TWM528001U - 概念圖融入擴增實境學習裝置 - Google Patents
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Description
本創作係有關於一種概念圖融入擴增實境學習裝置，尤其是指一種利用互動式的模型影像教材內容，能更為增加使用者的學習興趣，連帶提升使用者的學習效率，而在其整體施行使用上更增實用功效特性的概念圖融入擴增實境學習裝置創新設計者。
於早期，傳統紙本教學一直是學校教育的核心方式之一；但該傳統紙本教學方式具有缺乏互動性、沉浸性與媒體多樣性等缺點。使得隨著科技以及教育觀念的演變，資訊科技融入教學〔Information Technology Integrated into Instruction〕的教學策略已逐漸被採用，近幾年學者間的研究成果也指出數位學習〔E-Learning〕確實可以提升學習動機、學習成效並被認為是一種有效的學習策略。
隨著傳統教材的數位化，學者有更多機會運用與整合各種可以輔助學習的教學策略，例如：遊戲式學習〔Game base
d learning；GBL〕、虛擬實境〔Virtual Reality；VR〕以及探究式學習〔Inquiry Teaching〕等，都為近年來常見的教學策略，透過整合不同學習策略、學習內容以及學習主題，都能夠為學生帶來莫大的學習成效。因應無線網路基礎建設以及智慧型裝置的普及，行動學習〔Mobile Learning；M-Learning〕更是一種熱門的研究主題，由於行動裝置具有便利性、機動性以及適地性等特點，和教育結合時更能達到無所不在學習〔Ubiquitous Learning；U-Learning〕的優勢。
除此之外，擴增實境〔Augmented Reality；AR〕更受惠於智慧型裝置而蓬勃發展的技術之一，雖然擴增實境發展已行之有年，但過去礙於技術尚未成熟，以及受限於硬體設備昂貴不易取得，導致難以被廣泛使用。直到近年，擴增實境技術才逐漸成熟普並應用於各種用途之上。而擴增實境技術其所具備的虛實整合〔Combines real and virtual〕、即時互動〔Interactive in real time〕與存在三維空間〔Registered in 3D〕等特性，而這種技術也被多數學者認為是有用且有成效的，而這種輔助學習策略也被應用於教育之上。
緣是，創作人有鑑於此，秉持多年該相關行業之豐富設計開發及實際製作經驗，針對現有之結構及缺失予以研究改良，提供一
種概念圖融入擴增實境學習裝置，以期達到更佳實用價值性之目的者。
本創作之主要目的在於提供一種概念圖融入擴增實境學習裝置，其主要係利用互動式的模型影像教材內容，能更為增加使用者的學習興趣，連帶提升使用者的學習效率，而在其整體施行使用上更增實用功效特性者。
本創作概念圖融入擴增實境學習裝置之主要目的與功效，係由以下具體技術手段所達成：其主要係包括有擴增實境模組、介面模組及資料庫模組；其中：該擴增實境模組〔Augmented Reality，AR〕，其內建於行動裝置內，於該擴增實境模組設有攝影機單元，該攝影機單元供進行教學圖片之拍攝，且令該攝影機單元連接有圖片辨識單元，該圖片辨識單元供對該攝影機單元所拍攝之該教學圖片內容進行辨識；該介面模組，其內建於該行動裝置內，令該介面模組與該擴增實境模組電性連結，於該介面模組設有相互電性連結之模型顯示單元、教材顯示單元及系統介面單元，該模型顯示單元供顯示該教學圖片之相關3D模型影像，該教材顯示單元供顯示該教學圖片之
相關教材，該系統介面單元供顯示系統操作介面；該資料庫模組，其係與該內建有該擴增實境模組及該介面模組之該行動裝置利用網路進行連線，於該資料庫模組分別設有3D模型單元、概念圖單元及教學教材單元，該3D模型單元供儲存對應該教學圖片內容之3D模型影像，令該3D模型影像於該介面模組之該模型顯示單元進行顯示，該概念圖單元供儲存對應該教學圖片內容之概念構圖，令該概念構圖於該介面模組之該教材顯示單元進行顯示，該教學教材單元供儲存對應該教學圖片內容之教材，令該教材於該介面模組之該教材顯示單元進行顯示。
本創作概念圖融入擴增實境學習裝置的較佳實施例，其中，該介面模組之該模型顯示單元所顯示的3D模型影像，其能利用該系統介面單元所顯示之系統操作介面進行視角調整。
本創作概念圖融入擴增實境學習裝置的較佳實施例，其中，該介面模組之該模型顯示單元所顯示的3D模型影像，其能利用該系統介面單元所顯示之系統操作介面進行視角縮放。
本創作概念圖融入擴增實境學習裝置的較佳實施例，其中，該介面模組之該模型顯示單元所顯示的3D模型影像，其能利用該系統介面單元所顯示之系統操作介面進行視角旋轉。
(1)‧‧‧擴增實境模組
(11)‧‧‧攝影機單元
(12)‧‧‧圖片辨識單元
(2)‧‧‧介面模組
(21)‧‧‧模型顯示單元
(22)‧‧‧教材顯示單元
(23)‧‧‧系統介面單元
(3)‧‧‧資料庫模組
(31)‧‧‧3D模型單元
(32)‧‧‧概念圖單元
(33)‧‧‧教學教材單元
(4)‧‧‧行動裝置
(5)‧‧‧教學圖片
第一圖：本創作之結構示意圖
第二圖：本創作之整體架構示意圖
