淡江大學覺生紀念圖書館 (TKU Library)
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系統識別號 U0002-2906202010411900
中文論文名稱 3D虛擬實驗對國中生理化學習成效與學習動機影響之研究-以電路學單元為例
英文論文名稱 Influence of 3D Virtual Physics Experiment on Learning Effects and Motivation for Junior High School Students:Take the Circuit Unit as an Example
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 教育科技學系數位學習碩士在職專班
系所名稱(英) E-Learning Executive Master’s Program in Educational Technology
學年度 108
學期 2
出版年 109
研究生中文姓名 郭書賓
研究生英文姓名 Shu-Bin Guo
學號 705740164
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2020-06-12
論文頁數 72頁
口試委員 指導教授-徐新逸
委員-周雲虎
委員-陳慶帆
中文關鍵字 3D虛擬實驗  電路學  虛擬實境 
英文關鍵字 3D virtual experiment  Circuit  Virtual reality 
學科別分類
中文摘要 教育部十二年國教課程綱要建議學校在教材編選上宜適時加入動手做實驗,以提高學生學習興趣;亦建議教學實施應以培養學生擁有問題解決能力為目標,並以培養探究能力、分工合作、思考智能、操作技能、達成課程目標為原則。然而,目前國中理化仍以講述式教學比例較高。為解決上述之教學困境,本研究旨在探討以虛擬實境為技術開發電腦版3D虛擬實驗對國中生在理化實驗學習成效與學習動機之影響,其實驗內容是以電路學單元為例。研究對象取自台北市某國中共3班,隨機分派為實驗組兩班共55人,對照組一班共28人。實驗組進行虛擬實境VR實驗課程,對照組則進行傳統實驗室課程。本研究以實驗法進行,探討兩者之間在學習成效與學習動機是否有顯著差異。分析結果顯示,學習成效在學習評量及學習單有顯著差異;在學習動機上則無顯著差異。此結果表示虛擬實境實驗作為國中理化實驗課程之輔助教材,由教師引導學生個別操作實驗課程,能有效提升學生的學習成效。本研究貢獻可提供國中老師採用新興虛擬科技作為回應新課綱教材之參考。
英文摘要 The Ministry of Education ’s 12-year National Education Curriculum Program recommends that schools should add hands-on experiments in the selection of textbooks in order to increase students ’interest in learning. It is also recommended that the implementation of teaching should aim at cultivating students’ problem-solving abilities, and explore the ability to explore Principles of cooperation, thinking intelligence, operational skills, and achieving course goals. However, at present, physics and chemistry in junior high schools still have a relatively high proportion of narrated teaching. In order to solve the above-mentioned teaching dilemma, this study aims to explore the effect of developing a computer version of 3D virtual experiment using virtual reality as a technology on the effectiveness and motivation of junior high school students in physical and chemical experiment learning. The research subjects were taken from three classes of the Chinese Communist Party in a certain country in Taipei City. They were randomly assigned to two groups of 55 people in the experimental group and 28 people in the first group of the control group. The experimental group conducts virtual reality VR experiment courses, while the control group conducts traditional laboratory courses. This research is conducted by experiment to explore whether there are significant differences in learning effectiveness and learning motivation between the two. The analysis results show that learning effectiveness has significant differences in learning evaluation and learning slips; there is no significant difference in learning motivation. This result indicates that the virtual reality experiment as an auxiliary textbook for the junior middle school physical and chemical experiment course. The teacher guides the students to operate the experiment course individually, which can effectively improve the students' learning effectiveness. This research contribution can provide a reference for middle school teachers to adopt emerging virtual technology as a response to the new curriculum materials.
論文目次 目錄
謝誌................................................i
中文摘要...........................................ii
英文摘要..........................................iii
目次................................................v
表次..............................................vii
圖次.............................................viii
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.........................3
第三節 名詞解釋..............................4
第四節 範圍限制..............................7
第五節 預期貢獻..............................8

