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研究生:李宣慶
研究生(外文):Syuan- Cing Li
論文名稱:線上虛擬戶外教學之行動研究
論文名稱(外文):Action Research of On-Line Virtual Outdoor Education
指導教授:楊懿如楊懿如引用關係
指導教授(外文):Yi-Ju Yang
學位類別:碩士
校院名稱:國立花蓮師範學院
系所名稱:生態與環境教育研究所
學門:教育學門
學類:專業科目教育學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:133
中文關鍵詞:影像式虛擬實境線上戶外教學行動研究
外文關鍵詞:image-based virtual realityIMVR、on-line outdoor teachingaction research
相關次數:
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摘要
實施環境教育最有效的教學方法之一,就是在自然環境中學習,也就是戶外教學。但根據文獻調查得知教師認為戶外教學有許多滯礙難行之因素,所以即使學校舉行戶外教學也多流於形式,缺乏具體的教學目標與效果。研究者研究比較網際網路與電腦科技的發展,發現運用網際網路配合電腦虛擬實境,可在室內進行虛擬戶外教學,改善教學的諸多限制。然而國內將虛擬實境應用於線上虛擬戶外教學上的研究十分有限。
本研究藉由「影像式虛擬實境」設計建構一個「虛擬探石泉」網站系統,研究對象是國小六年級學童,以行動研究法進行,研究資料收集包含:學習單、學生學習日誌、教學省思札記、錄影資料、訪談資料、檢核表、知識卷;透過以上資料了解「影像式虛擬實境」應用在線上虛擬戶外教學之成效。
研究結果發現「虛擬探石泉」線上戶外教學帶給學生的成效有:(1)增加當地環境的熟悉; (2)增加生物的認識與知識; (3)增加對小動物的興趣; (4)環境情意的增加與關注。而「虛擬探石泉」線上戶外教學的優點有:(1)不受天候影響;(2)安全狀況易掌控;(3)觀察人數不受限制;(4)觀察簡易,不會移動;(5)學生自主探索;(6)無遠弗屆,隨時可線上瀏覽。缺點:(1)缺乏親身體驗的感動;(2)虛擬操作無法取代實際技能;(3)再完善的虛擬亦無法取代現場的多樣;(4)過於安全的環境可能抹殺某些成長及學習經驗。
本研究證實應用虛擬實境技術於虛擬戶外教學上,不論是知識的提昇、興趣的增加與情意的改變,都有其成效。在此提出幾項後續研究方向: (1)多班級的教學研究,可以更瞭解「影像式虛擬實境」對於學生學習的多元實況。 (2)「影像式虛擬實境」在各個學習年齡層的反應、評價度為何? (3)「影像式虛擬實境」結合實地戶外教學的成效為何?

關鍵字:影像式虛擬實境、IMVR、線上戶外教學、行動研究
Summary
One of the most effective teaching methods of environmental education is learning in the natural environment, which means outdoor education. According to documents investigation, teachers think that outdoor education has a lot of stagnat factors to work. So even if the school holds outdoor education will only become a stereotype, lack concrete teaching goal and effect. I compared and studied the development of internet and computer technology, find that used the internet coordinate with the virtual reality could carry on virtual outdoor education indoors , improved a great deal of restrictions of teaching. However there are very few studies to apply the virtual reality to the research on on-line virtual outdoor education in Taiwan.
This research constructed a website-- virtual field trip to Shiquan by IMVR. The research objects are sixth grade primary school pupils, research method is action research. The research materials included: work sheet , study log , teaching review notes , videos , interview data , examine form , and knowledge survey. According to the above materials, I examined the effect of on-line virtual outdoor education made by IMVR.
My results found that the on-line outdoor education --" virtual field trip to Shiquan" brought some effects to students : (1) increasing the familiarity of the local environment; (2) increasing biological understanding and knowledge; (3) increasing the interest in animals; (4) increasing and concerning of environmental affection. The advantages of the on-line outdoor education -" virtual field trip to Shiquan " are: (1) free of weather; (2) the safety of pupils is easy to control; (3) unrestricted observing people; (4) easy to observe; (5) students explore independently; (6) looking around on-line at any time. Shortcomings of the on-line outdoor education -" virtual field trip to Shiquan " are: (1) lack emotion experienced; (2) unable to replace actual technical; (3) even perfect invention can't replace variety of the scenes ; (4) overly safe environment may obliterate some study experience .
This research verifies that uses IMVR technology on virtual outdoor education is effective not only the increasing of the knowledge and interest but also affection. Propose several follow-up study direction here: (1) multiple classes research can enhance more understanding of students' learning on " IMVR ". (2) what is " IMVR " response and appraisal in each of studying age level ? (3) what is the effect of combining outdoor education with " IMVR "?

