中 華 大 學
碩 士 論 文
RFID結合Bloom認知領域分析支援 情境感知無所不在學習
Context-Aware Ubiquitous Learning System based on RFID and Bloom Cognition Taxonomy
系 所 別：資訊管理學系碩士班 學號姓名：M09710004 李安勝 指導教授：張 文 智 博士
中 華 民 國 九十九 年 八 月
摘 摘 摘
摘 要 要 要 要
在資訊爆炸的世代上，人們對於實事求是的欲望更進一步，學生不只是在教室內 看著課本聽老師講解，本研究實作出一套情境感知無所不在歷史學習系統，利用 RFID 建構情境感知無所不在技術，讓學生走出戶外實地了解台灣的歷史文化，並且我們結 合測驗系統，使學生能夠馬上閱讀系統內容後，馬上知道重點，讓學生能夠加深印象，
理解老師給予的歷史文化知識。另外本研究更結合了美國心理學家布魯姆(B.S. Bloom) 博士提出認知領域，我們利用 Bloom 認知領域，套用在試題上，提供老師清楚了解 自己編輯的試題分佈在 Bloom 認知領域的哪些區域，以供老師參考，本研究稱之為 Bloom 認知領域試題分析系統。本研究最終的目的是透過 RFID 情境感知無所不在的 歷史學習系統，讓學生在學習過後能夠有效的使成績大幅的進步。
關鍵 關鍵 關鍵
關鍵詞詞詞詞: RFID、情境感知、無所不在、Bloom 認知領域
ABSTRACT
In the era of information, people are all hunger for knowing and getting knowledge. In tradition, people get knowledge from textbook and are lectured by instructors in classroom.
In this study, we propose a context-aware system, which uses ubiquitous technology for learning history. We utilize radio-frequency identification (RFID) technology to construct a ubiquitous and context-aware environment for learning Taiwanese history and cultures out door. We propose a simple assessment system as well. With the support of ubiquitous learning and assessment systems, people can have an assessment after they learned. It impresses people and has a good response for their learning and memories. Furthermore, we also apply Bloom Cognition Taxonomy in our test item and assessment system.
Constructors are able to assign their test item in what category and to check their assessment in what cognition taxa in Bloom taxonomy. Finally, we conclude our experimental results to proof out proposed system could enhance the learning efficiency.
Keywords: RFID, Context-Aware, Ubiquitous, Bloom Cognition Taxonomy.
誌 誌 誌
誌 謝 謝 謝 謝
韶光荏苒，隨著論文的完成，短短的兩年碩士生涯也將劃下句點，即將進入人生 中下一段旅程，在這段時間裡，得到了許多人的幫助，本論文才能順利完成，不論是 課業上或生活上，都將成為我一軰子最重要的回憶。
首先最要感謝的就是亦師亦友的指導老師張文智博士，恩師在這兩年當中，給予 了我相當大轉變，想起剛進碩士班一年級時的懵懂無知，恩師都很有耐心的協助、督 促教導我，使我能夠漸進成長；在二年級時，每當我徬徨無助時，恩師總是會給予我 適當的建議與思考方向，讓我的論文能夠順利的進行下去，使論文可以圓滿完成。恩 師不僅在課業上幫助我，更發心的引領我修行，告訴我人生的真實義是什麼，真的很 感恩老師在這兩年中的教導，學生由衷的感激。
在這兩年碩士生涯期間，也要感謝一起打拼的 M222 實驗室夥伴們，感謝茂帆學 長在論文上的建議與協助，感謝我的同學聖麟、琮凱、克圻、乃維、秉翰在這兩年中，
不論是在課業研究上或是生活上彼此互相幫助與勉勵，感謝學弟妹彥菁、來奇在實驗 大力的協助，有了你們的幫助讓我減輕不少的負擔，感謝學弟瑞宇在網頁建置上的協 助，尤其是你的幫助讓我的論文才能順利的如期完成，也因為有你們，讓我在苦悶的 研究生涯中增添了不少樂趣，在這裡由衷的感謝你們的付出。
最後，要感謝我的父母，謝謝他們給了我ㄧ個良好的生活環境，謝謝他們的包容 與支持，另外更要感謝我的女友麗麗，對我默默一點一滴的付出，關心我各方面的瑣 事，頃聽我煩惱時的話語，這一路上因為有你們的陪伴與關心，讓我可以無後顧之憂，
順利的完成碩士學業，在此由衷的感恩每一位幫助我的人，謝謝大家。
李安勝 謹致於中華大學 中華民國九十九年八月
目 目 目 目 錄 錄 錄 錄
摘 摘 摘
摘 要要要要 ...i ABSTRACT...ii 誌
誌 誌
誌 謝謝謝謝 ... iii 目目
目目 錄錄錄錄 ...iv 圖目錄
圖目錄 圖目錄
圖目錄 ...vii 表目錄表目錄
表目錄表目錄 ...ix 第一章
第一章 第一章
第一章 緒論緒論緒論緒論 ...1 1.1 研究背景研究背景研究背景 ...1 研究背景 1.2 研究動機研究動機研究動機 ...2 研究動機 1.3 研究目的研究目的研究目的 ...3 研究目的 1.4 研究流程研究流程研究流程 ...4 研究流程 1.5 論文架構論文架構論文架構 ...5 論文架構 第二章
第二章 第二章
第二章 文獻探討文獻探討文獻探討文獻探討 ...6 2.1 RFID 無線射頻辨識系統無線射頻辨識系統無線射頻辨識系統無線射頻辨識系統...6 2.1.1 RFID 無線射頻辨識系統組成無線射頻辨識系統組成無線射頻辨識系統組成...6 無線射頻辨識系統組成 2.1.2 RFID 與與與 QR_Code 感知裝置比較與 感知裝置比較感知裝置比較感知裝置比較...9 2.2 行動學習行動學習行動學習 ...10 行動學習 2.2.1 行動學習的定義行動學習的定義行動學習的定義行動學習的定義 ...10 2.2.2 行動學習的特性行動學習的特性行動學習的特性行動學習的特性 ...10 2.3 無所不在無所不在無所不在學習無所不在學習學習 ...12 學習 2.3.1 無所不在學習的定義無所不在學習的定義無所不在學習的定義無所不在學習的定義 ...12 2.4 情境感知情境感知情境感知(Context-Aware) ...13 情境感知 2.4.1 情境感知的定義情境感知的定義情境感知的定義情境感知的定義 ...13 2.4.2 情境感知的參數情境感知的參數情境感知的參數情境感知的參數 ...14 2.4.3 情境感知相關應用情境感知相關應用情境感知相關應用情境感知相關應用 ...15 2.5 歷史教育歷史教育歷史教育 ...19 歷史教育
第三章 第三章 第三章
第三章 系統實作與展示系統實作與展示系統實作與展示系統實作與展示 ...22
3.1 系統開發環境系統開發環境系統開發環境系統開發環境 ...22
3.2 系統設計系統設計系統設計系統設計 ...23
3.2.1 設計理念設計理念設計理念 ...23 設計理念 3.2.2 系統架構系統架構系統架構 ...23 系統架構 3.3 歷史故事腳本介紹歷史故事腳本介紹歷史故事腳本介紹 ...25 歷史故事腳本介紹 3.3.1 台灣日據時代故事腳本台灣日據時代故事腳本台灣日據時代故事腳本台灣日據時代故事腳本 ...25
3.3.2 台灣明朝時代故事腳本台灣明朝時代故事腳本台灣明朝時代故事腳本台灣明朝時代故事腳本 ...26
3.3.3 台灣清朝時代故事腳本台灣清朝時代故事腳本台灣清朝時代故事腳本台灣清朝時代故事腳本 ...26
3.3.4 故事腳本地圖實作故事腳本地圖實作故事腳本地圖實作故事腳本地圖實作 ...26
3.4 系統實作系統實作系統實作系統實作 ...29
3.4.1 RFID 情境感知歷史學習系統情境感知歷史學習系統情境感知歷史學習系統...29 情境感知歷史學習系統 3.4.2 Bloom 認知領域試題分析系統認知領域試題分析系統認知領域試題分析系統認知領域試題分析系統 ...42