第二章 文獻探討...................................9
第一節 國中電路學之內涵與教學現況..............9
第二節 虛擬實境在科學教育的研究...............12
第三節 國中理化教學與學習成效.................14
第四節 國中理化教學與學習動機.................16
第五節 小結.................................19

第三章 研究方法..................................20
第一節 研究對象.............................20
第二節 研究設計.............................20
第三節 研究假設.............................22
第四節 研究流程.............................22
第五節 研究工具.............................30
第六節 資料處理與分析........................35

第四章 研究結果與分析.............................36
第一節 學習成效..............................36
第二節 學習動機..............................42
第三節 教材滿意度............................43

第五章 結論......................................49
第一節 研究結論..............................49
第二節 研究建議..............................55
參考文獻...........................................57
中文部分...........................................57
英文部分...........................................59
附錄一 量表使用同意書..............................61
附錄二 CVLab課程設計.............................62

表目錄
表2-1-1 九年一貫電路學相關課程認識架構............10
表2-1-2 九年一貫電路學相關次主題..................10
表2-1-3 12年國教草案電路學相關課程主題...........11
表2-4-1 學習歷程動機成分.........................19
表3-2-1 實驗設計模式 ............................21
表3-4-1 教學段落主題.............................24
表3-4-2 實驗組教案設計1 .........................24
表3-4-3 實驗組教案設計2 .........................26
表3-4-4 實驗組與對照組比較.......................28
表3-5-1 國中基測、會考題目分類...................31
表3-5-2 成效測驗前測題目分類.....................32
表3-5-3 前測題目對照題目難易度...................32
表3-5-4 成效測驗後測題目分類.....................32
表3-5-5 後測題目對照題目難易度...................33
表3-6-1 量化資料處理與分析.......................35
表4-1-1 實驗組學習成效敘述統計...................36
表4-1-2 學習評量1之敘述性統計....................37
表4-1-3 學習評量2之敘述性統計....................37
表4-1-4 學習單1之敘述性統計......................38
表4-1-5 學習單2之敘述性統計......................38
表4-1-6 實驗組學習成效ANCOVA檢定.................39
表4-1-7 學習評量1之獨立樣本t檢定.................40
表4-1-8 學習評量2之獨立樣本t檢定.................40
表4-1-9 學習單1之獨立樣本t檢定...................41
表4-1-10 學習單2之獨立樣本t檢定...................41
表4-2-1 實驗組學習動機敘述統計...................42
表4-2-2 實驗組學習動機ANCOVA檢定.................43
表4-3-1 教材滿意度量表敘述性統計.................44
表4-3-2 教材滿意度問卷題目.......................45
表4-3-3 教材滿意度問卷題目一.....................45
表4-3-4 教材滿意度問卷題目二.....................46
表4-3-5 教材滿意度問卷題目三.....................47
表4-3-6 教材滿意度問卷題目四.....................47
表4-3-7 教材滿意度問卷題目五.....................48