第三圖：本創作之使用狀態示意圖
第四圖：本創作之3D模型影像腹部方向調整狀態示意圖
第五圖：本創作之3D模型影像飛行方向調整狀態示意圖
為令本創作所運用之技術內容、創作目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭之圖式及圖號：
首先，請參閱第一圖本創作之結構示意圖及第二圖本創作之整體架構示意圖所示，本創作主要係包括有擴增實境模組(1)、介面模組(2)及資料庫模組(3)；其中：
該擴增實境模組〔Augmented Reality，AR〕(1)，其內建於行動裝置(4)內，於該擴增實境模組(1)設有攝影機單元(11)，該攝影機單元(11)供進行教學圖片(5)之拍攝，且令該攝影機單元(11)連接有圖片辨識單元(12)，該圖片辨識單元(12)供對該攝影機單元(11)所拍攝之該教學圖片(5)內容進行辨識。
該介面模組(2)，其亦內建於該行動裝置(4)內，同時令該介面模組(2)與該擴增實境模組(1)電性連結，於該介面模組(2)設有相互電性連結之模型顯示單元(21)、教材顯示
單元(22)及系統介面單元(23)，該模型顯示單元(21)供顯示該教學圖片(5)之相關3D模型影像，該教材顯示單元(22)供顯示該教學圖片(5)之相關教材，該系統介面單元(23)供顯示系統操作介面。
該資料庫模組(3)，其係與該內建有該擴增實境模組(1)及該介面模組(2)之該行動裝置(4)利用網路進行連線，於該資料庫模組(3)分別設有3D模型單元(31)、概念圖單元(32)及教學教材單元(33)，該3D模型單元(31)供儲存對應該教學圖片(5)內容之3D模型影像，該概念圖單元(32)供儲存對應該教學圖片(5)內容之概念構圖，該教學教材單元(33)供儲存對應該教學圖片(5)內容之教材。
而該概念構圖則係為Nova所提出的教學策略，特點在於利用標籤、線條以及文字等素材，用於「描述、組織或解釋各種概念之間關聯性以及結構化隱性知識」，目的在輔助課堂教學並提供有意義的學習〔Meaningful Learning〕，概念圖能夠表現層次結構、關聯性描述以及邏輯性；不同學者對於各種概念構圖策略的應用方式也有不同的看法，蔡新德的研究結果中顯示，「概念構圖繪製策略」相較於「概念構圖填空策略」可能會對學習帶來較差的學習成效、較高的認知負荷以及過多的學習時間，並表示繪製概念構圖策略需要長時間的培養才能達到學習成效並有效利用概念構圖技巧，這與CHANG et al.〔2002〕的研究
成果一致，對於國小學童而言，繪製概念構圖可能會造成學習上的額外負擔導致學習成效低落；Charsky et al.〔2011〕在遊戲式學習研究中就提出兩種概念構圖策略，第一種為預載概念構圖〔Pre-Generated Concept Map〕透過「觀看」概念構圖，幫助學生建構教學活動中的知識以及釐清錯誤，以及第二種由學生親自建構概念構圖〔Student-Constructed Concept Map〕，此概念構圖的特性在於要求學生在學習過程中「親自繪製」，建構屬於自我認知的概念構圖。由上述內容可以得知，雖然概念構圖策略是一種有效且有用的教學補助工具，但並非適用於所有的教學情境，其中又以繪製概念構圖策略因為需要長時間訓練的緣故，導致最為難以應用於教學上。而本發明考量國小學童需要同時學習新知識、操作擴增實境以及理解概念構圖，因此選定對於學生負擔較小的閱讀概念構圖策略做為輔助策略，補助擴增實境學習。
如此一來，使得本創作於操作使用上，其係令使用者以該行動裝置(4)內建之該擴增實境模組(1)的該攝影機單元(11)對所欲學習之教學圖片(5)進行拍攝，此時該圖片辨識單元(12)即會對該攝影機單元(11)所拍攝之該教學圖片(5)內容進行辨識，令該介面模組(2)之該模型顯示單元(21)依所辨識之內容，透過網路由該資料庫模組(3)之該3D模型單元(31)獲得相關的3D模型影像進行顯示〔請再一併參閱第三圖本創作之使用狀態示意圖所示〕，且令該教材顯示單元(22)依所辨
識之內容由該概念圖單元(32)獲得相關概念構圖及由該教學教材單元(33)獲得相關教材內容進行顯示，此時使用者即能利用於該行動裝置(4)內建之該介面模組(2)的該模型顯示單元(21)及該教材顯示單元(22)所顯示的內容進行學習，且由於該3D模型單元(31)係顯示3D模型影像，讓使用者亦能利用該系統介面單元(23)所顯示之系統操作介面，對該3D模型單元(31)上所顯示之3D模型影像進行縮放、旋轉等各種視角的調整〔請再一併參閱第四圖本創作之3D模型影像腹部方向調整狀態示意圖及第五圖本創作之3D模型影像飛行方向調整狀態示意圖所示〕，而方便使用者進行觀察學習。
藉由以上所述，本創作結構之組成與使用實施說明可知，本創作與現有結構相較之下，本創作主要係利用互動式的模型影像教材內容，能更為增加使用者的學習興趣，連帶提升使用者的學習效率，而在其整體施行使用上更增實用功效特性者。
前述之實施例或圖式並非限定本創作之結構樣態，任何所屬技術領域中具有通常知識者之適當變化或修飾，皆應視為不脫離本創作之專利範疇。
