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VR/AR教學應用資源
研發成果
人體的消化系統縮圖
人體的消化系統
孫志誠/南臺科技大學多媒體與電腦娛樂科學系
作業系統:Windows 搭配載具:HTC VIVE FOCUS(Plus) 本教材適用於國中 7 年級自然科學領域/生物學科第二章「養分」之 2-4「動物如何獲得養分-人體的消化作用」單元,包括可支援 Windows 作業系統的 PC 版教材,及HTC VIVE Focus Plus 之學生自學版 VR 體驗教材,亦可供教師融入課程教學使用,讓學生模擬體驗課程內容與演練過程。教材架構主要分為教學動畫影片及互動測驗,為提升互動性與認知層次,另外建置了圖鑑系統及互動測驗 2 的知識庫,分別作為第一及第二單元的補充教材。學習目標為了解人體消化系統的構造、功能、運作方式,以及食物如何被消化液中的酵素分解並吸收。為協助教師瞭解學生學習情況,建置有學習歷程記錄機制,提供教師透過網路連結、匯出包括學生學習時間、單元互動測驗分數及五大消化液個別使用錯誤次數之 excel 檔案。
國中7年級
水精靈的變身魔法縮圖
水精靈的變身魔法
廖元勳教授/台中市東海大學資訊工程系
作業系統:Windows 搭配載具:HTC Focus 3、Meta Quest2 本教材特色在於運用巨觀與微觀不同視角的切換。建立學生對水的物理與化學性質概念理解。 透過巨觀角度,以模擬實驗強化學生對水的溫度、壓力變化關係概念之建立。微觀角度讓使用者化身為水分子去瞭解水的三態變化,與自然氣候的連結,並帶入颱風認識、全球氣候、防災應變與安全教育的科學素養。
國小6年級
科學調查實驗室--神秘的「摩」電球縮圖
科學調查實驗室--神秘的「摩」電球
賴婷鈴/淡江大學教育科技系
本計畫的目的為發展一國中VR 自然科學教材,讓八年級學生了解靜電的原理與現象。本教材設計發展的沉浸式VR,讓學習者能以實驗方式觀察靜電現象。本教材分為三單元,包括第一單元摩擦起電、第二單元靜電感應、感應起電、接觸感應及第三單元總結及測驗。教材中應用POE (預測-觀察-解釋)教學法,並提供引導及即時回饋,讓學習者與教學者可依需求分別使用。 作業系統:Windows作業系統 搭配載具:VR版- Acer VR頭盔、支援Windows Mixed Reality。 PC版-支援Windows作業系統。
國中7-9年級
古代生物 VR 探索館縮圖
古代生物 VR 探索館
郭大維/文藻外語大學 數位內容應用與管理系
作業系統:Window、Android 作業系統。 搭配載具:Oculus Quest 2 頭盔、HTC VIVE Focus 3 頭盔或 PC。 本教材以目前 108 課綱國中課程中有關認識古代生物的課程內容為基準,分析目前國一教科書中關於認識古代的生物章節的三個版本(翰林版、康軒版、南一版),開發出 Oculus Quest 2 版、HTC VIVE Focus 3 版以及 Window 作業系統之 PC 數位教材,分 7 個單元: 單元 1:化石。 單元 2:動手挖化石。 單元 3:化石和演化-鯨魚和馬的化石。 單元 4:生命起源於海洋‐走訪古生代。 單元 5:動植物演化出耐乾旱構造‐走訪中生代。 單元 6:適應環境變化的生物得以存活繁衍‐走訪新生代。 單元 7:時空年輪遊戲。 本教材讓國中學生在學習古代生物相關章節時,可不受時空及現實條件的限制,透過情境式、遊戲式、探索式等學習的方式,引發學習動機並提升學習興趣,讓學生認識古代生物及生命演變過程所形成的多樣性改變,進一步反思要如何尊重與保護現今地球上的生命與環境,以達成生命的的永續生存,並期望未來能為國家培育更多研究古代生物學的人才。
國中7-9年級
虛擬天文教室縮圖
虛擬天文教室
