擴增實境在漢字部件意義化的設計開發
前言
1.1 研究動機
根據台灣教育部統計，112學年度高級中等以下學生人數總共有233,900人，其中有121,266人是身心障礙學生，占52%，已經超過一半總學生的人數。而在這些身心障礙學生中，排行前三的類別有學習障礙、自閉症、智能障礙，其中學習障礙學生(以下簡稱學障生)有48,488人，約占身心障礙學生人數的40%，遠遠高出另兩類別的學生人數，為特殊教育法所訂定13類身心障礙中的比例最高類別。然而，實際上可能還有許多潛在的學障生未被檢測出，像是放棄身分、家長不願通報或者是因鑑定誤差因素而導致鑑定未過，故實際人數可能更高。
而學習障礙異質性極大，其中約4/5的學障生屬閱讀障礙。識字為閱讀的基礎，也是許多學障生的主要問題所在。其中學障生可能因識字解碼困難而無法輕易掌握文字和閱讀文章，進而影響其學習和後續學業。此困難可能延伸至其他學科，如在數學應用題中無法理解題目而難以進行運算，對整體學業表現帶來負面影響。這種長期的學業困難漸漸對學障生的認知情意、自我概念及社會適應能力產生不利影響，甚至增加參與不良行為或社會犯罪的風險。
而通常學障生的補救教學主要針對識字加強，包括基本字帶字、部件教學等策略。然而，這些教學方法存在侷限性且缺乏類化(王瓊珠，2012)，而漢字部件意義化教學被多項研究證實對學障生的識字類化、字義辨識具顯著成效(李雪娥，2021)。然而，在實際體驗漢字部件意義化教學中(圖1-2)，研究者發現因漢字字型和部位結構隨時間推移多次變化，有些古形體和楷書的樣貌連結並不明顯，如「監」字右上部位，對抽象推理能力相對薄弱的學障生而言難以快速理解，亦可能導致純死記漢字圖像變化而無法理解背後意義。而對教師而言，構思含有部件意義及文字成情境故事的教學方法需要花費更多時間和心力，因此在普通課堂中很少被使用，使得普通教育和特殊教育之間的合作交流變得困難。是否能提供更直觀的漢字演變、具體的互動體驗並減少教師有效率準備教案，同時考慮到整體班級的學習情況且兼顧學障生的個別化學習需求，以提升學習效果，為研究者欲設計思考問題。
而台灣教育部自110年起執行「教育雲：校園數位學習精進服務計畫」，支援全國中小學數位學習，並全面補助中小學學習載具，在111學年度起運用於教學中。這表明紙本學習型態正轉向數位教育。數位教育主要依賴實境和遊戲式等方法，其中擴增實境（Augmented Reality，以下簡稱AR）連結虛擬與現實，提供增強現實感的體驗。近年來，各領域都有不同形式的運用，多項研究亦已證實AR在普通教育上具學習成效(如詹育捷，2024; 林良品，2023)，且針對特殊教育應用AR教學也顯示正向支持(蔡浩軒，2020)。
然而，在當前的學術環境中，研究者尚未發現有關AR結合漢字部件意義化教學的相關文獻資料及產品，此一現象表明存在一個值得深入研究的領域。AR的應用可以為漢字學習提供更具體、直觀的視覺和互動體驗，使學障生能更深入理解每個部件的含義和用法。此外，透過實際操控AR介面，學障生能更主動參與學習，提高學習的主動性和興趣。此種方法有望使漢字部件意義化教學法更加生動、實用，提升學障生的學習效果和動機，亦契合台灣現今推崇數位教育和融合教育的趨勢，藉科技達成個別差異化學習。
綜合上述，本研究之主要動機條列如下：
一、 台灣學障生數量最多，其識字困難長期影響學習與社會適應也增加許多問題行為發生。
二、 研究者發現漢字部件意義化教學有改進空間，希冀設計更直觀、省時的互動教學，促進普通與特殊教育合作。
三、 台灣數位教育轉型中，AR應用在教育領域已獲正向支持。
四、 目前尚無AR結合漢字部件意義化教學的研究和產品，此研究有助提升學障生學習體驗，並契合台灣現今教育趨勢。
1.2 研究目的
本研究採用質量並重的混合研究方法，透過實驗教學探討教師參與漢字部件意義化AR後的教學品質變化，並分析學障生在學習成效和情意反應方面的表現，以評估其在實際教育中的效益。具體研究目的如下：
1.2.1透過參與式觀察探討漢字部件意義化在實際教育的難點以進行設計。
1.2.2 依準實驗設計評估學障生在有無接受漢字部件意義化AR教學下的學習成效。
