行動擴增實境融入教學對幼兒認知學習...

．1 管理與資訊學報，民108，24期

行動擴增實境融入教學對幼兒認知學習

成效影響之研究

黃朝曦

國立宜蘭大學資訊工程學系副教授

王貞雅

國立空中大學管理與資訊學系副教授

楊明玉

淡江大學資訊管理學系副教授

陳昱彤

國立宜蘭大學多媒體網路通訊數位學習碩士在職專班

摘要

現今資訊科技發展迅速，幼兒學習與教育已可透過資訊科技的

協助來達到更好的效果。經由開發行動裝置的應用程式，可以用更

生動活潑及有趣的方式進行幼兒教育，以遊戲方式融入在幼兒的生

活與教育環境中，提供良好完善的教學設備與媒材，幫助幼兒有較

多元性的認知發展。現今有愈來愈多老師將擴增實境互動遊戲納入

為教學的一部分，藉由擴增實境互動遊戲融入課堂來輔助教學，有

別於一般傳統教學，更能擴展學習者知識範圍，在遊戲與學習間取

得平衡點。本研究擬針對幼兒開發擴增實境互動應用程式，運用於

動物認知教學，期望在幼兒教學中，利用擴增實境的特性，在感官

學習中營造出與真實世界相似的學習情境，藉以提升幼兒的學習成

國立空中大學管理與資訊學系．1

管理與資訊學報，民108，24期，107-148頁

-107-

行動擴增實境融入教學對幼兒認知學習成效影響之研究

．2

效。本研究同時將進行實驗教學，以探究運用此教學方式是否促進

幼兒學習成效。研究結果顯示，對於學齡前幼兒，針對生活中常見

或較有機會接觸到的動物（如：貓、狗、豬等），運用擴增實境教學

對於幼兒的學習成效並無顯著影響；而對於其它在日常生活中較不

常見之動物（如：鱷魚、綿羊、豹等），擴增實境互動應用程式輔助

學習則有較明顯的學習成效。

關鍵詞：幼兒、認知學習、學習成效、擴增實境。

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A Study on the Learning Effectiveness

of Employing Augmentation Reality

in Young Children’s Cognitive Learning

Chao-Hsi Huang

Associate Professor,

Department of Computer Science and Information Engineering,

National Ilan University

Chen-Ya Wang


Department of Management and Information,

National Open University

Ming-Yu Yang


Department of Information Management,

Tamkang University

Yu-Tung Chen

Master Program of E-Learning for Multimedia and Network Communications,

National Ilan University

Abstract

With rapid development of information technology (IT) today,

IT plays an important role in assisting and improving the learning

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．4

effectiveness of early childhood education. Through the development

of mobile application (APP), children can be taught in a more lively

and entertaining way. They are integrated into the living and

education environment of children through games, and provide

well-equipped teaching equipment and media to help young children

diversified cognitive development. Nowadays, more and more

teachers have incorporated augmented reality (AR) interactive games

into teaching activities. By integrating augmented reality interactive

games into the classroom to aid teaching, it is different from the

traditional teaching and can further expand the scope knowledge.

This study aims to develop an augmented reality APPs for young

children and apply it to animal cognition teaching. We expected that

this APP can create a learning situation similar to the real world in

the early childhood teaching and enhance the learning effectiveness

of young children. This research will also conduct experimental

teaching to explore whether the use of this teaching method can

improve the effectiveness of early childhood learning. The results

showed that for preschool children, the use of augmented reality

teaching had no significant effect on the learning outcomes of young

children for common or better-exposed animals (eg, cats, dogs, pigs,

etc.). Augmented reality APP-assisted learning have obvious learning

effectiveness of young children for those animals that are less

common in daily life (such as crocodile, sheep, leopard, etc.).

Keywords: Young children, Cognitive learning, Learning effectiveness,

Augmented reality (AR).

