互動式數位學習環境建置與效益分析

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明新科技大學 校內專題研究計畫成果報告

總計畫:互動式數位學習環境建置與效益分析

子計畫三:互動式數位教材之設計

Construction and Benefits Analysis for an E-Learning

Community Environment

A Design of Interactive Digital Teaching Materials

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英文摘要

Data structure is an important course in computer science, especially for the studens in information related departments. It needs more thinking for studying data

structure. Some percentage of students can not understand its real principles or meanings of the methods in data structure, especially for he students in school of technological and vocational . The reasons are that the methods are some abstract or complicated and hard to understand. In this project, we plan to design some network animations to describe the processes of the methods in data structure. It is expected that these animation contents will help students to understand the principles or complicated processes in data structure. Some experiments have shown that it really works. We will use Flash tool to design these network animations. So far, we have designed ten animation prototypes. We also plan some experiments to verify the performance of these animation contents. On the other hand, these animation contents will be converted the standard format of SCORM and they can be shared by other teachers or students. In the second year, we will study and use the learning sequence technology in SCORM and design some learning sequence in our animation contents. These animation contents can be launched by the Learn

Management System and we can track and record the processes of students who read or study them. After collect these data, we can adapt the contents that are more suitable for the students and it may increase the performances of e-learning.

Keyword: Data Structure, Animation, SCORM、e-learning、Learning Sequence、 Flash

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一、前言

網路學習隨著網路科技的成熟,已成為未來的趨勢,國科會國家型 ”數位學 習“計畫也已經開始進行。過去的研究包括: 標準制定[1-4]、網路學習平台的設 計[5-8]、教材編輯工具的開發[9-11]、數位教材的開發[12-19]、電子書包的設計 等等。放眼未來一些平台、工具等開發完畢後,最重要的就是教材的開發,預估 最後教材的開發與品質的好壞,應當是最需要人力與資源,也是影響數位學習成 敗的關鍵因數之一。 數位學習目前最為人詬病的就是缺乏互動,少了一種學習的氛圍,使得參予 數位學習的學員必須靠自己的意志力以及強烈的學習動機才能持之以恆,達到學 習的成效,所以如何加強各種互動,營造學習氛圍,提升學習成效,成了數位學 習中一項重要的議題。本計劃基於此考量,將從三種互動的構面來加強數位學習 平台的使用方式,包含學員與學員之間的互動,教師與學員的互動,以及學員與 教材的互動。 總計劃由三個子計畫組成,這三個子計畫分別支援上述的一種互動構面。第 一個子計畫名稱為”群組學習模式之探討與分析”,將從兩方面來探討學員之間的 互動模式,一方面是課堂上的互動討論,另一方面是課後分組討論,並且建置支 援此互動的環境。互動的行為模式將是本計劃探討的重點,目的是希望藉由互動 製造學習氛圍,解決學員的疑惑,激勵學習動機。在互動的過程中,除了利用鍵 盤,手寫板一直是數位學習關鍵的工具,它不但可以讓解說者直接在投影片或任 何電子文件上加註,也方便多人同時討論互動,就如同處在各地不同的學員面對 同一個黑板進行討論,我們將利用明新資訊工程系的Tablet Notebook 電腦教室 作為實驗的環境,探討Tablet 對學員分組討論的效果。 第二個子計畫名稱為 ”線上家教系統環境之建置”,此計劃將建置一個師生 線上討論環境,提供一對一,一對多以及多對多的討論模式,並設計On-line Office Hour 管理機制,將 Office Hour 的互動過程納入管理,在互動過程中,學員可以

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三、研究過程

1. 利用技職學生的專題課程與製作動畫的專長,分組設計不同的動化解說資 料結構方法的運作過程,動畫設計是學生喜愛的專題,因此不怕沒有學生參 與,往年學生的作品大都因為沒有長期目標,所以作品最後都是塵封在書櫥 裡,再利用性偏低。未來以做資料結構教材為長期目標,年年累積作品,最 後必能形成一個豐富的教材庫。 2. 由老師解說資料結構的原理與方法,多媒體老師設計主要架構與樣式風格 (避免樣式風格差異太大),交由學生製作動畫。 3. 開發的教材主要以典型與基礎的資料結構與方法為主(例如 list, queue, stack, tree, sort 等等)。

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夠快樂的塗鴉,製作出職業級的動畫。 ¾ 火力十足的ActionScript:任何圖形或動態物件都可以作成互動按鍵。 ¾ 抗鋸齒效果:抗鋸齒效果的優點,使得任何文字或影像的邊緣都非常 平滑,即使在動態播放時也有相同的效果。 ¾ 影音同步:Flash 可匯入MP3、WAV、AIFF 等格式的聲音檔,並支 援同步播放聲音檔,連接聲音與按鍵的動作,還有為動畫影片配上聲 音,也可將聲音做變化而檔案不會增加。