第四章第四章 第四章第四章 實驗分析與結果實驗分析與結果實驗分析與結果實驗分析與結果 ...48
4.1 實驗目的實驗目的實驗目的 ...48 實驗目的 4.2 實驗實驗實驗限制實驗限制限制 ...48 限制 4.3 實驗背景實驗背景實驗背景 ...48 實驗背景 4.4 實驗流程實驗流程實驗流程 ...49 實驗流程 4.5 實驗結果實驗結果實驗結果 ...50 實驗結果 4.5.1 前測與後測比較前測與後測比較前測與後測比較前測與後測比較 ...50
4.5.2 研究假設研究假設研究假設研究假設 ...52
4.5.3 前測與後測前測與後測前測與後測前測與後測 Bloom 分析比較分析比較分析比較分析比較 ...53
4.5.4 問卷調查良表設計問卷調查良表設計問卷調查良表設計問卷調查良表設計 ...59
4.5.5 問卷調查分析問卷調查分析問卷調查分析問卷調查分析 ...60
第五章第五章 第五章第五章 結論與未來研究結論與未來研究結論與未來研究結論與未來研究 ...70
5.1 結論結論結論 ...70 結論 5.2 未來研究未來研究未來研究未來研究 ...71
參考文獻 參考文獻 參考文獻 參考文獻 ...72
附 附 附 附 錄錄錄錄 ...76
附錄 附錄 附錄
附錄 A：：：台灣日據時代故事腳本：台灣日據時代故事腳本台灣日據時代故事腳本...77 台灣日據時代故事腳本
附錄 附錄 附錄
附錄 B：：：台灣明朝時代故事腳本：台灣明朝時代故事腳本台灣明朝時代故事腳本...84 台灣明朝時代故事腳本 附錄附錄
附錄附錄 C：：：台灣清朝時代故事腳本：台灣清朝時代故事腳本台灣清朝時代故事腳本...87 台灣清朝時代故事腳本 附錄
附錄 附錄
附錄 D：：：實驗前測考試卷：實驗前測考試卷實驗前測考試卷...91 實驗前測考試卷 附錄附錄
附錄附錄 E：：：實驗後測考試卷：實驗後測考試卷實驗後測考試卷...93 實驗後測考試卷 附錄
附錄 附錄
附錄 F：：：實驗問卷調查表：實驗問卷調查表實驗問卷調查表 ...95 實驗問卷調查表 附錄附錄
附錄附錄 G：：：英文論文投稿：英文論文投稿英文論文投稿 ...96 英文論文投稿
圖目錄 圖目錄 圖目錄 圖目錄
圖 1 國內外無所不在學習相關研究應用 ...2
圖 2 研究流程圖 ...4
圖 3 RFID 系統架構 ...6
圖 4 行動學習、無所不在學習、情境感知無所不在學習理論定義 ...14
圖 5 布魯姆認知領域六層次 ...20
圖 6 實驗設備 ...23
圖 7 系統架構 ...24
圖 8 故事腳本地圖實作一 ...27
圖 9 故事腳本地圖實作二 ...28
圖 10 系統登入畫面 ...29
圖 11 成功登入資訊...29
圖 12 登入失敗資訊 ...30
圖 13 年代選擇 ...30
圖 14 年代選擇-台灣日據時代 ...31
圖 15 年代選擇-台灣明朝時代 ...31
圖 16 年代選擇-台灣清朝時代 ...32
圖 17 進行任務步驟一 ...32
圖 18 進行任務步驟二 ...33
圖 19 大事紀小幫手 ...33
圖 20 台灣日據-故事腳本一-甲午戰爭與馬關條約...34
圖 21 台灣日據-故事腳本一-甲午戰爭與馬關條約-挑戰題目...35
圖 22 挑戰題目-答錯資訊 ...35
圖 23 挑戰題目-答對資訊之 1 ...35
圖 24 挑戰題目-答對資訊之 2 ...36
圖 25 台灣日據-故事腳本二-介紹台灣舊地名系統執行畫面...36
圖 26 台灣日據-故事腳本三-台灣統治的順序執行畫面...37
圖 27 系統互動內容之 1 ...37
圖 28 台灣日據-故事腳本四-台灣末代巡撫執行畫面...38
圖 29 台灣日據-故事腳本五-丘逢甲執行畫面...38
圖 30 系統互動內容之 2 ...39
圖 31 台灣日據-故事腳本六-台灣民主國執行畫面...39
圖 32 系統互動內容之 3 ...40
圖 33 台灣日據-故事腳本七-後藤新平執行畫面...40
圖 34 台灣日據-故事腳本八-八田與一執行畫面...41
圖 35 台灣日據故事腳本完成執行畫面 ...41
圖 36 Bloom 試題分佈演算法 A 類型...43
圖 37 Bloom 試題分佈演算法 B 類型 ...43
圖 38 Bloom 試題分佈演算法 C 類型...43
圖 39 Bloom 試題分佈演算法 A 類型加 B 類型 ...44
圖 40 Bloom 認知領域試題分佈演算法結果畫面...47
圖 41 實驗流程 ...49
圖 42 對照組實驗結果 ...51
圖 43 實驗組實驗結果 ...51
圖 44 高分組學生 1 前測結果 ...53
圖 45 高分組學生 1 後測結果 ...53
圖 46 高分組學生 2 前測結果 ...54
圖 47 高分組學生 2 後測結果 ...54
圖 48 中分組學生 1 前測結果 ...55
圖 49 中分組學生 1 後測結果 ...55
圖 50 中分組學生 2 前測結果 ...56
圖 51 中分組學生 2 後測結果 ...56
圖 52 低分組學生 1 前測結果 ...57
圖 53 低分組學生 1 後測結果 ...57
圖 54 低分組學生 2 前測結果 ...58
圖 55 低分組學生 2 後測結果 ...58
圖 56 這個系統設計的清楚簡單的調查分析 ...61
圖 57 這個系統所提供的功能使用起來很方便的調查分析 ...61
圖 58 我對於系統的回應速度感到同意的調查分析 ...62
圖 59 這個系統是我一個相當好的歷史知識提供來源的調查分析 ...62
圖 60 這個系統能夠提供我需要的歷史知識的調查分析 ...63
圖 61 這個系統的內容對我有幫助的調查分析 ...63
圖 62 我對這個系統有很好的評價的調查分析 ...64
圖 63 我喜歡使用這個系統的調查分析 ...64
圖 64 瀏覽完此系統後提升了我對歷史的興趣的調查分析 ...65
圖 65 瀏覽完此系統後，我願意花更多的時間利用網路來學習歷史知識的調查分析 ...65
圖 66 我未來還會選擇使用這個系統的調查分析 ...66
圖 67 我會推薦其他人使用這個系統的調查分析 ...66
圖 68 瀏覽完此系統我對此系統的內容有印象的調查分析 ...67
圖 69 瀏覽完此系統後，我能記得系統中部份歷史知識的調查分析 ...67
圖 70 瀏覽完此系統後，我能詳細敘述系統的內容架構的調查分析 ...68
表目錄 表目錄 表目錄 表目錄
表 1 RFID 三種頻率比較表 ...8
表 2 RFID 與二維條碼(QR Code)技術比較...9
表 3 行動裝置比較 ... 11
表 4 國內外情境感知無所不在學習應用 ...15
表 5 硬體需求環境 ...22
表 6 RFID 讀取器/RFID 標籤規格環境 ...22
表 7 開發軟體需求環境 ...22
表 8 台灣日據時代故事腳本 ...25
表 9 台灣明朝時代故事腳本 ...26
表 10 台灣清朝時代故事腳本 ...26
表 11 Bloom 認知領域試題分佈順序一範例...45
表 12 Bloom 認知領域試題分佈順序二範例...45
表 13 系統隨機抽樣方法 ...48
表 14 H1 研究假設結果...52
表 15 H2 研究假設結果...52
表 16 H3 研究假設結果...52
表 17 信度分析統計表 ...60
第一章 第一章 第一章
第一章 緒論 緒論 緒論 緒論
隨著資訊科技與網際網路的發展，使學生的學習方式也不再侷限於傳統教室上 課，透過許多的資訊設備也能將課本帶出教室之外的地方學習，這樣新的學習方式正 在迅速的發展與研究中。本研究主要是建置一個以 RFID 為基礎，藉由情境感知技術 來發展一套簡單容易的歷史學習工具。本研究期望透過新的學習方式，讓學生對於台 灣歷史知識有更真實的體驗與感受，使學生在學習新的知識變的更加容易。在本章中 說明了本研究之背景與動機、研究目的、研究流程、論文架構。
1.1 研究背景 研究背景 研究背景 研究背景
在網際網路發展蓬勃與資訊爆炸的世代上，現今社會網際網路的興起，在學習的 過程中網際網路已經是不可或缺的重要技術。台灣網路資訊中心(TWNIC)在2010年3 月公佈「台灣寬頻網路使用調查」(台灣網路資訊中心，2010)，台灣地區上網人口約 有1,622萬，而調查指出12歲以上之曾經上網人口有14,669,915人，曾經上網比例為 72.56%，比起去年(2009)更增加了1.61個百分點，其中曾經使用寬頻網路上網的人數 為13,590,123人，寛頻使用普及率為67.21%，比去年(2009)增加0.74個百分點。然而從 研究中指出透過網路使用社群服務，以20-24歲使用者比例(75.33%)最高，還有透過網 路玩線上遊戲的以12-19歲使用者比例(83.08%-90.91%)最高，另外更重要的一項趨勢 也在研究中調查指出約有10.86%的人有使用行動上網，其中又有高達44.00%的使用 3.5G(High Speed Downlink Packet Access，HSDPA)技術的方式使用行動網路。綜合以 上幾個重要的指標可以顯示出網際網路的蓬勃發展在現今世代上已經是不可或缺的 重要技術，人們更依賴使用網際網路取得新的知識從事學習活動，同時網際網路也被 大家認同是最有效與最直接取得知識的媒介，有了方便的傳輸媒介，也因此更出現了 許多不同款式攜帶方便的智慧型工具，例如：NB(Notebook，筆記型電腦)、PDA