楊東華/中國科技大學數位多媒體設計系
AR教材是配合小學四年級月球單元及五年級太陽單元,使用AR技術進行知識教學。學生可以使用手機或平板設備裝載此教材軟體,搭配教材中提供的圖卡。開啟軟體後掃描圖卡,在手機或平板畫面上將呈現對應的星球模型及相關知識,可以利用手指轉動畫面中的模型或縮放模型,讓學生更便於觀察且與學習內容產生互動,進而提升對天文學習的熱忱。 VR教材則是搭配國中八年級地球科學內容,使用虛擬實境技術進行知識教學。學生戴上VR裝置後,可以化身為太空人,進行重力實驗,並前往探索月球及火星。透過科技裝置,使學生對行星知識更加深刻。 AR分為三個單元 : 1. 太陽系八大行星 : 介紹各星球資訊、認識外貌及星球間的大小差異與距離關係。 2. 太陽 : 介紹太陽相關資訊。 3. 月球 : 介紹月球相關資訊。 VR主要分為四個場景 : 1. 太空總部 : 選擇探索任務。 2. 重力實驗室 : 模擬NASA真空實驗室,在此可以模擬太空真空狀態進行重力實驗,比較與不同星球重力加速度的物理現象。 3. 月球 : 藉虛擬實境引導學習者登陸月球,在月球探索過程中,初步以採集岩石土壤樣本為任務作為互動,並觀察月球與地球環境的差異。最後將所採樣的樣本編號與阿波羅11號任務之樣本連結,引導學習者課後延伸學習,到NASA網站取得更深入的天文知識。 4. 火星 : 藉虛擬實境引導學習者登陸火星,觀察火星環境及地貌,並透過尋找水源的任務,學習者需仔細探索地質現象,推敲找出水源的可能性。並思考火星將是人類下個可停駐的星球嗎? 適用學科:地球科學 教材型式:學生自學版 STEM所屬範圍:S 支援的作業系統:Windows、Android 所需要的教材配備:頭盔(HTC VIVE、HTC Focus、Cardboard、HTC Focus 3)、手機 開發型式:VR+AR 開發團隊計畫主持人:中國科技大學-多媒體設計系 楊東華 副教授兼系主任
國小3-6年級
地球科學天文探祕之虛擬星象館縮圖
地球科學天文探祕之虛擬星象館
陳星名/靜宜大學資訊傳播工程學系
因為星座的觀察向來不易,國內雖有建置實體星象館,但其成本高昂,且受限於時間與空間,學生接觸的機會有限。目前就一般學校課程教學而言,大多搭配星座盤的教具,雖能呈現星空視野平面,但在臨場體驗上仍稍嫌薄弱。故本團隊開發之教材利用VR 之優勢,透過 Astro Commons 開放資料庫(http://astronomy.webcrow.jp/),創建符合現實生活的虛擬星象館,除了節省成本,學習過程亦有身歷其境之感,讓教學可以事半功倍。而透過本計畫合作高中端學校的教師諮詢建議、測試優化、實驗教學等,更驗證系統的功能在結合地科教師所設計的教案後,學生在課堂的互動氣氛及學習成效都能有顯著提升。 內容規劃利用虛擬實境技術完成地球科學教學所需的星象館為主軸,包含認識星空與地球的運動兩個單元。課堂教學時,教師可以利用 HTC Vive Focus 進行教學指引與解說,學生則是使用 Android 手機結合 Google Cardboard。系統也設計監看功能,確保學生有跟上進度。在課後,學生可利用自己的 Android 手機與 Cardboard 使用單機自學模式來觀察虛擬星空,強化學習成效。 適用學科:地球科學 教材型式:教師導學版 STEM所屬範圍:S 支援的作業系統:Windows、Android 所需要的教材配備:PC、VR頭盔(HTC Focus)+Cardboard+手機 開發型式:VR 開發團隊計畫主持人:靜宜大學-資訊傳播工程學系 劉國有 教授兼系主任
高中10-12年級,高職10年級~高職12年級
海洋奇緣:永續生態的奇幻探險縮圖
海洋奇緣:永續生態的奇幻探險
鄭來宇/致理科技大學
