本論文研究以PDCA專案管理流程開發基於Unity之光纖傳輸實務輔助教材，提供可視化擬真的3D元件模型、虛擬儀器操作以及實作教學影片，適用於學生自主學習的APP。初版APP由13位學生進行自主學習及測驗其學習成效，並依據學生回饋意見及測驗結果，改良初版APP的缺失，以實現優化光纖傳輸實務輔助教材。期望藉由優化版本的APP協助大班級學生自主學習光纖傳輸實務基本知識和基本儀器操作，增進學生在實作上的學習成效。
　　本研究受測學生分為兩類：8位大學生（其中1人曾修過光纖傳輸實務課程）和5位研究生（全部曾修過光纖傳輸實務課程）。本研究的主要目的是開發並優化APP版本，藉由少量問卷達成高效率的回饋和改良APP缺失。為了評估及改進APP，受測學生在使用APP進行自主學習後，須完成問卷及進行測驗和實作操作評估。
　　數據收集是透過四種問卷表單進行的，每種問卷都有特定的目的：
1.自我學習能力評估調查表：受測學生學習完APP內容後，針對各單元評估自我學習能力並提供使用回饋。
2.教學評量測驗：APP內各單元10道基礎測驗題（每題1分，並提供答案出處及解析）。
3.教學實驗操作評分量表：由兩位老師觀察受測學生動手操作並給予綜合評分。
4.APP與教學實驗問題回饋：比較APP虛擬儀器操作與實體實驗操作的問卷，收集學生反饋。
　　本研究的問卷數據與內容分析結果作為最終優化版APP的參考依據，並完成優化連接器與適配器校準鍵對齊插入連接和光纖清潔帶的操作等內容。

　　This research study focuses on developing an auxiliary teaching material for fiber optic transmission practices based on Unity by using the PDCA project management process, providing visualized, realistic 3D component models, virtual instrument operations, and instructional videos suitable for student self-learning via the developed app. The app's initial version was tested by 13 self-learned students and assessed for learning effectiveness. Based on the feedback from the students and the test results, the initial app was refined to address its shortcomings, aiming to optimize the auxiliary teaching material for fiber optic transmission practices. The optimized app is expected to assist large-class students in independently learning the fundamental knowledge of fiber optic transmission practices and basic instrument operations, thereby enhancing their hands-on learning outcomes.
　　The study participants were divided into two groups: eight undergraduate students (of whom one had previously taken a course on fiber optic transmission practices) and five graduate students (all of whom had previously taken the course). The primary goal of this study was to develop and optimize the app version by utilizing a small number of questionnaires to achieve high-efficiency feedback and improve the app's shortcomings. To evaluate and enhance the app, we let the participants were required to complete questionnaires and undergo testing and hands-on operational assessments after using the app for self-learning.
　　Data collection was conducted through four types of questionnaires, each serving a specific purpose:
1. Self-Learning Ability Evaluation Survey: After studying the app content, the participants evaluated their self-learning ability for each unit and provided feedback on their app usage.
2. Teaching Evaluation Test: The app contains ten basic test questions for each unit (each question is worth one point, and answer explanations are provided).
3. Teaching Experiment Operational Evaluation Form: Two instructors gave comprehensive ratings based on their observations of the participants' hands-on operations.
4. APP and Teaching Experiment Feedback: A comparison questionnaire between the virtual instrument operations in the app and the actual laboratory experiments to collect student feedback.
　　The questionnaire data and content analysis results serve as the basis for the final optimized version of the app, which includes improvements such as aligning the insertion of connectors and adapters for calibration and the operation of the fiber optic cleaning tape.

目錄
致謝	I
目錄	VII
圖目錄	XI
表目錄	XVII
附圖目錄	XVIII
第一章	緒論	1
1.1	研究背景	1
1.2	研究動機與目的	2
1.3	名詞釋義	3
1.4	論文大綱	6
1.5	應用程式QR-Code	7
第二章	文獻探討	8
2.1 數位化輔助教學(輔以模擬平台與混合虛擬實境)	8
2.2 光纖損耗量測操作實驗	9
2.3 自主學習數位輔助系統的應用與開發	10
第三章	軟體與硬體介紹	11
3.1 軟體介紹	11
3.1.1 Blender 3D -三維電腦視覺建模軟體	12
3.1.2 Unity 3D 開發數位學習應用程式	16
3.1.3 iMovie 影片剪輯軟體	20
3.1.4 音獨Onduku | 文字轉語音軟體	24
3.1.5 SHINING 3D EXScan三維影像掃描軟體	27
3.2 硬體介紹	30
第四章	人因分析與實證回饋	36
4.1 APP專案管理PDCA	36
4.2 應用程式系統架構	40
4.3 研究對象 : 大學生及研究生	44
4.4 研究問卷的製作與方法	45
4.5 評測分析與實證結果-大學生	49
4.5.1 自我學習能力評估檢核	49
4.5.2 教學實驗操作考評	53
4.5.3 教學評量測驗	60
4.5.4 APP及教學實驗問題回饋	62
4.6 評測分析與實證結果-研究生	64
4.6.1 自我學習能力評估檢核	64
4.6.2 教學實驗操作考評	68
4.6.3 教學評量測驗	73
4.6.4 APP及實驗問題回饋	77
4.7 綜合結論與統整	80
第五章 數位教學應用程式－優化版	81
5.1 應用程式優化版本功能簡述	81
5.2 起始頁與主選單	83
5.3 單元一 : 光功率計	86
5.4 單元二 : 可攜式光源	93
5.4.1 可視光故障定位器	94
5.4.2 掌上型可攜式三波長光源	100
5.5 單元三 : 光纖FC連接器與適配器	106
5.6 單元四 : 光纖端面檢視器-電子式	131
5.7 單元五 : 光纖清潔帶	143
5.8 光纖實驗	152
第六章 研究結論與未來展望	161
6.1 研究結論	161
6.2 研究貢獻	164
6.3 研究限制	168
6.4 未來研究方向	172
參考文獻	175
附錄	180

