運用虛擬實境技術幫助泛自閉症障礙孩 童之分享式注意力技能
程于芳 林暐昇
國立彰化師範大學工業教育與技術學系
摘 要
分享式注意力 （Jointing attention, JA） 是泛自閉症族群 （Autism Spectrum Disorder, ASD） 孩童中主要障礙徵狀之一，此障礙影響他們的日常社交生活 與社會互動。虛擬實境 （VR） 技術已被聲明此一族群很有很大的好處，如視 覺真實感。因此，本研究目的設計分享式注意力虛擬實境教學 （JALS-VRE）
系統，該系統使用頭戴式顯示器 （HMD） 來幫助 ASD 孩童進行分享式注意 力技能。本研究探究 JALS-VRE 系統對 ASD 兒童的分享式注意力行為技能 的影響和有效性。系統開發的場景基於虛擬教室環境中呈現的第一人稱視 角；它包含 3D 動畫、文本、語音、提示和即時反饋，以及與參與者進行互 動的功能。教學情景涉及指向，展示，表現和互動，針對每個不同行為參與 的社交情境以激發他們的分享式注意力技能。其教學內容之目標行為包含：
「指著東西」、「口頭分享」、「展示」、「互動」。該研究方法運用單一受試法的 跨受試多基準線設計，與視覺分析，在實驗研究中，三名參與者在十五週的 時間內進行實驗。然而，結果表明，在使用 JALS-VRE 系統後，參與者的分 享式注意力技能表現良好。
關鍵字：分享式注意力、泛自閉症、虛擬實境、單一受試法
壹、緒 論
根據國內特定身障族群的研究統計結果顯示，衛生福利部在 2020 年針對全台身心障 礙者的調查統計發現，罹患泛自閉症的人數已到達 15439 人，並且每年罹患泛自閉症的人 數逐年增加 （衛生福利部，2020）。由於目前診斷泛自閉症的標準及流程的改變，從臨床
上需要進行早期療育的兒童中發現，診斷為自閉症的兒童人數有慢慢增加的情形 （陳世 鐘，2017）。一些研究已證明虛擬實境科技之特性，如重複性練習，真實情境呈現，及立 即回饋，這些功能對此族群已能有效幫助。本研究目的針對泛自閉症之分享式注意力障礙
（如，指著東西、口頭分享、展示、互動），開發不同社會情境與問題於虛擬實境系統中，
引發分享注意力技能練習與改善，藉由使用者操作此系統介入教學中，來改善此族群之分 享式注意力障礙。
一、泛自閉症發展障礙 （Autism Spectrum Disorder, ASD） 之特徵 與缺陷
「自閉症」 最早由美國精神科醫師 Leo Kanner （1943） 提出，依照美國精神醫師協會的 精神疾病的診斷及統計手冊的第五版 （DSM-5） （American Psychiatric Association, 2013），
自閉症光譜 （Autism Spectrum Disorder, ASD） 強調自閉症是因 「行為」 所定義出的症狀，
反映自閉症之異質性及光譜式分布。泛自閉症主要包含特徵包含以下兩類（American Psychiatric Association, 2013）：
(a) 社交性溝通和社交性的互動行為上的障礙，自閉症者通常只會用自己的觀點來審 視這個世界，他們難以理解他人的想法、行為及觀點
(b) 只侷限於重複的行為、興趣以及活動：自閉症孩童很少有變化性的行為，他們常 表現刻板、固執及反覆的一面，經常執著沉迷於事物的某些部分。泛自閉症主要 障礙為社交技巧的缺陷之一，其中“分享式注意力技能”障礙，影響他們的日常 社交生活，導致此族群被人群隔離、孤立。
目前對於泛自閉症者的教學媒體教材選擇上，一般的教學大多採用靜態圖卡 （Still image） 或是進行一對一教學 （One-to-one Instruction）。Wacker, Berg, Berrie, & Swatta
（1985） 證明圖卡能促進溝通技能，因此利用圖卡提示來促進泛自閉症孩童溝通與素養教 育的技能。另外，一些研究也指出實地教學能直接的幫助泛自閉症孩童的分享式注意力技 能；如 Naber et al., （2008） 研究提出利用一些能幫助 11 位泛自閉症孩童透過分享注意力技 能完成任務；他們研究，孩童與母親分開在不同空間，母親透過屏幕呈現出 玩玩具、玩 躲迷藏、唱歌、搥打木琴或盒子的影子，藉此探討孩童是否會看著屏幕上母親影子動作，
一同做出類似的動作；此研究進而引發參與者分享注意力的眼睛注視、指向之技能。另一 研究 （Meindl & Cannella-Malone, 2011） 利用口語提示方式教導泛自閉症孩童之被動式的反 應型注意力與主動式的自發型注意力，再用介入一些社交互動來觀察泛自閉症孩童是否能 夠回應分享注意力命令與主動與他人分享注意力互動的行為表現。關於眼神注視轉移技巧 部分，Krstovska-Guerrero 和 Jones （2015） 研究提出實驗者將孩童選擇的遙控型玩具，放
在伸手可及的地板上，實驗者將遙控器藏在背後，使用遙控器讓地板上的玩具發出聲音並 且移動 2 秒鐘，來觀察孩童是否能夠伸手抓住玩具並將視線轉移到實驗者的眼睛，進而與 實驗者產生主動式的自發型注意力。類似研究 （Muzammal & Jones, 2017） 提出，分享注意 力技能之視線轉移技巧，孩童和實驗者一起收拾玩具時在一個房間裡，玩具放在實驗者伸 手拿不到的位置，當實驗者無法將玩具放入容器時，孩童必須得遵守實驗者的要求，這時 孩童自然會進行視線轉移的動作，進而引發他們之視線轉移之技能。雖然這些研究的實驗 結果採納實地教學，能夠改善泛自閉症孩童的分享式注意力，但是實地教學，常無法能重 複性練習，與無法能夠能控制住與配合所有人、事、物具有一致性；加上對於教學者成本 考量，對泛自閉症孩童家庭而言，負擔增加。如能有輔助教學工具能幫助泛自閉症孩童具 有重複性練習功能，較少成本上的運用，對泛自閉症孩童來說是絕對有幫助。因此，本研 究開發了分享式注意力虛擬實境輔助教學系統 （JASLS-VRE），利用 VR 技術來幫助自閉 症孩童。
