子計畫三：利用眼球追蹤與腦磁圖分析方法探索AR環境中的數理學習歷程並分析回饋對學習的影響

於移動載具上建立的數位動態學習環境預計將逐漸變成未來數位教學環境的主要趨 勢，然而新科技產品轉移至教學應用時，是否能有效提升學習成效?又如何協助不同學 習特性的學習者有效的融入動態互動數位學習環境?這些問題的釐清正等待更多教育 研究的投入。本計劃的目的是透過眼球追 蹤法探索學習者於擴增實境(AR)環境中的數 理學習歷程，並透過分析學習前後的 MEG 腦磁圖的變 化，以及學習者特性(如認識信 念、先備知識)的分析，找出可能影響 AR 學習的認知元素，進一步 釐清 AR 學習對 腦部認知活化的影響。然後 藉根據眼動模式、學習者特性與腦部活化模式等資料，嘗 試區分不同學習者族群，發展個人化的即時教學回饋系統並檢驗。本計畫分三年進行， 第一年主要發展AR數理學習應用程式，然後透過眼球追蹤法與MEG檢驗並修正此應用程式。完成的研究工作包含:文獻分析與探討、數學幾何、月相變化、火山AR App的建置與眼動研究、 發展診斷學習者特性工具(包含知識認識關、學習動機與空間能力測驗等)，以及利用眼球追蹤與腦磁圖儀(MEG)，探討受試者的認知能力與月相學習前後進行評量試題解題時的腦部活化模式。 本計畫的成果包含完整的數學幾何、月相變化、火山概念AR活動開發、受試學生包含國中與大學共150位；完成眼球追蹤實驗（數學兩次、月相變化三次、火山概念一次），以及月相變化的MEG實驗。數學幾何的一次實驗為國際合作。研究結果顯示AR 能提升數理學習，但學習結果亦受動機與空間能力影響。部分研究結果已投稿至國際期刊及國內外科教研會