循環 (Aderson, 2012)。Thorbrietz (2007)提到當學習者學會聚集注意力、忽略干擾因素，即達到專注狀態，才能將潛能發揮在知能、知識與創造力，而注意力是掌握學習成效的關鍵因素，能夠集中注意力就能在較短的時間內吸收知識，也更容易掌握到學習要領，讓學習成效事半功倍。當學習者能夠專注或專心在對自己有益處的思考並排除雜訊，對於成功的學習是有幫助的(Dumont, 2006)。 Rytkönen、Parpala、Lindblom-Ylänne、Virtanen 與 Postareff (2012)的研究結果發現，在專注力、動機、時間管理部分感到困難的學習者認為這些問題阻撓了他們的學習，因此，在學習表現、組織管理學習狀態上比起沒有這些問題的學習者表現來得低落。Corno (1993)認為專注力的不集中或是分心，對於學習動機普通的學習者將在學習上耗費更多的時間，而專注力的集中對於學習動機普通或具有高學習策略知識的學習者在發展認知能力與增加學習成效是有幫助的。綜上所述，在教學活動中若能提升學生的專注力，並提供有效的教學策略與環境，引導學習者在現有的知識架構下思考、建立新知識(Yip, 2004)，將有可能改善其學習成效。因此，本研究欲探討高低專注力在不同學習引導策略學習環境下對學習者登革熱防治概念學習表現是否能產生正向之影響，並探討高低專注力對學習者之登革熱防治概念學習態度是否產生不同影響。. 27.

(37) 第四節擴增實境學習擴增實境(augmented reality, AR)是近年來新興的一種技術，將數位或電腦所產生的訊息，無論是圖像、聲音、影像或是觸摸、觸覺等，疊加到實時的環境(Kipper & Rampolla, 2013)，應用的範圍相當廣泛，例如醫療、軍事、娛樂、教育、維修應用等。本節就擴增實境的定義，延伸至擴增實境遊戲於教育領域之應用與擴增實境技術對學習之影響分別進行探討。. 壹、擴增實境科技的定義根據 Milgram、Takemura、Utsumi 與 Kishino (1994)提出的「真實與虛擬之連續性」，如圖 2-3 所示，擴增實境介於虛擬環境(virtual environment)與真實環境(real environment)之間，但較偏向真實。Azuma (1997)則認為擴增實境是虛擬環境的變化。. 圖 2-2 Milgram 等人提出的真實與虛擬之連續性. 現今最常見用來增強五感的擴增實境技術是應用於視覺部分，而擴增實境技術與虛擬實境技術在增加感官刺激不同的是，擴增實境的使用者可以看見真實的世界，因為虛擬的資訊是重疊或合成在現實環境上，能夠增強與真實世界的互動經驗；虛擬實境的使用者則無法看見真實的世界，在人工合成世界中得到的經驗不容易和真實世界產生連結。從技術面來說，擴增實境是指非經由裸眼所看見的，而是必須仰賴顯示器呈現，例如使用頭戴式顯示器、電腦螢幕或手持裝置螢幕來看見疊加在現實情境的虛擬物件(Cawood & Fiala, 2008; Milgram, Takemura, 28.

(38) Utsumi, & Kishino, 1994)；另外，從功能面定義擴增實境，Azuma (1997)認為真正的擴增實境必須包含三個特點：(1)擴增實境必須結合真實與虛擬資訊；(2)擴增實境是即時的互動；(3)擴增實境的操作是在 3D 環境中使用。. 貳、擴增實境技術於教育領域之應用隨著科技的進步，擴增實境應用於教育領域的方式越來越多元，有研究將擴增實境做為學習輔助的教材，也有研究將擴增實境融入教育遊戲使學習樂趣化、展現更多遊戲元素，提高學習知識內容與現實的關聯性。. 一、擴增實境技術於教育領域之實徵研究 Karthikeyan、Mani、Balasubramaniyan 與 Selvam (2012)運用 HumanSim 教育遊戲結合擴增實境技術讓醫護人員進行醫療培訓。遊戲情境提供高度擬真醫院的環境，讓學習者透過解決複雜任務訓練相關醫療專業技能，擴增實境技術透過 AR 眼鏡和手套增加與遊戲環境互動的控制。研究結果顯示，在醫療培訓的教育遊戲中使用擴增實境技術，能提高學習者的學習歷程和互動體驗。研究建議在培訓的教育遊戲中融入擴增實境有助於改善學習者的學習歷程，且增加學習者與遊戲環境的互動。 Yoon、Elinich、Wang、Steinmeier 與 Tucker (2012)使用「Be the Path」的裝置並配合不同條件的鷹架支持與有無擴增實境輔助以調查學習者的非正式科學學習經驗。在電流實驗中提供不同程度的知識建構鷹架，而擴增實境技術則在學習成完成實驗後，根據實驗的狀況將抽象、隱形的電流流動方向呈現在學習者眼前。研究結果顯示學習者在僅有擴增實境技術輔助的條件下，其知識概念增加幅度比其他三種條件多，而提供知識建構鷹架與擴增實境輔助能促進學習者的認知技能發展。本篇研究建議學習者在非正式學習環境中提供鷹架支持有助於學習者學習，但在學習時仍須考量學習方式的差異，如小組合作、教師回應。 29.

