計畫摘要：
本計畫旨在引導研究生以教育遊戲設計理論，瞭解互動媒體結合探索學習之研發應用方式。實體課本是國小生於課堂中進行正式學習的實體媒介之一，研究擬以LAYAR 擴增實境(Augmented Reality)為工具，連結學習內容發展多樣的虛擬探索空間，所建構的互動模式期待誘發學童願意主動探究虛擬空間的學習內容。
計畫執行內容：
一、 前言
數位媒體的高度進展，課堂中的學習過程已使用多元方法，以引導學習者瞭解學習內容。時至今日的多媒體學習發展脈絡，除探究人類學習理論與認知理論外，資訊科技的革新與進化也為許多研究者孜孜不倦關注與突破的議題。如虛擬實境學習(Virtual Reality Learning, VRL)為探究虛擬實境的建構世界，學習者經VR 身歷其境的感受，藉而探究式學習虛擬世界中欲將呈現的知識學習內容。擴增實境(Augmented Reality, AR)則在真實世界疊合虛擬資訊的互動技術，提供使用者一種感官複合的視覺效果，著重在與真實世界的結合，即時顯示與真實世界相關的資訊，作為真實世界裡補充資訊以強化互動經驗。LAYAR 是領先將擴增實境技術導入Android 與iPhone 智慧型手機平台的APP服務，初期應用主要以廣告行銷，搭配地區的資訊內容服務為主，目前尚少應用服務於史蹟地區，除需吸引觀眾持續停留在展示訊息前專注於訊息傳遞，當預期呈現的概念知識能傳達於觀眾時，展覽引導始得達成目的。實體書本同是承載視覺訊息的真實媒體，即使電子閱讀逐漸成為一種普遍的數位行為，許多讀者仍習慣手持真實書本，享受閱讀的原始感受。
實體書本亦為學校課堂中正式學習的使用媒介，申請者在課堂中與現職於國小教師進行側面瞭解，在國小教學現場中，以社會科為例，課本書商雖會提供課文重點整理，但教師/學童的利用情形不甚理想。坊間有許多具有聲光效果的互動性繪本，如透過『魔法筆』碰觸實體書本的感應器，將發出預先錄製好的數位音效，用以學習語言與聆聽故事，孩童同時閱讀書籍文字與觀看圖畫增進對書中內容的探索與想像。若學校正式課程的實體書本，同時具備虛擬空間，且內含簡單互動的閱讀與回饋特性，期望學童能更有意願嘗試探究書本的學習內容。本計畫提出應用於實體書本的閱讀行為之混合實境概念，整合實體書本的呈現內容與按埋下隱藏的線索訊息，以觸發呈現虛擬資訊的程序。混合實境概念是以實體書本的閱讀歷程為主，學童透過預先設計的互動與回饋機制，恣意且自主地在認為可能具有暗藏線索的書本區域，嘗試啟動辨識與偵測的行為，類似金屬探測器用以掃瞄埋於地底的金屬物質，並回傳嗶嗶聲響告知感應距離。
二、 執行步驟
研究計畫之施行程序如附件1 所示，執行程序分配期間如上表整理。研究程序分三階段進行，如下說明：
第一階段：資料蒐集與設計準備：本階段初步採以文獻蒐集方法，針對國小國文學習課本單元進行彙整，此階段重點在於蒐羅教師應用實體課本進行解說教學的使用策略，透過現場觀察瞭解學童閱讀實體課本之行為，包含發生註記(Annotation)的動作，以彙整學童完整且清晰的實體閱讀歷程特性。
第二階段：實體課本的虛擬探索空間之建構：著重在發展LAYAR AR 之互動與介面設計，建構實體課本的虛擬探索空間。考量所擇定的學科主題，分析實體課本的版面結構，在現有的學習內容下，發展並按埋可用且易於誘發學童LAYAR 偵測辨識的線索。目前虛擬探索空間的類型規劃成三類：補充呈現、註解強化、延伸閱讀，其對應的探索方式為圖形浮現/動畫連結、頁面引導/多媒體引導/延伸連結，所發展的空間策略需諮詢教學專家以修正為適性內容。虛擬空間需考量其LAYAR 的Digital Activate Printing 的辨識特徵之要求，增加學童以AR 方式探究真實區域看不見的隱藏線索，末階段則實際匯入LAYAR 系統環境中，以進行使用測試。
第三階段：教育現場探究：所發展的對應實體課本之虛擬探索空間，結合教師的教學活動實際於教學現場測試與推廣。教師進行教學時，前階段採取原有方式與學童進行互動，後以小組討論、個人競賽、課後作業等方法，以LAYAR偵測前述方式的探究主題。
三、 執行成果
1. 國文科學習主題之擬定：研究以國文科五年級下學期康軒版本為例，進行構思與構想規劃。其中團隊參與成員具有小學教學身份與經驗，得知教學活動過程可涵蓋a.課文導讀（朗讀、大意）：初步藉由朗誦課文、提問與課文相關的問題以引起動機，接而發展活動，如形成心智地圖與5W 繪出課文結構，使用一段話以說明每段大意。b.生字練習（如讀音、寫字、延伸字）：初步應用生字玩小遊戲，如從課文中找出生字以引起動機，接而發展認識寫法並造詞、挑出該課重點字，延伸相似字等學習活動，活動中搭配生字九宮格遊戲以認出正確字。c.語文活動：從課文中找到要學的語詞以引發動機，並討論照樣造句、發現造句的規則、課堂練習造句。d. 作文活動：屬於統整性質的語文寫作學習之活動。