（Personal Digital Assistant，個人數位助理）、智慧型手機(Smart Phone)...等工具的出 現，由此可見，我們的生活週遭已經出現了行動的需求，有了行動裝置，人們更依賴
應用與研究，更因此產生了一門學問那就是行動學習。
1.2 研究動機 研究動機 研究動機 研究動機
學生在於「學習」這件事情已經不再是受限於教室上課而已，目前大多數教學活 動都是以在學校教室環境為主，老師拿著課本講解給上課的學生，沒有辦法實際了解 到課程的內容，只能在教室內憑空想像，但是如果事先把課程內容編輯到課程資料庫 裡面，學生拿著攜帶式電腦就可以走到當地學習。然而本研究是提出關於無所不在學 習方面的研究，因此我們統計國內外近五年關於無所不在學習相關研究應用多達696 件，如圖1所示無所不在學習可說是目前相當熱門的一項研究議題(IEEE Xplore Digital Library，線上資料庫)。
無所不在學習論文件數 無所不在學習論文件數無所不在學習論文件數 無所不在學習論文件數
130 130 130 130
108 108 108 108
197 197 197 197
161 161 161 161
100 100 100 100
0000 50 5050 50 100 100100 100 150 150150 150 200 200200 200 250250250 250
20062006
20062006年年年年 20072007年20072007年年年 20082008年20082008年年年 2009200920092009年年年年 20102010年20102010年年年 西元
西元 西元 西元
件數件數件數件數 無所不在學習論文件數無所不在學習論文件數無所不在學習論文件數無所不在學習論文件數
圖 1 國內外無所不在學習相關研究應用
傳統的教學考試測驗，由老師出題的試題題目裡面，往往在編輯題目的過程之 中，適不適合學生通常都是老師們最大的問題，然而我們的問題在一份測驗試題當 中，怎麼讓老師清楚了解試題的認知能力分佈，才能夠讓學生有效的學習，也讓學生 確認自己認知能力的學習狀況，這正是我們試著要解決的問題。另外更重要的是我們 要建構出一套RFID情境感知無所不在學習系統，讓學生能夠利用此套系統，使學習 變的更有趣也更容易，我們提出透過這樣的方法與傳統教學做比較，試圖讓學生瀏覽 完成系統之後，使學生有效提升學習效果，這也是本研究要解決的問題。
1.3 研究目的 研究目的 研究目的 研究目的
根據上述章節所提出的研究動機，本研究主要的目的在於提出一套以RFID為基 礎的情境感知無所不在學習系統，學生利用此系統可以瀏覽老師事先編輯好的歷史故 事腳本，此系統包含了考試系統，能夠讓學生在瀏覽過程中，練習測驗題目，以加深 學生對於歷史知識的印象，本研究建立了一套試題分析系統，使用美國心理學家布魯 姆(B.S Bloom)博士所提出的「布魯姆分類學」中的認知領域範疇來作為我們本研究所 要解決的問題，老師出題時設定每一題題目所在的布魯姆認知領域項目，編輯好所有 的測驗題目之後老師可以選擇題目，系統可以自動分析偏向哪一方面的認知領域。
本研究希望能夠透過這樣的方式來提高學生對於歷史知識的認知，並且我們將其 後進行評估工作，作為了解以RFID為基礎的情境感知學習系統，對於學生學習歷史 知識是否有明顯的效果。
1.4 研究流程 研究流程 研究流程 研究流程
本研究首先探討及闡述研究背景、研究動機與目的，在確定研究主題為「RFID 結合Bloom認知領域分析支援情境感知無所不在學習」後，再依照相關文獻的收集與 整理，以確立研究的範圍，分析及探討相關文獻，並作為本論文研究之理論基礎。其 後的系統實作部份則是使用微軟公司所提供的VB.NET程式語言來開發此系統，並且 搭配RFID技術作為我們系統的一部分。本論文研究架構如圖2所示。
圖 2 研究流程圖
研究背景與動機 研究背景與動機 研究背景與動機 研究背景與動機
研究目的研究目的 研究目的研究目的
文獻探討確定研究主題 文獻探討確定研究主題 文獻探討確定研究主題 文獻探討確定研究主題
系統分析系統分析系統分析 系統分析
系統實作 系統實作系統實作 系統實作
系統測試系統測試系統測試 系統測試
實驗問卷調查 實驗問卷調查實驗問卷調查 實驗問卷調查
問卷分析 問卷分析問卷分析 問卷分析
實驗結果分析與結論 實驗結果分析與結論實驗結果分析與結論 實驗結果分析與結論
實驗測試 實驗測試 實驗測試 實驗測試 對照組對照組
對照組對照組
實驗組實驗組 實驗組實驗組
1.5 論文 論文 論文 論文架構 架構 架構 架構
本研究所開發之系統，主要是以RFID為基礎支援情境感知無所不在理論來開發 出設計一套歷史學習系統。有關本論文的相關章節介紹如下：
第一章：主要為緒論的部份，探討現今世代上網際網路的盛行以及行動上網的盛行，
同時也討論了越來越多行動載具的問世，藉由上述兩種資訊科技的進步，本 研究希望藉由這些資訊科技，改善傳統教學的缺失與激勵學生參與學習為 出發點，作為本研究的動機與目的。
第二章：相關文獻探討，本章節提出對本研究之技術的應用，並簡例出有關過去一些 RFID應用於情境感知無所不在學習的相關研究。
第三章：系統實作與展示，本章節介紹本研究之系統執行環境、系統架構、系統設計 內容和本系統相關的工具。
第四章：實驗方法與結果分析，本章節介紹實驗目的、實驗限制、以及進行問卷項目 的分析，進而證明學生使用本系統對於學習上是有成效的。
第五章：結論及未來研究，本章節總結本研究相關研究成果，並針對未來研究的可能 延伸加以說明。
第二章 第二章 第二章
第二章 文獻探討 文獻探討 文獻探討 文獻探討
在本章節中，將介紹一些與本研究相關的理論和系統背景相關的研究，其中包含 了我們系統中用到的RFID無線射頻辨識系統、無所不在行動學習、情境感知(Context- Aware)、歷史教育、與本研究試題分析會用到布魯姆博士所提出的認知領域理論教育 理論。
2.1 RFID無線射頻辨識系統 無線射頻辨識系統 無線射頻辨識系統 無線射頻辨識系統
RFID(Radio Frequency Identification)無線射頻辨識技術，它是一種非接觸式的辨 識技術，進行識別的時候不需要人工的介入即可辨識，目前有許多國內外廠商非常注 意RFID的技術，在各界也相當注意RFID技術，因為此技術可以省掉很多的人力成本，
進而達到降低成本提升獲利等好處。
2.1.1 RFID無線射頻辨識系統組成 無線射頻辨識系統組成 無線射頻辨識系統組成 無線射頻辨識系統組成
RFID系統是由讀取器、電子標籤(Tag)、天線與應用系統等元件所組成，如圖3，
其運作原理是當RFID電子標籤經過RFID讀取器的時候，讀取器發送廣播射頻(RF)無 線電波讀取RFID電子標籤內所產生的頻率的資料讓讀取器讀取訊號，將讀到的資料 提供給應用程式進行物件辨識工作，利用這些訊號我們可以轉為有用的資訊達成我們 所需要的目的(陳吟成，2007)。
圖 3 RFID 系統架構
RFID讀取器介紹：
RFID讀取器在目前市面上已經出現支援許多規格連接電腦的介面，例如讓桌上 型電腦使用的USB與RS232介面，還有讓PDA使用的CF Type介面的RFID讀取器，這 些多樣化的介面產生提供電腦使用，其最終的目的就是要方便讀取RFID標籤，根據 目前的設計與技術使用的方式分為可讀寫(Read/Write)與上鎖(Block Lock)，透過這些 功能就可以在RFID標籤上做應用(洪凱晟，2005)。
RFID標籤種類：
RFID標籤的功用主要是儲存辨識資料，放置要辨識的物體上，當RFID標籤經過 RFID讀取器時把訊號傳送回應用程式端進行辨識工作，然而目前市面上的RFID標籤 有兩大類形態的類型，我們將分為主動式與被動式標籤分別介紹。
(1) RFID主動式標籤
主動式的標籤內置有電池，可以主動傳送訊號供讀取器讀取，訊號傳送範圍也相 對的比被動式較廣，另外主動式標籤擁有較長的讀取距離和較大的記憶體容量可以用 來儲存讀取器所傳送來的一些附加訊息。
(2) RFID被動式標籤
被動式的標籤本身沒有電池的裝置，所需電流全靠讀取器的無線電波電磁感應產 生，所以只有在接收到感應器發出的訊號才會被動的回應感應器。
RFID標籤頻率：
RFID讀取器所發送的頻率，稱為RFID系統的工作頻率或載波頻率。RFID使用的 是頻率所以RFID有著頻率的標準，目前分為低頻、高頻、超高頻三種頻率，這三種 頻率如表1所示(邱瑩青，2007)。
