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沉浸式VR教學強化小學生學習態度

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【本篇報導由學習資訊專業學院 蔡今中國家講座教授研究團隊提供】

  本研究將Google Cardboard應用在小學生的科學學習中,並開創性的探討學習者的個人動機特質,和沉浸式虛擬實境學習中沉浸感與學習態度的關係。本研究邀請76名小學五年級的學生參與,採用Google推出的虛擬戶外教學系統Expeditions,以南美智利阿塔卡瑪沙漠的EI Romero太陽光伏能發電廠為例,學習太陽能相關知識,並於教學結束後,填寫李克特式五點問卷。依據偏最小平方法結構方程模式(Partial least squares structural equation modeling, PLS-SEM) 分析結果顯示,學生的動機特質和沉浸感密切相關,特別是自我效能較低的學生,在虛擬環境中的沉浸感更高,表現出更正向的學習態度。研究也發現,在動機特質與學習態度的關係中,沉浸感(注意力、享樂程度)具有顯著的中介作用。本研究發現有助於完善虛擬實境教學的理論架構,對教學方法和系統開發設計也具有重要的實務應用價值。


 

   近年來,虛擬實境(Virtual reality, VR)技術日趨成熟,各種頭戴式顯示器(Head-mounted displays, HMD)如雨後春筍般紛紛湧現,使用門檻較低、容易在課堂教學中使用的低成本頭戴式顯示器(Low-cost HMD;如Google Cardboard)也逐漸普及。借助沉浸式頭戴顯示器,學生得以突破時空限制,隨時啟動VR旅程,身臨其境般到達世界各地或其他難以企及的環境(如人體部位、分子結構),進行互動與學習,沉浸式虛擬實境(Immersive virtual reality, IVR)學習蔚然而興,在科學學習領域儼然成為研究熱潮。

  本研究將Google Cardboard應用在小學生的科學學習中,並開創性的探討學習者的個人動機特質,和沉浸式虛擬實境學習中沉浸感與學習態度的關係。研究邀請76名小學五年級的學生參與,採用Google推出的虛擬戶外教學系統Expeditions,以南美智利阿塔卡瑪沙漠的EI Romero太陽光伏能發電廠為例,學習太陽能相關知識,並於教學結束後,填寫李克特式五點問卷。學習動機與策略方面,本研究探討了最重要的變項:自我效能、內在價值與自我調節策略。沉浸感方面,虛擬環境的沉浸感越高,代表學生越全神貫注於此虛擬環境。本研究參考Jennett 等人(2008)「體驗活動後的沉浸經驗量表」,選取相關的五個分量表,以量化指標測量學生的沉浸經驗。五個分量表分別為:注意力(Basic attention)、忘我程度(Temporal dissociation)、感受程度(Transportation)、情感投入(Emotional involvement)、和享樂程度(Enjoyment)。對於學生沉浸式虛擬實境學習態度,本研究從兩個構面進行測量,分別為知覺有用性(Perceived usefulness)和行為意願(Behaviors of IVR learning)。

  在資料分析上,本研究運用偏最小平方法結構方程模式(Partial least squares structural equation modeling, PLS-SEM) 探討沉浸式虛擬實境科學學習中小學生動機特質、沉浸感和學習態度的關係。研究指出,學生的動機特質和沉浸感密切相關,具體而言,學生的內在價值顯著預測其注意力、忘我程度與情感投入;學生的自我調節策略顯著預測其注意力、感受程度、情感投入與享樂程度;學生的自我效能負向預測其虛擬環境的注意力。並且,學生的自我效能透過虛擬環境的注意力中介作用顯著影響學習態度。也就是說,自我效能較低的學生,在虛擬環境中的沉浸感更高,並表現出更正向的學習態度。研究也發現,在自我調節策略與學習態度的關係中,沉浸感(注意力、享樂程度)具有顯著的中介作用。

  本研究首次引入學習者動機特質,填補了虛擬實境教學理論架構的缺口。在實務層面,對沉浸式虛擬實境教學方法和系統開發設計,也提出了具有參考價值的具體建議。

 

原文出處:https://doi.org/10.1111/bjet.12956 

蔡今中 國家講座教授 | 學習資訊專業學院

國立臺灣師範大學講座教授兼圖書資訊學研究所長暨學習資訊專業學院院長。曾任國立臺灣科技大學數位學習與教育研究所(原技術及職業教育研究所)講座教授及國立交通大學教育研究所教授。他曾多次榮獲國科會傑出研究獎並榮獲教育部學術獎、師鐸獎, 及物理教育學會傑出研究獎。他致力於將許多研究成果撰寫成論文,目前在SSCI期刊的論文發表數量已超過300篇。他自2009年7月起擔任國際知名數位學習期刊Computers & Education共同主編(Co-Editor),並於2022年1月起榮幸獲聘為總主編(Editor-in-Chief)。根據2020 Journal Citation Reports,該期刊目前為教育類SSCI期刊的影響係數排名第三名(Impact factor: 8.538),已被學術界視為網路學習相關領域裡最重要的學術期刊。從2016年6月起,他亦獲聘為教育類SSCI期刊International Journal of Science Education的主編之一,該期刊為國際公認的科學教育領域三大核心期刊之一。他於108學年度榮獲教育部終生榮譽之國家講座主持人(榮獲第18屆、第23屆國家講座主持人)。