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壹、緒論

近年來網路應用服務快速發展，網際網路的使用已成為許多人生活中不

可或缺的一部分，國家發展委員會的調查報告中指出，我國 12歲以上曾經上

網的民眾由 94年的 62.7%增為 106年的 82.3%（國家發展委員會，2017a）。

其中，行動上網更是目前網路發展的主要趨勢，調查中顯示，網路族曾使用

過無線或行動上網的比率由 99 年的 53%逐年攀升，至 106 年行動上網使用

率達到 97.4%（國家發展委員會，2017a）。106 年的「持有手機民眾數位機

會調查報告」則指出，我國手機族行動上網比率由 100 年的 35.3%大幅成長

為 104年的 78.7%及 105年的 83.1%後，106 年再增為 87.4%，有八成以上的

手機族透過手機行動上網（國家發展委員會，2017b）。手機行動上網族平均

每日手機上網時間由 100 年的 92 分鐘、104 年的 179 分鐘、105 年的 201 分

鐘，再略增為 204 分鐘（國家發展委員會，2017b）。兒童福利聯盟文教基金

會（簡稱兒福聯盟）與 Google合作發表「2014 年兒少網路安全調查報告」，

結果發現國內孩子目前最常用的上網方式是透過手機或平板電腦（56%），

其次才是透過家裡的桌上型電腦或筆記型電腦（48.4%），可以發現行動上

網已成為多數的上網方式（兒福聯盟，2014）。台灣展翅協會於 2014 年年底

針對國小四到六年級學童的調查顯示，有超過五成（54.9%）的孩子在八歲

以前已經開始上網，其中有接近一成五（14.9%）的孩子在四到六歲時就開

始接觸網路，由此可見台灣網路使用已進入低齡化的狀態。同時，有超過八

成（84.6%）的國小兒童擁有自己專屬的上網工具，其中半數以上（56.9%）

的孩子都是用手機上網，顯示 3C 工具讓孩子更容易隨時隨地使用到網路（台

灣展翅協會，2015）。兒福聯盟公布的「2015 年兒童 3C 產品使用與上網行

為大調查」結果中發現：孩子最常使用 3C 產品上網觀看影音網站（93%），

其次為玩遊戲（81.7%）及上社群網站（80.6%）（兒福聯盟，2015）。在智

慧型手機與平板電腦普及的趨勢下，手機與平板電腦也成為孩子下載各種行

動應用程式（Application，簡稱 APP）的主要工具。行動應用程式的廣泛使

用也對幼兒的生活產生不同於過往的改變。

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．6

一般而言，幼兒喜歡遊戲，在遊戲過程中自發性的探索，同時也在遊戲

情境中，學習與人互動及探索素材的意義。透過參與和體驗，幼兒以先前的

經驗為基礎，逐漸累積新知識，並學習在群體中扮演適當的角色（教育部，

2016）。在教育幼兒的過程中，教保服務人員與幼兒一起生活一起遊戲，樂

於傾聽，並與幼兒相互分享生活經驗。教保服務人員通常需要安排豐富的情

境，提供幼兒直接經驗，並參與幼兒的探索與遊戲，共同享受其中的樂趣。

教保服務人員並得以從中觀察幼兒的表現，了解並回應幼兒的需求，支持並

鼓勵幼兒的表現。在幼兒時期是人類語言與認知發展最重要的時期，這個時

期的學習大多是從生活遊戲中日積月累而來，而幼兒認知行為發展及邏輯思

考多是以視覺繪圖觀看的方式呈現，幼兒大多以直覺來對事物外觀形狀進行

判斷。現今資訊科技發展迅速，幼兒學習與教育已可透過資訊科技的協助來

達到更好的效果。經由開發行動裝置的 APP，可以用更生動活潑及有趣的方

式進行幼兒教育，以遊戲方式融入在幼兒的生活與教育環境中，提供良好完

善的教學設備與媒材，幫助幼兒有較多元性的認知發展。現今有愈來愈多老

師將擴增實境互動遊戲納入為教學的一部分，藉由擴增實境互動遊戲融入課

堂來輔助教學，有別於一般傳統教學，更能擴展其知識範圍，在遊戲與學習

間取得平衡點。而利用智慧型行動裝置 APP 進行行動擴增實境互動遊戲的教

學方式，更提供了便利性。本研究擬針對幼兒開發擴增實境互動的 APP，期

望在幼兒教學中，運用擴增實境的特性，在感官學習中營造出與真實世界相

似的學習情境，藉以提升幼兒的學習成效。同時並進行教學實驗，以探究運

用此教學方式是否促進學習者的學習成效。

貳、文獻探討

一、認知發展與圖像學習

認知發展論（Theory of Cognitive Development）是由著名的教育心理學

家皮亞傑（Piaget）所提出，被認為是近代認知心理學中重要的理論之一。認

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知發展（cognitive development）是指個體自出生後，在適應環境的活動中，

吸收知識時的認知方式以及解決問題的思維能力，其隨著年齡增長而改變的

歷程（維基百科，2017）。認知發展論又稱為發生知識論，描述個體獲得新

知識的歷程，以及在歷程中所產生的訊息處理策略和表徵方式的改變。皮亞

傑認為，個體會主動運用自己與生俱來的一些基本行為模式來對環境中的事

物做出反應，這種反應可以視為個體用來了解周圍世界的認知結構（cognitive

structure）。當個體每次遇到某件事物，便用對應的認知結構加以比對、處理，

此種認知結構則稱之為基模（schema）。基模是現有的知識與經驗，是一個

人用以同化新訊息以產生訊息回饋的基礎。從幼兒角度來看，在與其所處的

環境接觸時，會發展出其認識外在環境的基本行為模式，也就是基模。皮亞

傑（Piaget）所使用的研究方法，沒有採用當時流行的實驗組及多人資料統計

的方式，而是在自然的情境下連續、細密的觀察紀錄個別兒童對事物處理的

智能反應，屬於質性的研究。這種研究方式目前也廣為兒童心理學家所採用

（林玉山，1990）。皮亞傑的研究成果將人類自出生至青少年期的認知發展

劃分成四個階段，這四個階段主要是依照個體認知結構整體形式的特徵做為

劃分標準（Inhelder & Piaget, 1958; Piaget, 1974）。

(一) 感覺動作期（Sensorimotor Stage）

0至 2歲，個體憑藉著感官器官，探索外界事務，藉以獲取知識的歷程。

幼兒透過移動和感覺來瞭解事物，發展其基模。逐漸由反射行為到以目標為

導向的行為。

(二) 前運思期（Preoperational Stage）

2 至 7 歲，用符號來表徵外在世界能力的發展，尚未能作出合乎邏輯的

思考。這時兒童開始以符號作為中介來描述外部世界，表現在兒童的延遲模

仿、想像或遊戲之中。

(三) 具體運思期（Concrete-operation Stage）

7至 11歲，對具體存在的事務進行合乎邏輯的思考。能根據具體經驗思

維解決問題，能使用具體物之操作來協助思考，但不能進行抽象思考。

-113-


．8

(四) 形式運思期（Formal-operational Stage）

11歲以上，有邏輯思維和抽象思維，對抽象性事務能進行合乎邏輯的思

考。此時智慧發展趨於成熟，思維能力已不限事物的具體內容或感知的事物，

具有更大靈活性。

皮亞傑認為這四個階段具備以下特性：發展階段次序是固定不變的，但

具有個別差異；具有普遍性（不具文化特別性）；依賴認知發展，但可普遍

化為其它功能；各發展階段都是在邏輯上有組織的整體；各階段的順序是自

然的階層（所有成功發展的階段都會有前面階段的元素參與合作，但後一階

段比起前面的階段，更加不同，而且更加統整）；每個階段，在思考模式上

會表現出質的不同，而不僅僅是量的差異（維基百科，2016；Piaget, 1970）。

另一位知名的美國認知心理學家布魯納（Bruner），深受發展心理學家

韋納及皮亞傑的影響，對兒童的智力發展進行實驗研究。他藉由探討知覺、

推理思考、認知表徵、教育及嬰幼兒期的動作技巧等領域，提出人類具有三

種認知模式，分別代表著認知發展的三個階段及三種不同的學習方式，即「表

徵系統論」（representation system theory）。布魯納將兒童的認知發展分為三

個階段（Bruner，1960）：

(一) 動作表徵期（Enactive Representation）

與皮亞傑的感覺動作期一致。表徵為透過動作和實物操作來認識瞭解周

圍的世界，即靠著動作來獲得知識。

(二) 圖像表徵期（Iconic Representation）

與皮亞傑的前運思期與具體運思期相似，認為兒童經由物體知覺留在記

憶中的意象或形狀認識周圍的世界，以獲得知識。

(三) 符號表徵期（Symbolic Representation）

與皮亞傑的形式運思期相當，認為兒童思考已漸趨成熟，能用語言、文

字、數字、圖形等符號來代表其所經驗之事，進而獲得知識的認知歷程。

認知發展相關理論也對幼兒教育產生深遠的影響，幼兒的心智成長一方

面除了幼兒自身的認知發展，另一方面則是依賴幼兒與環境的互動，因此幼

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兒教育必須配合他們的發展水準，提供可刺激學習的環境。在學齡前與小學