表 1 RFID 三種頻率比較表 頻率
功能 低頻 高頻 超高頻
頻率範圍 30KHz-300KHz 3MHz-30MHz 300MHz-3GHz
頻率類別 無線電 無線電 無線電與微波
成 本 低 中 高
尺寸大小 大 中 小
讀寫距離 短 中 長
讀寫速度 慢 中 快
耐惡劣環境性 佳 中 差
典型應用 防盜 智慧卡 運輸偵測
因本研究所使用的是被動式標籤的非接觸式智慧卡，故以下做了ISO標準的介紹。
RFID非接觸式智慧卡ISO標準：
RFID非接觸式智慧卡標籤ISO標準提出了三種規範(邱瑩青，2007)：
ISO 10535的非接觸式智慧卡
這類的智慧卡在應用方面較為少，因為感應的距離大約只有0至2mm左 右，幾乎要與讀卡機整個貼住才可能感應的到，實際上使用起來很不方便。
ISO 14443的RFID非接觸式智慧卡
這類的智慧卡在我們目前所在的生活應用範圍相當廣泛，它的讀取距離 大約在0至10公分左右，最常見的就是捷運卡，因為這個標準的智慧卡在於 安全性的要求需要比較高，所以相當適合用於交通卡等相似類別的應用。
ISO 15693的RFID非接觸式智慧卡
這類的智慧型卡片安全性比較低，所以通常適合用於出勤刷卡、會員 卡、資產管理等等，也因為設計的比較簡單所以成本方面比較低。另外本研 究中所使用的RFID智慧卡就是選用這種標準規格的智慧卡作為我們歷史故 事的目標物。
本章節介紹了本研究中所會使用到的RFID技術規格以下做了總結，RFID有以下優 缺點(邱瑩青，2007)：
1. 可容納較多容量。
2. 壽命較長，使用可以比較久。
3. 難以複製。
4. 資料加密安全性較高。
5. 對環境變化有較高的忍受能力，較易長久保存。
6. 讀取資料無分室內、室外。
7. 唯一的缺點，就是建置成本較高，不過大量的生產製造就能降低成本。
2.1.2 RFID與 與 與 與QR_Code感知裝置比較 感知裝置比較 感知裝置比較 感知裝置比較
本研究整理出RFID與目前較熱門的二維條碼(QR Code)技術比較，以利我們釐清 兩種技術的差異。由表2可以看見RFID在各項功能上都比二維條碼來的較好，故本研 究選用RFID作為本次研究的感知器(邱瑩青，2007)。
表 2 RFID 與二維條碼(QR Code)技術比較 技術
功能
(無線射頻辨識)RFID (二維條碼)QR_Code
傳輸規格 IC 利用無線電存放與傳遞資料 以光學影像辨識
規格標準 幾乎相容 14443Tag 與 15693Tag 各國標準都不相容
資料安全性 無法被複製(高) 容易被複製(低)
讀寫能力 具重複讀寫性 不具重複讀寫性
資料正確性 高 低
標籤保存性 容易保存 不容易保存
讀取速度 對準標籤即可快速讀取(快) 會因為條碼的清晰度決定(慢)
讀取距離 可遠距離讀取 必須在可視範圍內
讀取環境 具有耐環境 必須無強光或無光線干擾
2.2 行動學習 行動學習 行動學習 行動學習
早期傳統的教室環境，學生都被制約在一個封閉的環境中，所得的知識均由教師 傳授課本文字，使得學生的學習興趣減低，學習成效往往大打折扣，成為被動式的學 習方式(林大正、陳宗禧，2007)，學習不再侷限於傳統的教室環境，學習的資源也不 一定是紙本書籍文件，人們透過電腦網路可以隨時隨地進行學習，取得最新的知識與 學習資源，學習變得更有彈性與多元化(陳菁惠、陳彥明，2006)，在科技設備成為學 校環境的一部分時，讓學生可以隨時接觸到自然環境是非常重要的，雖然資訊科技逐 漸融入到生活中，但本質上它還是無法取代人類在大自然中的互動與經驗(陳宗禧、
黃悅民、邱柏升、張承憲，2007)。
2.2.1 行動學習的定義 行動學習的定義 行動學習的定義 行動學習的定義
行動學習(Mobile Learning)在學術應用上稱為M-Learning，行動學習顧名思義就 是透過行動裝置達到學習目的就叫做行動學習。人們透過電腦網路可以隨時隨地進行 學習，取得最新的知識與學習資源，學習變得更有彈性與多元化(陳菁惠、陳彥明，
2006)，因此透過行動設備與無線網路通訊技術的結合取得資訊，這種新的學習型式 在學術上稱之為行動學習。黃國禎等學者(2008)在標準，策略研究問題的情境感知無 所不在的研究中指出，具有行動設備裝置搭配無線網路通訊技術的學習都叫做行動學 習，研究中明確的指出了行動學習的定義(Hwang, G.-J et al., 2008)。
2.2.2 行動學習的特性 行動學習的特性 行動學習的特性 行動學習的特性
方便攜帶型的智慧型設備是行動學習最主要的工具之一，目前常見的智慧型設備 主要有NB(Notebook，筆記型電腦)、PDA（Personal Digital Assistant，個人數位助理）、
智慧型手機(Smart phone)，在行動學習的環境中這些都是常見的智慧型設備，從中獲 取高度的資訊能力，學生在行動學習中，有效利用智慧型設備才能達到行動學習的效 果。
藉由無線網路技術行動性，學習得以嵌入於每天行動日常生活的真實情境。有研
究指出行動學習包括特性(Y. S. Chen et al., 2005)：(1)學習迫切需求、(2)知識獲取的主 動性、(3)學習設定的機動性、(4)學習過程的互動性、(5)教學活動的情境式、(6)教學 內容的整合性。
2.2.3 行動裝置比較 行動裝置比較 行動裝置比較 行動裝置比較
本研究中注重支援RFID技術的行動裝置，我們整理出PDA、智慧型手機、小筆 電的功能與規格比較表，如表3，因小筆電提供的電力較為足夠，價格上也較為便宜，
且本研究所設計的系統大多是文字敘述的內容，因此需較大的螢幕比較合適，最後我 們決定使用小筆電作為本研究中所使用的行動裝置。
表 3 行動裝置比較 方案
功能 PDA Smart phone 小筆電
重量 143g~260g 110g 960g~1450g
電池續航力 3 小時~5 小時 4 小時~5 小時 約 5 小時 螢幕大小 2.8 吋~3.2 吋 2.8 吋~3.2 吋 8.9 吋~11.6 吋 市場價格 8000 元~21800 元 12900 元~22900 元 6000 元~12000 元
通訊能力 無 支援 GSM 內建 10/100 Mbps
無線傳輸 Wi-Fi 802.11b Wi-Fi 802.11 b/g Wi-Fi 802.11b/g
功能 藍芽、照相機、觸碰
式螢幕
藍芽、照相機、觸碰
式螢幕 藍芽、照相機
RFID 介面 CF-Type 無 USB1.1 以上
2.3 無所不在 無所不在 無所不在 無所不在學習 學習 學習 學習
近年來無所不在學習備受到重視，各國紛紛把無所不在學習變成一項重要的施政 方向，例如台灣行政院推動「U-Taiwan」即是把行動裝置結合無線通訊科技，並且融 入生活情境學習中，就形成了無所不在學習(U-Learning)，還有其他亞太先進國家也 推動相關計劃，如日本期望在2010年成為Ubiquitous Japan，所以正積極推動「U-Japan」
計畫，而韓國則推動「IT839策略」，以期望達到「U-Korea」的目標。因此由上述可 知，無所不在學習對於人們來說已經是非常重要的一項計畫。
2.3.1 無所不在學習的定義 無所不在學習的定義 無所不在學習的定義 無所不在學習的定義
在1988年美國Mark Weiser，首先提出U-Computing的觀念，簡單的說，學習教材 轉變成數位教材，再把數位教材轉變成可讓行動裝置使用的數位學習，而在任何時間 與任何地點學習，就成了無所不在學習(Hwang, G.-J., 2005)。也因為無所不在運算概 念的提出，進而衍生出相當多的應用，其中就包含了無所不在學習的應用。
想要達成無所不在學習，也需要相關科技的支援，在隨著Wi-Fi、3.5G(High Speed Downlink Packet Access，HSDPA)、WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球互通微波存取)等通訊網路科技技術的發達，讓行動裝置作為學習工具 變得更容易，這些技術是無所不在學習之中不可或缺的元素。而無所不在學習主要是 利用情境感知技術，依照學習者當時身處於目標物之前，透過行動裝置附加的感知 器，與裝置連接無線網路通訊，給予學習者其相關資訊，這就是一個無所不在學習的 環境。
2.4 情境感知 情境感知 情境感知 情境感知(Context-Aware)
本章節介紹研究中所會運用到的情境感知(Context-Aware)理論，我們將介紹情境 感知的定義與參數，最後整理出國內目前運用情境感知無所不在的研究與應用。
2.4.1 情境感知 情境感知 情境感知 情境感知的定義 的定義 的定義 的定義
隨著嵌入式感測科技推陳出新，將具有運算能力的電腦系統植入日常生活環境 中，以察覺人們在環境中的情境及狀態，取得實際有用的資訊再經過處理後，依據個 人的需求主動給予協助，這就是情境感知無所不在運算的基本概念應用(McDonald. D.