作業系統:Windows 搭配載具:HTC vive Focus 3、Oculus Quest 2 本教材的主要目的在於使學生深入瞭解海洋的起源、氣候、以及棲地生物與人類之間的密切關聯等。在課堂上,為了更生動地傳達這些海洋相關知識,我們以觀看相關圖片和影片為主要教學手段。然而,由於海洋起源、氣候、及棲地等主題屬於巨觀範疇,單純的文字或影片難以清晰呈現它們之間的緊密關係,此外,對於海洋生物的觀察也面臨諸多挑戰,包括交通時間的限制以及減少近距離觀察對生物可能造成的損害風險。因此,為了提供更具互動性的學習體驗,結合現有教材,開發出此系統-海洋奇緣:永續生態的奇幻探險。此系統共分為七大單元: ⚫單元一:海洋起源 ⚫單元二:海洋的運行系統-氣候 ⚫單元三:海洋環境與棲地 ⚫單元四:生物多樣性 ⚫單元五:海岸消失 ⚫單元六:過度捕撈 ⚫單元七:採取行動策略 本教材搭配國小四至六年級自然領域中的海洋教育主題,可用作國小學生4至6年級上學期的自然科水域環境相關單元延伸教材或主題探索等課程的輔助教材。透過虛擬實境(VR)的互動性,使孩子的學習變得更加生動有趣。各單元由(1)海洋的起源認識與氣候關係;到(2) 海洋物種生態學習與生物多樣性的依存;以及(3)海洋的危機與保護,結合SDGs14細項目標,讓學生體驗體驗相關議題的嚴重性,同時啟發他們意識到可以從日常生活中出發,參與海洋保護行動。 關鍵字:海洋的運行、海岸線的消失
國小4-6年級
逃出吧! 地震小尖兵縮圖
逃出吧! 地震小尖兵
李俊逸/臺灣藝術大學
作業系統:PC、Android 搭配載具:windows10 PC 、Oculus Quest 2 地震議題在防災教育被視為重點單元,也是在臺灣經常發生的自然現象,但是在與國中專業的自然科老師討論過後,得出結論—只用課本以及課堂講述的方式對於學生來說過於抽象且難以理解,例如:地震的成因以及實際地震的情境,只透過課本圖文的講述是很難在短時間內理解地震的知識;也很難透過實際實驗來模擬地震的情境;如果將上述提到的觀念整合在虛擬實境(VR, Virtual Reality)教材中,藉由 VR 的沉浸式體驗來呈現地震原理以及特性,並透過在虛擬世界中與物件的互動以及模擬實際情況的演練,讓學生可以在安全的環境下透過遊戲式學習吸收學科的知識,且將多個單元融入到一個教材軟體裡面,讓學生可以藉由VR 互動,體驗多個單元的知識學習,達到多元學習的成效,根據上述原因,本計畫整理出下列將防災教育中的地震單元製作成 VR 的特色以及優勢: VR 的沉浸式體驗介紹地震的成因與知識預期會有更好的學習效果。 VR 的遊戲式學習預期可以達到提升學生學習的主動性。
國中7年級
VR電‧磁Show縮圖
VR電‧磁Show
胡晃銘/臺南市立安定國民中學
作業系統:Windows 搭配載具:Oculus Quest2、HTC Focus3 本教材課程搭配國中九年級自然,內容包含六個單元,磁場與磁力線、磁鐵的磁力線、地球磁場、載流導線建立的磁場、螺線管建立的磁場、安培右手定則,利用VR的互動方式,讓學生能更深入理解磁場的內涵。 關鍵字:自然科學、數位學習、虛擬實境
國中7-9年級
探索力學能守恆的奧秘縮圖
探索力學能守恆的奧秘
劉國有/靜宜大學資訊傳播工程學系
作業系統:VR 版 /Windows 10 作業系統 搭配載具:Oculus Quest&FOCUS 由於 VR 的特色帶來了多元的創意、豐富的內容及真實的體驗,在教育應用層面具有高度潛力,例如:透過虛擬環境的重置,可以帶學生回到古代環境,看到絕種的各種生物等。而傳統教育上比較具高風險的實驗操作,例如:化學實驗、電力運作、飛航駕駛、醫療手術、機械操作等,也可以運用 VR 的模擬練習,有效地降低失誤率及危險性,同時節省大量的成本,對於提升學生學習興趣與動機亦有莫大助益。 