綜上所述，本創作實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出新型專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。
(1)‧‧‧擴增實境模組
(11)‧‧‧攝影機單元
(12)‧‧‧圖片辨識單元
(2)‧‧‧介面模組
(21)‧‧‧模型顯示單元
(22)‧‧‧教材顯示單元
(23)‧‧‧系統介面單元
(3)‧‧‧資料庫模組
(31)‧‧‧3D模型單元
(32)‧‧‧概念圖單元
(33)‧‧‧教學教材單元
(4)‧‧‧行動裝置
Claims (4)
- 一種概念圖融入擴增實境學習裝置，其主要係包括有擴增實境模組、介面模組及資料庫模組；其中：該擴增實境模組〔Augmented Reality，AR〕，其內建於行動裝置內，於該擴增實境模組設有攝影機單元，該攝影機單元供進行教學圖片之拍攝，且令該攝影機單元連接有圖片辨識單元，該圖片辨識單元供對該攝影機單元所拍攝之該教學圖片內容進行辨識；該介面模組，其內建於該行動裝置內，令該介面模組與該擴增實境模組電性連結，於該介面模組設有相互電性連結之模型顯示單元、教材顯示單元及系統介面單元，該模型顯示單元供顯示該教學圖片之相關3D模型影像，該教材顯示單元供顯示該教學圖片之相關教材，該系統介面單元供顯示系統操作介面；該資料庫模組，其係與該內建有該擴增實境模組及該介面模組之該行動裝置利用網路進行連線，於該資料庫模組分別設有3D模型單元、概念圖單元及教學教材單元，該3D模型單元供儲存對應該教學圖片內容之3D模型影像，令該3D模型影像於該介面模組之該模型顯示單元進行顯示，該概念圖單元供儲存對應該教學圖片內容之概念構圖，令該概念構圖於該介面模組之該教材顯示單元進行顯示，該教學教材單元供儲存對 應該教學圖片內容之教材，令該教材於該介面模組之該教材顯示單元進行顯示。
- 如申請專利範圍第1項所述概念圖融入擴增實境學習裝置，其中，該介面模組之該模型顯示單元所顯示的3D模型影像，其能利用該系統介面單元所顯示之系統操作介面進行視角調整。
- 如申請專利範圍第1或2項所述概念圖融入擴增實境學習裝置，其中，該介面模組之該模型顯示單元所顯示的3D模型影像，其能利用該系統介面單元所顯示之系統操作介面進行視角縮放。
- 如申請專利範圍第1或2項所述概念圖融入擴增實境學習裝置，其中，該介面模組之該模型顯示單元所顯示的3D模型影像，其能利用該系統介面單元所顯示之系統操作介面進行視角旋轉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| TW105207655U TWM528001U (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 概念圖融入擴增實境學習裝置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| TW105207655U TWM528001U (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 概念圖融入擴增實境學習裝置 |
Publications (1)
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Family
ID=57443633
Family Applications (1)
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| TW105207655U TWM528001U (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 概念圖融入擴增實境學習裝置 |
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| TW (1) | TWM528001U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI640952B (zh) * | 2017-05-15 | 2018-11-11 | 國立臺灣師範大學 | Virtual object collection method and portable electronic device |
| CN108932088A (zh) * | 2017-05-22 | 2018-12-04 | 洪荣昭 | 虚拟物件收集方法及可携式电子装置 |
-
2016
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN108932088A (zh) * | 2017-05-22 | 2018-12-04 | 洪荣昭 | 虚拟物件收集方法及可携式电子装置 |
| CN108932088B (zh) * | 2017-05-22 | 2020-07-14 | 洪荣昭 | 虚拟物件收集方法及可携式电子装置 |
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