低年級的階段，教學過程應提供實際操作的機會，符號與語言的瞭解則可採

用直接操弄或內在操弄的方式，使幼兒更容易了解抽象觀念。幼兒遊戲是幼

兒借助對現實生活的認知、理解，在假想的情境中模仿與再造的實踐活動，

也是幼兒內部動機驅使的感知與操作活動（陳嫻敏，2004）。皮亞傑認為，

幼兒主要是通過「模仿」和「遊戲」來進行學習，因為他們藉由內部化的活

動來建構符號意象（Ginsburg & Opper 1987; Piaget, 1962）。Eisner (1982) 認

為遊戲可以讓兒童探索可能發生的經驗，是用以理解世界的途徑，是一項自

然的童年活動。吳幸玲（2003）認為遊戲是一種學習、活動、適應、生活或

工作，遊戲不但受幼兒喜愛，也是幼兒的天性，他們能享受與人、玩物之間

的互動，遊戲所帶來的樂趣，可以促使幼兒在各方面有更正面及積極的發展。

李佩玲（2015）研究幼兒使用智慧型手機或平板電腦現況及家長的教養態度，

發現幼兒園幼兒主要以使用智慧型手機的人數較多，且幼兒在開始使用智慧

型手機或平板電腦時，最主要就是玩遊戲。遊戲式的學習不僅能引起學習者

的內在動機，還能促使學習者產生自發學習的行為（洪國勳，2003）。認知

發展相關學者認為遊戲可以促進幼兒認知領域的發展，遊戲是個體藉由環境

刺激以同化自己原有認知基模的方式，幼兒可以透過遊戲的情境來達到認知

的學習。（吳幸玲，2003；Shipley, 1998/2003）。遊戲已被視為幼兒教育的

核心，遊戲能夠提昇兒童在各領域的學習成效（高嬿婷，2008）。教育部（2017）

所發布的「幼兒園教保活動課程大綱」中指出，「認知」指的是處理訊息的

思考歷程。訊息主要源自於我們看到、聽到、嚐到、觸碰到及聞到，存在於

環境時空中的一切。幼兒對生活環境中的一切充滿好奇與探究的動力，在不

斷發問、主動試驗與尋求答案的歷程中學習，並建構知識與想法。在此課程

大綱中也建議了幼兒教保服務人員實施教學時應掌握的具體要點。認知領域

的評量則主要在於觀察幼兒學習歷程中的認知能力表現，關注幼兒是否經由

學習活動逐漸主動且獨立的展現認知能力，累積經驗與建構知識。教保服務

人員可以在活動前、中及後觀察幼兒的表現，了解幼兒隨著活動的進行所逐

步展現處理訊息和解決問題的發展情形，隨時提供幼兒需要的協助（教育部，

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．10

2017）。

圖像最初的應用是人類用來溝通、傳遞訊息以及相互瞭解，是透過視覺

的刺激所產生在溝通上的重要媒介。圖像媒體的快速發展，主要是來自於人

類與生俱來運用視覺輔助學習的需求。圖像應用在學習上的功用可歸納為動

機、記憶、組織、理解、美化五個層面（沈彥伶，2011）。圖像的特性為生

動活潑，較易引起多數人的注意，也能吸引學童的興趣；一般而言，人們對

於圖像的學習記憶也較為深刻，可增進長期記憶；圖像可以組織、精簡相關

資訊，簡化學習的內容；圖像能打破時空、人際界線，成為互通的視覺語言；

圖像也能美化教材，引發幼童的好奇心。圖像可以傳達多面向的訊息，也因

此視覺化的圖像成為目前人類學習與獲取知識的重要途徑與方法（Karen,

Linda & Marcia, 1995/2005）。學者 McKellar (1965) 在研究中指出，97%的人

會經由視覺上的刺激而感受到刺激的意象。在一個環境中，人類認知事物或

獲取外界資訊，最常用的感覺器官即是視覺與聽覺。根據研究顯示，在聽覺

與視覺並存的情境下，視覺訊息功效遠超過聽覺。野村順一（1996）也指出

在人所接受的外界資訊中，經視覺通道獲得的資訊所佔的比率最大。就視覺

刺激來看，動態的物件或影像比靜止不動的要素有更大的刺激效果，也更容

易引起注意（伊彬、林演慶，2006）。

教育家史代納（Steiner）在他的教育理論中對幼兒的學習提出了一種圖

像式學習的概念。他認為從個體的發展來看，幼兒對圖像有一種內在的渴望

和需求，因為孩子具有圖像式思維的能力，是用圖像的方式進行思考（林吟

霞，2013）。在幼兒教育的學習上，圖片或插畫扮演著極重要的角色，生動

活潑的圖片或插畫最能有效吸引幼兒的目光，進而提昇他們學習的興趣（廖

泰倫，2006）。運用圖像輔助學習具備以下特性：使學習者不會覺得沈悶、

幫助回憶、提供動機、引起興趣、釐清資料、幫助組織概念、加強理解（維

基百科，2017）。Peeck (1987)曾提出，在實際教學活動中，圖像的使用可促

進學習者的動機並達成教學成效。Fleming 與 Levie (1993) 認為視覺圖像是具

體的學習材料，圖表和圖像可以引起學生學習動機。圖像的適當使用不但可

豐富課堂教學，增進學習者學習的動機與興趣，還可成為傳遞訊息的重要媒

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介，幫助學習者理解相關內容與概念，在教學上具有相當的功能性（張瓊云，