本軟體為了讓八、九年級學生,了解力學能守恆的定義與實驗,軟體共計8個單元,每個單元皆有實驗以及相關實驗題目,各實驗單元結束後,為了將所有的學習議題做有意義的連貫,透過遊戲式學習的設計,以塔防遊戲貫穿相關單元,需回答各單元評量題目,即可獲得相關破關道具。以「位能與力學能守恆定律」內容為主,學習目標包括: (1) 瞭解物體因距離地面有高度差而具有的能稱為位能 (2) 瞭解重力位能的大小,和物體的高度及質量有關 (3) 瞭解物體的彈簧位能和物體的形變大小有關 (4) 瞭解外力作功會造成物體運動快慢的改變 (5) 瞭解動能是和物體運動快慢有關的能量形式 (6) 瞭解動能的大小,和物體的速率及質量有關 (7) 透過滑軌實驗和單擺實驗瞭解動能和位能的相互轉換 (8) 瞭解力學能守恆定律及日常生活中的應用
國中7-9年級
認識生態系及物質進出細胞縮圖
認識生態系及物質進出細胞
趙貞怡/國立臺北教育大學課程與教學傳播科技研究所
作業系統:Windows10、Android 搭配載具:HTCVIVEFocus3、OculusQuest2、PC 本系列虛擬實境教材包括國中生物科生態系及物質進出細胞兩大主題,改善學生無法身歷其境學習及概念過於抽象的教學困境。學生可透過HTCVIVEFocus3及OculusQuest2頭盔觀察森林、草原、沙漠及海洋生態系,以及物質進出細胞的擴散作用及促進性擴散方式,並有互動評量可即時檢驗學習成效。 六單元教材各自獨立,可視教學需求搭配使用,其中物質進出細胞的兩單元則合併在同一份教材內。本團隊並開發各單元之連線版教材,在電腦端先開啟教師版連線教材,學生再使用頭盔開啟學生版連線教材,至多可同時六名學生進入同一份VR教材環境,教師可在電腦端監看學生畫面,並將其學習歷程匯出成CSV檔,包含學生瀏覽整份教材順序、各觀測點停留時間、答題嘗試次數等資訊,供教師做後續教學應用。
國中7年級
VR互動地球儀縮圖
VR互動地球儀
黃崇豪/中原大學
作業系統:Windows 搭配載具:Oculus Quest 2、HTC Focus 3 本教材的內容主題為國民中學於社會領域所需之互動教材,藉由虛擬實境之3D立體顯示與即時互動的特性,針對地理相關課程設計體驗與互動單元,協助學生以VR互動地球儀了解位置的表達方式、經緯度座標系統、經度與時區、緯度與氣候、位置與生活關聯、如何閱讀地圖等知識。本教材的功能應用特色為以下幾點: 1. 課程內容可反覆學習:本教材可自由跳選單元進行體驗,教材使用完後,若學生想要再熟悉關卡,便可重複體驗有興趣之關卡,增加學習自信心。 2. 立體展示及趣味互動:本教材內容活潑,各關卡的教材皆立體展示,並以趣味方式,讓同學可與VR互動地球儀、虛擬遊樂場等進行互動,認識地理知識。 3. 無器材與空間限制:本教材可解決傳統式地球儀因體積巨大,學生無法方便地且隨心所欲學習。 4. 學習歷程紀錄及查看:學生的單元學習歷程會被記錄,教師可分析所有學生的資料,並可透過本教材查看學生的紀錄,並查看學生的整體及個別的分析資料來了解學生的學習狀況,並對學生較不熟識的地方給予輔導與加強。 關鍵字:經線、緯線、虛擬實境
國中7年級
潮來潮往、永續共榮:海洋生物教育縮圖
潮來潮往、永續共榮:海洋生物教育
楊智偉 /致理科技大學資訊管理系
作業系統:Windows 搭配載具:Oculus Quest 2、HTC vive focus 3 本教材的主要目的是讓學生瞭解潮汐間海洋生物。由於潮汐生態受到環境破壞,導致潮汐保 護海洋動物逐漸減少。為了讓學生瞭解相關生物,課堂上的教學方法主要是通過觀看潮汐海 洋生物的圖片和影片。此外,為了提供成功觀察的機會,克服交通時間限制,減少近距離觀 察造成生物損害的可能性等,因此結合現行教材,開發此系統以提高互動性,共分別有以下 七個單元。 