(39) Bressler 與 Bodzin (2013) 建置擴增實境行動教育遊戲： School Scene Investigators (SSI)讓學習者學習科學探索分析。學習者以合作小組的方式依照遊戲任務的指示，在校園中指定的地點取得線索，如指紋、頭髮或微量元素等物證進行分析，並共同討論解密任務或確定嫌疑人身分。研究結果發現，遊戲態度比起性別與科學興趣更容易影響學習者進入心流狀態，且多數學習者認為透過擴增實境行動遊戲能夠將科學變得更有趣，以及擴增實境的方式能降低學習者的學習挫折並增加學習的享受感。. 二、擴增實境技術對學習成效之影響擴增實境可以將現實與虛擬的資訊以有意義的方式進行結合(Klopfer, 2008)，而且擴增實境適用於任何一種技術，如筆記型電腦、手持式設備、頭戴式顯示器等，對於教育者或設計者而言，擴增實境能增加對真實世界的可見性，透過提供額外的情境訊息，增強學習者的現實經驗(Squire & Klopfer, 2007)，普遍強調的是它的即時互動性與三維空間中的應用。 Yuen、Yaoyuneyong 與 Johnson (2011)針對擴增實境在教育應用之研究結果整理了幾項觀點，擴增實境技術能：(1)提供學習者從不同角度探索學習教材，並鼓勵、刺激學習者的學習動機；(2)增加學習者難以在現實環境中直接獲得的經驗或資訊；(3)增加教師與學習者之間的互動；(4)促進學習者的想像力與創造力；(5) 協助學習者掌握自己的學習；(6)提供適合各種學習風格學習者的學習環境。有研究顯示擴增實境讓學習者能夠透過物理操作與虛擬的數位物件產生互動，將抽象的概念視覺化，對於增加空間和時間概念是有效的；擴增實境透過多人同時操作，可以提供學習者從不同角度觀察、分享彼此的意見，使學習本質就是合作的經驗 (Billinghurst & Dunser, 2012)。亦有研究指出擴增實境遊戲透過現實與虛擬之間的互動，應用在教學中能激發學生的學習興趣和學習動機(Hsiao, Chen, & Huang, 2012; Juan, Furió, Seguí, Aiju, & Cano, 2011)。 30.

(40) 由 Schmitz、Specht 與 Klemke (2012)的研究將擴增實境所產生的學習成效分為情感的學習成效與認知的學習成效。在情感方面，學習者表現出高度的參與感、共同努力的認同感與積極的學習動機，對於學習內容也表現出細心的觀察與積極學習的態度；在認知方面，根據 Bloom 的認知分類層次來看，多數的研究結果僅達到知識理解，學習者能夠瞭解訊息和掌握知識涵義，且過去的研究中，對於擴增實境對認知學習成效是否能產生更高層次的影響尚未有定論。綜上所述，擴增實境科技提供學習者從不同的角度學習知識，將抽象或是看不見的現象呈現在學習者面前，也給予學習者不同以往的學習經驗，以促進學習者的知識成長、學習動機與學習興趣，而許多擴增實境的研究和產業重點以遊戲發展為優先考量，是因為數位遊戲被認為是擴增實境技術的最佳應用，數位遊戲具有向大眾推廣新技術的功能，而且遊戲產業的規模逐漸擴大，吸引了數量龐大的消費族群(Tan & Soh, 2010)。因此，本研究欲探討在擴增實境遊戲環境中使用不同學習引導策略對學習者登革熱防治概念學習表現、登革熱防治態度與行為意向及學習態度的影響，藉由提供不同學習引導策略和擴增實境遊戲，期許能對於登革熱防治概念初學者在學習表現、登革熱防治態度與行為意向及學習態度產生正向影響。. 31.

(41)