2008）。一些先前的研究也指出圖像對學習有相當的助益（李雅芳，1993；

陳秀蕙，2004；溫文玲，2006；羅國方，1993；Reid, Briggs, & Beveridge, 1983）。

依據相關理論，本研究針對屬於皮亞傑理論中的前運思期、布魯納理論

中的圖像表徵期的幼兒，結合圖像與遊戲性質，運用擴增實境技術設計一套

給幼兒使用的互動教學 APP，讓幼兒在類似遊戲的實際操作 APP 中，探索及

學習生活中的事物，並進一步觀察幼兒對認識立體物件的學習成效。

二、擴增實境

擴增實境（Augmented Reality，簡稱 AR），是一種將虛擬資訊擴增到真

實空間中的技術，透過攝影機影像的位置及角度精算並加上圖像分析技術，

讓螢幕上的虛擬世界能夠與現實世界的場景進行結合與互動（維基百科，

2017）。擴增實境把虛擬化技術加到使用者感官知覺上，它不是要取代真實

空間，而是在真實空間中加入虛擬物件，讓使用者看到一個虛擬與真實交織

的世界，呈現給使用者一個感知效果更豐富的新環境。這種技術約於 1990

年被提出，隨著行動載具運算能力的不斷提升，擴增實境的用途也越來越廣。

擴增實境發展至今已經有許多相關產品，使用者能夠透過這些產品體驗到不

同與以往的感覺。熱門的手機遊戲 Pokémon GO即是運用了擴增實境以及適

地性服務（Location-Based Services，LBS）等技術。目前許多手機或平板等

移動式裝置上的應用程式也是藉由擴增實境技術，將現實世界加入虛擬物件

或內容等相關元素，與使用者產生互動的使用情境，以探尋真實生活中多樣

化的擴增實境場景（Bimber & Ramesh, 2005）。這個技術也廣泛的應用在醫

療、軍事、製造、娛樂、機器人、教育、行銷、旅遊、都市計畫等領域（Mallem,

2010）。

Milgram、Takemura、Utsumi 與 Kishino (1994) 將真實環境到虛擬環境

的變化狀態提出「真實-虛擬連續性(Reality-Virtuality Continuum)」的概念，

他們把真實環境和虛擬環境分別作為連續的兩端，靠近真實環境的是擴增實

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．12

境（Augmented Reality，AR），靠近虛擬環境的則是擴增虛擬（Augmented

Virtuality，AV），而中間的連續部份則為混合實境（Mixed Reality，MR）。

其中擴增實境的位置較接近真實環境，由此可見擴增實境的特性是植基於真

實環境與虛擬物件結合。另一個容易與擴增實境混淆的名詞為虛擬實境

（Virtual Reality，VR），兩者主要的差別在於顯示系統的差異，虛擬實境為

封閉式顯示系統，所有的物件、影像、內容等都是虛擬的，與人的互動也在

虛擬環境之中，將使用者沉浸在不存在的超現實虛擬世界中；而擴增實境則

主要為穿透式顯示系統，虛擬與現實並存，虛擬的物件、影像、內容與真實

世界中的物體有相互依存關係，虛擬與現實可同步互動（Mehdi & André,

2016）。Azuma (1997)指出擴增實境較虛擬實境的呈現在設備上多了場景整

合器、顯示器，與追蹤辨識器，並認為擴增實境應具備三個元素：(1)結合虛

擬物與現實；(2)即時性的互動；(3)和真實環境在三度空間中做結合運作。擴

增實境為視覺化概念的運用，透過直覺化的資訊畫面，讓使用者在同一個空

間同時接收真實與虛擬的資訊（Narzt et al., 2006）。行動資訊配合擴增實境

科技可以輔助使用者認識空間與物件，讓人們從環境、資訊互動中學習知識

並取得相關學習經驗（林麗娟、周德嬚，2013）。

擴增實境可以用影像辨識技術做為分類的基礎，分為標記式（Marker）

和無標記式（Markerless）。標記式擴增實境必須透過特定的標記、圖案，以

供系統辨識、定位相關聯的虛擬物件在相對的位置上，此標記稱為圖卡

（Markercard）。標記式的擴增實境系統需透過特別的標記，來當作觸發的

媒介，當相機的攝影畫面出現某特定標記時，系統就能立即比對出相對應的

虛擬物件並正確的疊加在畫面中，透過顯示器呈現結合的畫面。標記式系統

大多使用由美國華盛頓大學人機介面實驗室所發展出來的 ARToolkit 免費軟

體來進行開發。無標記式擴增實境不須透過特定的標記，即可達到辨識效果。

無標記式擴增實境為採用沒有固定標記的圖像，來當作觸發的媒介，使用前

需先擷取辨識物件圖像或其特徵點（如：紋理、顏色、輪廓等），當攝影機

畫面比對出符合物件圖像或特徵點時，預先設定好的虛擬物件，就會同時在

螢幕上顯示擴增實境的畫面。但是因為無標記特徵點追蹤並沒有穩定的規律

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性，使得辨識特徵的難度相當高，而無標記式著重在特徵點的定義跟匹配，