先導單元 -潮來潮往 單元一 動物的顏色與花紋 單元二 一般動物的構造與運動方式 單元三 水中動物的構造與運動方式 單元四 動物的形體、肌肉、骨骼 單元五 動物的生活方式 單元六 動物的覓食行為 本項 VR 學習教材系統分為以下三大模組: 1. 教學模組:本模組將透過虛擬教師介紹了解海洋動物外觀、結構、生活狀態與餵食等等, 達到反覆學習與操作,藉此認識動物,除了七個單元外,另新增先導課程潮汐的認識與學習。 2. 測驗模組:學生可透過本模組進行自我測驗,搭配教學模組增加對課程七大單元之認識。 3. 評分模組:用來產生學生的學習歷程和分析,以提供老師評分和補救教學的參考。 認識潮汐海洋動物為國小教材五六年級必學項目,目的在讓學生了解保育動物外觀、結構、 生活狀態與餵食等,可加強學生對潮汐及海洋動物的認識。 關鍵詞:潮間帶生物、潮汐變化、海洋生物教育 VR
國小5-6年級
虛擬天文教室二縮圖
虛擬天文教室二
楊東華/中國科技大學數位多媒體設計系
第一單元:月亮的位置變化及月相(AR) 作業系統:Android、iOS 搭配載具:Android 7.0 以上或iOS 11.0 以上版本手機或平板裝置 內容為:「AR 日地月運動模擬」及「月相觀測紀錄」。 -「AR 日地月運動模擬」:以AR 模擬方式讓學生用上帝視角的方式,觀察太陽、地球及月亮三者間的運動關係,理解月相變化及日食、月食。 AR 圖卡下載連結:https://imgur.com/eLSmuvH -「月相觀測紀錄」:利用裝置的定位、時間及陀螺儀,方便學生紀錄月相變化。 第二單元:浩瀚的宇宙觀測太陽 (VR) PC 版 系統載具:Windows 10 電腦 VIVE 版 系統載具 : Windows 10 電腦及HTC VIVE VR 設備 FOCUS 版 系統載具 : HTC FOCUS VR、FOCUS 3 設備 藉由VR 技術以第一人稱視角,觀察台灣花蓮、美國紐約、冰島,不同季節太陽高掛空中的位置以及日夜變化,了解地球因為傾斜轉動的關係,造成了四季變化、高緯度地區出現永晝、永夜現象,並透過題目問答的方式,加深學習者的知識印象。 第三單元:火星計畫 (VR) PC 版 系統載具:Windows 10 電腦 VIVE 版 系統載具 : Windows 10 電腦及HTC VIVE VR 設備 FOCUS 版 系統載具 : HTC FOCUS VR 設備 藉由VR 技術以第一人稱視角,引導學習者思考自然資源如何轉化與應用,增進整合知識的能力,提升探索宇宙的學習動機,培養關鍵學習能力。並延伸學習土壤元素對植物生長的影響。
國小5年級~國中9年級
大航海時代的臺灣與唐山過臺灣縮圖
作業系統 : Windows 搭配載具:Oculus Quest 2、HTC Focus 3 中控系統 : 可以透過教育部提供的中央監控系統進行一對一或是一對多的觀看使用者的狀況 本教材提供六個單元關卡,漢人抗荷事件、建造普羅民遮城、引導鄭成功驅荷、林爽文事件、建造大士殿以及修復海神廟、修復文昌閣以及蓬壺書院。教材中的各關卡可透過NPC對話或是撿取物件中的敘述,協助使用者通過教材任務。 關鍵字:普羅民遮城、鄭成功驅荷、抗荷事件、林爽文、大士殿、海神廟、文昌閣、蓬壺書院
國小5-6年級
我的寵物是蝴蝶縮圖
我的寵物是蝴蝶
楊雄斌/文藻外語大學數位內容應用與管理系
作業系統:Android (行動版), window 7, 10 (PC 版) 搭配載具:手機,平板, 個人電腦 本教材透過擴增實境的技術,建立蝴蝶飼養過程的虛擬環境,內容如下: (1)蝴蝶變奏曲:虛擬蝴蝶幼蟲的飼養箱,透過擴增實境技術,讓學生可以親自餵食草、清理幼蟲糞便及枯枝,觀察蝴蝶幼蟲從一齡蟲到結蛹、羽化成長的過程與變化。(2)蝶飛色舞:透過擴增實境技術整合國小實體蝴蝶園生態環境與 3D 蝴蝶動畫,讓學生可以就近觀察蝴蝶的特徵,分別雌雄的差異、雌雄交尾的動作等。
國小3-4年級