二、虛擬實境與泛自閉症障礙教學
虛擬實境 （Virtual reality, VR）科技已經廣泛地被使用在教育上，虛擬實境可以使學習 者在面臨挑戰性或教育性的情況時，能夠進行問題回答失敗的糾正和在非危險性的環境中 反覆練習新技能 （Jensen & Konradsen, 2018）。VR 定義為描繪環境是以真實世界或抽象物 件和資料為基礎 （Blade & Padgett, 2002），提供安全、看起來逼真的 3D 情境。這些功能可 以提供教導泛自閉症孩童了解社交技巧的模擬情境，可增加他們的學習動機的可能性
（Parsons, Mitchell, & Leonard, 2004）。目前已有許多文獻指出 VR 科技在幫助自閉症孩童 的學習教學中產生很大的幫助，主要與社交技巧相關 （Cheng & Chen, 2010; Herrero &
Lorenzo, 2019），由於自閉症兒童無法在現實中有效地與其他人互動，利用 VR 真實特性 設計出虛擬社交場景，讓兒童與虛擬人物角色互動，增加互動練習機會，提升生活技能
（Almaguer & Yasmin, 2019）。研究如 Bekele 等人 （2016） 使用虛擬的社交學習環境，在虛 擬學校餐廳情境，讓泛自閉症孩童與虛擬角色進行虛擬人物互動，教導泛自閉症孩童在社 交環境中辨識他人臉部表情能力；該實驗證明，讓參與實驗者可控制、易於互動的社交情 節，且無太多訊息傳遞的遊戲式教學模式對於訓練泛自閉症孩童的社交技巧很有幫助。類 似研究如 Cheng, Huang, & Yang （2015） 提出了一種頭戴式顯示器 （Head Mounted Display, HMD） 浸入式虛擬實境系統的設計，透過使用沉浸式虛擬實境作為教學介入工具，創建了 社交化的虛擬環境 （教室和搭公車），目的是提高和訓練自閉症譜系障礙學生的社交技 能，增加他們互動練習機會。該實驗證明使用沉浸式虛擬實境介入教學，為 ASD 兒童的 教育工具是很有幫助的。
因此，目前本研究使用虛擬實境技術特徵著重在改善自閉症孩童的分享式注意力技 巧。本研究以學校教室作為本系統的場景，開發虛擬實境教學輔助系統。選擇此場景之原 由是教室是孩童們去學校上課時，經常會在教室中與其他同學一起活動以及玩遊戲熟悉之 情境，因此以教室作為練習場景來幫助泛自閉症孩童與他人進行分享式注意力技能互動訓 練。
貳、研究目的
本研究目的是幫助泛自閉症孩童分享式注意力技能的學習；同時開發泛自閉症孩童學 習的虛擬環境系統（JASLS-VRE）。探討泛自閉症孩童經過此系統介入學習後，在分享式 注意力技能之目標行為的表現情況與變化。因此，本研究的兩個研究目的包含兩項：
1. 根據泛自閉症孩童的分享式注意力技能缺陷，開發 3D 沉浸式虛擬教室情境之分享式 注意力技能學習系統（JASLS-VRE），並進一步探討孩童的此系統介入之學習成效。
2. 探討泛自閉症孩童透過 JASLS-VRE 系統學習分享式注意力之「指著東西」、「口頭分 享」、「展示」、「互動」等技能之行為表現成效。
參、系統設計
一、系統開發
本研究是針對泛自閉症孩童所設計的虛擬學習環境 （JALS-VRE），以第一人稱視角的 3D虛擬學習環境，提供給泛自閉症孩童分享式注意力技能的認知與互動練習。泛自閉症 孩童可透過頭盔式顯示器 （HMD） 與控制手把 （Controllers） 來與虛擬人物、虛擬玩具進行 分享式注意力技能互動練習。本系統開發可增加他們將虛擬學習環境與現實世界產生關聯 性，進而將學習的技能期望與現實生活中產生連結，增強他們社交技巧。
二、系統架構
本系統為了讓泛自閉症孩童能與真實世界結合，將呈現模擬真實世界的情境，所有系 統中的場景設計都是根據所此族群所面對之社會情境而設計和編排。此 JASLS-VRE 學習 系統內容將包含以 3D 互動方式呈現虛擬社會情境，其中以學校教室為故事場景，此外亦
有 3D 虛擬人物及社會事件供給使用者進行互動。使用者可與系統中的 3D 虛擬人物進行 分享式注意力技能互動及回答本系統所提問的社會性情境問題。而除了搭配 3D 虛擬社會 情境動畫之外，尚有語音描述題目功能，以提供給閱讀能力較不足的泛自閉症孩童使用。
泛自閉症孩童可依據系統呈現的社會情境內容與提出的問題描述，選擇正確的答案；
同時，系統也會依據孩童所選擇的答案，給予以文字、語音、3D 動畫及鼓掌聲的適當回 饋。綜上所述，圖 1 顯示出本 JASL-VRE 系統的架構圖。
泛自閉症孩童
進入分享式注意力技能學習系統(JASLS-VRE) 學校遊戲間場景
系統教學內容
系統功能
系統輔助工具
指著東西 展示
口頭分享 互動
全罩式頭盔 手把
文字、語音描述問題與回饋 即時互動式操作功能
圖 1 JASL-VRE 系統架構圖
三、JASL-VRE 系統開發流程與設計
本系統利用 3Ds MAX 軟體進行 3D 虛擬環境與虛擬人物動畫之建構，再使用 Unity 與 C++進行上述人物場景及動畫之整合互動功能設計，與使用者介面與互動功能之設計。本 系統設計多種社交情境進行分享式注意力技能互動之學習。情境包含，「老師需要你的協 助時」、「自己想要某種物件時」、「接收老師的指令時」、「同學需要我的協助時」。情境問
題分成六題是非題與六題選擇題，及六題搭配控制手把互動問題，情境問題由本系統自編 設計出兩種分享式注意力技能 （被動式的反應型注意力主動式的自發型注意力） 之十八個 情境問題，並且每題情境問題都會搭配語音說明及 3D 社會情境動畫。所探討的目標行為 包含：指向 （pointing）：學習注意看著、指著事物；展示 （showing）：學習注意事物以及 主動與他人分享；分享 （sharing）：學習針對他人的分享進行回應；互動 （interaction）：學 習與他人進行恰當的人際互動。（圖 2）
