本研究旨在談討不同形式之物理虛擬實驗對偏遠地區國中生學習成效與科學態度之影響。本研究採準實驗設計，以新北市偏遠地區某國中九年級為研究對象，一班為採用桌上型物理虛擬實驗教學、另一班則採用沉浸式物理虛擬實驗教學。研究方法主要是以「量化」研究為主，以「槓桿原理成就測驗」與「科學態度量表」為研究工具，配合國民中學理化科九年級上學期「槓桿原理」為主題，來進行研究。
所有研究對象於教學活動前，先以「槓桿原理成就測驗」與「科學態度量表」前測試題施測，待兩組的教學活動完成後，再進行後測。根據學生前、後測資料，以「成對樣本t檢定」、「共變數分析」分析處理後，比較兩班在科學態度、學習成效上是否達顯著差異。根據研究的結果提出下列的三點結論：
一、兩種物理虛擬實驗對提升「科學態度」，在統計上皆有顯著性正向之效。
  且，對學生「學習自然科學的信心」、「自然科學有用性」、「自然科學探究 
  動機」、「對自然科學探究的態度」四個面向皆具有顯著性的正面影響。
二、兩種物理虛擬實驗對提升「學習成效」，皆有達到統計上的進步水準。
三、兩種物理虛擬實驗在「科學態度」與「學習成效」之間，於統計學上皆無  
   達到顯著的差異。
 最後，研究者針對研究結果加以討論分析，並對未來研究提出若干建議，做為未來相關延伸研究的資料參考。

The purpose of this study is to investigate the impact of various forms of virtual reality experiments in physics on learning effects and attitudes toward science of junior high school students in remote areas.  In this study, quasi-experimental research was adopted, and two classes of 9th graders in remote area in New Taipei City were chosen as participants.  Desktop virtual reality experiement was adopted in one class and the immersion virtual reality experiement was in the other.  A quantitative method was mainly used to collect and analyze data.  Besides, the two experiments were administered in the science class for the 9th graders who were taught the leverage unit.  Finally, the lever principle learning test and questionnaire of science attitudes were administered to the participants.  

Before the experiments, all the participants were given the pre-test of the lever principle learning and the questionnaire of science attitudes.  After the experiments finished, they were given the post-test of the lever principle learning and the questionnaire of science attitudes.  Then, the data was analyzed by Paired t-Test and ANCOVA to examine whether there were significant differences between the two classes on the attitudes towards science and the learning effectiveness.  The conclusions are as follows: 
1. The two forms of experiments can significantly enhance the students’ attitudes towards science.  Furthermore, they have positive influence on students especially in their confidence to learn science, the practicability of science, the motivation for science, and the attitudes towards science.  
2. The two forms of experiments can improve and enhance the students’ learning effects.
3. There are no significant differences between the two forms of experiments on the attitudes towards science and the learning effects.   
Based on the conclusions above, some suggestions were made to the future research.

目 次
目 次	v
表 次	vii
圖 次	ix
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	5
第三節　名詞釋義	        6
第四節　研究範圍與限制	8
第五節　預期貢獻	        10
第二章	文獻探討	        11
第一節　偏遠地區相關論述與探討	11
第二節　科學態度與學習成效	16
第三節　虛擬實境	        24
第四節　槓桿原理	        32
第三章	研究方法	        37
第一節　研究架構          37
第二節　研究設計與實施方式 38
第三節　研究對象	        42
第四節　研究假設	        43
第五節　研究流程  	44
第六節　研究工具 	46
第七節　資料處理與分析	49
第四章	研究結果與討論	53
第一節　物理虛擬實驗對學生學習成效之影響	53
第二節　物理虛擬實驗對學生科學態度之影響	58
第三節　不同形式的物理虛擬實驗對學生的科學學習與學習成效之影響	65
第四節　回饋單分析	70
第五章	結論與建議	75
第一節　結論 	        75
    第二節  建議         77
參考文獻	79
中文部分	79
英文部分	85
附錄一　槓桿原理教學活動教案（沉浸式）	87
附錄二　槓桿原理教學活動教案（桌上型）	91
附錄三　槓桿原理教學活動學習單	95
附錄四　槓桿原理成就測驗卷（前測）	98
附錄五　槓桿原理成就測驗卷（後測）	102
附錄六　操作虛擬實驗之科學態度量表	105
附錄七  物理虛擬實驗教學實錄	108
附錄八  自然科學態度量表使用同意書	110