因此在運算上面也相當耗時。無論是有標記、無標記技術，都是透過影像辨

識進行攝影機與預設圖片比對，都需要注意四要點：控制光源、辨識物體位

置、辨識物體大小、辨識物體的材質。

擴增實境可以提升對學生的吸引力，從而改善學生的學習專注力和學習

動機（Sumadio & Rambli, 2010）。Pérez-López、Contero 與 Alcañiz (2010) 指

出，擴增實境不像早期其他電腦互動科技會讓使用者離開現實環境並只專注

於螢幕，因此可提升學習者對於實際環境的認知，有助於提升學生的學習動

機和興趣，並於教育環境中支援教學和學習。國內學者陳志銘與蔡雁農（2013）

也指出利用擴增實境來輔助學習，可提升學生的學習成效和學習動機。目前

應用在教育上的擴增實境，除了是創新的教學法外，在學習成效上也多能提

高學習參與度和學習動機（廖詠年，2010）。El Sayed、Zayed與 Sharawy （2011）

在卡片中結合靜態標記以分配不同虛擬物件，發展擴增實境學習卡，可以 3D

的形式呈現課程，幫助學生基於不同的視覺化學習物件，進行學習互動與有

效學習。林思汝（2014）發展擴增實境遊戲教材以探討國小中年級學習者在

槓桿原理的學習成效，結果顯示學生使用「擴增實境遊戲」教材學習槓桿原

理，學習成效優於使用「數位模擬遊戲」教材。余玟錚（2015）對國小學習

障礙學生的研究發現，運用擴增實境輔助教育學習可增進學生學習動機也改

善學生學習成效。李宗倫（2015）針對國小學生發展擴增實境技術融入學習

單的教學課程，發現可提昇學生學習動機與學習成效，學生也抱持正向的使

用意願。顏岫鋒（2015）將擴增實境應用在國小自然科植物的教學，發現能

加強學童的學習動機與成效，且能提昇理解能力與創造力。Yilmaz (2016) 發

現以擴增實境發展的魔術玩具，對於早期兒童教育的認知發展有所助益。

Hung、Chen 與 Huang (2017) 針對 72位五歲幼童的研究發現使用 AP 圖形書

學習，較能引發幼童的學習與探索興趣。Yilmaz、Kucuk與 Goktas (2017) 對

92 位 5-6 歲的兒童進行研究，發現 AR 圖畫書對幼童較有吸引力且能喚起他

們的學習興趣。何品萱（2017）發現應用擴增實境於國中生機器人程式設計

學習能提昇學生的知識理解與知識應用。黃揚勝（2017）將擴增實境應用於

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．14

體育教學中動作技能的學習，發現擴增實境能增進學生的技能學習與學習動

機。吳書寯（2017）應用擴增實境工具來輔助國中學生學習空間幾何概念，

發現擴增實境工具有助於學生由物件的三視圖想像其立體圖。

在幼兒的學習過程中，過去有許多的教材媒體輔助幼兒的學習活動，促

進學習的效率與提昇趣味性。隨著擴增實境技術的發展，教學媒體變得更多

元化，除了豐富學習的內容與呈現方式，更重要的是帶來新的學習互動，幼

兒可以透過遊戲等更豐富的學習方式去體驗學習的內容，藉由多感官的刺激

增進學習效果。利用擴增實境做為教學媒體，引導教學的內容，將虛擬物同

時在真實的生活環境之中呈現，激發幼兒的學習動機，並解釋虛擬物的資訊

及影像讓幼兒有不同的視覺感官。本研究藉由擴增實境特性，營造出與真實

相似的學習情境，運用互動教學 APP，在實驗教學中觀察擴增實境融入教學

是否增強幼兒的學習動機與成效。

參、研究方法

一、研究流程

本研究將藉由建置行動擴增實境 APP，利用實驗情境教學方式的實施，

來觀察並瞭解幼兒的學習過程，並運用「非結構性訪談法」和「觀察記錄檢

核表」（附錄一）記錄幼兒的學習狀況來加以分析。在指導幼兒、觀察幼兒

活動的過程中，採用參與觀察研究法對幼兒做「幼兒訪談記錄表」（附錄二），

以了解學習者的學習成效與對 APP 的使用意願。本研究的流程包括主題確認

階段、教材製作階段、結果評估階段三大部分，如圖 1所示。

-120-


圖 1 研究流程圖

教材製作階段

教材設計與製作

內容：使用

Unity3D軟體，製

作虛擬物。

擴增實境教材設計製作

內容：運用 Vuforia 擴增

實境軟體開發工具包，

設定學習者物體認知教

材。

結果評估階段

進行探究

（前測）

學習者認知程

度現況調查

內容：訪談學習

者對於動物的

認知狀況。

整合成果

擴增實境融入教

學之觀察與描述

整理

內容：研究討

論、結果與建

議。

實施觀察與

紀錄（後測）

實驗教學

內容：運用虛擬

實境 APP 進行教

學活動，並訪談

記錄學習後之成

果。

資料彙整，

結果分析

成對樣本檢定

內容：針對學習者對

平面圖像教材與擴

增實境立體影像教

材之認知差異比較。

教材測試

行動擴增實境

教材測試。

主題確認階段

觀察情境，察覺現象

學習者教師的訪談

內容：了解目前學習者認知發

展、教師教學方式、學習者教

材形式。

受訪者必須具有一年以上學習

者教學經驗的教師。

引導討論，確定主題

物體觀察與描述任務

內容：透過學習者觀察平面圖

像與立體虛擬圖像描述物品外

型的任務測試，了解學習者認

知差異比較。

-121-


．16

二、研究設計

本研究以宜蘭市的私立幼兒園做為研究對象，另外受訪者幼童教師必須

具有一年以上幼童教學經驗。在主題確認階段，主要目的為探討學習者觀察

平面圖和立體圖的觀念及想法，以了解學習者辨別物體外觀的認知能力。本

階段採用訪談法來進行。在非結構性訪談部分，主要是針對教師，了解教師

教學模式和使用的教材形式。訪談問題包括：(1)請問幼兒生活上最常能引發

學習興趣的教學方式是什麼？(2)請問教師是以何種方式教導幼兒認知物體

外型？(3)請問幼兒對於平面圖模式呈現，和立體虛擬圖呈現，對幼兒認知物

體的能力上，是否有幫助？及有何優缺點？藉由訪談初步判斷，運用立體虛

擬圖是否對幼兒認知物體的教育有所助益。在設計行動擴增實境 APP 後，於

教學過程中採用該 APP 進行實驗情境教學，依照觀察者（研究者或幼童老師）

及被觀察者（幼童）的關係，採參與觀察研究方式，教師會在學習者的學習

活動過程中指導學生、觀察學生，並以本研究設計的「觀察紀錄檢核表」（附

錄一）記錄學生的學習狀況，以了解學習者的學習情形與學習方式。在實驗

情境教學過程中，將以了解學習者對虛擬物及立體物件的認知為方向，用問

題引發學生對這方面發表意見及提出問題，以對整個虛擬物及立體物件主題

有一個概略的認識。本研究實驗對象為宜蘭市私立幼兒園，在執行操作前，

會告知幼兒行動裝置操作擴增實境的注意事項，先進行教學操作，相關問題

的講解。在實驗課程中，會對幼兒進行成就前測及在教學後的後測。本研究

教學互動設計如表 1所示。

-122-


表 1 本研究教學互動設計

教學流程教師做什麼？學習者做什麼？研究者做什麼？

教

學

前

觀察

情境

察覺

現象

‧以教學媒材引導觀

察，開拓學習者思

考空間，引發各向

度的問題，促進擴

增實境主題的發現

與形成。

‧協助學習者歸納問

題與想法，解釋各

問題的性質，規範

擴增實境主題探討

的重點與範圍。

‧由生活上、自身、

社會上的現象之觀

察，引發出各向度

的問題，開拓思考

的空間，並促成主

題的發現與形成。

‧專心聆聽或欣賞

教材、了解教學擴

增實境主題。

‧從生活經驗或生

活環境中歸納心

得、覺察問題。

‧參與討論，發表自

己的經驗和想

法，並且聆聽他人

的經驗，討論擴增

實境主題探究的

需求與方向。

‧察覺為了瞭解問

題或把事情做得

更好，有很多技術

或疑問，需要進行

進一步的探究。

‧以圖片、圖像、影片

或聲音教材詮釋教

學內容與主題內

涵，吸引學習者專注

並引起共鳴。

‧以活潑、有趣或具有

文化背景與故事性

的內容為主。

‧教學應用行動擴增

實境工具直覺性的

操作，老師可以迅速

切換與播放教材。

引導

討論

確定

主題

‧分組或全體進行不

同的主題或問題探

討，或兩種方式交

叉著使用。

‧鼓勵學習者發表行

動擴增實境工具的

想法。

‧協助釐清問題點，

並鼓勵學習者提

問，確定欲探討的

範圍。

‧小組或全體合作

討論擴增實境主

題及其相關問

題，並增進了解自

己的想法。

‧知道擴增實境主

題探索的範圍，並

將許多問題，詳細

探究。

‧共同討論與規劃

小組工作。

‧討論教學時的工

具：錄音筆、相機、

行動擴增實境工具。

‧幫助學習者藉由智

慧型行動裝置了解

擴增實境。

‧歸納學習者的各種

經驗和想法，並作紀

錄。可利用「紀錄檢

核表」將學習的內容

做記錄。

-123-


．18


教

學

中

進行

探究

（前測）

‧運用平面圖卡進行

教學。

‧學習者動物認知程

度現況調查。

‧接受平面圖卡教

學。

‧回應訪談者相關

題目。

‧工具：平面圖卡。

‧訪談學習者對於動

物的認知狀況。

實施

觀察

與

紀錄

（後測）

‧協助學習者進行行

動擴增實境 APP 操

作。

‧激發學習者使用動

機。

‧評估自己的資料，

發展動物教學主

題。

‧安排機會和情境，

相互討論學習。

‧藉討論、講解、閱

讀，引導學習者將

想法加以統整，提

出規則性、科學概

念。

‧進行操作行動擴

增實境 APP 的活

動。

‧針對行動擴增實

境系統使用後，提

出評論、看法或改

進建議。

‧提出規則性科學

概念。

‧提供處理使用上問

題的經驗和技術，以

及各項資源及設備。

‧以錄音方式或相機

照相的方式，記錄學

習過程，並協助學生

完成整個活動。

‧透過「參與觀察研究

法」來觀察學習者

‧教師完成教學活動

後，透過訪談獲得實

驗教學後的學習者

動物認知後測資料。

