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研究生:温佳瑜
研究生(外文):WEN, CHIA-YU
論文名稱:應用幾何圖學衍生互動藝術之體驗設計
論文名稱(外文):Interactive Art Experiential Design by Using Geometric Graphics
指導教授:王聖銘王聖銘引用關係
指導教授(外文):WANG, SHENG-MING
口試委員:王聖銘戴楠青許志堅
口試委員(外文):WANG, SHENG-MINGTAI, NAN-CHINGSHEU, JYH-JIAN
口試日期:2020-07-15
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:互動設計系
學門:設計學門
學類:視覺傳達設計學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:92
中文關鍵詞:互動藝術體驗設計擴增實境幾何圖學理論ARCS學習動機理論
外文關鍵詞:Interaction DesignExperience Design(AR)Augmented RealityGeometric GraphicsARCS Learning Motivation Theory
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近年來,無論是商業活動或是教育環境,眾人皆希望帶入體驗到各個場域,讓大家身歷其境,強調摸得到、看得到的有趣活動。本創作研究將探討如何萃取不同領域的專業知識和規劃互動藝術,透過體驗進行設計內涵並創造體驗之效益。本創作研究以幾何圖形為基礎,透過體驗設計之方法,建構互動藝術之內容,讓使用者透過美感認知數學之內涵。
本創作研究將導入 ARCS 學習動機理論整合數學中幾何圖學與美學以及擬定研究實驗與評估。創作部分則利用擴增實境(AR)的技術,創作出一款結合體驗設計、色彩美學與幾何圖形的臉部動態濾鏡,導引學生多重感官的學習模式;研究部分,以實測來評估所創作之規劃與設計之濾鏡,探討此創作是否可以輔助數學教育,老師在課堂中使用數位內容學習系統,是否能提升學生的學習興趣與學習動機,最後針對學生使用臉部濾鏡後的感受進行評量與滿意度評估。本創作研究於兩所公立國中進行實驗執行體驗,分別為南門國中與仁愛國中,總共三個班級,七年級兩班,八年級一班,共八十二人為研究對象,進行教學與實驗,實驗後以「ARCS學習動機量表問卷」對學習者進行施測,測驗所得資料將進行分析。
本創作研究以幾何圖形為主體的數位教學的擴增實境濾鏡,透過互動藝術的方式讓學生無形中學會了分辨幾何圖形,且學生目光會聚焦於臉上動態的效果,進一步再和同學們分享彼此的照片,最終達到提升學習興趣。在實測後,從數據分析的結果與實測觀察以及實驗後續追蹤老師們的心得,可推斷出本創作研究是有效達到提升學生學習興趣之目的。後續本研究將創作不同種類的濾鏡效果,開發互動式學習教材,其內容融入具美感之互動藝術與數學專業知識,構築出適合輔助實際教學的數位內容教材,提供學生使用體驗,希望達到提升學生學習興趣之目的。

Whether it is a business event or an educational environment, most people hope to actively experience various subject matter, encountering each subject’s environment through interesting activities that are both tangible and visible. To that end, this creative research will explore how to extract professional knowledge of different fields and, subsequently, plan interactive art, carry out a contextual design, and create experiential benefits. This research is based on geometric figures, and it constructs interactive art content through experience design methods, allowing users to recognize the connotation of mathematics through aesthetics.
This creative research will introduce ARCS learning motivation theory, integrate geometric graphics and aesthetics into mathematics, and develop research experiments and evaluations. The creative part of the project uses augmented reality (AR) technology in order to create a dynamic facial filter that combines experience design, color aesthetics, and geometric graphics with which to guide students’ multi-sensory learning mode; the research will be evaluated by actual measurement. The planning and design filters are to explore whether this creation can assist with mathematics education, whether teachers can use digital content learning systems in the classroom, and in doing so, whether they can enhance students’ learning interest and motivation; finally, the planning and design filters focus on students’ use of facial filters, feeling evaluation, and satisfaction evaluation.
This creative research is to be carried out in two public countries, namely Nanmen Junior High and Renai Junior High. There are three classes in total: two classes of seventh graders and one class of eighth graders. A total of 82 people are the research objects, for both teaching and experimenting. After the experiment, the learners will be surveyed with the "ARCS Learning Motivation Scale Questionnaire," and the data obtained from the survey will be analyzed.
This creative project researches the augmented reality filter of digital teaching with geometric figures as the main body. Through interactive art, students will learn to distinguish geometric figures imperceptibly; their eyes will focus on the dynamic effect of a face, further communicating with their classmates. Photos will be shared, ultimately increasing the students’ interest in learning. After the results of the data analysis, actual test observations, and follow-up experiments regarding the teachers’ experiences, this creative research will be shown to be an effective way to enhance students' interest in learning. Subsequent research will create different types of filter effects, develop interactive learning textbooks, incorporate aesthetically interactive art and professional mathematics knowledge into the content, construct digital content textbooks suitable for assisting with the actual teaching, and provide students with an engaging experience, all with the hope of improving students’ learning interest and motivation.

