3D影像及互動控制環境對心智旋轉訓練效果影響之分析與研究

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楊昕晨(Shin-chen Yang) 查詢紙本館藏

畢業系所

資訊工程學系

論文名稱

3D影像及互動控制環境對心智旋轉訓練效果影響之分析與研究
(The observation of 3D image and interactive controlled methods influence mental rotation training)

相關論文

★ 虛擬實境搭配腦電、心電以及呼吸器設備在心肺同步呼吸訓練對心跳變異與腦波之訓練應用系統與資料分析	★ 利用分層共現網絡評估發展遲緩兒童的精細運動
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摘要(中)

本研究提出立體3D影像與互動控制系統做為刺激使用者學習成效之可能因素，觀察使用者在具備與不具備立體3D影像與互動控制之心智旋轉能力訓練系統下的表現與接受度。本研究包括79位介於19歲至29歲之學生與工作者，其中有37位男性與42位女性，分成實驗組（37人，18男19女）與控制組（42人，19男23女），實驗組的使用者透過3D成像與體感偵測之設備的輔助進行心智旋轉的訓練，控制組的訓練則不提供立體3D影像及互動控制的效果。實驗結果雖顯示實驗組和控制組之訓練成效並無顯著的差異，但在接受度方面，使用者明顯認為實驗組的訓練系統較有趣並願意持續使用。此外，本研究亦觀察性別間對兩組的訓練成效與接受度的差異，從其中發現女性明顯較男性更覺得實驗組的訓練系統更有趣，並且能將此差異反應在進步成效上。

摘要(英)

This research proposed a mental rotation training system with 3D image and interactive control system, and to observe if these attitudes would affect users improvement and acceptance during mental rotation training. The study recruited 79 people between 19 and 29 years old, including 37 males and 42 females(37M42F). They were grouped into experiment group(18M19F) and control group(19M23F). Users in experiment group trained mental rotation ability with 3D image and interactive control system. And control group were not. Although the results showed that there is no significant difference in improvement between two groups. But there is significant difference in playfulness and behavioral intention. Furthermore, this study observed some difference between males and females. Women showed more interested than men particularly in experiment group. This acceptance difference reflected to improvement difference in experiment group.

關鍵字(中)

★ 行為意向
★ 有趣性
★ 互動控制
★ 立體3D影像
★ 心智旋轉

關鍵字(英)

★ interaction
★ stereoscope
★ mental rotation
★ behavioral intention
★ playfulness

論文目次

中文摘要 ………………………………………………………… ⅰ
Abstract ………………………………………………………… ⅱ
目錄 ………………………………………………………… ⅲ
圖目錄 ………………………………………………………… ⅴ
表目錄 ………………………………………………………… ⅵ
第1章緒論 ……………………………………………… 1
1-1 研究背景 ………………………………… 1
1-2 研究動機 ………………………………… 2
1-3 研究目標 ………………………………… 3
1-4 論文架構 ………………………………… 4
第2章相關理論與研究 ………………………………… 6
2-1 心智旋轉之相關研究 ……………………… 6
2-1-1 2D和3D心智旋轉的腦磁圖儀影像觀察 6
2-1-2 透過電腦遊戲提升兒童的心智旋轉能力 7
2-1-3 透過工程繪圖提升空間能力 ………… 8
2-1-4互動式心智旋轉訓練系統 ………… 8
2-1-5相關研究與本研究之比較 ………… 8
2-2 Robert M. Gagné之教學外部事件 ………… 9
第3章系統設計與實作 ………………………………… 10
3-1硬體設備 ………………………………… 10
3-1-1 立體3D影像呈現 ……………………… 10
3-1-2 互動控制 ………………………………… 13
3-2 程式設計 ………………………………… 14
第4章訓練設計與研究方法 ………………………………… 16
4-1 訓練流程介紹 ………………………………… 16
4-1-1 心智旋轉介紹影片 ……………………… 16
4-1-2 訓練系統介紹影片 ……………………… 18
4-1-3 訓練系統練習 ……………………… 19
4-1-4 正式進行心智旋轉能力訓練 ………… 19
4-2訓練活動設計 ………………………………… 21
4-2-1 實驗組活動設計 ……………………… 21
4-2-2 控制組活動設計 ……………………… 25
4-3 實驗介紹 ………………………………… 27
4-4 前後測介紹 ………………………………… 29
4-5 科技接受度問卷 ………………………………… 29
第5章實驗結果與數據分析 ………………………………… 31
5-1 訓練前之心智旋轉能力分佈 ………… 31
5-2 相關研究之驗證 ………………………………… 32
5-3 性別在不同訓練系統間之後測表現 ………… 33
5-4 訓練後心智旋轉能力之提升 ………… 33
5-5 性別間訓練效果差異 ……………………… 35
5-6 組別間訓練效果差異 ……………………… 35
5-7 性別在不同訓練系統的進步差異 ………… 36
5-8 使用者在不同訓練系統間有趣性及行為意向之表現36
5-9 性別在不同訓練系統之有趣性與行為意向差異 37
5-10 組別在不同性別間的接受度與訓練成效比較 38
第6章結論與未來研究 ………………………………… 40
6-1 實驗目的(1)驗證 ……………………… 40
6-2 實驗目的(2)驗證 ……………………… 41
6-3 實驗目的(3)驗證 ……………………… 41
6-4 實驗目的(4)驗證 ……………………… 42
6-5 討論與未來工作 ……………………………………………… 42
參考文獻 ………………………………………………………… 44
中文部分 ……………………………………………… 44
英文部分 ……………………………………………… 45