圖目錄
圖3-4-1 研究流程圖...............................29
圖3-5-1 系統操作主畫面...........................30
圖3-5-2 電路組裝完成示意圖.......................30
圖3-5-3 對照組實驗操作...........................31
參考文獻 中文部分
王如哲(2010)。解析學生學習成效。評鑑雙月刊,27。
王燕超(2006)。從擴增實境觀點論數位學習之創新。空中教學論叢,1-14。
木村誠聰(2015)。電子電路。瑞昇文化,徐珮怡譯。ISBN:978-986-5957-08-7。
曲建仲(2016)。虛擬實境(VR)、擴增實境(AR)、混合實境(MR)─ 虛實交織的世界。科學月刊,563。
吳木崑(民98)。杜威經驗哲學對課程與教學的啟示。臺北市立教育大學學報,40(1),35-54。
吳淑娟、段曉林(2000)。國中學生理化科學習動機面貌之個案研究。科學教育,10,279-296。
吳璧純(2013)。從三種評量類型看多元評量的意義。新北市教育季刊,8,20-24。
吳璧純(2017)。素養導向教學之學習評量。台灣教育評論月刊,6(3),30-34。
李坤崇、歐惠敏(2001)。統整課程理念與實務。新北市:心理出版社。
李勇輝(2017)。學習動機、學習策略與學習成效關係之研究—以數位學習為例。經營管理學刊,14,68-86。
李隆盛(2008)。向企業學習:克伯屈的四層次評鑑。評鑑雙月刊,13。45-48。
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。
周惠柔、林弘昌(2018)。應用虛擬實境技術與6E教學模式於高中生活科技課程之結構教學單元設計。科技與人力教育季刊,4(3),67-89。
林浩然(2018)。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(未出版之碩士論文)。淡江大學。新北市。
林麗惠(2005)。析論訓練成效評估及其挑戰與因應策略。T&D飛訊,31。
邱美虹、唐尉天(2014)。行動科技、擴增實境與3D實驗影片教學: 行動科技與擴增實境 在科學教育上的應用 。Chemistry Education in Taiwan,1(3),257-263。
范成偉(2000)。影像式虛擬實境及超媒體技術在全球資訊網上進行博物館展示教材之開發。科技博物,4(2)。
唐文華(1996)。簡介虛擬實境在科學教育上的應用。教育科學月刊,187。
徐凡凡、陳偉如、梁朝雲(2003)。以知識管理體系探討教學上迷思概念之產生與因應—以國民小學自然科之電路學為例。課程與教學季刊,6(4),133~150。
徐新逸、周雲虎(2015)。電腦版3D虛擬實驗室(CVLab)。104-106年科技部計畫成果。
徐新逸、周雲虎(2018)。電腦版3D虛擬實驗室軟體:電路、電流與歐姆定律VR軟體。教育部計畫。
徐新逸、周雲虎、林浩然(2018年5月)。沉浸式虛擬實驗對偏遠地區國中生
學習成效與科學態度之影響。「2018學術研討會:創新數位教學」發表之論文。淡江大學。
張春興(1994)。教育心理學。台北市:東華書局。
張春興(1990)。心理學。台北市:東華書局。
教育部(2008)。九年一貫課程綱要--自然與生活科技學習領域。
教育部(2016)。十二年國民基本教育課程綱要國民中小學暨普通型高級中等學校—自然科學領域(草案)。民國105年2月。
梁朝雲、張弘毅(1998)。網路虛擬實境與情境學習的整合應用。教育資料與圖書館學,36(2),197-224。
莊淑娟(2016)。以「虛擬實驗室」數位教材發展國中「牛頓第二運動定律」課程之設計與研究(未出版之碩士論文)。淡江大學。新北市。
許勝源、吳泰煌(2017)。電子模組教具開發及對於國中理化學習成效影響之研究。建國科大理工期刊,36(2),1-30。
郭其綱、鄭泰昇(2008),擴增實境定位技術應用於建築與城市戶外導覽之研究—— 以「古蹟導覽系統」與「隱形招牌」應用為例。中華民國建築學會「建築學報」,66,145~166。
陳永平(2014)。電路原理與應用。新竹市:交大出版社。2014。
陳志恆(2008)。國中學生自我調整學習策略量表之編製及效度研究。輔導與諮商學報,30(2),1-36。
曾靖越(2018)。無縫空間的沉浸感:虛擬實境。國教新知,65(3),150-120。
楊明獻(2010)。改進國中理化課程教學—以「電壓與電流」單元為例。科學教育月刊,328。
葉淑瑜(2003)。不同性別國中生的理化學習動機、學習方法與其學業成就關係之探討。國立台灣師範大學科學教育研究所碩士論文,未出版,台北市。
甄曉蘭(2008)。促進學習的課堂評量—概念分析與實施策略。中等教育,59(1),92-109。
劉政宏、黃博聖、蘇嘉鈴、陳學志、吳有城(2010)。國中小學習動機量表之編製及其信、效度研究。測驗學刊,57(3),371-402。
蔡執仲、段曉林(2005)。探究式實驗教學對國二學生理化學習動機之影響。科學教育月刊,13(3)。
蔡華華、張雅萍(2007)。學習動機對學習成效之影響。中華管理學報,8(4),1-18。
鄭雅心、施翔云(2016)。虛擬實境與擴增實境的應用及發展。台灣經濟研究月刊,39(12)。
謝州恩(2013)。鷹架理論的發展、類型、模式與對科學教學的啟示。科學教育月刊,364,2-16。

