淡江大學覺生紀念圖書館 (TKU Library)
進階搜尋


下載電子全文限經由淡江IP使用) 
系統識別號 U0002-0809201614511800
中文論文名稱 穿戴式設備結合物理虛擬實驗室教學軟體之使用性評估-以木尺實驗為例
英文論文名稱 A Study on the Usability Testing of Physics Virtual Laboratory with Wearable Technology- Taken the Wood Ruler Experiment as an Example
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 教育科技學系碩士班
系所名稱(英) Department of Educational Technology
學年度 104
學期 2
出版年 105
研究生中文姓名 戴大詠
研究生英文姓名 Da-Yong Dai
學號 603730077
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2016-06-15
論文頁數 85頁
口試委員 指導教授-徐新逸
委員-李世忠
委員-周雲虎
中文關鍵字 穿戴式設備  VR頭盔  使用性  虛擬實驗室  Cardboard 
英文關鍵字 Wearable technology  VR Headset  usability  Virtual laboratory  Cardboard 
學科別分類 學科別社會科學教育學
中文摘要 本研究旨在探討穿戴式設備結合物理虛擬實驗室教學軟體之使用性並比較其與只有電腦設備在效率上之差異。本研究採用穿戴式設備式為真幻科技的3D影魁2,其是使用手機來結合的穿戴式設備,教學軟體採用徐新逸及周雲虎(2014)所開發的3D互動虛擬物理實驗室-高中力學實驗篇的木尺實驗作為教學軟體,本研究在進行施測之前將先請三位專家對本研究之工具進行信、效度評估,待專家評估及本研究修正內容後再給予受試者進行施測。研究對象為10位大學生,分為穿戴式設備組5位,電腦設備組5位。本研究資料收集採用「受試者任務評估表」、「訪談」及「SUS使用性量表」。「受試者任務評估表」是探討兩組使用不同設備之效率差異;「訪談」是探討穿戴式設備組對穿戴式設備之使用性建議;「SUS使用性量表」是探討穿戴式設備組對穿戴式設備之期待。透過Mann-Whitney U檢定,結果顯示兩者並無顯著差異。訪談顯示穿戴設備組皆認為穿戴式設備屬於「容易學習」、「容易記憶」、「少許錯誤」的,在「有效使用」上認為穿戴式設備需結合具備某些特性之軟體,才能凸顯設備之「有效使用」,在「主觀滿意度」則是透過給予受試者填寫滿意度五點量表來了解受試者之「主觀滿意度」,結果顯示受試者之「主觀滿意度」平均為4.2分,表示受試者皆有不錯的滿意度。再者,透過SUS尺圖,顯示5位受試者對穿戴式設備皆有高度期待。
此研究結果可提供給相關研究者參考,將穿戴式設備導入教學現場,並結合不同領域的3D模擬教學軟體,創造出更多元的教學環境。
英文摘要 The purpose of the study is to investigate the usability of wearable technology combined with teaching software of physics virtual laboratory, and compare the efficiency of which with the efficiency of only using computer equipment. The wearable technology used by the study is Ritech 3D 2,which should be implemented together with a smart phone; the teaching software used by the study is 3D interactive physics virtual laboratory – “Wood ruler experiment” developed by Shyu and Chou (2014). Before starting tests, three experts were participated to validate the reliability and validity of the evaluation tools . The subjects are 10 university students; 5 of them are in the group of the wearable technology team and the others are in the group of the computer team. The study uses the worksheet on task assessment, interview and the System Usability Scale (SUS) to collect data. The difference of efficiency between two groups is measured by the worksheet on task assessment. The suggestions of the usability of the wearable technology is mainly collected from the interview. Students’ expectations in the wearable technology group are examined by the SUS. The result from a Mann-Whitney test shows there is no significant difference between two groups. The result of the interview shows all students in the wearable technology group consider that the wearable technology is “easy to learn”, “easy to remember” and “less errors”; regarding “efficient to use”, the wearable technology is considered necessary to be combined with a software with some features in order to be used fully efficiently ; regarding “subjective satisfaction”, we ask the subjects to fill out the five-point satisfaction so as to understand their “subjective satisfaction”, and the result shows the average score is 4.2, which shows all of the subjects have good satisfaction. Further, by means of SUS score, five subjects have high expectation toward wearable technology.
The result of the study can be provided for relevant researchers as the references in order to introduce wearable technology into teaching scenes and integrate them with 3D simulation teaching software of different fields; in this way, we can create more diversified teaching environment in the future.
