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虛實交錯讓數位學習無設限的王健華教授

103/06/25 6166

葉孋嬋｜《科學發展》特約文字編輯

「早晨睜開雙眼，望向窗戶，玻璃窗上顯示著今日溫度變化、降雨機率以及代辦事項。起身走向衣櫥，所有的衣物、配件及穿搭建議資訊映入眼簾。決定好今日穿搭，衣物自動從衣櫥送到你的面前…」你是否曾經想像，十年後我們會有怎麼樣的科技生活？可以確定的是，未來我們將會有更多虛擬與實境的結合，使生活更加便利。然而，科技的運用不光是在物質生活，王健華教授希望將虛擬與現實結合的擴增實境（augmented reality，簡稱AR）技術，應用在數位學習上，讓學生對於平日不易理解的自然科學現象，有更進一步的了解。

現實與虛擬交錯激發無限可能

「擴增實境技術，是將資訊世界的虛擬影像與現實世界的物品作結合，讓使用者能同時感知兩者，並且進行互動。」王老師說，我們能在電腦、手機螢幕所顯示的實際影像，加入虛擬的數位訊息，擴充資訊。AR技術可應用的範圍非常廣泛，例如Google Glass便是在現實景況中置入數位訊息，讓使用者能在現實場景「看見」數位影像。當你迷路時，不用手忙腳亂的拿出手機查詢路線，Google Glass能直接將導航地圖顯示在你的視線範圍。在娛樂生活及商業宣傳的應用也日益普遍，例如TOYOTA的型錄，可用行動裝置拍攝型錄封面來啟動AR，觀看車款的介紹。

運用擴增實境技術創造互動學習新體驗

王健華教授則是將難以用圖片文字等靜態資訊呈現的課題，如四季晝夜變化、潮汐等自然現象；或是抽象無法直接觀察的科學現象，如磁力線分布、透鏡成像等，利用AR技術，使學生較容易理解這些現象是如何產生。王健華老師：「透過AR技術，學生可以藉由轉動、移動地球模型，在螢幕上即時觀看到地球自轉時的晝夜變化，以及地球繞太陽公轉時的四季轉換。」器材的需求很簡單，只需要電腦設備、網路攝影機（webcam）及貼上辨識貼紙的模型，搭配王老師團隊所開發的教學軟體就能進行一系列擴增實境課程。

數位科技為輔師生互動更密切

「真正困難的部分是師資！」王老師說，由於電腦科技的蓬勃發展，近十年來台灣也發展許多線上學習的課程，線上學習的優勢為不受時間地點的限制，大大提升學習的自主性，但最讓人詬病的是缺乏面對面的互動。王老師語重心長的表示，在3C產品充斥的時代，人與人之間溝通橋梁逐漸被電子訊號所取代，師生之間面對面的互動是我們需要維繫的。數位學習扮演的是輔助角色，透過這些影音工具，加深學生的學習興趣與理解能力，協助學生將科學概念作一個釐清，但仍需要有教學經驗的教師引出重要的觀念作說明。因此「國中自然與生活科技科普知識虛擬互動學習營」的輔導人員皆為第一線中小學教師，並且在舉辦營隊之前，進行教師工作坊，讓輔導人員熟悉教案，學習如何操作擴增實境教具，以及應該傳遞那些科學概念給學生。活動進行則採小組教學，每6~7位學生搭配一位輔導老師和一組AR教具，一場活動下來所要花投入的時間、人力和設備相當可觀。「看見同學們在營隊中認真操作，並且在事後評量有良好的表現，一切都值得了！」王老師欣慰地說。

科技帶著走讓世界成為你的教室

有鑑於智慧型手機的普及，王健華教授今年也著手開發行動擴增實境（mobile AR），預計製作四個新mobile AR 科普體驗模組，將科普研習營帶至行動學習的領域，使認識科普與日常生活更加貼近。然而，不同於室內環境的穩定性，在室外mobile AR因環境變動較大，包含辨識物角度、晴雨變化甚至是光線都可能造成辨識失敗。「剛開始只要天氣不一樣，我們的mobile AR辨識就失靈了，後來總算是找到解決的方法，輕鬆辨識目標。至於是怎麼辦到的，讓我們先保留一下吧！」王老師笑道。未來也會將開發的app，放上android 及ios系統的線上商店，免費提供大家下載。

科技發展日新月異，我們也從學習科技轉變成利用科技學習，數位學習除了實境擴增之外，尚有許多新科技適合與科普教育結合，提升大眾對於科學學習的興趣。未來王健華老師希望利用「體感偵測」，讓學生透過科技互動，了解關節活動所要運用的肌群，進行更多元的科學體驗，讓我們拭目以待吧！

王健華

國立臺灣師範大學圖文傳播系教授　
「國中自然與生活科技科普知識虛擬互動學習營第三期」計畫主持人
e-mail：pw5896@ms39.hinet.net

資料來源

轉載自「科普新村」人物專訪，本系列文章係由科技部補助「辦理科普活動計畫年度成果發表會及成果彙編（ST5）」計畫執行團隊採訪。

擴增實境(31) AR(8) 科發月刊(5221)

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