S., 2004；W. Mark., 1999)。情境感知無所不在學習主要是建立於網際網路通訊基礎建 設之下，運用情境感知及感應感測技術結合其移動性佳、便利性高的行動載具為學習 輔具，基於情境學習理論讓學習者在進行學習同時能夠與真實情境作互動(邱博升、
林大正、陳宗禧，2006)。
在2008年一位國內知名學者黃國禎博士等人在標準，策略研究問題的情境感知無 所不在的研究中指出，具有行動設備裝置，搭配無線網路通訊與感知器技術的學習活 動，被稱為情境感知無所不在的學習活動，情境感知功能的無所不在學習環境，使學 習系統更好了解學習者的行為和環境參數即時的在現實生活中呈現(Hwang, G.-J et al., 2008)。因此在研究中制定了行動學習(M-Learning)、無所不在學習(U-Learning)、情 境感知無所不 在學習(Context-Aware U-Learning)這三種理論定義，以下圖4表示 (Hwang, G.-J et al., 2008)。
圖 4 行動學習、無所不在學習、情境感知無所不在學習理論定義
我們根據圖4的定義，在任何地點與任何時間從事學習活動都稱之為無所不在學 習(U-Learning)，在小一點的範圍是手持行動裝置與有使用無線通訊聯結的學習都稱 之為行動學習(M-Learning)，然而除了使用行動學習之外的元素還附加了感知技術的 學習活動就稱為情境感知無所不在學習(Context-Aware U-Learning)，因此本研究加入 了符合情境感知無所不在學習的所有元素，來達成本研究目的。
2.4.2 情境感知的參數 情境感知的參數 情境感知的參數 情境感知的參數
根據黃國禎博士在標準，策略研究問題的情境感知無所不在的研究中已清楚定義 了情境感知無所不在學習裡面必須要有的某些元素種類(Hwang, G.-J et al., 2008)：
1. 對個人狀況真實世界的感知：含學習者所在位置、時間、學習者的血壓、心跳等 參數。
2. 對學習環境的感知：含RFID感測器及環境的位置、溫度、濕度等周圍的其他環境 參數，以及其他可能靠近感測器的物體。
3. 行動學習裝置的感知器所回饋的資訊：含目標物件的感應值(如溫度、pH值、空氣 污染指數、樹的形狀)與顏色。
4. 從資料庫取得的個人資料：含學習者的個人資料與學習歷程，如學習者的行事曆、
線上討論的發言內容、預定學習活動的開始時間、可接受學習活動的最短與最長 Ubiquitous Learning
(anywhere and anytime learning) Mobile Learning
(Learning with mobile devices and wireless communications) U-Computing in Learning
Context-Aware U-Learning
(Learning with mobile devices, wireless communications and sensor technologies)
時間、學習地點、學習活動課程的約束與限制等。
5. 從資料庫取得的環境資料：含學習地點的詳細資料，如學習活動地點的行程、場 地的限制與管理規則、場地的使用記錄、場地所具備的配備、場地管理者與使用 者等。
本研究設計的系統，包含了學習環境的RFID感知，以及所取得的教材內容都是取 自於資料庫，符合情境感知參數中第二項與第五項兩個項目，利用此參數來達成情境 感知無所不在學習環境的建置。
2.4.3 情境感知相關應用 情境感知相關應用 情境感知相關應用 情境感知相關應用
透過情境感知技術，使學習系統可以即時將學習者所需的內容教材做一傳輸，讓 學習者達到真實情境學習，使學習不再是學習，並可以及時取得適合真實情境的教材 課程與相關資訊，另外在學習環境透過情境感知系統，學生使用具有RFID功能的 PDA，經由後端伺服器把數位教材內容在適當的環境下、適時的給予與真實情境相關 的數位內容教材，可逹到情境式學習，本研究中系統融入情境感知技術，讓系統更為 友善。本章節已介紹情境感知技術的相關文獻，我們試著整理出國內外有關於情境感 知無所不在學習相關應用如下表4：
表 4 國內外情境感知無所不在學習應用
年份 學者 研究對象 研究設計 研究成果
2009 (Hwang, G.-J et al., 2008)
黃國禎 教授等
3 名五年經 驗 以 上 的 研究人員
解決學習者對於單晶 X 光射 線的實驗操作，學習者手持 PDA 搭配 RFID 感應器，支 援輔助學習者解決單晶 X 光 射 線 的 實 驗 操 作 的 學 習 問 題。
建置一個情境感知無 所 不 在 學 習 環 境 系 統，透過這樣的技術 來解決較複雜科學實 驗，例如物理或化學 等。
表 4 國內外情境感知無所不在學習應用(續)
年份 學者 研究對象 研究設計 研究成果
2009 (Chu, H.C et al., 2009)
朱蕙君 教授等
21 位 五 年 級小學生
實驗的學習活動主要是蝴蝶 與 生 態 的 主 題 單 元 進 行 學 習，由手持 PDA 搭載 RFID 感應器參加學習活動，在對 每 一 個 學 習 的 階 段 進 行 分 析，以觀察是否有學習成效。
發展 map-oriented Mindtool 情境感知無 所不在的學習。
2009 (莊茜 雯，
2009)
莊茜 雯、施 如齡、
黃國禎 教授等
台 南 市 某 國 小 五 年 級 33 名學 生
使用行動學習的策略針對小 學生在鄉土課程裡古蹟的學 習活動，活動的主題是以台 南市平安宮為實驗地點，活 動過程是以合作學習的方式 來實驗
透過問卷量化後進行 學習分析比較，以觀 察使用行動學習策略 是否有明顯的成效。
2009 (Tseng, Judy C.