1.2.3 透過教學日誌和問卷調查進行分析教師教學品質變化及學障生情意反應。
1.2.4 依資料多重檢核分析漢字部件意義化AR的應用效果與影響因素以評估其在融合教育中的潛在效益。
1.3 研究範圍
本研究將徵求國中階段已接受漢字部件意義化培訓的特殊教育老師，並將其現有教導識字或書寫困難的學障生分為實驗組和對照組。同時，本研究也計劃邀請接受研究之學障生的普通班導師參與實驗，協助指導，以深入探究漢字部件意義化在融合教育中的效果。而漢字部件意義化AR設計將參考心理出版社，李雪娥(2018)所著之《有生命的漢字：部件意義化識字教材》教材進行改編設計。
1.4 研究流程
文獻回顧
2.1名詞釋義
2.1.1漢字部件意義化(Semantic Radical Instruction)
漢字部件意義化(Semantic Radical Instruction)源自於部件意義化識字(李雪娥，2012)，因此教學可使學生具備多項語文學習成效，不僅限於習字，故將識字修正成漢字(李雪娥，2021)。它以「形→義→音」的語意解碼，重點在於追朔每一漢字裡的每一部件之字源，輔以古時漢字圖片說明，以此了解各部件之原義，並以字的故事將各部件串成整字，字音和字義融入其中，提供提取字的音和義的線索，使學生在習得字體上不再僅僅單靠記憶，而是理解。(李雪娥、洪雅惠，2015)
2.1.2擴增實境(Augmented Reality, AR)
擴增實境(Augmented Reality, AR) 是一項技術，透過實時計算攝影機的影像位置和角度，將相應的虛擬圖像加入使用者的感官知覺，使其能夠在真實世界中與虛擬內容進行互動。根據Azuma（1997）提出的擴增實境理論，完整的擴增實境技術具備三大特性：虛實結合、即時性互動以及在三度空間中操作。這種技術提供了使用者增強現實感的體驗，同時並非取代現實。隨著技術的發展，擴增實境的應用領域不斷擴展，涵蓋娛樂、醫療、商業等各個領域，並以不同形式展現其應用價值。
2.1.3學習障礙(Learning Disabilities, LD)
依教育部頒布的特殊教育學生及幼兒鑑定辦法(2024)中第三條第九款：學習障礙(Learning Disabilities, LD)統稱神經心理功能異常而顯現出注意、記憶、理解、知覺、知覺動作、推理等能力有問題，致在聽、說、讀、寫或算等學習上有顯著困難者；其障礙並非因感官、智能、情緒等障礙因素或文化刺激不足、教學不當等環境因素所直接造成之結果。在鑑定基準上有三原則：1.智力正常或在正常以上 2.內在能力有顯著差異3.聽覺理解、口語表達、識字、閱讀理解、書寫、數學運算等學習表現有顯著困難，且經確定一般教育所提供之介入仍難有效改善。而本研究指的學習障礙則更限定為識字能力顯著低於同儕平均一個年級水準或具有書寫困難，可能出現鏡像字、形似字混淆、漏筆畫等特徵問題者。
2.2相關理論回顧
2.2.1技術整合模式（Technology Integration Models）
此框架理論由多位學者和教育專家提出和發展，旨在幫助教育工作者將科技無縫地融入課程設計和教學實踐中，促進教學和學習的有效性和創新性。常見的技術整合模式包括SAMR模型、TPACK模型、TIM模型等。而本研究在開發設計上會參考SAMR模型，從傳統的書本漢字教材替換為AR虛擬場景，同時逐步應用增強、修改和重新定義階段，設計更具挑戰及創造性的AR任務或活動，以促進學障生更主動參與、探索和創建。
2.2.2多模態學習理論（Multimodal Learning Theory）
此為Richard E. Mayer於2001年提出學習理論，旨在解釋在教學和學習過程中不同模式的信息呈現如何影響學習效果。根據該理論，人類的學習過程可以通過多種感知通道，例如視覺、聽覺和動作等途徑來進行，而若同時利用多種感知通道來呈現信息時，可以分散認知負荷，多元的表示方式亦更好滿足不同學生的學習風格和需求。而本研究欲設計之漢字部件意義化AR結合視覺化、聽覺化和觸覺化的教學元素，提供多模式的學習體驗，有助於提高學障生的學習效果。
2.2.3融合教育理論（Inclusive Education Theory）