Key words:Image-based VR、IMVR、outdoor education、action research、on-line field trip
目錄
中文提要-------------------------------------------------------------------------------------------------I
英文提要-------------------------------------------------------------------------------------------------------II
誌謝--------------------------------------------------------------------------------------------------------------III
目錄-------------------------------------------------------------------------------------------------------IV
表目錄----------------------------------------------------------------------------------------------------------VI
圖目錄---------------------------------------------------------------------------------------------------------VII
附錄----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------IX

第一章  緒論------------------------------------------------------------------------------------------1
第一節 研究動機------------------------------------------------------------------------------------1
第二節 研究目的與待答問題---------------------------------------------------------------------5
第三節 名詞解釋------------------------------------------------------------------------------------6
第四節 研究範圍與限制---------------------------------------------------------------------------7
第二章 文獻探討-----------------------------------------------------------------------------------9
 第一節 影像式虛擬實境---------------------------------------------------------------------------9
第二節 情境式電腦輔助教學--------------------------------------------------------------------26
第三節 環境教育CAI教學模式設計原則-----------------------------------------------------31
第四節 行動研究-----------------------------------------------------------------------------------33
第三章 研究方法與設計-----------------------------------------------------------------------37
 第一節 研究場域-----------------------------------------------------------------------------------38
第二節 研究流程與設計--------------------------------------------------------------------------40
第三節 研究對象、教學方法與時程------------------------------------------------------------41
第四節 網站架構與工具需求--------------------------------------------------------------------43
第五節 「虛擬探石泉」線上戶外教學網的設計與特色-----------------------------------45
第六節 研究資料與收集--------------------------------------------------------------------------49
第七節 資料分析-----------------------------------------------------------------------------------52
第四章 研究結果與討論-----------------------------------------------------------------------55
第一節 教學時機的排定--------------------------------------------------------------------------55
第二節 利用「影像式虛擬實境」實施線上戶外教學的歷程-----------------------------55
第三節 學生利用「影像式虛擬實境」的學習成效-----------------------------------------82
第四節 「影像式虛擬實境」網頁的優缺點--------------------------------------------------103
第五章 結論與建議-----------------------------------------------------------------------------107
第一節 結論---------------------------------------------------------------------------------------107
第二節 建議---------------------------------------------------------------------------------------112
參考文獻----------------------------------------------------------------------------------------------117
 中文文獻---------------------------------------------------------------------------------------------117
 英文文獻---------------------------------------------------------------------------------------------122














表目錄
表1-1 各學者對戶外教學活動的現況歸納出的困難與障礙之處-----------------------------2
表2-1 各學者對虛擬實境在教育應用的理論觀點----------------------------------------------11
表2-2 學習理念與電腦技術結合的合適性-------------------------------------------------------13
表2-3 國內外應用影像式虛擬實境技術建構網站的旅遊或戶外學習網頁----------------20
表3-1 「虛擬探石泉」各單元名稱及課程內容表-------------------------------------------------42
表3-2 建構影像式虛擬實境網頁所需軟硬體工具----------------------------------------------44
表3-3 Server 端軟軟、硬體基本配備-------------------------------------------------------------44
表3-4 學生端之軟、硬體基本配備----------------------------------------------------------------45
表3-5 環境情意檢核表量表題目與相對應環境能力指標-------------------------------------50
表3-6 資料收集與待答問題-------------------------------------------------------------------------53
表4-1 「虛擬探石泉」課程表-----------------------------------------------------------------------60
表4-2 「生態停看聽—豆娘篇」課程表------------------------------------------------------------71
表4-3 「生態停看聽—水生與兩棲篇」課程表---------------------------------------------------78
表4-4 虛擬探石泉知識測驗成績統計表----------------------------------------------------------89
表4-5 環境情意檢核表-------------------------------------------------------------------------------96