圖目錄
圖1.1  應用程式QR-Code，(a)初版、(b)優化版	7
圖3.1 Blender 3D三維電腦視覺建模軟體	12
圖3.2 光纖FC/APC連接器虛擬模型（任意視圖）	13
圖3.3 光纖FC/APC連接器虛擬模型（俯視圖）	14
圖3.4 Unity 2D/3D物件開發環境	16
圖3.5 行動裝置即時預覽數位教學APP	17
圖3.6 Apple-iMovie 剪輯軟體	20
圖3.7 Apple-iMovie 剪輯影片軟體畫面	21
圖3.8 文字轉語音軟體-音獨(Onduku)	24
圖3.9 Onduku | 音獨AI-文本語音相關參數設置	25
圖3.10 EXScan三維影像建模軟體	27
圖3.11 EXScan三維影像建模軟體起始畫面	28
圖3.12 Samsung Note 20 Ultra 5G 實體機(背面)	31
圖3.13 EinScan SE V2掃描器，(a) 實體設備、(b)規格	32
圖3.14 可視化故障定位器，(a) 虛擬模型；(b) 實際設備	34
圖4.1 數位教學APP專案管理PDCA流程圖	38
圖4.2自主學習數位教學研究之應用程式系統架構	40
圖4.3 數位自主學習應用程式系統架構-精簡版	41
圖4.4 應用程式軟體版本管理	42
圖4.5雲端共享數位教學APK檔案	42
圖4.6 Windows虛擬化技術軟體	43
圖4.7 基於數字量表評分法評估大學生成績	49
圖4.8 大學生自我學習能力評估分析	50
圖4.9大學生自我學習能力評估：百分比分析	51
圖4.10 大學生自我學習能力評估：直方圖分析	52
圖4.11教學實驗評量考核題目	54
圖4.12大學生教學實驗操作評分表（實際分數）	55
圖4.13 大學生教學實驗操作評分表（平均分數）	55
圖4.14 大學生教學實驗操作評分：百分比分析	56
圖4.15 大學生教學實驗操作評分：直方圖分析	56
圖4.16 大學生教學實驗花絮	58
圖4.17 大學生教學評量測驗：總成績分析	60
圖4.18 大學生教學評量測驗：直方圖分析	61
圖4.19 基於數字量表評分法評估研究生成績	64
圖4.20 研究生自我學習能力評估分析	65
圖4.21 研究生自我學習能力評估：百分比分析	66
圖4.22 研究生自我學習能力評估：直方圖分析	67
圖4.23 研究生教學實驗操作評分表（實際分數）	69
圖4.24 研究生教學實驗操作評分表（平均分數）	70
圖4.25 研究生教學實驗操作評分：百分比分析	70
圖4.26 研究生教學實驗操作評分：直方圖分析	71
圖4.27 研究生教學實驗花絮	72
圖4.28 研究生教學評量測驗：前測總成績分析	75
圖4.29 研究生教學評量測驗：前測直方圖分析	75
圖4.30 研究生教學評量測驗：後測總成績分析	76
圖4.31 研究生教學評量測驗：後測直方圖分析	77
圖5.1光纖傳輸實務數位APP，(a) 起始畫面、(b) 主選單	83
圖5.2虛擬光功率計模型檔案大小比較	87
圖5.3 虛擬光功率計，(a) 儀器介紹、(b) 教學使用規範	88
圖5.4 虛擬光功率計提示頁面，(a) 關閉、(b) 開啟	90
圖5.5 虛擬光功率計模擬介面	92
圖5.6 可攜式光源選單介面	93
圖5.7可視光故障定位器，(a)儀器介紹、(b)教學使用規範	96
圖5.8 虛擬可視光故障定位器提示頁面	97
圖5.9 虛擬可視光故障定位器功能動畫，(a)關閉光源、(b)開啟光源	99
圖5.10 虛擬三波長光源，(a)儀器介紹、(b)教學使用規範	101
圖5.11虛擬三波長光源模型檔案大小比較	102
圖5.12 虛擬三波長光源提示頁面	103
圖5.13 虛擬三波長光源模擬介面	104
圖5.14 FC連接器與適配器，(a)光纖跳線尾纖、(b)光纖結構	107
圖5.15 單元三：FC連接器與適配器選單介面	108
圖5.16 FC/APC連接器，(a)光纖跳接線介紹、(b)教學使用規範	110
圖5.18 FC/APC 端面連接器模擬介面	113
圖5.19 Unity-3D三維座標Y軸旋轉示意圖	116
圖5.20 FC/APC連接器之動畫介紹	117
圖5.21 FC/APC連接器之教學動畫	118
圖5.22 FC/UPC連接器，(a)光纖跳接線介紹、(b)教學使用規範	120
圖5.23 FC/UPC連接器提示介面	122
圖5.24 FC/UPC連接器模擬介面	123
圖5.25 FC/APC 連接器動畫介紹	125
圖5.26 FC/UPC連接器教學動畫	126
圖5.27 FC/Adaptor 適配器，(a) FC適配器介紹、(b) 教學使用規範	127
圖5.28 FC/Adaptor 適配器提示頁面	128
圖5.29 FC/Adaptor 適配器模擬介面	130
圖5.30 光纖端面檢視器-電子式，(a) 儀器介紹、(b) 教學使用規範	132
圖5.31光纖端面檢視器-電子式（提示介面）	134
圖5.32 光纖端面檢視器-電子式，(a) 模擬功能、(b) 教學影片選單	135
圖5.33 光纖清潔帶，(a)儀器介紹、(b) 教學使用規範	143
圖5.34 光纖清潔帶提示頁面	145
圖5.34 光纖清潔帶，(a) 模擬功能、(b) 教學影片選單	146
圖5.35光纖損耗量測實驗操作流程示意圖（首頁）	153
圖5.36光纖損耗量測實驗操作流程示意圖（次頁）	154
圖5.37光纖損耗量測實驗操作流程示意圖（第四頁）	156
圖5.38光纖損耗量測實驗操作流程示意圖（第五頁）	157
圖5.39 光纖損耗量測實驗操作流程示意圖（第六頁）	158
圖5.40 光纖損耗量測實驗操作流程示意圖（第七頁）	159
圖6.1 Blender 3D 繪製的光纖跳接線連接器模型結構	165