根據美國國家教育改革及融合教育中心，融合教育旨在為所有學生提供公平的教育機會，包括障礙程度嚴重者，在就近的學校和適合的班級接受所需的協助和服務，以備將來成為社會有用且充份參與的一份子。本研究所設計的漢字部件意義化AR強調支持個體差異並提供平等學習機會，期望能連結普通教育與特殊教育，使特殊生與其他學生一起學習及成長，融入學校與社會。
2.3相關研究回顧
2.3.1漢字部件意義化教學對國小學習障礙學生語文學習成效之研究(李雪娥)
該研究於2021年出版，探討了漢字部件意義化教學對國小學障生的語文學習成效，採用準實驗研究設計，分為準備、實驗教學、實驗教學後測三個階段。研究對象分為實驗組、控制組和配對組，實驗組接受實驗教學，而控制組和配對組僅接受施測和觀察。教學從2月底至6月初進行，每週2~3節，共教導14單元，研究者負責教學督導。實驗教學後測階段進行延宕測驗和情意評估，並將資料進行綜合處理和分析。而實驗研究表明漢字部件意義化教學能顯著提升學障生的語文學習成效，包括文字形-音對應能力、文字符號提取能力、部件和整字意義辨識能力以及字詞意運用能力。此外，在語文學習綜合成效方面，學障生的識字量、寫字量和認字速度也有所提升，且學障生的情意反應產生了正向影響。然而，部分教師反饋指出此教學需要耗費較多時間和心力，且投資報酬率較低。加上漢字部件意義化教學尚未普及，學障生習得部件字也可能因為在一般課堂上難重複練習而容易遺忘，故本研究旨在解決這些問題，提高漢字部件意義化的報酬率，並期望未來可應用於普通教育，以展現漢字的發展歷史，推廣漢字文化之美。
2.3.2擴增實境技術融入特殊教育課程設計之現況與趨勢探討(蔡浩軒)
這項2021年的研究刊登於《特殊教育論壇》，旨在探討AR技術在特殊教育課程中的實證研究現況和趨勢。研究主要採用文獻研究法，篩選了2011年至2019年7月間國內22篇與具有特殊教育資格的學生相關的博碩士論文和期刊文獻。根據《十二年國教課程綱要》(2014)和朱惠甄及孟瑛如(2014)的研究分類方式，將資料分為應用科目、對象、學校、教學媒材及目標效果等方面進行分析。研究結果顯示，AR技術融入特殊教育課程設計能夠促進異質性高的特教生的學習成效並減少他們對學習的厭惡和恐懼。透過AR技術學習新知，再使用評量檢測自身學習成效或評量表現，有助於提升特教生的學習動機，並培養自主學習能力與自我省思能力。此研究證實AR技術作為特殊教育教學或學習工具的有效性，並為課程設計帶來創新視野，這也正是本研究欲選擇利用AR結合漢字部位意義化教學的理由，研究中也指出目前在AR技術融入特殊教育課程設計的教學媒材仍以紙本講義為主，限制了學習者的自由度，也提醒本研究者在設計AR上需思考如何提升多元化和自由度，提供特殊生更完整的教學輔導系統。
2.3.3 擴增實境互動模型於教育之應用(蘇俊欽)
此2015年的研究旨在提供一個新的、有系統的AR互動模型設計框架，提供相關系統開發者參考。此框架從使用者如何操作與辨識AR互動介面上的物件角度著手，重新定義操作介面作為開發AR教育應用系統上的參考。該框架將AR操作介面分為三個主要面向：符號性、功能性和物理性，並分別介紹它們在教育學習上的應用。互動介面主要以實體互動為主，即利用實體物件作為操作介面，並將其延伸至虛擬環境中，有助於更緊密地結合虛實、提供更多元的操作方式。擴增資訊的顯示會根據不同的操作情境標註在不同的實體物件上，以提供相應的操作方式與介面。此即時資訊視覺化和物理互動對教學產生了正面回饋。研究也舉例了AR應用於漢字學習的方式，對本研究的漢字部件意義化AR設計提供了一參考框架，特別是保留實體物件的物理本質概念，對於類化能力困難或缺乏抽象思考的學障生更具極大幫助。
研究方法
本研究採混合研究方法(Mixed-Methods Research)，質性與量化並重以此深入理解漢字部件意義化AR教學的效果和影響因素，以下分別描述本研究將利用何些研究方法：
3.1.參與式觀察(Participant Observation)