圖 2 JASLS-VRE 學習系統畫面
肆、研究方法
本研究以兩位 12 歲與一位 13 歲之泛自閉症國小生作為研究對象。此研究方法使用單 一受試法 「跨受試多基準線設計」 （multiple-baseline designs），其研究目的主要是觀察使用
此 JASLS-VRE 學習系統對於國小泛自閉症學生在分享式注意力技能之互動的表現情況。
然而多試探設計則是減輕不必要的施測，並且能避免參與實驗者在較長的基線期中，不斷 觀察參與實驗者無法學習的技能，因此可以降低參與實驗者在學習中所碰到的挫折感。透 過此實驗方法，研究者與孩童分別進行一對一的分享式注意力技能學習系統介入，瞭解使 用 JASLS-VRE 系統學習系統是否能夠增加泛自閉症孩童之分享式注意力技能。
一、研究對象
本研究參與實驗者使用立意取樣 （judgment sample）。本實驗的參與實驗者是彰化市某 特殊學校與自閉症協會孩童的三位泛自閉症學生。實驗開始前，協請合格臨床心理師對欲 參加本研究之參與實驗者進行魏氏兒童智慧量表，評估分數總分需高於 70。本研究參與 實驗者相關資料，表 1 顯示。
表 1 參與實驗者相關資料
參與實驗者 年齡 性別 魏氏量表
Full Scaled IQ （FSIQ） 類別
甲 13 男 79 泛自閉症
乙 12 男 75 泛自閉症
丙 12 男 82 泛自閉症
二、研究設計
本研究運用 JASLS-VRE 系統進行分享式注意力技能學習，此系統的介入分享式注意 力技能互動行為之運用，旨在探討此系統的運用對增進國小泛自閉症孩童在教室情境的分 享式注意力技能互動之學習成效。本研究整個實驗之介入時間約三個多月，15 週。並且 於進行研究之前，將事先詢問參與實驗者於一個禮拜內能參與實驗的時間，三位泛自閉症 兒童的介入時間皆為每週一小時。參與實驗者使用系統前，先將系統安裝於一台桌上型工 作站電腦中，使用頭盔式顯示器 （HMD） 與控制手把 （Controllers），用來呈現學習分享式 注意力技能主題相關內容。
三、測量工具
（一） 「分享式注意力技能檢核之問卷調查表」
本檢核表參考並經過相關領域專家檢核，以確保本研究之專家效度與焦點團體法。實 驗前給予家長來檢核泛自閉症孩童是否有分享式注意力技能互動的 6 項基本先備技能，若 其分享式注意力技能互動部份未達到 3 項以上表現 “很好” 則才能參與分享式注意力技能 互動學習，且需具備基本口語表達能力，必須能回答基本口語對話 （例如：答 “對” 或
“錯”，選項 “一” 到 “四”），而本實驗的三位參與者在 6 項基本先備技能中皆未達到表現
“很好”。分享式注意力技能檢核之問卷調查表包含六題分享式注意力技能題目，內容包含 三題主動式分享式注意力技能題目，與三題被動式分享式注意力技能題目。
（二） 「分享式注意力技能口語提問圖卡」
本研究自編之分享式注意力技能口語提問圖卡共有十張，並經過專家檢核，用於基線 期 （Baseline）、介入期 （Intervention）、維持期 （Maintenance） 以測量參與實驗者在分享式 注意力技能口語提問觀察量表之分享式注意力表現，讓參與實驗者選擇三張圖卡與研究者 選擇兩張圖卡，再由以施測者以口語方式進行提問參與實驗者圖卡內容之分享式注意力技 能問題，並要求參與實驗者做出分享式注意力回應，最後再由觀察者針對參與實驗者表現 填寫分享式注意力技能口語提問觀察量表。
（三） 「分享式注意力技能口語提問觀察量表」
本 研 究 使 用 之 口 語 提 問 觀 察 問 題 量 表 參 考 EARLY SOCIAL COMMUNICATION SCALES （ESCS）（Mundy et al., 2003），自編為 「分享式注意力技能口語提問觀察量表」 並 經過專家檢核，目的在紀錄並且分析實驗者於基線、介入、和維持期之分享式注意力技能 的變化。基線期階段目的是觀察孩童在實驗介入之前的行為。介入期階段目的為在實驗中 介入 JASLS-VRE 系統，觀察孩童透過本系統，分享式注意力技能是否有變化。維持期階 段目的則是移除 JASLS-VRE 系統後，觀察孩童是否能夠維持在介入期的狀態，抑或是回 到基線期的狀態。自編之 「分享式注意力技能口語提問觀察量表」 根據分享式注意力技能 互動行為包括 「主動式的自發型注意力」、「被動式的反應型注意力」 二大項度，有七個評 分細項。
在主動式的自發型注意力項目中包含：
(a) 主動以眼神注意某事物後轉向身邊的人並進行眼神交會；
(b) 主動用手指著某事物分享給他人，指向後會確認他人的反應；
(c) 主動展示某事物並分享給他人。
在被動式的反應型注意力包含：
(a) 在孩童的後方呼叫名字，孩童能夠回頭；
(b) 與孩童談話時，孩童的視線能夠注視成人的眼睛或是成人的臉部表情；
(c) 他人以口頭方式指引注意某項事物時，是否能回應他人口頭的指令轉向該物品；
(d) 他人以手勢的方式指引注意某項物品時，是否能回應他人手勢轉向該物品；
(e) 他人以口頭或手勢指引注意某項物品時，是否能回應他人指令轉向該物品，並能 回應他人分享某事的指令 （轉向給指令的人）。而各項度與對應細項如表 2 所示。
表 2 口語提問觀察量表之行為向度及對應細項
行為向度 細項
主動式分享式注意力技能
主動注意某事物後轉向身邊的人進行眼神交會
主動指著某事務分享給他人，指向後會確認他人的反應 主動展示某事務分享給他人
回應式分享式注意力技能
與孩子說話時，孩子會注意大人的眼睛或臉部表情 他人以口頭的方指引注意某項物品時，是否能回應他人手 勢轉向該物品
他人以手勢的方式指引注意某項物品時，是否能回應他人 手勢轉向該物品