教

學

後

資料

彙整

結果

分析

整合

成果

研究者：

‧以電腦彙整記錄前測、後測相關資料。

‧針對學習者對於平面圖像教材與擴增實境立體影像教材之認知差

異比較。

‧擴增實境融入 APP教學之結果分析與觀察。

‧記錄資料與檢討活動過程缺失。

‧對相關教學方式、工具等提出未來研究建議。

教

學

前

觀察

情境

察覺

‧以教學媒材引導觀

察，開拓學習者思

考空間，引發各向

‧專心聆聽或欣賞

教材、了解教學擴

增實境主題。

‧以圖片、圖像、影片

或聲音教材詮釋教

學內容與主題內

-124-



現象度的問題，促進擴

增實境主題的發現

與形成。

‧協助學習者歸納問

題與想法，解釋各

問題的性質，規範

擴增實境主題探討

的重點與範圍。

‧由生活上、自身、

社會上的現象之觀

察，引發出各向度

的問題，開拓思考

的空間，並促成主

題的發現與形成。

‧從生活經驗或生

活環境中歸納心

得、覺察問題。

‧參與討論，發表自

己的經驗和想

法，並且聆聽他人

的經驗，討論擴增

實境主題探究的

需求與方向。

‧察覺為了瞭解問

題或把事情做得

更好，有很多技術

或疑問，需要進行

進一步的探究。

涵，吸引學習者專注

並引起共鳴。

‧以活潑、有趣或具有

文化背景與故事性

的內容為主。

‧教學應用行動擴增

實境工具直覺性的

操作，老師可以迅速

切換與播放教材。

引導

討論

確定

主題

‧分組或全體進行不

同的主題或問題探

討，或兩種方式交

叉著使用。

‧鼓勵學習者發表行

動擴增實境工具的

想法。

‧協助釐清問題點，

並鼓勵學習者提

問，確定欲探討的

範圍。

‧小組或全體合作

討論擴增實境主

題及其相關問

題，並增進了解自

己的想法。

‧知道擴增實境主

題探索的範圍，並

將許多問題，詳細

探究。

‧共同討論與規劃

小組工作。

‧討論教學時的工

具：錄音筆、相機、

行動擴增實境工具。

‧幫助學習者藉由智

慧型行動裝置了解

擴增實境。

‧歸納學習者的各種

經驗和想法，並作紀

錄。可利用「紀錄檢

核表」將學習的內容

做記錄。

教

學

中

進行

探究

（前測）

‧運用平面圖卡進行

教學。

‧學習者動物認知程

度現況調查。

‧接受平面圖卡教

學。

‧回應訪談者相關

題目。

‧工具：平面圖卡。

‧訪談學習者對於動

物的認知狀況。

-125-


．20


實施

觀察

與

紀錄

（後測）

‧協助學習者進行行

動擴增實境 APP 操

作。

‧激發學習者使用動

機。

‧評估自己的資料，

發展動物教學主

題。

‧安排機會和情境，

相互討論學習。

‧藉討論、講解、閱

讀，引導學習者將

想法加以統整，提

出規則性、科學概

念。

‧進行操作行動擴

增實境 APP 的活

動。

‧針對行動擴增實

境系統使用後，提

出評論、看法或改

進建議。

‧提出規則性科學

概念。

‧提供處理使用上問

題的經驗和技術，以

及各項資源及設備。

‧以錄音方式或相機

照相的方式，記錄學

習過程，並協助學生

完成整個活動。

‧透過「參與觀察研究

法」來觀察學習者

‧教師完成教學活動

後，透過訪談獲得實

驗教學後的學習者

動物認知後測資料。

教

學

後

資料

彙整

結果

分析

整合

成果

研究者：

‧以電腦彙整記錄前測、後測相關資料。

‧針對學習者對於平面圖像教材與擴增實境立體影像教材之認知差

異比較。

‧擴增實境融入 APP教學之結果分析與觀察。

‧記錄資料與檢討活動過程缺失。

‧對相關教學方式、工具等提出未來研究建議。

在教學結果評估部分，本研究將採用認知心理學的口語分析法來對學習

者進行口語分析。運用訪談方式以錄音來記錄幼兒所描述之內容，如：所看

見的動物外型、色彩、幾何等，並分析幼兒口語內容發生的頻率，將幼兒表

現出不同的「檢視」與「描繪」與「思考」認知活動的實際過程和特點轉化

成分析數據。本研究口語詞彙分類範例如表 2 所示，用於分析幼兒口語中用

詞的字組、字句段落的認知能力。相關詞彙分類亦經三位專家學者檢視其內

-126-


容，以確保一致性。針對幼兒口語分析後再以本研究設計之「幼兒訪談記錄

表」（附錄二）紀錄幼兒的回答，以利未來統計分析並了解其學習情況。

本研究共製作 31種生物之虛擬物件做為擴增實境教材，包括有：牛、象、

熊、大猩猩、犀牛、魚、海馬、鯨魚、斑馬、馬、豬、犰狳、雞、鴨、鵝、

貓、狗、螞蟻、蜜蜂、臭蟲、蠍、鱷魚、駱駝、長頸鹿、綿羊、豹、蒼鷺、

老鼠、眼鏡蛇、蝸牛、龜。

表 2 口語分析法詞彙類型範例

口

語

分

析

法

詞彙類型範例

形容臉長的：尖尖的；大大的；長長的；小小的

色彩身體顏色：黑色的；白色的；咖啡色的

幾何耳朵是：長方形的；半圓形；橢圓形

具象眼睛像：球的形狀；數字 3 形狀；毛毛蟲形狀

位置身體「上面」有圓圈的形狀；頭的「下面」有扁扁的鼻子

比較脖子「比」樹還要「高」

本研究將採用成對樣本 T檢定方式，比較前測後測資料，以觀察幼兒對

於使用圖卡和使用擴增實境互動 APP 後，對相關動物的認知是否有差異。虛

無假設為：使用圖卡與擴增實境互動APP教學，對幼兒動物認知學習無差異；

對立假設為：使用圖卡與擴增實境互動 APP 教學，對幼兒動物認知學習有差

異。本研究並嘗試將教材內之部分動物加以分類，以觀察各類型動物的學習

效果。

三、擴增實境 APP建置

本研究擬設計一套 3D 的動物認知教材 APP，結合擴增實境影像辨識技

術，透過智慧型手機的相機，經圖卡辨識後，在螢幕上顯示所對應產生的 3D

模型，讓學習者在學習過程中，能按照需求重複使用，有助於學習效率的提

-127-


．22

升。

本研究擴增實境 APP 主要應用的開發技術為：PhotoCap、Vuforia SDK

（Software Development Kit, SDK）軟體開發套件、Unity 3D。PhotoCap 是一

個影像處理軟體，由台灣程式設計師王俊昌所開發。Vuforia擴增實境軟體開

發工具包（Vuforia Augmented Reality SDK），是高通推出的針對移動設備擴

增實境應用的軟體開發工具包。Unity 3D 是遊戲開發設計常用的遊戲引擎。

Unity3D 是一個用於建立「三維電動遊戲」、「建築視覺化」、「實時三維

動畫」等類型互動內容的綜合型創作工具。本研究將PhotoCap所製作的圖卡，

所有識別圖像透過 Web API上傳，上傳至 Vuforia伺服器，轉換成擴增實境

追蹤物件，使用 Vuforia 開發者網站的 Target Manager，透過上傳圖像來建立

擴增實境所需的 Target Manager 目標識別圖像，就是所謂的 AR 圖卡。在將

所有要辨識的影像標記物件上傳完成後，將影像標記套件匯入 Unity3D 開發

環境中，進行擴增實境專案開發，最後產出擴增實境 APP，擴增實境 APP 開

發流程如圖 2所示。

圖 2 擴增實境 APP 開發流程

PhotoCap影像處理軟體製作圖卡（圖像）

Vuforia擴增實境軟體開發工具包

Unity 3D 式遊戲開發設計

APP 顯示

-128-


擴增實境 APP 執行後，圖卡最後顯示之辨識結果如圖 3所示。

圖 3 擴增實境 APP 影像辨識結果

肆、研究結果與討論

本研究對象為二間宜蘭市的私立幼兒園中大班與中班之幼兒。男生占 22

人，比例為 57.9%；女生占 16人，比例為 42.1%。大班 6-7歲 21 人，比例為

55.3%；中班 5-6 歲人，比例為 44.7%。針對外表為較大體型的動物牛、象、

熊、大猩猩和犀牛，幼兒學習成效前後測成對樣本檢定結果如表 3 所示。牛

和象的 95% 差異數的信賴區間為［-0.233，0.022］、［-0.169，0.011］和［

-0.127，0.022］，區間包含 0 在內，且顯著性皆ｐ>0.05，應接受虛無假設，

表示前後測差異不顯著。熊、大猩猩和犀牛的 95%差異數的信賴區間』為下

限［-0.546，-0.985］，上限［-0.190，-0.541］，上下限皆未包含 0，且顯著

性皆ｐ


．24

的多數幼兒表示未曾親眼看過，所以使用 AR 時確實有助於幼兒學習。

表 3 幼兒學習成效前後測成對樣本檢定--大型動物

成對差異數

T 自由度df=N-1

顯著性平均數（圖卡－AR）

標準偏差

標準錯誤平均值

95%

差異數的信賴區間

下限上限

牛

形容 -.105 .388 .063 -.233 .022 -1.671 37 .103

色彩 -.105 .388 .063 -.233 .022 -1.671 37 .103

幾何 -.105 .388 .063 -.233 .022 -1.671 37 .103

具象 -.105 .388 .063 -.233 .022 -1.671 37 .103

位置 -.105 .388 .063 -.233 .022 -1.671 37 .103

比較 -.079 .273 .044 -.169 .011 -1.781 37 .083

象

形容 -.053 .226 .037 -.127 .022 -1.434 37 .160 色彩 -.053 .226 .037 -.127 .022 -1.434 37 .160 幾何 -.053 .226 .037 -.127 .022 -1.434 37 .160 具象 -.053 .226 .037 -.127 .022 -1.434 37 .160 位置 -.053 .226 .037 -.127 .022 -1.434 37 .160 比較 -.053 .226 .037 -.127 .022 -1.434 37 .160

