本論文希望針對尚未學習過解剖生理學學習者開發一套解剖生理學之骨骼肌肉展示之互動式教具，包括骨骼肌肉實體動態互動系統與互動式擴增實境系統。骨骼肌肉實體動態互動系統是使用3D列印之實體骨骼與模擬肌肉的塑料以及保麗龍並加上針筒和橡皮筋等機構設計，讓學習者實際參與組裝骨骼與肌肉，學習人體骨骼與肌肉的運動方式。此外互動式擴增實境系統中，運用我們所設計的擴增實境(AR)系統，搭配3D列印之實體骨骼，於擴增實境系統上展示人體運動時，肌肉縮放的樣貌，加深學生學習之印象。不同於一般解剖生理學，僅使用課本與圖示的教學，我們利用讓學生動手體驗互動式教具，增加學生的學習興趣，並且讓學生在組裝與使用互動式教具的過程中學習解剖生理學。

In this thesis, we develop an interactive teaching aids for anatomy and physiology to teenager students. This aids consisted of two parts, namely an  assemblable bone model and an interactive augmented reality (AR) system. By applying the assemblable bone model, students can assemble the 3D-printed arm and knee bones and simulate muscles and ligaments by using muscle-like plastic bags and rubber bands. When students assemble the bone models themselves, they can effectively learn how the arm and knee are composed of different bones, and how to connect with muscles and ligaments. The interactive AR system was designed for showing how the muscles work with the arm bone model on the mobile phone. This helps students to deeply understand the working of bones and muscles and easily memorize the information.

目錄
致謝	I
目錄	III
圖目錄	V
表目錄	VII
第一章 緒論	1
1.1 前言	1
1.2 研究動機與目的	2
第二章 背景知識與相關文獻	3
2.1 解剖學與生理學	3
2.2 運動傷害介紹	5
2.3 教學方式	6
2.3.1 講述法	6
2.3.2 情境教學	6
2.3.3 動手做教學	8
2.3.4 遊戲式教學(Game-Based Learning)	9
2.4 擴增實境(Augmented Reality)	10
2.5 3D 列印	12
2.6 Unity 3D	14
第三章 骨骼肌肉實體動態互動系統	15
3.1 骨骼肌肉3D模型	15
3.2 骨骼肌肉組裝手冊	24
第四章 互動式擴增實境系統	27
4.1 模擬人體肌肉運動模式	29
4.1.1 肌肉動畫	30
4.1.2 骨骼偵測	31
4.1.3 互動式擴增實境系統APP	32
第五章 系統測試	33
5.1 使用者測式	33
5.2 教學測試	34
5.3 問卷設計與回饋	35
第六章 結論與未來展望	39
參考文獻	40
附錄一	44
附錄二	45
圖目錄
圖 2.1手臂骨頭解剖圖[6]	4
圖 2.2 手臂肌肉示意圖[7]	4
圖 2.3 一般傳統講述法[13]	6
圖 2.4 情境教學法示意圖[16]	7
圖 2.5 動手做教學示意圖[18]	8
圖 2.6 遊戲式學習示意圖[24]	9
圖 2.7擴增實境在遊戲中的應用[26]	10
圖 2.8 擴增實境應用於手術模擬[28]	11
圖 2.9 擴增實境應用科學教育[29]	11
圖 2.10 彩色3D列印人體解剖學模型 [34]	13
圖 2.11 Unity人性化操作介面	14
圖 3.1骨骼肌肉模型設計架構圖	15
圖 3.2 膝蓋CT掃描檔案圖[36.37]	17
圖 3.3 膝蓋骨骼模型圖	17
圖 3.4 半月板不同損壞程度圖	18
圖 3.5 膝蓋骨骼模型	18
圖 3.6 左手臂掃描檔案圖[38]	19
圖 3.7 手臂骨骼模型圖	20
圖 3.8 手臂骨骼模型	20
圖 3.9 膝蓋骨骼(含韌帶)模型	21
圖 3.10手臂伸展對比圖	23
圖 3.11手臂彎曲比對圖	23
圖 3.12 零件說明	25
圖 3.13手臂骨骼說明	25
圖 3.14 肌肉介紹	26
圖 3.15韌帶介紹	26
圖 4.1 互動式擴增實境系統	27
圖 4.2 學習者流程圖	28
圖 4.3 系統流程圖	29
圖 4.4 Blender動畫製作圖	30
圖 4.5 骨骼邊緣掃描圖	31
圖 4.6 Unity結合Vuforia圖	31
圖 4.7 實體3D模型動作偵測圖	32
圖 4.8 互動式擴增實境系統APP圖	32
圖 5.1 自造夢想嘉年華展覽照片	33
圖 5.2 學習單內容圖	34
圖 5.3 問卷統計圓餅圖	35
圖 5.4 擴增實境骨骼模型	38
表目錄
表 2.1 3D列印材料表	12
表 5.1 問卷結果統計表	36

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