他人以口頭或手勢的方式指引注意某項物品時，是否能回 應他人手勢轉向該物品，並且能回應他人分享某事的指令
（轉向給指令的人）
在計分部份，分享式注意力技能口語提問觀察量表中之 「被動式的反應型注意力」 評 量中，施測者會利用十張圖卡，讓參與實驗者抽出其中三張圖卡，接著研究者以口語方式 提問參與實驗者圖卡內容之分享式注意力技能問題，並要求參與實驗者指出或展示圖卡中 顯示的物品給研究者看；而在 「主動式的自發型注意力」 將由研究者選出其中兩張圖卡，
研究者再以口語提問的方式來觀察參與實驗者是否能夠主動分享與展示之分享式注意力技 能表現。若參與實驗者有明顯的被動式的反應型注意力或主動式的自發型注意力則得 6 分；
稍微有回應得 4 分；幾乎沒有回應得 2 分；無回應得 0 分，因此總分為 42 分。例如：參 與實驗者抽到 「鉛筆」 的圖卡，這時候研究者會利用口頭方式提問參與實驗者：「你看！鉛 筆在那裡喔。」 若參與實驗者有明顯的轉頭過去看鉛筆，則得 6 分；若參與實驗者稍微注
意一下鉛筆，則得 4 分；若參與實驗者在研究者講了好多次才有些許的回應，則得 2 分；
若參與實驗者完全不理會研究生甲，則得 0 分。研究者在每堂課程結束時進行評分。所有 的問卷調查表、口語提問圖卡、和觀察量表皆有通過專家效度審核，以增加其有效度。
四、實驗設計過程
此研究使用單一受試研究法 「跨受試多基準線設計」，三位實驗者皆接受本系統介入 程序。本研究根據杜正治 （1994） 提出單一受試法的原則為：
(1) 對尚未進行介入處理的參與實驗者進行間歇性之探試參與實驗者的社會基本認知；
(2) 即使移除系統的介入，參與實驗者的社會基本認知仍可表現出與介入時的效果。
因此本研究將依照時間的順序來介入系統，分作基線期、介入期和維持期等三階 段。每週一次上課，為非連續性實驗，每次約 30-40 分鐘共 3 個月進行實驗。
（一）基線期
實驗一開始會先進入基線期的部分，由一名受過訓練的碩士班學生來擔任研究者，進 行遊戲情境式互動遊戲，使用 「分享式注意力技能口語提問圖卡」 與 「分享式注意力技能 口語提問觀察量表」 來進行分享式注意力的合作規則遵循認知技巧反應的測試，與研究者 一同來做分享式注意力之合作規則遵循認知技巧反應的互動，並且由兩名觀察員來進行記 錄與分享式注意力之合作規則遵循認知技巧評分，基線期階段持續到至少三個資料點的分 數表現穩定為止。
（二）介入期
基線期行為表現穩定後，接著進入介入期，此階段將介入 JASLS-VRE 系統與泛自閉 症參與實驗者孩童互動。參與實驗者在指定實驗室操作系統，操作系統時間約 30 分鐘。
系統操作過程中讓孩童學習分享式注意力之合作規則遵循認知技巧使用，並記錄自閉症類 群障礙孩童在 JASLS-VRE 系統介入的過程與行為反應，觀察孩童的行為表現。如果孩童 無法自己完成主動式的自發型注意力與被動式的反應型注意力，研究者會在旁給予提示。
在每次系統介入結束後，研究者會根據參與實驗者之目標行為表現給予分數，由三名觀察 員填寫 「分享式注意力技能口語提問觀察量表」，並在分數達到穩定之後進入下一階段。
（圖 3）
圖 3 介入 JASLS-VRE 系統與泛自閉症參與實驗者孩童互動
（三）維持期
最後進行維持期，此階段主要為觀察在一段時間過後，自閉症類群障礙孩童在無使用 JASLS-VRE系統介入的教學，所呈現的學習成效。同時使用 「分享式注意力技能口語提問 圖卡」 與 「分享式注意力技能口語提問觀察量表」 進行評估。因此本階段的測驗方式與基 線期相同，評估在接受 JASLS-VRE 系統互動過後，在類似的情境下，分享式注意力之合 作規則遵循認知技巧的表現成果。
五、實驗收集與分析
參與實驗者於各階段之基線期、介入期和維持期的分數資料，都由實驗過程中記錄參 與實驗者依據 「分享式注意力技能口語提問觀察量表」 之回答表現計分而得。為了得知三 位泛自閉症孩童於分享式注意力技能學習系統學習分享式注意力技能互動過程有無變化，
故本研究根據樣本之分享式注意力技能口語提問觀察計分表於基線、介入和維持期的每個 階段之分數上資料整理與紀錄和分析摘要表。
（一）實驗收集
參與實驗者於各階段之基線期、介入期和維持期的分數資料，皆在實驗過程中記錄參 與實驗者，並依據 「分享式注意力技能口語提問觀察量表」 之回答表現計分而得。本研究 採用觀察者間信度 （inter-observer reliability），由三位研究者擔任評分者，評分分數一致性 程度越高，則越能增進分數數據可信度。計算方式採用觀察者間一致性 （Inter-Observer
Agreement, IOA） 之逐一比對方式計算，即為三位觀察者觀察參與實驗者是否為專注作答
（一位主要研究者及兩位觀察者），由施測者與觀察者共同擔任，增加社會效度評量資料。
計算公式如下：
u100%
一致性的次數 一致性的百分率＝
一致性的次數＋不一致的次數
根據上面描述的方式，所求得實驗研究之依變項，在不同的三個階段的信度考驗 （如 表 3 所示）。
表 3 實驗教學之評分者間信度考驗
基線期 介入期 維持期 平均
參與實驗者甲 98.86% 97.10% 100% 97.23%
參與實驗者乙 96.54% 99.13% 98.89% 98.36%
參與實驗者丙 98.83% 100% 100% 97.84%
（二）研究結果
本研究針對參與系統之實驗者於基線、介入、和維持期等三個階段進行分析，並將分 享式注意力技能口語提問觀察量表所得之資料點繪製成折線圖 （如圖 4，實驗者於基線、
介入和維持期之分享式注意力技能口語提問觀察量表分佈圖）。
（三）實驗結果分析與討論