熊

形容 -.421 .642 .104 -.632 -.210 -4.041 37 .000 色彩 -.421 .642 .104 -.632 -.210 -4.041 37 .000 幾何 -.421 .642 .104 -.632 -.210 -4.041 37 .000 具象 -.421 .642 .104 -.632 -.210 -4.041 37 .000 位置 -.421 .642 .104 -.632 -.210 -4.041 37 .000 比較 -.368 .541 .088 -.546 -.190 -4.195 37 .000

大猩猩

形容 -.605 .855 .139 -.886 -.324 -4.361 37 .000 色彩 -.605 .855 .139 -.886 -.324 -4.361 37 .000 幾何 -.605 .855 .139 -.886 -.324 -4.361 37 .000 具象 -.605 .855 .139 -.886 -.324 -4.361 37 .000 位置 -.605 .855 .139 -.886 -.324 -4.361 37 .000 比較 -.421 .642 .104 -.632 -.210 -4.041 37 .000

犀牛

形容 -.763 .675 .110 -.985 -.541 -6.967 37 .000 色彩 -.763 .675 .110 -.985 -.541 -6.967 37 .000 幾何 -.763 .675 .110 -.985 -.541 -6.967 37 .000 具象 -.763 .675 .110 -.985 -.541 -6.967 37 .000 位置 -.763 .675 .110 -.985 -.541 -6.967 37 .000 比較 -.579 .500 .081 -.743 -.414 -7.133 37 .000

-130-


針對海洋中的生物，魚、海馬和鯨魚，幼兒學習成效前後測成對樣本檢

定結果如表 4 所示。魚的 95%差異數的信賴區間為［-0.305，0.042］，區間

包含 0在內，且顯著性ｐ>0.05，應接受虛無假設，表示魚的前後測分析差異

不顯著。海馬和鯨魚的 95%差異數的信賴區間為［-0.429，-0.098］和［-0.366，

-0.055］、［-1.469，-0.847］和［-0.925，-0.496］，區間不包含 0 在內，且

顯著性皆ｐ


．26

針對同類相似易混淆的動物馬與斑馬，幼兒學習成效前後測成對樣本檢

定結果如表 5 所示。馬的 95%差異數的信賴區間為［-0.288，0.024］，區間

包含 0在內，且顯著性ｐ>0.05，表示馬的前後測分析差異不顯著。斑馬的 95%

差異數的信賴區間為［-0.725，-0.328］，區間不包含 0在內，且顯著性ｐ


針對外觀易混淆的動物豬與犰狳，幼兒學習成效前後測成對樣本檢定結

果如表 6 所示。豬的 95%差異數的信賴區間為［-0.233，0.022］，區間包含

0在內，且顯著性ｐ>0.05，表示豬的前後測分析差異不顯著。豬是學齡前幼

兒很常學習到的動物，所以在學習上會不太感興趣，學習力也比較薄弱，因

此對於學齡前幼兒常見或生活中常學習到的動物，就會不太感興趣，造成差

異性不顯著的結果。犰狳的 95%差異數的信賴區間為［-1.488，-1.143］和［

-0.207，-0.003］，區間不包含 0在內，且顯著性ｐ


．28

針對易混淆的家禽雞、鴨、鵝，幼兒學習成效前後測成對樣本檢定結果

如表 7 所示。鵝的 95%差異數的信賴區間為［-1.449，-0.867］和［-0.919，

-0.555］，區間不包含 0 在內，且顯著性ｐ


針對生活中常見的寵物貓與狗，幼兒學習成效前後測成對樣本檢定結果

如表 8所示。貓和狗的 95%差異數的信賴區間為［-0.169，0.11］，區間包含

0在內，且顯著性ｐ>0.05，表示貓和狗的整體分析差異不顯著。貓和狗都是

學齡前幼兒平常生活常見的寵物，大部分幼兒應已經熟悉它們的外觀與特性，

所以使用擴增實境 APP 學習的結果，前後測差異不顯著。

表 8 幼兒學習成效前後測成對樣本檢定—生活中常見的寵物

成對差異數

T 自由度

df=N-1

顯著

性平均數

（圖卡－AR）

標準

偏差

標準

錯誤

平均

值

95%差異數

的信賴區間

下限上限

貓

形容 -.079 .273 .044 -.169 .011 -1.781 37 .083

色彩 -.079 .273 .044 -.169 .011 -1.781 37 .083

幾何 -.079 .273 .044 -.169 .011 -1.781 37 .083

具象 -.079 .273 .044 -.169 .011 -1.781 37 .083

位置 -.079 .273 .044 -.169 .011 -1.781 37 .083

比較 -.079 .273 .044 -.169 .011 -1.781 37 .083

狗

形容 -.079 .273 .044 -.169 .011 -1.781 37 .083

色彩 -.079 .273 .044 -.169 .011 -1.781 37 .083

幾何 -.079 .273 .044 -.169 .011 -1.781 37 .083

具象 -.079 .273 .044 -.169 .011 -1.781 37 .083

位置 -.079 .273 .044 -.169 .011 -1.781 37 .083

比較 -.079 .273 .044 -.169 .011 -1.781 37 .083

本研究亦納入節肢動物加以研究幼兒使用擴增實境 APP 學習的效果，幼

兒學習成效前後測成對樣本檢定結果如表 9所示。螞蟻的 95%差異數的信賴

區間為［-0.713，-0.287］、和［-0.700，-0.248］和［-0.672，-0.275］，區間

不包含 0在內，且顯著性ｐ


．30

95%差異數的信賴區間為［-0.659，-0.235］和［-0.632，-0.210］，區間不包

含 0在內，且顯著性ｐ


本研究亦另選取十種不同類型的動物進行擴增實境 APP 教學（包括：鱷

魚、駱駝、長頸鹿、綿羊、豹、蒼鷺、老鼠、眼鏡蛇、蝸牛、龜），幼兒學

習成效前後測成對樣本檢定結果如表 10所示。所有動物的 95% 差異數的信

賴區間皆未包含 0，且顯著性ｐ


．32

成對差異數

T 自由度df=N-1

顯著性平均數（圖卡－AR）

標準偏差

標準錯誤平均值

95%差異數的信賴區間

下限上限

豹

形容 -.658 .847 .137 -.936 -.379 -4.787 37 .000 色彩 -.658 .847 .137 -.936 -.379 -4.787 37 .000 幾何 -.658 .847 .137 -.936 -.379 -4.787 37 .000 具象 -.658 .847 .137 -.936 -.379 -4.787 37 .000 位置 -.658 .847 .137 -.936 -.379 -4.787 37 .000 比較 -.579 .858 .139 -.861 -.297 -4.158 37 .000

