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研究生: 連筱萍
Lien, Hsiao-Ping
論文名稱: 以眼球追蹤技術探究擴增實境應用於月相變化主題之學習歷程與成效
Using the Eye Tracking Method to Explore Learning Process and Performance on the Topic of Moon Phases with Augmented Reality
指導教授: 楊芳瑩
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 科學教育研究所
Graduate Institute of Science Education
論文出版年: 2020
畢業學年度: 108
語文別: 中文
論文頁數: 76
中文關鍵詞: 擴增實境眼球追蹤技術月相變化閱讀歷程學習特性
英文關鍵詞: Eye tracking technology, Moon phase changes
DOI URL: http://doi.org/10.6345/NTNU202000815
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:191下載:14
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  • 本研究以月相變化概念為例,探討不同先備知識的個體在擴增實境系統中概念學習與認知歷程的差異。研究對象為30位自願參加的大學生,文學院14位與理學院16位受試者,這些受試者在國、高中階段皆有修習過地球科學課程。本研究先使用前測來了解受試者的先備知識及學習特性,然後受試者透過研究者發展的月相變化擴增實境軟體進行概念學習,學習過程全程以眼球追蹤儀器紀錄受試者的注意力型態,最後再透過後測分析學習成效。
    資料分析部分則透過SPSS23軟體,將受試者依學習表現分組並根據前、後測分數、各項眼動指標資料以及學習者特性(學科背景、態度、動機、空間概念),進行描述性統計、成對T 檢定、相關性檢定。
    研究發現透過AR學習確實能提升學習者的學習成效,其中理工組背景的受試者在觀看擴增實境教材時,對太空、地球視角等空間概念為主的興趣區間,會需要花較多時間閱讀理解,學習成效較佳,但若閱讀紙本材料越多則顯示學習者對於AR學習越沒有信心、興趣不高,且對學習成效沒有太大幫助。

    This study used the eye tracking technique to analyze students’ visual attention distributions when they learned the changing of moon phases in an Augmented Reality system. There are 30 university students voluntarily participated this research, they all had learned the concepts about moon phases before. Before and after the experiment, they were tested on related concepts.
    The test scores, eye tracking data and learner’s characteristic were analyzed using the SPSS23 program. Correlation and t-test analyses were applied. The results showed that most of the participants obtained better scores after using the Augmented reality. The science and technology group usually like to read the AOI of space and earth, they took much more time to understand the concept and had better learning effectiveness. However, if they spent many times to read the paper, it means they don’t have much interesting of using the AR application to learning, and it’s not great for learning.

    第一章 緒論 1 第一節 研究背景與動機 1 第二節 研究目的 2 第三節 研究問題 3 第四節 研究範圍及限制 3 第五節 名詞解釋 5 第二章 文獻探討 6 第一節 擴增實境與科學學習相關研究 6 一、擴增實境技術 6 二、擴增實境在教學上的應用 7 第二節 月相概念相關教學研究 11 第三節 學習者特性 13 第四節 眼球追蹤技術 15 一、眼球追縱技術原理 15 二、眼球追蹤技術的應用與眼動指標 15 第三章 研究方法 18 第一節 研究對象 18 第二節 研究工具 18 一、眼球追蹤及相關軟、硬體設備 18 二、概念前、後測問卷 20 三、擴增實境學習材料 21 四、學習者特性問卷 24 第三節 研究設計與施測流程 26 第四章 資料呈現與分析 27 第一節 月相測驗成績資料分析 27 第二節 學習者在AR學習環境中之閱讀歷程分析 29 第三節 AR學習歷程與學習表現的關係 31 一、AR環境中的注意力分配與學習者成效之相關 31 二、不同學習表現學生在各眼動指標上之差異 33 第四節 學習者特性與AR學習歷程以及學習表現的關係 36 一、學習者特性分析 36 二、學習者特性與學習歷程之關係 39 三、學習者特性與學習成效的關聯之分析 50 第五章 綜合討論與教育意涵 53 第一節 研究結果與討論 53 一、AR融入是否影響月相變化概念的學習表現? 53 二、學習者在AR環境中有何學習歷程? 53 三、學習歷程與學習成效是否相關? 54 四、學習者特性(學科背景、態度、動機、空間概念)與AR學習歷程以及學習表現的關聯性為何? 56 第二節 教育上的意涵 58 第三節 未來展望 59 參考文獻 60 附錄一:前、後測概念問卷 63 附錄二:特性問卷(一)空間概念 67 附錄三:特性問卷(二) 68 附錄四:AR材料興趣區間 70

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