實驗者甲於基線階段主動式分享式注意力幾乎都沒有回應，被動式分享式注意力則是 大部分會有反應。進入實驗介入期後，由圖的資料能看出，參與實驗者甲在 JASLS-VRE 系統介入之後，其測驗分數明顯的上升，顯示參與實驗者甲的表現成長趨勢呈現穩定。在 維持期，參與實驗者甲的分數達到穩定，表示參與實驗者甲經過 JASLS-VRE 系統的介入 學習後，其表現能夠維持住且穩定。參與實驗者甲在維持期中分數有稍微掉落，由於當天 身體不適，導致無法專心進行課程訓練。參與實驗者甲在分享技巧上有明顯進步，能夠主 動跟他人分享自己對禮物的想法，並表達自己想要選擇禮物的意見。在維持期經過 JASLS-VRE系統的學習後，已經能夠主動幫忙他人，也會主動去關注其他人在做哪些事 情。
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
回答表現分數
時間 參與實驗者甲
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
回答表現分數
時間 參與實驗者乙
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
回答表現分數
時間 參與實驗者丙
圖 4 各實驗者於基線、介入和維持期分數分布
參與實驗者乙在基線期的主動式分享式注意力有時候沒有回應，被動式分享式注意力 則是大部分會有反應。進入介入期，經過 JASLS-VRE 系統介入訓練，主動式分享式注意 力大部分都能有明顯的回應，偶爾忘記時給點提醒便能做出回應。在維持期中，顯示參與 實驗者乙於維持期分數達到穩定的標準。參與實驗者乙經過 JASLS-VRE 系統的學習後，
其表現能夠維持住。參與實驗者乙在維持期中，主動式分享式注意力回應的變化，與一開 始的基線期相比有改善了不少，能夠有明顯的回應，雖然還是偶爾會忘記，但給予些微的 提示，便會給予回應。參與實驗者乙在介入期有明顯進步，尤其是在維持期時，在分享及 互動技巧方面，當研究者掉物件在地上時，孩童能主動幫助給予研究者。
參與實驗者丙在基線期趨勢走向為正向發展，水準變化能保持穩定。進入實驗介入期 之後，參與實驗者丙覺得系統很有趣，能很好的聽從研究者的指令，因此分數維持滿分狀 態，並達到穩定。在維持期階段中，參與實驗者丙的分數趨勢與水準狀態呈現穩定，參與 實驗者丙在經過 JASLS-VRE 系統的介入學習後，所學之目標行為都能維持住。參與實驗 者丙對於展示技巧上有明顯進步，例如在維持期時，參與實驗者丙不需提示就能主動分享 他所獲的的餅乾給研究者，主動跟研究者打招呼。
因此，本實驗結果顯示三位參與實驗者在經過 JASLS-VRE 系統介入訓練後，與一開 始的基線期相對改善了不少，所學之目標行為都能維持住，在分享式注意力技巧 （指向、
展示、分享、互動） 皆有進步。雖然參與實驗者的主動式分享式注意力有時會沒有回應，
但在大部分有給與小提示的情況下便會給予回應。
伍、實驗結果分析
一、參與實驗者在各階段內的視覺分析結果
表 4 為參與實驗者於各階段之視覺分析結果，以下分別敘述三位實驗者之資訊：
（一）參與實驗者甲
基線期中之第一次分數為 20 分，第二次分數為 14 分，最後一次的分數則為 22 分。
基線期的分數在中途從 20 分至 14 分，分數下降一些，主要是上課時注意力被電腦、攝影 器材等科技產品吸引，導致上課分心。但在第三次測驗的分數回到 22 分，因為跟參與實 驗者約定好時間到才能玩，所以上課時心思與之前相比較專注。參與實驗者甲在基線期中 的主動式分享式注意力幾乎沒有回應，被動式分享式注意力則是在大多數會有反應。
在介入期中，參與實驗者甲第一次分數為 18 分，第二次和第四次介入的分數比其他 的介入分數雖然有小幅下滑幾分，但是整體的表現趨勢持續上升。參與實驗者甲在介入期 中，最高分為 28 分，最低分為 16 分，因此水準範圍為 16 分到 28 分。由視覺分析結果資 料可以看出參與實驗者甲在 JASLS-VRE 系統介入之後，測驗分數明顯上升，顯示參與實 驗者甲表現保持穩定的成長趨勢。參與實驗者甲在介入期之主動式分享式注意力，於前三
次上課節點都需要提醒才有回應，而第四和第五次則能夠主動回應，雖然偶爾詢問孩童問 題沒回應，但多詢問一兩次便會回應。
在維持期中，參與實驗者甲的測驗分數平均 32 分，雖然在維持期的第一個資料點為 32分。在維持期第二次測驗時，分數回到 34 分，但最後一次的測驗分數又回到 30 分，
因此從表中顯示參與實驗者甲於維持期分數表現水準達到穩定。參與實驗者甲經過 JASLS-VRE系統的學習後，其表現能夠穩定且維持。參與實驗者甲在維持期中，主動式 分享式注意力的變化，與基線期相對改善不少，主動式分享式注意力在多數情況能主動回
表 4 參與實驗者於各階段之視覺分析結果摘要表
參與實驗者甲 參與實驗者乙 參與實驗者丙
階段順序 A1 B1 C1 A2 B2 C2 A3 B3 C3
階段長度 3 5 3 3 5 3 3 5 3
趨勢走向 ／ ／ ＼ ／ ＼ — ／ ／ —
趨勢穩定 80%
變動
80%
變動 穩定 80%
變動
70%
變動 穩定 80%
變動
80%
變動 穩定 水準穩定 100%
穩定
80%
穩定
100%
穩定
80%
穩定
80%
穩定
100%
穩定
100%
穩定
100%
穩定
100%
穩定 水準範圍 20-22 18-28 32-30 38-32 30-42 36-38 6-14 20-32 36-38 水準變化 +2 +10 -2 -6 +12 +2 +8 +12 +2 平均水準 18.6 20.4 32 32 33.2 36.6 10 28.4 36.6 註：1. 「階段順序」：A =「基線期」；B =「介入期」；C =「維持期」。
2. 「階段長度」：上課之節次數，即資料點數。
3. 「趨勢走向」：分數資料路徑的傾斜度，各階段內分為兩階段求之平均數，兩者間 之平均數互相連，線為趨勢線。