論文目次 目 次
中文摘要………………………………………………………………i
英文摘要……………..………………………………….…………ii
目次……………..………………………………………….……..iv
表次……………..………………………………………….……..vi
圖次……………..………………………………………….…….vii
第一章 緒論………………………………………….………..……1
第一節 研究背景…….…………………………………….………1
第二節 研究動機…………….………………………….…………4
第三節 研究目的…………….…………………………….………6
第四節 研究問題…………….………………………….…………6
第五節 研究範圍與限制…………….………………….…………7
第六節 名詞釋義.……....…………………………….…………8
第七節 預期貢獻………………………………….……………..10
第二章 文獻探討………………….……….….….…………...11
第一節 基礎物理實驗教學現況…………….……....……..…11
第二節 穿戴式設備之種類及相關應用………………………...16
第三節 使用性測試之定義及指標…………...…….………...26
第三章 研究方法……….….……………………….…………..37
第一節 研究流程……………………………….………………..37
第二節 研究對象………………..…………………….………..40
第三節 研究標的………………………..………….…………..41
第四節 研究任務流程………………………..……….………..42
第五節 研究工具……………………………………….………..48
第六節 資料整理與分析…………………………….…………..51
第四章 研究結果………..…………………………….………..53
第一節 專家對研究工具之回饋與修正…………….…………..53
第二節 穿戴式設備與電腦設備之效率差異分析………….…..59
第三節 穿戴式設備組之使用性訪談分析……………………….61
第四節 穿戴式設備之期待分析………………………………….65
第五章 結論與建議……....….……………………….….…..67
第一節 研究結論……………………………………….………..67
第二節 研究建議………………………………………….……..69
參考文獻………….……………………………………….……...71
附錄
附錄一 專家啟發式評估……………………………….………..76
附錄二 啟發式評估表…………………………………….……..78
附錄三 SUS使用性量表…………………………………………..79
附錄四 訪談…………………………………………….………..80
附錄五 受試者任務評估………………………………….……..81
附錄六 受試者任務評估表……………………………….……..83
附錄七 SUS使用性量表…………………………………………..84
附錄八 訪談………………….………………………….……….85

表 次
表2-1-1 3D互動虛擬物理實驗室:高中力學實驗篇…………..14
表2-2-1 Oculus Rift DK2內部構造對照表……...……………16
表2-2-2 六種穿戴式設備表整理…………………………………23
表2-3-1 穿戴式設備之使用性相關文獻表整理…………………34
表3-2-1 啟發式評估專家資料表…………………………………40
表3-5-1 研究工具表整理………………………..………………50
表3-6-1 資料整理與分析表..............................52
表4-1-1 專家回饋描述表……….……………..…………….…53
表4-1-2 受試者任務評估表修改前後對照………………………55
表4-1-3 受試者訪談修改前後對照………………..……………56
表4-1-4 施測流程修改前後對照…………………………………58
表4-2-1 兩組受試者之效率描述統計……………………………58
表4-2-2 兩組設備檢定統計量…………………..……………..60
表4-2-3 兩組設備錯誤率(次數)描述性統計….…………….60
表4-3-1 受試者訪談…..................................61
表4-3-2 主觀滿意度描述性統計………………………..……..64
表4-4-1 穿戴式設備之期待描述統計表……………..........65

圖 次
圖2-2-1 Oculus Rift生態圖…..………………………….……21
圖2-3-1 使用者經驗之七個面向…………………………………27
圖2-3-2 使用性之五項評估面向…………………………………28
圖2-3-3 學習曲線圖...……………………………..………….28
圖2-3-4 5Es評估指標.……………………………………………30
圖2-3-5 SUS尺圖…………………………………………….……36
圖3-1-1 研究流程圖...…………………..…..…….........38
圖3-3-1 3D影魁2實體圖….…………...………….…..………41
圖3-4-1 任務一執行後圖示………………………………......42
圖3-4-2 任務二執行後圖示……….........….……........42
圖3-4-3 任務三執行後圖示………………………..……......43
圖3-4-4 任務四執行後圖示………………...….……........43
圖3-4-5 任務五執行後圖示………………......……........44
圖3-4-6 任務六執行後圖示………….......….……........44