參考文獻

中文部分
1. 黃琴扉, 沈明勳, 周嘉宜, 黃瑞瑩, 劉嘉茹, “利用腦波技術ERPs 探討心智旋轉對化學結構表徵辨識之影響”, 中華民國第25 屆科學教育學術研討會(2009) 論文彙編-口頭發表-短篇論文p.504-509
2. 陳佳瑜, “透過行動輔具於熟悉情境中進行小學初級英語寫作之研究”, 國立中央大學網路學習科技研究所碩士論文(2011)
3. 胡士鑫, “The Impact of Social Interaction of Learning on Geometry Problem Solving with Multiple Representations in Vrtual Reality”, 國立中央大學網路學習科技研究所碩士論文(2011)
4. 阮氏惠, “A VIRTUAL REALITY LEARNING GAME BY USING STEREOSCOPIC AND INTERACTION”, 國立中央大學資電學院嵌入式系統產業研發碩士外國學生專班碩士論文
英文部分
1. Adams, D. A., Nelson, R. R. and Todd, P. A. “Perceived Usefulness, Ease of Use and Usage of Information Technology: A Replication”, MIS Quarterly, Vol.16 No.2, 1992, pp. 227-247.
2. Ahmad Rafi., Khairul Anuar Samsudin and Che Soh Said ” Training in spatial visualization: The effects of training method and gender”, Proceeding of the Thirtieth Hawaii International Conference, Vol. 3, 1997, pp.21-28.
3. Ahmad Rafi and Khairulanuar Samsudin, “Practising mental rotation using interactive Desktop Mental Rotation Trainer (iDeMRT)”, British Journal of Educational Technology Vol 40 No 5 2009 889–900
4. Alejandro Echeverría*, Cristian García-Campo, Miguel Nussbaum, Francisca Gil, Marco Villalta, “A framework for the design and integration of collaborative classroom games”, Computers & Education 57 (2011) 1127–1136
5. Angelica Moè, “Are males always better than females in mental rotation? Exploring a gender belief explanation”, Learning and Individual Differences 19 (2009) 21–27
6. Davis, R.D. R.P.Bagozzi, and P.R.Warshaw, “User acceptance of computer technology: A comparison of two theoretical model”, Management Science, Vol.35, no8, 1989,pp.982-1003.
7. Fa-Kuang Mei and Kwoting Fang. “Re-Assessment of Technology Acceptance Model (TAM) model on Web-Title”,Journal of Information, Technology and Society 2003(1)
8. Fishbein, M and I. Ajzen. ”Believe, Attitude, Intention, and Behavior: An Introduction to Theory and Research”, Addison-Wesley Publishing company, 1975.
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10. Hiroaki Kawamichi, Yoshiaki Kikuchi, and Shoogo Ueno, “Magnetoencephalographic Measurement During Two Types of Mental Rotations of Three-Dimensional Objects”, IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL. 41, NO. 10, OCTOBER 2005
11. Hubona, G..S. and S. Geitz, ”External Variables, Beliefs, Attitudes and Information Technology Usage Behavior”, Proceeding of the Thirtieth Hawaii International Conference, Vol. 3, 1997, pp.21-28.
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13. Rafi, A., Samsudin, K. A., & Ismail, A.. “On Improving Spatial Ability Through Computer-Mediated Engineering Drawing Instruction”. Educational Technology & Society, 9 (3), 149-159.
14. Richard De Lisi and Jennifer L. Wolfford, “Improving Children’s Mental Rotation Accuracy With Computer Game Playing”The Journal of Genetic Psychology, 2002, 163(3), 272–282.
15. Robert M. Gagne, Walter W. Wager, Katharine Golas, John M. Keller,”Principles of Instructional Design”
16. Shepard and Metzler, “Mental Rotations Test (MRT-A)”
17. Straub, D., D. Limayem and E. Karahanna-Evaristo. “ Measuring system usage: Implications for IS theory testing ”, Management Science, Vol.41, No.8, 1995, pp.1328-1342.

指導教授

葉士青(Shih-ching Yeh)

審核日期

2011-8-12

推文