4. 「趨勢穩定」：階段中資料數點呈現漸增加或漸減少之穩定情況；各階段內之資料 點呈現趨勢線上、下 15% 之範圍內，呈現趨向穩定性。範圍中總點數除以階段中 總點數，即穩定百分比，資料落於趨勢範圍內越多，其趨勢的穩定度則越高。
5. 「水準穩定」：各階段中 80~90% 之數據資料點，若數值平均值 15％之範圍以內，
表示穩定的階段。
6. 「水準變化」：各階段中呈現第一個數據資料點到最後一個數據資料點，各階段間 的相差範圍。正負符號代表趨勢走向，如 「水準變化」 值呈現正值，則表示有學習 成效。
應，雖然偶爾詢問孩童問題會沒回應，但多詢問一兩次便會回應。
（二）參與實驗者乙
參與實驗者乙於基線期中第一次上課分數為 38 分，第二次上課分數為 26 分，最後一 次的分數為 32 分。在第三次測驗分數來到 32 分，因與參與實驗者約定好時間到才能玩，
所以上課時心思與之前相比較專注。基線期的分數中途從 38 分至 26 分，分數有下降一 些，主因是專注力並不是很穩定，注意力常常被電腦、攝影機等科技產品吸引，導致上課 時分心，在詢問問題時都沒有回應。參與實驗者乙在基線期的主動式分享式注意力有時沒 有回應，被動式分享式注意力則是大部分會有反應。
進入實驗介入期之後，參與實驗者乙第一次的分數為 30 分，參與實驗者乙在介入期 測驗分數開始有上升的趨勢，分數有逐漸達到穩定的表現。介入期中，最高分數為 42 分，最低分數為 28 分。由對照圖可見參與實驗者乙在 JASLS-VRE 系統的介入處理後，即 測驗分數逐漸增加，顯示參與實驗者甲表現成長趨勢保持在穩定的狀態。參與實驗者乙在 介入期中，經過 JASLS-VRE 介入訓練，主動式分享式注意力大部分都有明顯的回應，偶 爾忘記時給予提醒便能回應。
在維持期中，參與實驗者乙的測驗分數平均為 36 分，在維持期的第一個資料點為 36 分，在維持期第二次測驗時，分數一樣維持 36 分，但最後一次的測驗分數又上升到 38 分，顯示參與實驗者乙於維持期分數之表現水準達到穩定。表示參與實驗者乙透過 JASLS-VRE系統的學習後，其表現能夠穩定且維持住。參與實驗者乙在維持期中，主動 式分享式注意力回應的變化，與基線期相比改善了不少，有明顯的回應，雖然偶爾會忘 記，但給予些微提示便會回應。
（三）參與實驗者丙
參與實驗者丙於基線階段第一次上課分數為 6 分，第三次上課分數為 14 分，趨勢與 水準皆屬於 100% 穩定。趨勢走向為正向發展，水準變化為 +8 分。水準變化都能保持穩 定。
進入實驗介入期之後，參與實驗者丙第一次測驗分數為 20 分，參與實驗者丙能快速 理解系統的執行步驟與內容，覺得系統很有趣，因此分數一直呈現逐漸上升狀態，在介入 期後面逐漸穩定，最後一次測驗分數為 32 分。參與實驗者丙在介入期之分數表現平均為 28.4分，狀態達到穩定，趨勢走向為正向發展。介入期最後一次分數為 32，從表可見參 與實驗者丙在 JASLS-VRE 系統介入處理後，測驗分數有立即增加的趨勢。
在維持期階段中，參與實驗者丙的分數趨勢與水準呈現穩定的狀態，維持期之第一次 上課呈現的分數為 36 分，第三次呈現的分數為 38 分，分數從 36 分上升到 38 分，其測驗
分數平均為 36.6 分，因此水準變化為 +2 分，由此可見參與實驗者丙在透過 JASLS-VRE 系統的學習後，表現都能夠維持。
二、參與實驗者於相鄰階段間之視覺分析
本研究結果之資料蒐集採用視覺分析法進行分析與紀錄（杜正治，1994），其主要內 容包含
(1) 階段內資料分析：水準穩定，趨勢走向，趨勢穩定度，水準變化；
(2) 兩階段之間資料分析：「趨勢呈現變化」，「趨勢穩定變化」，「水準變化」，「重疊百 分比」。
表 5 顯示參與實驗者之分數相鄰階段間變化之視覺分析結果摘要。以下分別敘述三位 參與實驗者的呈現資料：
表 5 參與實驗者在相鄰階段間變化之視覺分析結果摘要
參與實驗者甲 參與實驗者乙 參與實驗者丙
階段比較 B1 / A3 C1 / B5 B1 / A3 C1 / B5 B1 / A3 C1 / B5 趨勢走向變化 ＼ ／ ／ ／ ＼ ＼ ＼ ＼ ／ ／ __ __
趨勢穩定變化 穩定 - 穩定 穩定 - 穩定 穩定 - 穩定 穩定 - 穩定 穩定 - 穩定 穩定 - 穩定 水準變化 18-22 (-4) 32-24 (+8) 30-32 (-2) 36-42 (-6) 20-14 (+6) 36-32 (+4)
重疊百分比 40% 0% 0% 0% 0% 0%
註：1. A 為「基線期」；B：為「介入期」；C：為「維持期」。
2. 「水準變化」：上一個階段的最後一次呈現資料點，再跟後一個階段的第一次呈現 資料點間之差值。
3. 「重疊百分比」：後一階段的呈現資料點，落在前一階段呈現資料點之範圍內總數，
除以之後一個階段之呈現資料點總數，再乘以 100% 後得知之數值。如數值重疊 百分比低，對於此目標行為之作用愈大。
（一）參與實驗者甲於相鄰階段間變化之視覺分析結果
參與實驗者甲於基線階段到介入階段的相鄰階段之變化，視覺分析結果的表現區是由 下降到上升，測驗之分數顯示逐漸增加。參與實驗者甲於基線階段進入到介入階段間之變 化為 -4，即基線階段之第三次呈現資料點為 22，介入期之第一個呈現資料點為 18，分數
差距為 -4。「表現水準」 重疊百分比 40%，為 JASLS-VRE 系統可提高參與實驗者甲的學習 表現。
參與實驗者甲的介入階段到維持階段的表現，趨勢走向穩定到上升，顯示參與實驗者 甲在測驗的分數從介入期逐漸增加，到維持仍保持穩定的高分數，整體呈現正向成長。而 參與實驗者甲在介入期到進入維持期的階段變化為 +8，為介入階段第五次呈現資料點為 24，維持期階段第一次呈現資料點為 32，其分數差距為 +8。介入階段和維持階段的資料 點之重疊率呈現 0%，表示介入處理效果能夠維持在維持期，且介入的 JASLS-VRE 系統 能達到學習效果。