圖3-4-7 任務七執行後圖示…………………...…….........45
圖3-4-8 任務八執行後圖示……………………………........45
圖3-4-9 任務九執行後圖示……….......…...……........46
圖3-4-10 任務十執行後圖示……..…………..……..........46
圖3-4-11 任務十一執行後圖示…….…………………….…....47
圖3-4-12 穿戴式設備組實驗圖…….…………………………….47
圖3-4-13 電腦設備組實驗圖……….…………………………...48
圖4-4-1 SUS尺圖………………………………….…………....66
參考文獻 傅昭銘 (2006)。大學物理實驗教學的思維。物理雙月刊,28(3),573-579。
賴崇閔、黃秀美、廖述盛、黃雯雯 (2009)。3D虛擬實境應用於醫學教育接受度之研究。教育心理學報,40(3)。
連以婷 (2011)。大膽假設,小心求證。科學月刊。
李淑玲 (2012)。虛擬實境體感互動遊戲對腦性麻痺幼童數數教學之行動研究。台中教育大學學報:教育類,26(2),25-49。
廖家瑜、連啟瑞、盧玉玲 (2013)。國小學童月亮數位遊戲學習之發展與學習成效之評估。科學教育學刊,21(3),317-344
盧玉玲、連啟瑞、李倩如、羅文岑、邱駖珍 (2013)。新教育-3D數位遊戲教學應用及教材的開發應用。國民教育,53(4),35-44。
林淑娟 (2014)。以啟發式評估探討國中英文科電子教科書使用性之研究。私立淡江大學教育科技學系在職專班碩士論文,未出版,新北市。
郭子琳、吳啓東、陳子尹、黃芯妤、郭育嘉、黃永銘 (2015)。設計一個數位遊戲以輔助學生學習色彩學。工程與科技教育學術研討會論文集,163-173。doi:10.6571/CETE.2015.04.14
黃麗松 (2010)。線上工程材料實驗室-數位遊戲式學習。國立交通大學土木工程學系碩士論文,未出版。
教育部 (2003)。科學教育白皮書。
教育部 (2010)。普通高級中學必修科目「基礎物理」課程綱要。
教育部 (2010)。數位學習白皮書。
邱韻如 (2009)。數位時代下物理教師的困境與突破。第25屆科學教育學術研討會。
邱韻如 (2013)。請重視中學階段的實驗教學。科學月刊,44(6),404-405。
許子凡 (2004)。從空間概念分析虛擬實境的尋路。設計學研究,7(2)。
許正妹 (2005)。網路教學平臺設計之評估:使用性觀點。蘭陽學報,4,105-120。
夏崇舜、楊育芳 (2009)。多媒體教學在外語學習上的應用:以虛擬實境軟體為例。明新學報,35(1),157-167。
謝建成、劉至逢 (2009)。大學圖書館網站使用性評估之探討。教育資料與圖書館學,47(2),163-198。
徐新逸、周雲虎 (2014)。3D互動虛擬實驗室:高中物理實驗篇(2/2)。科技部103年「科學教育實作型成品設計製作研究」計畫(編號:MOST102-2511-S-032-008-MY2),未出版。
徐新逸、周雲虎 (2015)。3D互動虛擬實驗室:高中物理實驗篇(2/2)。科技部104年日月潭成果簡報,未出版。
張國恩 (1999)。資訊融入各科教學之內涵與實施。資訊與教育,72,2-9 。
周文忠 (2005)。虛擬實境之意義與應用。資訊科學應用期刊,1(1),121-127。
張家綺 (2009)。由多語網站使用性評估論跨文化網站之介面設計。私立淡江大學教育科技學系碩士論文,未出版,新北市。
周瑋慈、鄭文皇 (2013)。多媒體研究的新趨勢:受試者體驗。中央研究院週報,第1408期。取自:http://newsletter.sinica.edu.tw/file/file/78/7842.pdf
陳芝菁、陳建雄 (2011)。智慧型手機操作介面之使用性評估。工業設計,(124), 52-57。
陳卉綺 (2012)。探討數位悅趣式學習使用性對於國中生自然與生活科技學習成效影響之研究。私立淡江大學教育科技學系碩士論文,未出版,新北市。
創業邦 (2014)。顛覆未來,虛擬實境的十種應用。【數位時代】取自http://www.bnext.com.tw/article/view/id/33731
蘇宇庭 (2015)。邁向虛擬實境霸主,Oculus VR朝內容、平台、裝置三管齊下。【數位時代】取自http://www.bnext.com.tw/article/view/id/36770
游章雄、黃培華、陳彥儒 (2009)。受試者導向之互動設計研究。工業設計,37(2)。
楊家榮 (2013)。UX & UI之間的相互關係。國立台灣大學計算機及資訊網路中心電子報第0027期。取自:http://www.cc.ntu.edu.tw/chinese/epaper/0027/20131220_2704.html
魏澤群 (2007)。優使性2.0。臺北:網亦資訊科技。
溫茜棉 (2008)。數位遊戲人機介面使用性設計原則之研究-以任天堂遊戲機為例。銘傳大學設計管理研究所碩士論文。未出版。
吳志鴻 (2010)。臺北市國小教師使用國語科墊子教科書之調查研究。臺北市國立教育大學碩士論文,未出版,臺北。
王郁青、岳修平 (2013)。人力網站首頁版面之使用性評估研究。教育傳播與科技研究,(104),1-15。doi:10.6137/RECT.2013.104.01
Shih, S (2015)。Google Cardboard虛擬眼鏡,帶你駭進醫療領域。【科技新報】取自http://technews.tw/2015/06/25/google-cardboard-medical/
二、 英文部分
Abras, C., Maloney-Krichmar, D., & Preece, J. (2004). User-Centered Design. In Bainbridge.