英文部分
Bas, K., Ton, J.(2013). Conceptual Understanding of Electrical Circuits in Secondary Vocational Engineering Education: Combining Traditional Instruction with Inquiry Learning in a Virtual Lab. Journal of Engineering Education; Washington Vol. 102, Iss. 3, (Jul 2013): 375-393.
Baylis, William T.(2000).The use of virtual reality in training and education. Logistics Spectrum; Huntsville
Vol. 34, Iss. 4, (Oct-Dec 2000): 25-28.
Brenda, E., Fiona Fui-Hoon, N., Keng, S.(2008).3-D Virtual Worlds in Education:Applications,Benefits,Issues,and Opportunities. Journal of Database Management;Hershey Vol. 19, Iss. 4, (Oct-Dec 2008): 91-110.
Burdea,G.,Coiffet,P.(1994).Virtual Reality Technology.New York:Wiley Interscience.Richard, G., Pamela, M.,Brian,M.(2009).Physics Teachers’Perceptions of the Difficulty of Teaching Electricity. Research in Science Education Vol. 39, Iss. 4, (Aug 2009): 515-538. DOI:10.1007/s11165-008-9092-y
Garrison, D, R.(January 2011). E-Learning in the 21st Century—A Framework for Research and Practice. Full-text (PDF)Available from: D. Randy Garrison, Apr 11, 2016
Georgiev, T., Georgieva, E., Smrikarov, A.(2004). M-Learning
- a New Stage of Е-Learning.International Conference on Computer Systems and Technologies - CompSysTech’2004.
Jaakkola, T., Nurmi, S.(2008).Fostering Elementary School Student’s Understanding of Simple Electricity by Combining Simulation and Laboratory Activities. Journal of Computer Assisted Learning Vol. 24, Iss. 4, (Aug 2008): 271-283.
Kirkpatrick, J.,D., Kirkpatrick,D.,L., Evaluating Training Programs-The Four Levels-Third Edition. ISBN-13: 978-1576753484.
Lawrence, A., Veronica S, P.(1999).Virtual reality. T.H.E.
Journal: Technological Horizons in Education;Tustin Vol. 27, Iss. 4, (Nov 1999): 48-55.
McFarlane, A.,Roche, N., Triggs, P.(July 2007) Mobile learning:Research findings. Report to Becta. Available at http://dera.ioe.ac.uk/1470/1/becta_2007_mobilelearning_interim_report.pdf
McFarlane, A.,Triggs, P.,Ching Yee, W.(September 2009)
Researching mobile learning:Overview September 2006 to September 2008.http://dera.ioe.ac.uk/1473/1/becta_2009_mobilelearning_summary.pdf
Prensky, M.(2001 October).Digital Natives,Digital Immigrants.On the Horizon.MCB University Press, Vol.9 No.5.
Prensky, M.(2006). Don't bother me, Mom, I'm learning! How
computer and video games are preparing your kids for 21st
century success and how you can help. St. Paul: Paragon
House, cop. 2006. ISBN: 1-55778-858-8.
Robbins, A, H.,Miller, W, C.(March 2,2012).CirCuit Analysis:Theory and Practice 5th Edition. Delmar Cengage Learning,ISBN-10: 1133281001,ISBN-13: 978-1133281009
Sharples, M., Taylor, J.,Vavoula, G.(2010).A Theory of Learning for the Mobile Age—Learning through Conversation and Exploration Across Contexts.Bachmair B. (eds) Medienbildung in neuen Kulturräumen. VS Verlag für Sozialwissenschaften.
Zacharia,Z.C.(2007). Comparing and combining real and virtual experimentation: An effort to enhance students' conceptual understanding of electric circuits. Journal of Computer Assisted Learning, 23, 120-132.
論文使用權限
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