表目錄
表3.1 使用軟體一覽表	11
表3.2 Blender 3D 軟體規格	15
表3.3 Unity 3D 軟體規格	19
表3.4 iMovie 軟體規格	23
表3.5 Onduku | 音獨 軟體規格	26
表3.6 SINING 3D EXScan 軟體規格	29
表3.7 使用硬體一覽表	30
表3.8 Samsung Note 20 Ultra 規格參數	31
表3.9 SINING 3D Scanner - EinScan SE V2 規格參數	35
表5.1光纖端面檢視器-電子式（Wi-Fi連線）	136
表5.2光纖端面檢視器-電子式（APP使用）	138
表5.3光纖清潔帶	147

附圖目錄
圖1　自我學習能力評估表 (獲取大學生/研究生基本資料)	180
圖2　自我學習能力評估表 (學習程度級別)	181
圖3　自我學習能力評估表 (各單元數字評分)	181
圖4　自我學習能力評估表 (使用者意見回饋)	182
圖5　 APP與教學實驗問題回饋  (獲取大學生基本資料)	183
圖6　 針對大學生的APP與教學實驗問題回饋（答題內容）	184
圖7　針對大學生的APP與教學實驗問題回饋（答題內容）	185
圖8　 針對大學生的APP與教學實驗問題回饋（答題內容）	186
圖9　 針對研究生的APP與教學實驗問題回饋（答題內容）	187
圖10　 針對研究生的APP與教學實驗問題回饋（答題內容）	188
圖11　 針對研究生的APP與教學實驗問題回饋（答題內容）	189
圖12　 針對研究生的APP與教學實驗問題回饋（答題內容）	190
圖13　 教學評量測驗（以電子郵件身分驗證）	191
圖14　 教學評量測驗（獲取大學生/研究生基本資料）	192
圖15　 教學評量測驗（評分標準與題目制定）	192
圖16　 教學評量測驗（答題內容）	193
圖17　 教學評量測驗（答題內容）	194
圖18　 教學評量測驗（答題內容）	195
圖19　 教學評量測驗（答題內容與提交問卷）	196
圖20　 教學評量測驗（答題內容解答與解析）	197
圖21　針對大學生之教學實驗評分表（身分驗證）	198
圖22　針對研究生之教學實驗評分表（身分驗證）	199
圖23　教學實驗評分表（獲取大學生與研究生基本資料）	200
圖24　教學實驗評分表（評分標準與題目制定）	200
圖25　教學實驗評分表（答題內容）	201

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