R et al., 2009)
曾秋蓉 教授等
分 兩 組 學 生 實 驗 組 和對照組
製作 CULP 平台，幫助學生 在 PC-DIY 上 的 學 習 與 實 做，利用 QR-CODE 來當作 感應器
平均 43%時間完成組 裝工作，75%學生使用 CULP 學習平台有正 面回應。
2009 (Peng, H., Chuang et al., 2009)
彭馨儀 教授等
30 名學生 學生手持 PDA 搭配 RFID 感 應器，利用無線網路通訊與 情境感知無所不在學習技術 應用植物教學上。
研究結果顯示大多數 學生認為使用 UPSS 是對學習有激勵效果 的。
表 4 國內外情境感知無所不在學習應用(續)
年份 學者 研究對象 研究設計 研究成果
2008 (Hwang, G.-J et al., 2008)
黃國 禎、蔡 今中與 楊振華 教授
提出標準 標準、策略研究問題的情境
感知無所不在的研究指出具 有行動設備裝置搭配無線網 路通訊與感應器技術的學習 活動被稱為情境感知無所不 在的學習活動。
情境感知功能的無所 不在學習環境，使學 習系統了解學習者行 為和環境參數即時在 現實生活呈現。
2010 (Chu, H.C., Hwang et al., 2010)
朱蕙 君、黃 國禎、
蔡今中 教授
國 民 小 學 自 然 科 學 課程
提出 Mindtools 的情境感知 無所不在學習環境系統
使用情境感知無所不 在學習環境的技術，
可以促進學習者的學 習動機且互助合作學 習，達到更好的學習 成效。
2008 (Young, S. S. C et al., 2008)
楊叔卿 教授
3 個班級共 96 位 小 學 生 (9-12 歲 兒童)
製作 AMPLe (Across Mobile Platform Learning system)系 統，提出了一個線上英語詞 彙系統，針對 9-12 歲兒童學 習英語，讓學習者透過遊戲 式學習達到學習目標。
學生們非常積極使用 PDA 學習，研究數據 顯示學生們強烈同意 使用系統充分了解溼 地螃蟹。
表 4 國內外情境感知無所不在學習應用(續)
年份 學者 研究對象 研究設計 研究成果
2008 (Wu, T. T et al., 2008)
黃國禎 教授等
4 名台南縣 國小學生
研究一個情境感知無所不在 的學習環境利用行動設備，
感應器和無線網路處理學習 的情況。
一系列國小三年級的 自 然 科 學 課 程 ” 蝴 蝶 的 生 態 ” 單 元 發 展 並 且執行，學生透過個 人化系統引導觀察真 實世界物體。
2009 (Lin, Y.S., Hwang et al., 2009)
黃國禎 教授等
21 位 五 年 級小學生
利用情境感知無所不在的學 習環境提出一個辨識蝴蝶的 學習活動，在一個嵌入感應 器和無線技術的真實環境被 設計導引學生找出蝴蝶。
研究調查不同認知風 格的學習者之間有什 麼差異。實驗結果表 示場地獨立學習者的 成績比場地依賴學習 者優秀。
2.5 歷史教育 歷史教育 歷史教育 歷史教育
在 1994 年，Hilary Bourdillon 提出了學習歷史的目標，其中共有四十五項學識足 以涵蓋十一年的義務教育以及十年級的學生，要綜合和概括的三個學識目標，作者提 供了七項明確定義的要素。(1)實質概念：學生應了解的概念和詞彙的時間；(2)異同 比較：學生需要知道其中的區別和相似性的知識；(3)當代態度：以歷史當時的情況 描述和思考不同的想法和態度；(4)時間順序：找出原因並提出理由古代所發生的事 件和採取的行動；(5)因果關係：個體因素之間的關係，包括成立背景、個人動機、
歷史事件意圖，影響歷史的發展；(6)資料證據：鼓勵學生使用的證據來描述和解釋 過去；(7)歷史解釋：歷史不僅是解釋，還透過電影、雜誌和電視節目展現歷史(Hilary B., 1994)。
歷史教育不同於一般學科教育，學生在孩童時期就已吸收一些歷史觀念，但有些 觀念是錯的，而且非真正歷史，這些觀念從電視、歷史小說、廣播等聽取的。另外評 估歷史學習和教學目標沒有一定標準，但學習目標可以引導教學和評估。Hilary B.(1994)寫道『歷史中的進展：學習歷史的目標』，這一章節收錄『歷史教學』中談到 在歷史教學目標有學習目標、評估索引、過去的研究和老師如何教學來達到英國國家 課程學業的三個指標，指標1是知識和歷史的了解度，指標2是解釋歷史，指標3是使 用歷史資源(Hilary B., 1994)。
本研究將利用在情境感知無所不在的環境學習，學生可透過歷史學習資訊系統，
查詢歷史事件、年份等之基本知識與背景，並解決所有歷史的相關任務，學生可以藉 由故事歷史任務中運用思考時代背景、政策與解決相關情節中的事件謎題與難題的過 程，可以將所學知識於以深化與內化，這正是我們所要達成的目標。
2.6 布魯姆 布魯姆 布魯姆 布魯姆認知 認知 認知 認知領域 領域 領域 領域(Bloom’s cognition taxonomy)
布魯姆(B.S Bloom)博士是美國一位著名的教育心理學家，布魯姆在1956年在芝加 哥大學提出認知領域教育目標分類，此後這一理論常被教育家應用於教學、課程和評 量等領域之上。其中布魯姆研究小組所提出分類裡的認知領域目標，依據認知能力的 發展程度和學習的複雜度來訂定，因此分為六個層次，高層次領域建構在低層次領域 之上，如圖5。
圖 5 布魯姆認知領域六層次
布 魯 姆 在 認 知 領 域 提 出 六 個 層 次 分 別 是 認 知 (Knowledge) 、 理 解 (Comprehension)、應用(Application)、分析(Analysis)、綜合(Synthesis)、評鑑(Evaluation) 六層次為認知領域教育目標。依據歐滄和所著作的教育測驗與評量一書所提，知識層 次強調的是對於某一種學科領域的內容及特定要素的回憶與在認(歐滄和，2002)。理 解是指個人藉著思考歷程把得到的訊息轉換成更具有意義的形式，甚至超出原本有的 意義之外。應用是指學習者能夠把學到的原理和通則能夠運用到新的事物上也就是說 運用到新的問題上或新的情境之中，也就是說學習者能夠舉一反三就是應用。分析是 指把一個溝通材料拆解成幾個構成要素或是幾個部份，使各概念的相對階層能夠更清
認知 認知 認知
認知(Knowledge) 理解
理解 理解
理解(Comprehension) 應用
應用 應用
應用(Application) 分析分析
分析分析(Analysis) 綜合
綜合 綜合
綜合(Synthesis) 評價評價
評價評價 (Evaluation)
低層次 低層次 低層次
低層次認知 認知 認知 認知 高
高 高
高層次 層次 層次 層次認知 認知 認知 認知
楚，或各概念之間的關係能夠更明顯。綜合是指將各元素或各部份組合在一起使之成 為一個新的具有意義的整體，就是建構成一個新的組成或建構。評鑑是指為了某種目 的而使用一套標準來對於不同的概念、作品、方法、材料等的價值做判斷(歐滄和，
2002)。
本研究將以布魯姆認知領域分類的概念進行測驗題目不同層次的分類，我們利用 布魯姆認知領域，套用在試題上，提供老師清楚了解自己編輯的試題分佈在Bloom認 知領域的哪些區域，另外老師更可以利用我們所建構的系統，了解學生Bloom認知領 域分佈的狀況，最終的目的就是要以教育為目標。
第三章 第三章 第三章
第三章 系統實作與展示 系統實作與展示 系統實作與展示 系統實作與展示
本研究開發出一套以RFID做支援情境感知無所不在歷史學習系統，結合老師端 設定試題的布魯姆認知領域，和查詢試題在布魯姆認知領域的範圍分析。本系統環境 建置上符合市面上，一般電腦用戶之規格，不需要高效能硬體設備即可執行。
3.1 系統開發環境 系統開發環境 系統開發環境 系統開發環境
本研究的情境感知無所不在歷史學習系統開發語言是微軟(Microsoft)公司所建構 的VB.NET程式語言，系統所使用的資料庫為免費版本的MySQL伺服器，另外支援我 們系統的RFID是使用國內友鵬科技公司的RFID讀取器與RFID標籤，本研究整理了硬 體與軟體環境規格如下表5、表6、表7，使用的設備照片說明如圖6。