¾ WYSIWYG 所現即得:由於Flash 電影是統一在Flash Player 播放器下 播放,所以沒有所謂IE 或是Netscape 瀏覽器的困擾。不論是在哪一 種平台上播放,所見即所得,有品質保證的一致性。

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四、結果與實作

首頁設計如下圖,學生點選左邊作品名稱就可以看到資料結構

的動畫。

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4-1 河內塔

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4-2 堆疊利用-中序轉後序

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4-3 堆疊利用-區域變數處理

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4-4 B-Tree 的插入、刪除

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4-5 2-3 Tree 的插入、刪除

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4-6 樹狀結構-圖形追蹤

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中序追蹤

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後序追蹤

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4-7 圖形追蹤

先廣後深

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先深後廣

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4-8 最短路徑問題-單點對全部

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4-15 排序—Prim Method 畫面設計 畫面設計說明 畫面左方為說明。 右方上面為動畫表示。 動畫下方是控制按鈕。 分別為回首頁、上一步。 播放/下一步、結果。 文字:Prim Method 1、由上面圖形中找出一個點,擁有最小 cost 的 edge 連到下面 的 spanning tree,加到下面 spanning tree 中

2、下面 spanning tree 不可造成迴路

3、重覆 1、2 的步驟,直到結束

音樂:檔案規格WAV;鋼琴演奏曲

動畫:互動式按鈕、影像位移、導引線應用、淡出效果。

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4-19 二元搜尋法(Binary Search) Step 1 畫面設計說明 : 畫面左方為說明。 右方上面為動態表示。 動畫下方式控制按鈕, 分別為重新、上一步、下一步、 結果。 注釋 : Binary Search 1、已知陣列中有 N 個數值,LOW=0、HIGH=N-1,先將陣列 排序。 2、利用公式 MID=(LOW+HIGH)/2 找出中間值,並劃分為兩 部份。

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六、參考文獻

1. 曾憲雄、陳銘憲、游寶達 and 陳國棟 “網路教學系統平台與內容標準化規劃報告書” 國科會科教處2002 2. 曾憲雄、陳銘憲、游寶達 and 陳國棟 “網路學習系統平台與內容標準化規劃報告書” 國 科會科教處2003 3. 蘇俊銘,曾憲雄,蘇東興 and 蔡文能 “網路教材內容標準化之發展”, 2002 Workshop on E-Learning Theory & Application pp. pp. 5~15.

4. 邱創楷 and 曾秋蓉 “資訊教材標準化之研究”, 2002 Workshop on E-Learning Theory & Application pp. 28~33.

5. 朱志平,葉瓊韋,張慶寶 and 張瑞芬 “J2EE 環境下以元件為基礎支援 SCORM 教材規 格之網路教學平台建構” , 2002 Workshop on E-Learning Theory & Application pp. 88~93.

6. Timothy K., Wen-Chih Chang and Nigel H. Lin “Using SOAP and .Net Web Service to build SCORM RTE and LMS Mechanism”, , 2002 Workshop on E-Learning Theory & Application pp. 101~106.

7. 黃武元 “網路學習系統設計之評估與模擬報告書” 國科會科教處 2003

8. 楊接期 “機發動機的網路個人學習平台之研究與系統建置” 國科會科教處 2003 9. 黃悅民,邱繽瑩 and 張志強 “XML-based 現場影音多媒體教材編輯工具之設計與實

現” , 2002 Workshop on E-Learning Theory & Application pp. 113~118.

10. 李長峰,黃仁竑 and 許政穆 “符合 SCORM 標準之 Web-based 教材編輯器” , 2002 Workshop on E-Learning Theory & Application pp. 107~112.

11. 余筱薇 “SCORM編序規則的學習策略樣板產生器之設計製作 與 視覺化多媒體教材 樣板之編輯套用系統” 2005 交大資工所碩士論文

12. 林昌佑“基礎力學網路學習教材” , 2002 Workshop on E-Learning Theory & Application pp. 119~124.

13. 楊裕雄,李奇翰 “生命科學跨領域整合性網路教材設計與製作” , 2002 Workshop on E-Learning Theory & Application pp. 125~130.

14. 黃嘉琳, 廖庭毅, 李大偉 and 裘性天 “分子科學之網路輔助學習教材製作” , 2002 Workshop on E-Learning Theory & Application pp. 130~136.

15. 陳福祥 “交大在微積分發展網路上輔助教材的願景” , 2002 Workshop on E-Learning Theory & Application pp. 137~142.

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資工所碩士論文

20. Ellis Horowitz, Sartaj Sahni and Susan Anderson-Freed “Fundamentals of Data Structures in C” W. H. Freeman and Company, 1993

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數據

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參考文獻

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