圖目錄

圖2-1-1 幾何式或繪圖式虛擬實境---------------------------------------------------------------14
圖2-1-2 影像式虛擬實境---------------------------------------------------------------------------14
圖2-1-3 混合式虛擬實境---------------------------------------------------------------------------15
圖2-1-4 影像式虛擬實境基本原理---------------------------------------------------------------17
圖2-1-5 影像式虛擬實境之影像整合------------------------------------------------------------18
圖2-1-6  PixMaker的使用者界面-----------------------------------------------------------------19
圖2-1-7 高雄市政府民政局導覽介紹------------------------------------------------------------22
圖2-1-8 可滑鼠觸控場景之影像式虛擬實境---------------------------------------------------22
圖2-1-9 新莊國小校園導覽首頁------------------------------------------------------------------24
圖2-1-10 PixMaker製作的影像式虛擬實境-----------------------------------------------------24
圖2-1-11 台北市政大樓名人藝術畫廊------------------------------------------------------------25
圖2-3-1 CAI 課程設計原則示意圖--------------------------------------------------------------31
圖2-4-1 行動研究的運作模式---------------------------------------------------------------------35
圖3-1-1 冬山鄉位置圖------------------------------------------------------------------------------38
圖3-1-2 石泉位置圖---------------------------------------------------------------------------------38
圖3-1-3 石泉地理環境圖---------------------------------------------------------------------------39
圖3-1-4 「虛擬探石泉」網站研究設計流程圖--------------------------------------------------40
圖3-1-5 「虛擬探石泉」網站架構圖--------------------------------------------------------------43
圖4-1-1 「週邊環境」影像式虛擬實境------------------------------------------------------------56
圖4-1-2 「週邊環境」網頁內容介紹---------------------------------------------------------------57
圖4-1-3 「水源地導覽」之石泉分區圖------------------------------------------------------------57
圖4-1-4 「水源地導覽」A區全景自動播放-------------------------------------------------------58
圖4-1-5 「水源地導覽」A區內容介紹(一) -------------------------------------------------------58
圖4-1-6 「水源地導覽」A區內容介紹(二) -------------------------------------------------------59
圖4-1-7 「豆娘篇」網頁內容介紹(一) -------------------------------------------------------------69
圖4-1-8 「豆娘Q&A」網頁內容--------------------------------------------------------------------69
圖4-1-9 「豆娘篇」網頁內容介紹(二) -------------------------------------------------------------70
圖4-1-10 「水生&兩棲篇」網頁內容介紹---------------------------------------------------------77





















附錄

附錄(一)虛擬探石泉 地理環境篇 學習單(一)----------------------------------------------124
附錄(二)虛擬探石泉 地理環境篇 學習日誌(一)-------------------------------------------125
附錄(三)虛擬探石泉 豆娘篇 學習單(二)----------------------------------------------------126
附錄(四)虛擬探石泉 豆娘篇 學習日誌(二)-------------------------------------------------127
附錄(五)虛擬探石泉 水生&兩棲篇 學習單(三)--------------------------------------------128
附錄(六)虛擬探石泉 水生&兩棲篇 學習日誌(三)-----------------------------------------129
附錄(七) 訪談大綱----------------------------------------------------------------------------------130
附錄(八) 虛擬探石泉知識測驗卷----------------------------------------------------------------131
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