表 5 硬體需求環境
功能 型號 / 中央處理器 記憶體
HTTP Server AMD Athlon 64 X2 Dual Core 4400+ 2048 MB MySQL Server AMD Athlon 64 X2 Dual Core 4400+ 2048 MB Mobile Client Acer Aspire One / Intel Atom CPU N280 1024 MB
表 6 RFID 讀取器/RFID 標籤規格環境
功能 規格
使用頻率 F-Reader 13.56MHz 讀取多種標籤協定 ISO14443 / ISO15693標準
介面 USB1.1以上
工作溫度 -20 ~ +85Co
RFID標籤 ISO15693
表 7 開發軟體需求環境
公司 版本
Microsoft .Net Framework 2.0 Microsoft Visual Studio 2005
MySQL MySQL 5.0
圖 6 實驗設備
3.2系統設計 系統設計 系統設計 系統設計
本研究如文獻中所提到，決定使用小筆電成為本次研究中的行動裝置設備，因此 本章節將介紹系統架構與系統介面。以下將詳細介紹我們所設計的系統架構、功能展 示以及系統的畫面。
3.2.1設計理念 設計理念 設計理念 設計理念
我們先考慮初期系統的研發可行性與成功性，因此我們採用的是Client-Server架 構的方式來架設我們的系統，另外我們利用RFID標籤卡號唯一性當作系統辨識目標 物的媒介，因此每一樣目標物都是包含一個故事與一個測驗題目，以便讓系統取得資 訊與順利回饋資訊給學生。
3.2.2系統架構 系統架構 系統架構 系統架構
本研究採用的是Client-Server架構的方式來架設我們的系統，以下將介紹本研究 所設計的系統架構，如圖7所示。
本研究使用的 RFID 讀取器 本研究使用的 RFID 標籤
本研究使用的行 動設備小筆電
圖 7 系統架構
在系統架構的硬體方面我們使用的小筆電為Client端，老師所持的筆記型電腦為 Server端，Server端內包含有本研究所使用的MySQL資料庫與放置圖片的伺服器，學 生小筆電搭載有無線網路與外掛USB介面的被動式RFID讀取器，學生手持小筆電連 線至無線基地台後，尋找RFID標籤就可以作為學生使用瀏覽的工具。在Server端則是 安裝我們所需使用到的資料庫，我們使用的是MySQL5.0版本作為我們的資料庫環 境，另外我們也架設了圖片伺服器，我們是利用Microsoft Internet Information Server 5.1版本來架設圖片伺服器，以方便存取修改故事腳本教材內容。
3.3 歷史故事 歷史故事 歷史故事 歷史故事腳本 腳本 腳本 腳本介紹 介紹 介紹 介紹
本系統的歷史故事腳本，全部都是由本研究自己收集資料與分類編輯的一個互動 式的故事腳本，資料來源是透過網路維基百科、高分策略-歷史1課本、攻台圖錄、後 藤新平傳、穿越時空看家園等書籍編輯而成，我們設計了三個腳本，分別是台灣日據 時代、明朝時代、清朝時代，本研究也整理出我們系統使用的歷史故事腳本如下面章 節(鄭天凱，1995；楊碧川，1996；沈紫，2009；許雅芬，2000)。
3.3.1 台灣 台灣 台灣 台灣日據時代 日據時代 日據時代故事腳本 日據時代 故事腳本 故事腳本 故事腳本
本章節是介紹本系統所使用的台灣日據時代的故事腳本內容如附錄A，我們將台 灣日據時代建立了八個劇情，如表8，分別敘述甲午戰爭簽定馬關條約相關內容、台 灣舊地名相對比較、台灣曾被統治的順序、介紹台灣末代巡撫、介紹丘逢甲、介紹台 灣民主國、最後介紹後藤新平與八田與一這兩位對台灣有影響的人物。
表 8 台灣日據時代故事腳本 故事發生順序 日據時代故事腳本標題
1 甲午戰爭與馬關條約
2 台灣舊地名
3 台灣曾被統治的順序
4 台灣末代巡撫
5 丘逢甲
6 台灣民主國
7 後藤新平
8 八田與一
3.3.2 台灣明朝時代故事腳本 台灣明朝時代故事腳本 台灣明朝時代故事腳本 台灣明朝時代故事腳本
本章節是繼台灣日據時代之後介紹本系統所使用的明朝時代的故事腳本內容如 附錄B，其中包含了年代大事紀與兩個故事劇情腳本，如表9，分別介紹明朝時期代 的台灣外國人佔領台灣時期各地的城堡建造內容。
表 9 台灣明朝時代故事腳本 故事發生順序 明朝時代故事腳本標題
1 台灣城堡建造
2 紅毛城
3.3.3 台灣清朝時代故事腳本 台灣清朝時代故事腳本 台灣清朝時代故事腳本 台灣清朝時代故事腳本
本章節是繼台灣明朝時代之後介紹本系統所使用的第三個腳本，清朝時代故事腳 本內容如附錄C，其中包含了年代大事紀與四個故事劇情腳本，如表10，分別介紹台 灣清朝時代馬偕博士來台傳教相關文化，與英法聯軍時期台灣開港通商相關歷史資訊 介紹。
表 10 台灣清朝時代故事腳本 故事發生順序 日據時代故事腳本標題
1 廟宇石獅子
2 石版屋
3 開港通商一
4 開港通商二
3.3.4 故事腳本地圖實作 故事腳本地圖實作 故事腳本地圖實作 故事腳本地圖實作
本研究把每一個故事腳本標題的內容都對應一個RFID標籤，此外我們把RFID標 籤黏貼在實體的台灣地圖上，供學生明確的觀看故事發生當時在台灣附近的地區在哪 裡，詳細介紹如圖8與圖9。
故事腳本地圖實作一
圖 8 故事腳本地圖實作一 日治故事腳本七-
後藤新平
日治故事腳本四- 末代巡撫
日治故事腳本五- 丘逢甲
日治故事腳本八- 八田與一
日治故事腳本一- 甲午戰爭與馬關條約
日治故事腳本三- 台灣統治的順序
日治故事腳本六- 台灣民主國 日治故事腳本二-
介紹台灣舊地名
故事腳本地圖實作二
圖 9 故事腳本地圖實作二 明代故事腳本二-
紅毛城
清代故事腳本四- 開港通商二
明代故事腳本一- 台灣城堡建造
清代故事腳本三- 開港通商一 清代故事腳本一-
廟宇石獅子
清代故事腳本一- 廟宇石獅子
3.4 系統實作 系統實作 系統實作 系統實作
本系統利用 RFID 與情境感知無所不在為基礎設計一套歷史學習系統，讓學生可 以利用本研究所開發的歷史學習系統增加歷史知識的深化與內化，另外老師也將利用 Bloom 認知領域做試題分佈分類。以下將介紹本系統相關功能：
3.4.1 RFID 情境感知 情境感知 情境感知歷史學習系統 情境感知 歷史學習系統 歷史學習系統 歷史學習系統
系統登入
系統執行時會顯示一個系統起始畫面如下圖 10 粗線框範圍所示，分為兩個 輸入文字方塊，一個是輸入帳號的地方，一個是輸入密碼的地方，密碼會使用星 號為代表，輸入好後確認登入，如果帳號密碼都正確會顯示圖 11，帳號密碼若 輸入錯誤則會顯示錯誤訊息如圖 12。
圖 10 系統登入畫面
圖 12 登入失敗資訊
年代選擇
登入系統成功之後，如圖 13 粗線框內選擇年代的三個按鈕原先是暗灰色在於登 入系統成功之後便可選取，三個按鈕分別代表了台灣日據時代、台灣明朝時代、
台灣清朝時代，學生可以依照自己的喜好進行本研究所設計的歷史腳本，達到學 習目的。
圖 13 年代選擇
年代選擇-台灣日據時代
在選擇年代粗線框可以清楚看到，學生依照喜好點選日據時代的腳本之後，劇情 描述的粗線框文字方塊給了學生資訊，學生閱讀完畢即可點選進行任務如圖 14。
圖 14 年代選擇-台灣日據時代
年代選擇-台灣明朝時代
在選擇年代粗線框可以清楚看到，學生依照喜好點選明朝時代的腳本之後，劇情 描述的粗線框文字方塊給了學生資訊，學生閱讀完畢即可點選進行任務如圖 15。
圖 15 年代選擇-台灣明朝時代
年代選擇-台灣清朝時代
在選擇年代粗線框可以清楚看到，學生依照喜好點選清朝時代的腳本之後，劇情 描述的粗線框文字方塊給了學生資訊，學生閱讀完畢後即可點選進行任務圖 16。
圖 16 年代選擇-台灣清朝時代
進行任務
進行任務前因本系統搭載 RFID，必須先開啟 RFID 所使用的 ComPort 通訊埠粗 線框所示，即可開始使用 RFID 進行任務，資訊顯示區粗線框也顯示了一些資訊 給學生參考，圖 17。
圖 17 進行任務步驟一
RFID 讀卡功能