此觀察法指觀察者以參與者的身份參與受試者的群體活動，成為該群體的一份子，從中觀察群體成員的行為。這種方法使受試者不易產生戒心，因此他們的行為表現較真實，也能夠更全面地了解受試者的行為。在現有漢字部件意義化研究論文中，很少有詳細描述教師在教學過程中遇到的困難以及學生可能面臨的挑戰。因此，本研究在準備階段計劃使用參與式觀察來探索實際的教育現況，以收集資料來設計和開發漢字部件意義化AR。在實驗教學階段，研究者將於實驗組從旁協助國小教師進行漢字部件意義化AR教學，支援和指導實驗組的AR活動，並記錄實驗組教學過程中的觀察、反應和其他相關信息，以幫助評估介入的有效性和影響。
3.2準實驗研究法(Quasi-experimental Research)
此研究針對特定介入或行動對某種結果的影響進行評估。與真正的實驗研究相比，由於現實考量，實驗者無法隨機分配受試者至實驗組或控制組，也無法完全控制實驗誤差來源。在這種研究中，研究者可能對一個群體進行教學介入，然後觀察另一個群體，或對同一群體的不同部分進行介入，以評估介入對結果的影響。儘管準實驗研究法缺乏真實實驗的嚴格控制，但仍然可以提供有價值的信息。本研究考慮到實際排課、教育現場等限制，難以將同班級學障生進行分組，因此選擇在其他學校或班級的同齡學障生進行對照。並依據介入前的基線期確定介入前的基線狀況，介入後則採用多重時間系列設計，以更清楚地觀察漢字部件意義化AR所產生與持續類化的效果。
3.3問卷調查(Questionnaire)
此調查利用問卷作為調查工具，將研究的相關變項編製成問題。問題形式可以是開放式或封閉式，開放式問題要求受試者提供自己的意見或想法，而封閉式問題則要求受試者從預先設定的選項中選擇。填答資料將用於後續分析，以了解各方的看法或差異比較。本研究將針對教師和學障生分別設計問題。教師問題主要調查教學品質的量化問題，使用自編情意反應評估量表，同時也設計開放性問題，讓教師描述他們在使用AR教學後的感受、反思以及改進之處。對於學障生，則關注他們對AR教學的情意反應，包括情感、興趣等，同樣也會設計開放性問題，讓學障生描述他們的學習體驗、感受到的興趣、困難以及對AR教學的看法。
3.4敘說分析(Narrative Analysis)
其主要關注人們如何透過故事、語言和符號表達他們的經驗、觀點和情感，並假設人們透過敘述自己的生活經驗來建構自我認同、社會關係和文化認同。它通常用於探索個人或群體的故事以理解其背後的意義和影響。而本研究將利用教師的教學日誌進行質性資料收集，了解教師上完每節課後的感受、反思，以及可能出現的問題。透過敘說分析，探索教師透過教學日誌表達的感受、反思以及可能的問題，從中更深入理解教師在教學上的主觀體驗、情感反應與挑戰。
3.5資料的多重檢核(data triangulation)
在此研究中，研究者將運用多種不同的研究方法和資料收集技術，例如觀察和文本分析。透過這些不同的方法，可以獲得多元層面和角度的資料，彼此相互驗證和補充，從而提升對研究主題的理解，同時也增強研究結果的可信度和效度。在實驗教學後，研究者將針對以上所提及的不同研究方法所收集到的資料進行對比和整合，以確認彼此之間的一致性或差異。這將有助於評估漢字部件意義化AR設計是否對教師和學障生有益，以及在未來融合教育中的實踐可行性。
預期成果
4.1研究甘特圖
4.2先期研究
研究者所在科系的班導師正好是推動漢字部件意義化教學的導師，這為研究者提供了一個寶貴的機會，可以依現有漢字部件意義化教材與推動者延伸溝通討論關於AR的概念和設計。
此外，研究者另有在補習班任教輔導，常遇見學生搞混字，例如「斧」與「釜」，或無法想起某些字的寫法。基於這些問題，研究者運用該教學策略的核心概念進行教導並觀察學生的理解情況不斷進行調整和修正。這種互動式的探討不僅使研究者更進一步了解漢字部件意義化教學的實際應用情況，也為研究計劃的制定提供了實質性的指引。透過此先期研究，研究者不僅能夠提升自己對於漢字部件意義化AR的理解，更能夠確保研究計畫的可行性和實用性。
參考文獻
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- 期刊論文：
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