中文摘要 i
英文摘要 iii
誌 謝 v
目 錄 vi
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 3
1.3 研究範圍與限制 4
第二章 文獻探討 6
2.1 STEAM教育之源起及發展 6
2.2 體驗設計與服務設計思考方法 7
2.2.1. 體驗設計及操作模式 7
2.2.2. 設計思考的流程 8
2.3 幾何圖學與視覺美學呈現 9
2.4 ARCS學習動機理論之應用與實踐 12
2.5 皮雅傑認知發展理論 15
2.6 案例分析 17
2.6.1. Teamlab<彩繪水族館> 17
2.6.2. Teamlab<Story of the time when the Gods First Descended> 18
2.6.3. Instagram AR互動式濾鏡 20
第三章 創作研究之方法設計與流程 22
3.1 研究架構 22
3.2 前導研究 23
3.2.1. 焦點團體法 23
3.2.2. 專家訪談法 25
3.2.3. 創作實踐法 26
3.3 體驗設計之流程與脈絡分析 27
3.3.1. 設計思考法發想 27
3.3.2. FdS設計圖表應用理論 28
3.4 創作之效益分析 29
3.4.1. ARCS動機理論問卷設計 31
3.4.2. Kahoot遊戲式題目設計 32
第四章 體驗設計及互動藝術創作 34
4.1 創作之知識結構基礎 34
4.2 創作之藝術元素分析 39
4.3 創作成果流程 43
4.4 創作技術分析 53
第五章 創作研究之效益評估與分析 54
5.1 體驗設計之執行 54
5.1.1. 前期體驗結果分析 55
5.1.2. 正式執行 57
5.2 效益評估結果分析 61
5.2.1. ARCS之專注力構面分析 63
5.2.2. ARCS 之相關性構面分析 64
5.2.3. ARCS 之信心與滿足構面分析 65
5.2.4. 不同學年學習動機之構面分析 66
5.2.5. 不同性別學習動機之構面分析 72
5.3 實測後續之效益評估 78
第六章 結論及未來發展建議 80
參考文獻 83
附錄 87
附錄一 第一次焦點團體訪問逐字稿 87
附錄二 問卷內容 90


一、中文文獻
古智有(2018)。美感認知取向的數學學習探究。博士論文,國立臺北教育大學教育學院課程與教學傳播科技研究所,台北。
吳湘湄(2019)。融合STEAM教育模式之幼兒音樂課程設計。碩士論文,國立清華大學,新竹。
林承毅(2019)。體驗設計的下一步?林事務所設計師林承毅解析何謂「儀式設計」。La Vie雜誌文章。
林泓成(2010)。皮亞傑(Piaget)的認知發展理論。
林邵珍(2015)。約翰凱勒(John Keller) - ARCS動機模式。碩士論文,國立高雄師範大學工業科技教育系暑期教學碩士班,台北。
林郁蓉(2018)。數位看板多模式自然人機介面創新應用之設計思考與評估:應用於未來無人餐廳語音服務情境。碩士論文,國立臺北科技大學互動設計系碩士班,台北。
洪瑞宙(2018)。美感融入數學課程教學之行動研究。碩士論文,建國科技大學創意生活應用設計研究所,台北。
陳韻如(2018)。國小教師美感教育課程實踐之研究以綜合活動領域為例。碩士論文,國立臺灣師範大學課程與教學研究所,台北。
萬文隆(2004)。深度訪談在質性研究中的應用。生活科技教育月刊 二○○四年 三十七卷 第四期,第17頁。
葉永森(2015)。數位遊戲式學習之使用者體驗設計與評估─以嚴肅遊戲「能源戰爭」為例。碩士論文,國立臺北科技大學互動設計系碩士班,台北。
翟子毅(2017)。以數位遊戲式測驗提升學習動機之研究。碩士論文,國立中央大學資訊管理學系,桃園。
蔡威德(2015)。設計思考導入地方體驗設計-以坪林為例。碩士論文,國立臺北科技大學創新設計研究所,台北。
蔡釋鋒(2016)。STEAM 課程統整模式運用於國中生活科技教學對於學生知識整合應用之研究。碩士論文,國立高雄師範大學工業科技教育學系,高雄。
林金定、嚴嘉楓、陳美花(2005)。質性研究方法:訪談模式與實施步驟分析。身心障礙研究季刊, 3(2), 2005.

二、外文文獻
Kartika, H. (2018). Teaching and learning mathematics through web-based
Resource: an interactive approach.
Lieve Thibaut(2018). Integrated STEM Education: A Systematic Review of Instructional Practices in Secondary Education. European Journal of STEM Education.
Lin, F. L.-Y. (2018). Using Thematic Analysis to Facilitate Meaning-Making in
Practice-Led Art and Design Research.
Min Kyeong Kim, J. Y. L., Hyeonsu Yang, Juhyun Lee, Ji Na Jang, Seon Joo Kim. (2019). Analysis of Elementary School Teachers’ Perceptions of Mathematics-Focused STEAM Education in Korea. EURASIA Journal of Mathematics, Science and Technology Education.
Moscardo, G. (2018). Tourist Experience Design.
Ojose, B. (2008). Applying Piaget’s Theory of Cognitive Development to Mathematics Instruction.
Rivera, D. L. M. (1996). The effect of mental computation instruction on third grade mathematics students.
Weilin Li, G. L., Weijian Mo, Jia Li. (2018). The Influence of STEAM Education on the Improvment of Students’ Creative Thinking.
Ritsos, P. D. (2020). Five Design Sheet.
Armstrong, A. (2020). Game-Based Learning in Middle School Math.
Bell, J. L. (2017). Reflections on Mathematics and Aesthetics.

三、網站資料
Wikipedia(Jean Piage).取自https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%AE%93%C2%B7%E7%9A%AE%E4%BA%9E%E5%82%91
Wikipedia(Science, technology, engineering, and mathematics). 取自https://en.wikipedia.org/wiki/Science,_technology,_engineering,_and_mathematics
Wikipedia(Mathematical beauty). 取自https://en.wikipedia.org/wiki/Mathematical_beauty#targetText=Mathematical%20beauty%20describes%20the%20notion,aspect%20of%20mathematics)%20as%20beautiful.

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