2. 專家諮詢1 (探討實體課本在教學活動中的角色)：本訪談活動主要了解課堂中，教師的教學活動如何以實體課本引導學童進行學習，以及學童常在實體課本中進行的正式 / 非正式學習行為(註記、筆記或塗鴉等)。訪談得知授課教師會根據課程內容撰寫課程計畫，每單元依授課重點可歸納出七種教學活動，並依據學童身心發展階段、先備經驗、預期培養的能力等，使用不同的教學策略進行教學活動。如下表整理：
由上述教學活動中可得知，實體課本依使用時機的不同，各有不同的使用方式及功能：
3. 專家諮詢2 (腦力激盪I- 發展實體課本的AR 設計內容)：訪談活動主要依據前次實體課本的扮演角色，腦力激盪發想實體課本上，結合教師的教學活動與學習單，可引導學童進行探索學習，引發學童對實體課本的好奇：實體課本的任何地方都可能暗藏神秘玄機。因學習年段的不同，高年級(第九~十二冊)的國語課本內容，僅呈現課文、生字及插圖的部分。故學習線索的設置，應可依據課前預習單、課堂中教師提問問題，及課後作業的內容進行規劃設計。以康軒版國語第十冊第七課「空城計」為例，課文文體為劇本，內容在講述三國演義中的經典歷史故事。故學童於課程後，除國語相關生字、語詞的習得外，應對三國演義中的相關歷史背景、主要人物、經典故事內容等，有概略的瞭解外，更應具有將劇本文體轉為敘事文章的能力，且亦能歸納出文章段落大意與主旨。針對以上學習重點，可有以下相關設計建議：
4. 專家諮詢3 (腦力激盪II- 發展實體課本的AR 設計內容)：訪談活動主要依據前次實體課本的扮演角色，腦力激盪發想實體課本上，構思學習單設計內容，可由學童自行探索學習，引發對實體課本的好奇：實體課本的任何地方都可能暗藏神秘玄機，找尋到線索後的獎勵方式。訪談成果彙整得知，實體課本上的課文內容關鍵語句和插圖，相當適合做為線索之設置。而透過課前預習單、教師提出的問題大綱等，可使學童主動於課本上探尋AR的可能埋線處，進而由此獲得相關知識、學習內容的補充。除可使學童掌握學習內容的重點外，教師亦可利用心智圖或相關圖表，有效的將透過AR習得學習內容與實體課本的單元內容整合，使學童對學習內容能更具整體性的理解。如欲以課後作業方式，使學童能自行完成AR線索搜尋，則可考慮到高年級學童的組織架構概念具一定水準，且課後作業應以不影響原有課程進行模式，及不增加學生作業負擔的狀況下，將班級討論心智圖的部分，以回家作業的形式完成之。在探索的過程中能習得新知，即處處是發現的樂趣，對高年級學童來說，有助於自主學習和完成作業的無形的獎勵較有形的獎勵更為受用。探索學習結合知識統整活動，在操作的過程中可有多元的進行方式，但在教育上的目的皆有鼓勵學習的用意。學童將自行搜尋到的AR 線索統整於心智圖上，若用以分組合作的方式進行，則可於課堂討論時將各自註記的部分提出分享，並讓學童選擇有興趣的部分進行深入探索、研究，使學童能享受學習的過程。若用以競賽式的方式，目的在激勵學童對現有課本學習內容以外的延伸知識進行探究，則可利用心智圖基本架構為基礎，鼓勵學童能針對基本架構作更多層次、更廣的描寫、撰述。
四、結論與未來建議
研究生嘗試建構不同學科實體課本的虛擬探索空間，計畫參與研究生歷經瞭解教育遊戲基礎概念、遊戲設計原理、教育遊戲應用範疇與其研究發展四大部分，在正式課堂的學習活動後，引導學童主動接觸虛擬的學習空間，藉由學習活動輔助瞭解正式課本教材的學習內容。本研究未來持續以AR 引導研究生以教育遊戲設計理論，瞭解互動媒體結合探索學習之研發應用方式。未來研究建議以LAYAR 嘗試建置新竹竹北新瓦屋客家文化保存園區之擴增實境導覽系統，透過蒐集及整理新瓦屋內的無形、有形文化資源做為擴增實境導覽內容之依據，完成擴增實境平台之數位導覽，期望透過擴增實境引導參觀者主動探索、融入文化資產情境，加深參觀者對文化產生認同進而保護此文化資產。
致謝：本計畫感謝國立新竹教育大學教與學中心的『提昇教師教學及學生學習效果研究計畫』之經費補助，以及團隊參與成員：邱雅琦、許珀瑋、馬正安、劉佳林同學的協助構思與執行，特別感謝新北市永平國小的陳曉鳳老師，與其國文科教學專家的協助，得以完成成果。