（二）參與實驗者乙於相鄰階段間變化之視覺分析結果
參與實驗者乙於基線期到介入期表現趨勢，穩定到提升，測驗分數呈現逐漸增加的趨 勢，顯示參與實驗者乙有正向的表現。參與實驗者乙於基線階段進入介入期階段間變化 為 -2，即基線期之最後呈現資料點為 32，介入期之第一個呈現資料點為 30，分數差距 為 -2 分。而重疊百分比為 40，表示 JASLS-VRE 系統提高參與實驗者乙的學習表現。
參與實驗者乙的介入到維持階段的表現，趨勢走向由下降到呈現上升，參與實驗者乙 顯示在測驗的分數從介入階段逐漸地增加，持續到維持仍保持穩定的高分數，整體呈現為 正向成長。而參與實驗者乙在介入期到進入維持期之階段變化 -6，即介入期之第五次呈現 分數資料為 42，維持階段第一次呈現分數資料為 36，分數差距呈現 -6。介入期和維持期 之資料點重疊率 0%，顯示介入處理效果能夠保持在維持期，介入的 JASLS-VRE 系統能 達到學習效果。
（三）參與實驗者丙於相鄰階段間變化之視覺分析結果
參與實驗者丙在基線期到介入期的表現趨勢由穩定到穩定，其測驗分數逐漸增加的趨 勢，顯示參與實驗者丙有正向的結果。參與實驗者丙於基線期階段結束進入介入期階段間 變化為 +6，基線期第三次呈現分數資料點為 14，介入期之第一個資料點為 20，分數差距 為 6 分。而重疊百分比為 0，表示 JASLS-VRE 系統提高參與實驗者丙學習的表現。
參與實驗者丙的介入期到維持期之表現狀況，其趨勢走向從穩定到穩定，顯示參與實 驗者丙在測驗的分數從介入期逐漸增加，到維持其仍保持且穩定高分數，整體之呈現為正 向成長。而參與實驗者丙在介入期到進入維持期之階段變化為 +4，即介入階段第五次呈 現分數資料為 32，維持階段第一次呈現分數資料為 36，其分數差距為 +4。介入與維持期 階段分數資料點重疊率為 0%，顯示介入處理效果能夠保持在維持期，介入的 JASLS-VRE 系統達到學習效果。
陸、結論與建議
本研究採用特殊教育之跨參與實驗者多試探設計，行為觀察變化之研究方法。其目的 為觀察參與實驗者為介入教學方法中，所產生的學習成效，參與實驗者人數，其學習成效 是根據“視覺分析法＂所得知。初步研究結果顯示，此三位參與者在分享式注意力技巧
（指向、展示、分享、互動） 皆有進步狀況。本研究透過 JASLS-VRE 系統課程介入訓練，
發現參與實驗者對於系統產生高度興趣，立體視覺與真實情境模擬呈現，無壓力操作與安 全的特性。大幅提升了參與實驗者的分享式注意力技能，參與者同時表現積極主動與社會 情境中之問題提問及情境，表現主動互動模式。總之，本研究結果顯示，此三位參與者透 過此系統，能增加分享式注意力技能的提升。類似研究應用於此族群之學習成效，同時也 證明了虛擬環境能夠增強泛自閉症障礙孩童的社交技巧能力 (Cheng et al., 2015；Manju, Padmavahi, & Tamilselvi, 2018；Mitchell, Parsons, & Leonard, 2007)。未來建議可以將 JASLS-VRE系統融合其他多種教學策略，並一同併入與實施在泛自閉症障礙孩童的教學 中，讓泛自閉症障礙孩童從這些多元的學習教材中獲得成長，另一方面，也能夠避免在真 實環境中遇到潛在性的危險與壓力。因此，本系統將免費提供給參與研究的家長，並希望 本研究設計的系統能對泛自閉症障礙孩童的教學有所幫助與貢獻。
誌 謝
本研究感謝參加此研究的家長及孩童，持續參與；讓此研究實驗進行順利，完成數據 收集。
參考文獻
杜正治 （1994）。單一受試研究法。台北市：心理出版社。
陳世鐘 （2017）。自閉症兒童的盛行率、發生率及共病現象相關因素的探討 （碩士論文）。
取自台灣博碩士論文系統。（系統編號 105NTCT1789006）。
衛生福利部統計處 （2020 年 6 月 1 日）。身心障礙者人數按季【官方網站】。取自 https://
dep.mohw.gov.tw/DOS/cp-2976-13815-113.html
Almaguer, E., & Yasmin, S. (2019). A Haptic Virtual Kitchen for the Cognitive Empowerment of Children with Autism Spectrum Disorder. In Stephanidis C., & Antona M. (Eds.), Communications in Computer and Information Science: Vol. 1088. HCI International 2019 - Late Breaking Posters (pp. 137-142). New York, NY: Springer, Cham.
American Psychiatric Association (2013). Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM-5). Washington, WA: American Psychiatric Publication.
Blade, R. A., & Padgett, M. L. (2002). Virtual Environments Standards and Terminology. In Hale K. S., & Stanney K. M. (Eds.), Handbook of Virtual Environments (pp. 55-68). Florida, FL:
CRC Press.