表 次

表2-1-1　國內科學與城鄉之間實證研究摘要表	14
表2-2-1　國內學者對態度之定義	16
表2-2-2　科學態度之內涵	        18
表2-2-3　對科學的態度測量工具	21
表 2-3-1　虛擬實境與教學有關之文獻	29
表2-4-1　國民中學各版本自然與生活科技教科書於槓桿原理單元一覽表	34
表3-3-1　各班人數分配	        42
表3-7-1  回饋單代碼              49
表3-7-2　待答問題、資料蒐集與統計方法之對應表	50
表4-1-1   桌上型物理虛擬實驗前、後測之描述性統計量表 (成就測驗)54
表4-1-2  桌上型物理虛擬實驗前、後測之成對樣本相關 (成就測驗)  
 54
表4-1-3  桌上型物理虛擬實驗教學前、後測之成對樣本檢定(成就測驗)55
表4-1-4  沉浸式物理虛擬實驗教學前、後測之描述性統計量表(成就測驗)56
表4-1-5  沉浸式物理虛擬實驗前、後測之成對樣本相關(成就測驗)   56
表4-1-6  沉浸式物理虛擬實驗教學前、後測之描述性統計量表(成就測驗)  56
表4-2-1  桌上型物理虛擬實驗教學前、後測之描述性統計量表 (科學態度) 59
表4-2-2  桌上型物理虛擬實驗前、後測之成對樣本相關(科學態度)59
表4-2-3  桌上型物理虛擬實驗教學前、後測之成對樣本檢定(科學態度)59
表4-2-4  沉浸式物理虛擬實驗教學前、後測之描述性統計量表 (科學態度)60
表4-2-5  沉浸式物理虛擬實驗前、後測之成對樣本相關(科學態度)60
表4-2-6  沉浸式物理虛擬實驗教學前、後測之成對樣本檢定(科學態度)61
表4-2-7  桌上型物理虛擬實驗科學態度前、後測四項度之描述性統計量表61
表4-2-8  桌上型物理虛擬實驗科學態度前、後測四項度之成對樣本檢定62
表4-2-9  沉浸式物理虛擬實驗科學態度前、後測四項度之描述性統計量表62
表4-2-10 沉浸式物理虛擬實驗科學態度前、後測四項度之成對樣本檢定63
表4-3-1  桌上型與沉浸式學習成效之迴歸斜率65
表4-3-2  桌上型與沉浸式學習成效之levene’s錯誤共變異等式子檢定66
表4-3-3  桌上型與沉浸式學習成效之共變數分析檢定摘要表66
表4-3-4  桌上型與沉浸式科學態度之迴歸斜率67
表4-3-5  桌上型與沉浸式科學態度之levene’s錯誤共變異等式子檢定68
表4-3-6  桌上型與沉浸式科學態度之共變數分析檢定摘要表68


圖 次

圖2-2-1　Gardner 科學態度關係圖	18
圖2-3-1　虛擬實境的三個要素	24
圖2-3-2　桌上型虛擬實境	25
圖2-3-3　模擬型虛擬實境	26
圖2-3-4　沉浸式虛擬實境	27
圖3-1-1　研究架構圖	37
圖3-2-1　CVLab 教材畫面	38
圖3-2-2　HTC VIVE內容物	39
圖3-2-3  槓桿原理教學活動流程圖  41
圖3-5-1  研究流程圖  44

中文部分
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