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研究生:張智惠
論文名稱:網路虛擬奈米實驗室之建置與研究
指導教授:唐文華唐文華引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立新竹教育大學
系所名稱:資訊科學研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:59
中文關鍵詞:奈米科技虛擬實境情境式學習虛擬奈米實驗室
外文關鍵詞:nanotechnologyvirtual realitysituated learningvirtual nanotechnology laboratory
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本研究使用網路和虛擬實境技術設計一個學習「奈米科技」的虛擬奈米實驗室,藉此可增進學生對於奈米科技的認識。由於原子力顯微鏡的價格昂貴,致使大多數學生無法親自參與操作。因此,本研究使用虛擬實境技術提供學生一個情境式學習的環境,藉此可讓學習者可以親自體驗及操作到虛擬的原子力顯微鏡。
虛擬奈米實驗室之使用是不受到時間與空間的限制,而立體視覺效果和高互動的設計方式更可增進學生的學習興趣和學習成效。透過Web 3D的便利性及從實際操作原子力顯微鏡互動中將奈米的基本知識更為推廣。本研究期望未來能將奈米實驗室推廣至偏僻地區,使比較偏遠或無法真正操作到原子力顯微鏡的學生及民眾,可透過奈米實驗室,而對奈米科技有更一層的認識。

This study aims to design a virtual nanotechnology laboratory using Internet and virtual reality technologies. The atomic force microscopy (AFM) is very expensive; so most students can not operate it personally. Therefore, this study used virtual reality technology to create a situated learning environment, which allows learners to operate and experience how to use an AFM.
The virtual nanotechnology laboratory is not limited by time or space. The 3D visual effects and highly interactive approach could increase the learning motivation and learning effectiveness of students. Through the convenience of Web 3D and interactive operation of AFM, the basic knowledge of nanotechnology could be promoted immensely. This study expects the virtual nanotechnology laboratory to be promoted to remote areas; thus, people could learn more about nanotechnology from the virtual nanotechnology laboratory.

第一章 緒論 1
第一節 研究背景與動機 1
第二節 研究目的與問題 3
第三節 名詞釋義 4
第四節 研究範圍及限制 5
第二章 文獻探討 6
第一節 奈米科技 6
第二節 虛擬實境 12
第三節 情境式學習 15
第三章 研究設計 17
第一節 研究流程 17
第二節 Web3D網站建置 18
第三節 系統實作 21
第四節 系統規劃 26
第四章 教學實驗 37
第一節 實驗對象 37
第二節 實驗設計及流程 38
第三節 研究工具 40
第四節 資料處理 42
第五節 實驗過程 43
第六節 實驗分析 44
第五章 結論與建議 55
第一節 結論 55
第二節 建議 56
參考文獻 57
一、中文部份
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