虛實交錯讓數位學習無設限的王健華教授

 
2014/06/25 葉孋嬋 | 計畫執行團隊兼任編輯
葉孋嬋 | 計畫執行團隊兼任攝影     4,757
 
「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