(42) 第三章. 研究方法. 本研究以「擴增實境遊戲學習」為登革熱防治概念學習活動進行實驗教學，旨在不同的學習引導策略(程序引導、問題引導)與專注力程度(低專注力、高專注力)對四年級學生使用擴增實境遊戲學習登革熱防治概念的學習表現、學習態度與登革熱防治態度行為意向之影響。以下分別就研究對象、研究設計、研究工具、研究程序及資料處理與分析依序說明。. 第一節研究對象本研究之研究對象為國小四年級學生，參與之研究樣本為新北市和台北市某國小四年級的學生，且多數的學習者具備基本的平板電腦操作技能。為了配合原班級課程之安排，以班級為單位，在四年級中隨機抽取四個班級進行教學實驗，總共 112 位研究參與者，其中男生 56 位，女生 56 位，年齡介於 10 至 11 歲之間。本研究為求實驗之準確性，剔除未能全程參與的學習者 13 人，極端值 3 人，另外，為考量樣本人數並適度區隔學習者之專注力程度，剔除專注力程度介於 47~53%之學習者 10 人，故本研究之有效樣本共為 87 人，其中男生 39 人、女生 48 人。有效樣本以班級為單位，隨機分派兩個班級為「程序引導策略組」，兩個班級為「問題引導策略組」，各組根據學習者在專注力量表的平均分數高低程度，分為「高專注力組」和「低專注力組」。教學實驗之分組與各組人數分配如表 3-1 所示，「程序引導策略－低專注力」人，「程序引導策略－高專注力」22 人，「問題引導策略－低專注力」25 人，「問題引導策略－高專注力」20 人。合計程序引導策略組共 42 人，問題引導策略組共 45 人，低專注力組 45 人，高專注力組 42 人。. 33.

(43) 表 3-1 教學實驗之分組與各組人數分配表學習引導策略. 程序引導策略. 問題引導策略. 合計. 低專注力. 20. 25. 45. 高專注力. 22. 20. 42. 合計. 42. 45. 87. 專注力程度. 34.

(44) 第二節研究設計本研究採用因子設計(factorial design)之準實驗研究法，旨在探討不同學習引導策略(程序引導、問題引導)與專注力程度(低專注力、高專注力)對四年級學生在登革熱防治概念學習表現、學習態度與登革熱防治態度行為意向之影響。學習引導策略與專注力程度之研究設計及實驗教學活動設計分別敘述如下：. 壹、學習引導策略結合擴增實境遊戲與專注力程度之研究設計本研究之學習引導策略結合擴增實境遊戲與專注力程度之研究架構如圖 3-1 所示。. 依變項. 自變項一、學習引導策略 1. 程序引導 2. 問題引導. 一、登革熱防治概念學習成效 1. 知識理解 2. 知識應用. 二、專注力程度 1. 低專注力 2. 高專注力. 二、登革熱防治態度與行為意向 1. 防治態度 2. 防治行為三、登革熱防治概念學習態度 1. 學習價值 2. 學習幫助度 3. 學習滿意度. 圖 3-1 學習引導策略與專注程度之研究設計架構圖. 本研究之自變項有二，分別為「學習引導策略」與「專注力程度」。「學習引導策略」為教師在登革熱防治概念教學時提供適切的學習資源與引導，以協助學習者在遊戲中完成任務與目標，分為程序引導與問題引導兩種。「程序引導組」為教師於學習單中清楚呈現學習重點、任務目標與程序性步驟的方式，引導學生在遊戲歷程中按照步驟達成學習任務，並將獲取的資訊填入學習單；「問題引導 35.

(45) 組」則為教師於學習單中提供遊戲情境和任務目標，讓學習者在遊戲中尋找提示解答，再藉由提出問題讓學習者思考並將答案填入學習單，進而完成學習任務。「專注力程度」係指學習者在進行本研究之實驗教學活動前，對於自己在課堂學習之專注感受，量表平均分數越高代表課堂專注程度越高，反之，平均分數越低則代表課堂專注程度越低。因此，本研究根據學習者在專注力量表的平均分數由高至低排序，平均分數在前 47%的學習者為高專注力組，而後 47%的學習者則為低專注力組。本研究之依變項有三，分別為「登革熱防治概念學習成效」、「登革熱防治態度與行為意向」與「登革熱防治概念學習態度」。「登革熱防治概念學習成效」主要評量學習者在經由實驗教學活動後在登革熱防治概念學習成效測驗的表現，包括知識理解和知識應用兩個面向。「登革熱防治態度與行為意向」主要在探究學習者在經由實驗教學活動後對進行登革熱防治之態度與行為的意向，包含防治態度與防治行為兩個面向。「登革熱防治概念學習態度」主要檢視學習者在經由實驗教學活動後對於教學活動與使用擴增實境遊戲的感受與看法，包括學習價值、學習幫助度、學習滿意度三個面向。本研究為配合研究樣本的班級、教室和課表的安排，實驗教學活動以班級為單位，實驗地點在電腦教室與一般教室進行。實驗時間為各班的電腦課上課時間，教學者為研究者本人，教學實驗為期三週，每週一節課 40 分鐘，共 120 分鐘。. 貳、擴增實境遊戲教學活動設計本研究希望透過遊戲任務模擬登革熱病媒蚊生長、登革熱傳染方式等情境，讓學習者體驗登革熱防治概念的應用方式，進而理解如何於日常生活使用登革熱防治相關概念或技能。故本研究採用 Vuforia 所開發之擴增實境 SDK 與 Unity3D 遊戲引擎建置一個結合教育目標、遊戲內容及教學模式，並於 Android 平台上使用的數位擴增實境遊戲－「撲殺登革熱」，其學習內容與學習目標、遊戲設計發 36.