3D互動擬真教室
3D互動擬真未來教室建構 –以機器人科技教學活動為例
一、3D互動擬真未來教室規畫
教室3D環景圖片連結 (進入後 點擊左上角 生活科技教室)
計畫議題:
1. 本計畫目標是以本校現有3D數位設計的教學基礎，規畫結合3D互動擬真教學工具的未來教室，讓學生學習善用3D數位工具表現創意，提供創意思考、設計表現與成果發表的教學平臺。
2. 3D互動擬真教室的建構，係配合機器人創意設計議題，以3D數位科技輔助教學，融入任務挑戰的物理情境模擬，讓學生探究科技應用的因與果，引導學習高層次的批判思考，對科技創新有邏輯性，能將記憶中的經驗與意象予以統整，進一步發展未來想像創意應用。
3. 課程設計結合實體作品製作，與3D數位擬像，讓想法不受現實環境限制，想像力與創造力發展空間擴大，透過製作未來生活的機器人科技應用動畫，超越時空因素的限制。
4. 教學空間與計畫所需設備，將建構在本校原本生活科技專科教室，經本專案計畫的設備添購安置後，轉型成科技創意設計與作實作教室，進行新一代創意設計與數位科技融入的教學活動。
（一） 科技創意實作區
利用教室原有設備規劃出科技創意實作區，將該區將作為學生上課、創意實作、討論之用。空間將以提供40位學生使用為規劃的方向，本計畫擬提昇原有教室資訊與媒體簡報設備功能，包括電子白板、電腦互動輸入介面、3D數位教材及模擬工具、電腦繪圖與動畫剪輯軟體，轉型為具備3D互動擬真教學的未來教室，並提供自學多媒體互動教材教具，相關書籍及創作材料資源給學生學習與使用。
（二）數位媒體展示櫥櫃
數位媒體展示櫥櫃將安置在教室窗台牆邊，配置簡易媒體播放設備，與科技相關教具，提供可操作的互動學習教具，讓學生體驗與學習。教室外面走道為本校學生上下學重要通道，媒體展示曝光率高。展示主題配合課程需要，彈性調整展示內容，讓學生觀摩與學習、互動體驗教具，操作數位學習工具。
因此本計畫採用一般的硬體資源，相關軟體及製作方法，以簡易及容易取得為優先，建構一套容易操作的3D互動擬真教材，融入機器人相關創意設計的教學活動，希望能提供其他教師研發教材參考。為了強化科技教學需要的物理情境解說與互動模擬概念，並與3D虛擬實境所強調視覺影像的寫實區隔，本計畫將此項教學技術命名為3D互動擬真教學方法。
3D互動擬真教學方法，適合開發互動與多元化的課程與教材，摒棄傳統學生處於被動學習的演講授課模式，結合授課、實驗與資訊科技等活動的融入，建置學生主動探究學習環境，透過3D動態的視覺畫面操控說明，以提升抽象概念的了解和動手實驗的能力。課程設計融入動手實作活動，讓學生探究科技應用的因果邏輯，進一步發展其它創意的應用，學習製作未來生活的機器人應用3D動畫。以下概略說明本教學法的優點：
1. 3D互動擬真教學法能傳達視覺化的物理觀念與即時互動的要因，讓使用者容易了解其道理，進而發展為解決問題的能力。
2. 3D互動擬真教學，具備未來感、新鮮感、設計感，相較傳統簡報式教學，更能吸引觀察的目光。
3. 課程導入競爭性活動及彼此協力，較能增加學習的持續力，加上遊戲的氣氛，形成學習者彼此良性互動。
4. 機器人教學模組需要共同的操作，能提昇操作滿意度，尤其對於分組與團隊合作的氣氛，有相當大的幫助。
5. 多重感官刺激的組合，對於使用者操作上的持續力有加成作用。操作的過程中使用者需要適當的回饋，隨著機器人不同的任務，產生多元的變化可增加吸引力。
內容與推動方法:
3D互動擬真教材可產生真實意象，模擬動態情境，容易引起學生驚奇，產生學習興趣，克服教學上不易表達，或困難體會的抽象物理問題。
實務教學經驗認為，學生在學習3D數位設計的資訊應用能力，需要一個真實環境下的議題，才能將創意設計的能力與資訊操作能力結合，學習創新的科際整合能力。因此，本教材以機器人為題材，融入3D互動擬真的數位科技應用學習，機器人任務挑戰實作活動，發展學生多方面的科技應用與創新能力。
3D數位設計工具，具有多方面應用的功能，可以強化學生表達想法與溝通的能力，輔助創意的實現。本課程是以未來機器人的生活應用為核心，學習科技創新與創造發明能力，電腦相關操作為輔助，並以簡單易學為主，提供學生必要的表達想法與溝通能力。
彙整本校施行成果，與教師專業發展工作坊的夥伴教師專業意見，課程評量資料，進行行動研究與相關活動的教學發表。
二、3D互動擬真教學與課程
3D互動擬真教室是透過數位科技輔助學生學習，結合動畫、操控遊戲、物理性質擬真等工具，協助科技教學的學習與體驗。教室規畫以機器人科技教學為核心，強調未來機器人與生活應用的創造與啟發，是一個整合機器人動手實作和3D數位設計應用的課程設計。目的是希望學生透過實作教學活動，真實體驗科技的應用，產生學習動機，組織其它知識與創意，讓科技創新與生活的連繫思考能力增加，進一步發展對未來生活改善的想法；並以3D動畫的虛擬方式，表達機器人應用的生活敘事情境，未來想像的創意發展容易具體呈現。課程內容結合3D數位設計工具的學習，提升學生資訊應用能力，學習透過影像表達創意與想像力的能力。
（一）教學方法
3D互動擬真教材可產生真實意象，模擬動態情境，容易引起學生驚奇，產生學習興趣，克服教學上不易表達，或困難體會的抽象物理問題。本教學法的建構，配合機器人創意設計與實作活動，以3D數位科技輔助教學，融入任務挑戰的物理情境模擬，讓學生探究科技應用的因與果，進一步發展其它創意的應用能力。
目前大部份的3D虛擬實境應用，偏重在360度動態環場影像與寫實彩現，介面需要透過人類多重感知，達到即時的模擬與互動之能力。此部份是技術上較困難突破的地方，需要的軟硬體資源，在目前高中的教學環境仍然相當困難。另一方面，對於高中科技教學需要的空間概念、物理現象觀測、物件關聯模擬、機構組立拆卸，這方面的教材反而著墨甚少。
這是專案的未來機器人課程架構
這是機構設計的教材與教具設計
機構動畫示範案例
專案獲獎