Bekele, E., Wade, J., Bian, D., Fan, J., Swanson, A., Warren, Z., & Sarkar, N. (2016). Multimodal Adaptive Social Interaction in Virtual Environment (MASIVR) for Children with Autism Spectrum Disorders (ASD). Proceedings of 2016 IEEE Virtual Reality (VR), 121-130.
doi:10.1109/VR.2016.7504695
Cheng, Y., & Chen, S. (2010). Improving Social Understanding of Individuals of Intellectual and Developmental Disabilities Through a 3D-Facail Expression Intervention Program.
Research in developmental disabilities, 31(6), 1434-1442. doi: 10.1016/j.ridd.2010.06.015 Cheng, Y., Huang, C. L., & Yang, C. S. (2015). Using a 3D Immersive Virtual Environment
System to Enhance Social Understanding and Social Skills for Children with Autism Spectrum Disorders. Focus on Autism and Other Developmental Disabilities, 30(4), 222- 236. doi : 10.1177/1088357615583473
Herrero, F. J., & Lorenzo, G. (2019). An Immersive Virtual Reality Educational Intervention on People with Autism Spectrum Disorders (ASD) for the Development of Communication Skills and Problem Solving. Education and Information Technologies, 25, 1689-1722. doi:
10.1007/s10639-019-10050-0
Jensen, L., & Konradsen, F. (2018). A Review of the Use of Virtual Reality Head-Mounted Displays in Education and Training. Education and Information Technologies, 23, 1515- 1529. doi: 10.1007/s10639-017-9676-0
Krstovska-Guerrero, I., & Jones, E. A. (2015). Social-Communication Intervention for Toddlers with Autism Spectrum Disorder: Eye Gaze in the Context of Requesting and Joint Attention.
Journal of Developmental and Physical Disabilities, 28(2), 289-316. doi: 10.1007/s10882- 015-9466-9
Mitchell, P., Parsons, S., & Leonard, A. (2007). Using Virtual Environments for Teaching Social Understanding to Adolescents with Autistic Spectrum Disorders. Journal of Autism and Developmental Disorders, 37(3), 589-600. doi: 10.1007/s10803-006-0189-8
Muzammal, M. S., & Jones, E. A. (2017). Social-Communication Intervention for Toddlers with Autism Spectrum Disorder: Effects on Initiating. Journal of Developmental and Physical Disabilities, 29, 203-221. doi: 10.1007/s10882-016-9519-8
Manju, T., Padmavathi, S., & Tamilselvi, D. (2018). A Rehabilitation Therapy for Autism Spectrum Disorder Using Virtual Reality. In Venkataramani G., Sankaranarayanan K., Mukherjee S., Arputharaj K., & Sankara Narayanan S. (Eds.), Communications in Computer and Information Science: Vol. 808. Smart Secure Systems - IoT and Analytics Perspective.
ICIIT 2017 (pp. 328-336). Singapore: Springer.
Meindl, J. N., & Cannella-Malone, H. I. (2011). Initiating and Responding to Joint Attention Bids in Children with Autism: A Review of the Literature. Research in developmental disabilities, 32(5), 1441-1454. doi: 10.1016/j.ridd.2011.02.013
Mundy, P., Delgado, C., Block, J., Venezia, M., Hogan, A., & Seibert, J. (2003). A Manual for The Abridged Early Social Communication Scales (ESCS). Coral Gables, FL: University of Miami.
Naber, F., Bakermans-Kranenburg, M. J., van Ijzendoorn, M. H., Dietz, C., van Daalen, E., Swinkels, S. H.,…van Engeland, H. (2008). Joint Attention Development in Toddlers with Autism. Eur Child Adolesc Psychiatry, 17(3), 143-152. doi: 10.1007/s00787-007-0648-6 Parsons, S., Mitchell, P., & Leonard, A. (2004). The Use and Understanding of Virtual
Environments by Adolescents with Autistic Spectrum Disorders. Journal of autism and
developmental disorders, 34(4), 449-466. doi: 10.1023/B:JADD.0000037421.98517.8d Wacker, D. P., Berg, W. K., Berrie, P., & Swatta, P. (1985). Generalization and Maintenance of
Complex Skills by Severelyhandicapped Adolescents Following Picture Prompt Training.
Journal of Applied Behavior Analysis, 18(4), 329-336. doi: 10.1901/jaba.1985.18-329
作者簡介
程于芳，國立彰化師範大學工業教育與技術學系，教授（通訊作者）
Yu-Fang Cheng is a Professor in the Department of Industrial Education and Technology, National Changhua University of Education, Changhua, Taiwan. (Corresponding Author) 林暐昇，國立彰化師範大學工業教育與技術學系，研究生
Wei-Sheng Lin is a Master student in the Department of Industrial Education and Technology, National Changhua University of Education, Changhua, Taiwan.
收稿日期：民國109年05月31日 修正日期：民國109年09月02日 接受日期：民國109年09月03日
USING VIRTUAL REALITY TECHNOLOGY TO HELP THE DEFICIT OF JOINT
ATTENTION FOR CHILDREN WITH AUTISM DISORDERS
Yu-Fang Cheng Wei-Sheng Lin
Department of Industrial Education and Technology, National Changhua University of Education
ABSTRACT
The deficit of joint attention (JA) skill is the main impairment in people with Autism Spectrum Disorder (ASD), this deficit often affects their social life and interaction. Virtual reality (VR) technology has been stated that it is beneficial for this population. Thus, the aim of study is to create jointing attention learning system-virtual reality environment (JALS-VRE), which was designed using head mounted display (HMD) to help their deficit of JA skills for people with ASD.
The research investigated the impact and effectiveness of the JALS-VRE system for children with ASD, specifical design for JA skills. The developed system was based on a first-person view presented in a virtual classroom environment; it contained the functions of 3D animation, text, voice, hints and instant feedbacks to interact with the participants. The targeted behavior contained pointing, verbal sharing, displaying and interaction. The teaching scenarios involved with different social events, which could provoke JA skills for people with ASD. The study adopted single subject with multiple-baseline designs, and visual inspection analysis, which involved three participants within fifteen weeks length in the experimental study. However, the result showed that the JA skills had significant performance after operated the JALS-VRE system for the participants.
Keywords: Jointing attention, Autism Spectrum Disorder, Virtual reality, multiple-baseline designs