W. Encyclopedia of Human- Computer Interaction. Thousand Oaks: Sage Publications.
Brooke, J. (1986). SUS - A quick and dirty usability scale.
Caggianese, G., Gallo, L and Neroni, P. (2015) Design and Preliminary Evaluation of Free-Hand Travel Techniques for Wearable Immersive Virtual Reality Systems with Egocentric Sensing. Augmented and Virtual Reality. pp. 399-408.
Grout, C., Rogers, W., Apperley, M. (2015). Reading text in an immersive head-mounted display: An investigation into displaying desktop interfaces in a 3D virtual environment. CHINZ 2015. pp. 9-16.
Herold , B. (2014). Oculus Rift Fueling New Vision for Virtual Reality in K-12. Education Week, 34,10-11
ISO 9241-11 (1998). Ergonomic requirements for office work with visual display terminals
(VDTs) – Part 11: Guidance on usability.
Johnson, L., Adams Becker, S., Estrada, V., and Freeman, A. (2015). NMC Horizon Report:
2015 Higher Education Edition. Austin, Texas: The New Media Consortium.
Jordan, P. W. (1998). An Introduction to Usability. London: Taylor & Francis.
Karen, L. (2015). Wearable Technology: Protection at the intersection of privacy, Security, and Usability.
McGill, M., Boland, D., Murray-Smith, R., and Brewster, S. (2015) A Dose of Reality: Overcoming Usability Challenges in VR Head-Mounted Displays. pp. 2143-2152.
Nielsen, J. (1993). Usability Engineering. San Francisco: Morgan Kaufmann.
Prensky, M. (2001). Digital Natives, Digital Immigrants, Part II: Do They Really Think Differently? On the Horizon, NCB University Press 9(6).
Preece, J., Rogers, Y., & Sharp, H. (2002) Interaction design: Beyond human-computer interaction. New York: John Wiley & Sons, Inc.
Quesenbery, W. (2003). Dimensions of Usability: Defing the Conversation, Driving the Process. Proceedings of the UPA 2003 Conference.
Quesenbery, W. (2004). Balancing the 5Es: Usability. Cutter information LLC, 17(2), 4-11.
Satava, R. M. (1993)Virtual reality surgical simulator. Surgical Endoscopy. 7(3), p203-205.
Ssemugabi, S. (2006). Usability Evaluation of a Web-Based-Learning Application: A Study of Two Evaluation Methods. Information Systems, University of South Africa Information systems.
Sukin, A, J. (2012). The 5 key elements to great user experience. [sacdesignet] Retrieved from http://www.sacdesignet.com/the-5-key-elements-to-great-user-experience/
Their, D. (2015, May 5). Report: Microsoft’s Hololens Will Cost‘Significantly’More Than
$400. [Forbes] Retrieved from:
http://www.forbes.com/sites/davidthier/2015/05/05/report-microsofts-hololens-will-cost-significantly-more-400/
Tien-Tanm, C., Wah-Leong, T., Shen, S., Dubravs, C. (2015). Exploring Gameplay Experiences on the Oculus Rift. CHI PLAY '15. pp, 253-263.
Yueh, H.-P., Chen, T.-L., Lin, W., & Sheen, H.-J. (2014). Developing Digital Courseware for a Virtual Nano-Biotechnology Laboratory: A Design-based Research Approach. Educational Technology & Society, 17 (2), 158–168.
論文使用權限
  • 同意紙本無償授權給館內讀者為學術之目的重製使用,於2019-09-19公開。
  • 同意授權瀏覽/列印電子全文服務,於2019-09-19起公開。


  • 若您有任何疑問,請與我們聯絡!
    圖書館: 請來電 (02)2621-5656 轉 2486 或 來信