蒼鷺

形容 -1.474 .830 .135 -1.746 -1.201 -10.948 37 .000 色彩 -1.474 .830 .135 -1.746 -1.201 -10.948 37 .000 幾何 -1.474 .830 .135 -1.746 -1.201 -10.948 37 .000 具象 -1.474 .830 .135 -1.746 -1.201 -10.948 37 .000 位置 -1.474 .830 .135 -1.746 -1.201 -10.948 37 .000 比較 -1.263 .891 .145 -1.556 -.970 -8.740 37 .000

老鼠

形容 -.789 .413 .067 -.925 -.654 -11.779 37 .000 色彩 -.789 .413 .067 -.925 -.654 -11.779 37 .000 幾何 -.789 .413 .067 -.925 -.654 -11.779 37 .000 具象 -.789 .413 .067 -.925 -.654 -11.779 37 .000 位置 -.789 .413 .067 -.925 -.654 -11.779 37 .000 比較 -.737 .446 .072 -.884 -.590 -10.178 37 .000

眼鏡蛇

形容 -.474 .603 .098 -.672 -.275 -4.839 37 .000 色彩 -.474 .603 .098 -.672 -.275 -4.839 37 .000 幾何 -.474 .603 .098 -.672 -.275 -4.839 37 .000 具象 -.474 .603 .098 -.672 -.275 -4.839 37 .000 位置 -.474 .603 .098 -.672 -.275 -4.839 37 .000 比較 -.526 .830 .135 -.799 -.254 -3.910 37 .000

蝸牛

形容 -.368 .541 .088 -.546 -.190 -4.195 37 .000 色彩 -.368 .541 .088 -.546 -.190 -4.195 37 .000 幾何 -.368 .541 .088 -.546 -.190 -4.195 37 .000 具象 -.368 .541 .088 -.546 -.190 -4.195 37 .000 位置 -.368 .541 .088 -.546 -.190 -4.195 37 .000 比較 -.368 .541 .088 -.546 -.190 -4.195 37 .000

龜

形容 -.105 .311 .050 -.207 -.003 -2.086 37 .044 色彩 -.105 .311 .050 -.207 -.003 -2.086 37 .044 幾何 -.105 .311 .050 -.207 -.003 -2.086 37 .044 具象 -.105 .311 .050 -.207 -.003 -2.086 37 .044 位置 -.105 .311 .050 -.207 -.003 -2.086 37 .044 比較 -.105 .311 .050 -.207 -.003 -2.086 37 .044

-138-


伍、結果與建議

本研究主要探討擴增實境互動教材融入幼兒學習是否可以增進幼兒的學

習成效。藉由開發擴增實境 APP，並進行實驗教學，讓學齡前幼兒可利用擴

增實境所產生的動物 3D 影像，對於動物的特性及立體結構有更多的認識。

本研究透過觀察與訪談記錄幼兒學習狀況，並進一步分析幼兒學習前後之學

習成效是否有顯著差異。在實驗教學觀察的過程中，發現學齡前 6-7 歲的幼

兒在運用擴增實境 APP 學習後描述物體的方式，大多先以外表的形容來描述

為優先，描述物體最明顯的部位，他們可以運用抽象的形容詞彙，表達能力

尚在發展的階段。而 5-6歲的幼兒在運用擴增實境 APP 學習後描述物體的方

式，大多先以操作時動物的大小描述為優先，可以說出學習中熟悉的故事，

描述物體的外表，表達能力部份主要為疊字和簡短字彙。實驗教學過程發現

幼兒對立體圖像的記憶力較佳，且使用擴增實境互動 APP 的教學方式，也引

起幼兒較高的學習動力和注意力，並提升幼兒的學習動機與興趣。

本研究運用擴增實境 APP 進行實驗教學，前測與後測學習成效檢驗之結

果統整如表 11 所示。由表中可知，本研究進行共 31 種動物的實驗教學，其

中有七種動物教學效果不顯著，可觀察到這些動物大多為學齡前幼兒在平常

生活中較易接觸到的動物，較無法引起幼兒興趣，且對這些動物已有基本認

知因此無明顯的學習效果。其餘 24種動物的實驗教學前後測比較則有顯著差

異，因此推論擴增實境互動遊戲教材運用於幼兒對動物的認知學習有助於提

昇學齡前幼兒的學習成效。

-139-


．34

表 11 擴增實境互動教材融入教學對幼兒學習成效

特性內容結果

大型動物

牛不顯著

象不顯著

熊顯著

大猩猩顯著

犀牛顯著

海洋生物

魚不顯著

海馬顯著

鯨魚顯著

同類相似易混淆動物馬不顯著

斑馬顯著

外觀易混淆動物豬不顯著

犰狳顯著

易混淆的家禽

雞顯著

鴨顯著

鵝顯著

生活中常見寵物貓不顯著

狗不顯著

節肢動物

螞蟻顯著

蜜蜂顯著

臭蟲顯著

蠍顯著

各類型不同動物鱷魚、駱駝、長頸鹿、綿羊、豹、蒼鷺、

老鼠、眼鏡蛇、蝸牛、龜顯著

本研究為針對學齡前幼兒運用擴增實境 APP 進行動物認知教學，以觀察

與訪談方式了解幼兒對所學習動物的形容、色彩、幾何、具象、位置、比較

的描述，進行此六個面向的運用擴增實境 APP 學習前後成效的比較分析。未

-140-


來研究可進一步納入更多面向進行相關探討，也可針對幼兒使用擴增實境

APP 學習後，調查 APP 的使用滿意度。另外，除傳統平面圖案教學方法外，

也可加入使用其他工具與媒體的教學方法來與擴增實境互動教材方式比較學

習者的學習成效。本次擴增實境的實驗教材，主要以動物認識為主，未來亦

可進一步擴充以幼兒日常生活環境周遭事物的認識為教材內容，以與幼兒生

活能更緊密的結合，探討幼兒對平常環境事物的認知與運用擴增實境於教學

中的學習成效。在搭配英語教材部分亦可做擴充與延伸，讓幼兒可藉由有趣

的擴增實境圖像學習，同時增進語言能力，也可加以研究幼兒的語言學習成

效。

-141-


．36

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-146-


附錄一觀察記錄檢核表

教學主題觀察日期年月日

活動目標

檢核項目

1 2 3 4 5

1.目標達成程度糟糕優良

2.學生參與情形糟糕優良

3.教學活動糟糕優良

觀察師生互動情形

教

師

行

為

講述教學

學

生

行

為

學習者 □1.內在引導

□2.外在引導

引導討論思考探究學習 □1.被動

□2.主動

批評或維護權導向 □1.整體。廣度

□2.分析。深度

維護與控制秩序深入思考行為

提供學習資源提出疑問

讚賞或鼓勵以多元方式呈現

學習效果

接納學生想法提供意見與想法

提問問題回應教師問題

教室觀察記錄

-147-


．42

附錄二幼兒訪談記錄表

活動日期：年月日

活動名稱：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

姓名:_________________________

性別：□ (1)男生 □ (2)女生

班別：□ (1)大班 □ (2)中班

圖卡：_________ ＡＲ：_________

詞彙類型評比分數１２３４５

形容糟糕優良

色彩糟糕優良

幾何糟糕優良

具象糟糕優良

位置糟糕優良

比較糟糕優良

圖卡：_________ ＡＲ：_________

詞彙類型評比分數１２３４５

形容糟糕優良

色彩糟糕優良

幾何糟糕優良

具象糟糕優良

位置糟糕優良

比較糟糕優良

-148-

行動擴增實境融入教學對幼兒認知學習...

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