在我們的實際環境中尋找到 RFID 標籤後放置我們的 RFID 讀取器，在搜尋卡號 粗線框區域按一下讀取 RFID 即可讀取卡號，如圖 18，當讀取到卡號之後，在功 能按鈕中，粗線框讀取字卡的按鈕即可按下，就可以讀取到我們所設定的腳本內 容。
圖 18 進行任務步驟二
大事紀小幫手
在上圖 15 系統畫面中粗線框框功能按鈕區按下大事紀小幫手即可顯示年代等紀 事給學生作答參考使用，以提升歷史學習歷程的記憶，也方便作答如圖 19。
圖 19 大事紀小幫手
以下我們將介紹本系統所提供的一套腳本系統顯示，我們以台灣日治時代為例，
另外如系統設計理念所提及的一張 RFID 標籤包含一個故事腳本與一個挑戰題目，因 此每當瀏覽完一個故事腳本就必須換下一張 RFID 標籤，以便故事腳本的辨識。
台灣日據-故事腳本一-甲午戰爭與馬關條約
當讀取到資訊後，粗線框中的圖示顯示區域會顯示該知識相關的圖片，然而再下 方粗線框中的資訊顯示區則是要給學生閱讀的歷史內容如圖 20，當學生閱讀完 畢之後可以按下功能按鈕區域的『我要挑戰』按鈕，即可挑戰該故事腳本相關的 測驗題目，以下我們將介紹有關台灣日據腳本的系統畫面。
圖 20 台灣日據-故事腳本一-甲午戰爭與馬關條約
台灣日據-故事腳本一-甲午戰爭與馬關條約-挑戰題目
當學生資訊瀏覽完畢按下『我要挑戰』，右邊的粗線框挑戰題目區域就會顯示該 資訊測驗題目如圖 21，學生作答必須答對才能夠繼續下一個資訊標籤，答錯訊 息如圖 22，答對訊息如圖 23。
圖 21 台灣日據-故事腳本一-甲午戰爭與馬關條約-挑戰題目
挑戰題目-答錯資訊
圖 22 挑戰題目-答錯資訊
挑戰題目-答對資訊之 1
圖 23 挑戰題目-答對資訊之 1
挑戰題目-答對資訊之 2
答對後選項方塊則會停用如圖 24 右邊粗線框，左邊粗線框資訊顯示區域也會告 知學生可以尋找下一個目標物。
圖 24 挑戰題目-答對資訊之 2
台灣日據-故事腳本二-介紹台灣舊地名
圖 25 台灣日據-故事腳本二-介紹台灣舊地名系統執行畫面
台灣日據-故事腳本三-台灣統治的順序
圖 26 台灣日據-故事腳本三-台灣統治的順序執行畫面
系統互動內容之 1
學生在於上圖的題目答對之後便會彈跳出互動式視窗如圖 27，給予學生相關的 一些資訊，以便接下去瀏覽的歷史腳本。
圖 27 系統互動內容之 1
台灣日據-故事腳本四-台灣末代巡撫
圖 28 台灣日據-故事腳本四-台灣末代巡撫執行畫面
台灣日據-故事腳本五-丘逢甲
圖 29 台灣日據-故事腳本五-丘逢甲執行畫面
系統互動內容之 2
學生在於上圖的題目答對之後便會彈跳出互動式視窗如圖 30，給予學生相關的 一些資訊，以便接下去瀏覽的歷史腳本。
圖 30 系統互動內容之 2
台灣日據-故事腳本六-台灣民主國
圖 31 台灣日據-故事腳本六-台灣民主國執行畫面
系統互動內容之 3
學生在於圖 31 的題目答對之後便會彈跳出互動式視窗如圖 32，給予學生相關的 一些資訊，以便接下去瀏覽的歷史腳本。
圖 32 系統互動內容之 3
台灣日據-故事腳本七-後藤新平
圖 33 台灣日據-故事腳本七-後藤新平執行畫面
台灣日據-故事腳本八-八田與一
圖 34 台灣日據-故事腳本八-八田與一執行畫面
台灣日據故事腳本完成
在圖 34 是台灣日據故事腳本的最後一個腳本，因此當此腳本答對結束後，即會 彈跳出下圖 35 視窗，以示鼓勵。
圖 35 台灣日據故事腳本完成執行畫面
3.4.2 Bloom 認知領域 認知領域 認知領域 認知領域試題分析 試題分析 試題分析 試題分析系統 系統 系統 系統
本系統除著重學生使用本研究所設計的系統提升歷史知識以外，另外一項重點就 是老師使用認知領域試題分析系統，方便老師檢視自己所設定測驗題目所屬的 Bloom 認知領域，以下我們將分為試題分佈演算法與系統展示做介紹。
Bloom 認知領域試題分佈類別
試題分佈演算法我們設計為四種類型，這四種類型我們稱為 A 類、B 類、C 類、A 類加 B 類，A 類是屬於基本型的類別，它所涵蓋的認知領域層次是屬於低 層次的類別，分別是認知、理解、應用這三大類別，如果老師勾選的題目所設定 的層次較多屬於這三大類的層次，本研究所設計的系統會告訴老師他挑選的題目 層次是較多屬於在這三大類別裡面如圖 36。B 類是屬於高層次的類別，它所含 蓋的認知領域層次分別是分析、綜合、評鑑，這三大類別，如果老師勾選的題目 所設定的層次較多屬於這三大類的層次，本研究所設計的系統就會告知老師他所 挑選的題目層次是較多屬於這三大類別裡面的題目如圖 37。C 類是屬於轉換層 次類別，它所涵蓋的認知領域層次在六大層次都有可能，不同於 A 類和 B 類的 是我們設定老師所選擇全部題目的一半忽然轉移到認知領域低層次的類別我們 就告知老師為 C 類型如圖 38。最後一種是平均類別 A 類與 B 類的綜合，我們設 定這個類別認知領域低層次與高層次的類別出現的數目一樣，我們就會告知老師 他所選擇的題目是很平均的如圖 39。本研究所提出的這個方法是希望老師能夠 清楚了解試題的 Bloom 認知領域。
圖 36 Bloom 試題分佈演算法 A 類型
圖 37 Bloom 試題分佈演算法 B 類型
圖 38 Bloom 試題分佈演算法 C 類型
圖 39 Bloom 試題分佈演算法 A 類型加 B 類型
Bloom 認知領域試題分佈演算法
本研究為了達成上述所提出的試題分佈類別特別設計了一套排序方法，這個 排序方法我們稱為『Bloom 認知領域試題分佈演算法』，以下我們將介紹這套演 算法的排序設計方法。
順序一：計算：Bloom認知領域層次出現數量不同。
方法：Bloom認知領域層數量越多堆疊排序越下方，如表11範例。
表 11 Bloom 認知領域試題分佈順序一範例 領域
題號 知識 理解 應用 分析 綜合 評鑑
1 2 3 4 5
順序二：計算：Bloom認知領域層次出現數量相同。
方法：Bloom認知領域層次出現越高層次優先堆疊排序下方，如表12範 例。
表 12 Bloom 認知領域試題分佈順序二範例 領域
題號 知識 理解 應用 分析 綜合 評鑑
1 3 2 5 4
經過上述排序完成後，接著本研究設計判別 A 類、B 類、C 類與 A 加 B 類，
四種類型的判別方法，我們為了判別 C 類型的左上低層次與左下高層次的結果，
我們先把老師所選擇的全部題目除以 2，就取得了全部題目排序在中間題目所設 定的三個 Bloom 層次和層次中最高與最低層次的值，在本文中我們稱為 Qcb1、
Qcb2、Qcb3、Qcblow、Qcbmax，我們避免失去精準度，加入了老師所選擇的全部 題目除以 2 在加 1 的題目，進入我們的判斷式，在本文中我們稱為 Qc+1b1、Qc+1b2、
Qc+1b3、Qc+1blow、Qc+1bmax，另外我們比較的準則是與老師所選擇的全部題目的 第一題所設定的三個 Bloom 層次作比較，判斷在全部題目上半部 50%Bloom 層 次，與下半部 50%Bloom 層次是否有轉折至 Bloom 高層次領域的狀況，另外本 文中稱第一題所設定的三個 Bloom 層次為 Q1b1、Q1b2、Q1b3、Q1bmax，另外判 別 A 類型低層次、B 類型高層次與 A 加 B 類型的方式是比較出現的數量，以決 定是哪個種類，在本文中我們把低層次數量稱為 Qnbleft，高層次數量稱為 Qnbright。 完成上述所設定之變數後，接著進行我們的演算法判斷式。Steps：
If (Qcblow > Q1bmax) And (Qcb1 > Q1bmax) And (Qcb2 > Q1bmax) And (Qcb3 > Q1bmax) Output “C “ Type
Else If (Qc+1blow > Q1bmax) And (Qc+1b1 > Q1bmax) And (Qc+1b2 > Q1bmax) And (Qc+1b3
> Q1bmax)
Output “ C “ Type Else If (Qnbleft < Qnbright)
Output “ B “ Type Else If (Qnbleft > Qnbright)
Output “ A “ Type Else If (Qnbleft = Qnbright )
Output “ A “+” B ” Type End If
