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2020-05-08
人文社會》新興科技開啟技職訓練的嶄新取向
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【本報導由工業教育學系 洪榮昭教授研究團隊提供】

技能訓練主要著重於專業技能的培訓,然學習者為了精進自身的專業技能,需要經過多次反覆的操作與練習。虛擬實境訓練系統應用在技能訓練方面擁有相當的優勢,因為在虛擬的世界中,可以模擬訓練環境,並經由虛擬實境的訓練,先行建構學習者的程序性與安全性知識,避免其在真實環境中遭受到傷害,亦可節省反覆訓練所耗費的材料與資源。基此,我們應用虛擬實境的優勢,在專業技能方面設計了「廚房助手」和「汽車美容」兩款技能訓練與評量系統,當中包含「練習模式」和「評量模式」。在「練習模式」中,應用認知鷹架建構學習者的程序性知識,學習者亦可反覆進行某部分的步驟學習。在「評量模式」中,撤除了學習鷹架,讓學習者在虛擬實境中模擬真實世界的操作,用以評估學習者的學習成效。洪教授的團隊將虛擬實境應用於技能訓練的成果,將可創造技能訓練的新訓練模式。

近年來,科技的革新帶動了虛擬實境產業發展,「虛擬實境」提供人們在真實與虛擬世界進行互動的環境,同時也讓學習有了新的方式。「虛擬實境」創造了一個虛擬的環境,讓學習注入了一股新的活力與想像力,且「虛擬實境」具有體感學習的優勢,可讓學習者透過具體操作,進行知識內容的學習。以空間能力訓練為例,團隊應用虛擬實境系統設計一款空間能力訓練與評量系統,打破過往以三視圖學習立體圖的方式,提供前視圖和側視圖兩種視圖,讓學習者經由積木重組的過程,進行立體圖的訓練並建構其相關知識,而此學習方式已獲得中華民國發明專利(專利證書號I675354)。

學習者在進行技能學習時,首重工序與操作方式,而學習環境亦會影響學習者的感受與其成效。「虛擬實境」可創造如真實場域的環境,讓學習者透過體感認知體驗真實感及空間位置,刺激其大腦學習,增強自身對於學習的感受與價值。從學習目標來說,虛擬實境技能訓練有高安全性、步驟性鷹架標示和高空間互動性等三大內在優勢。進一步而言,學習者可:(1)藉由虛擬實境系統模擬真實世界可能發生的狀況,避免在實物操作上造成安全危害;(2)透過體感操作,建構程序性技能知識;(3)透過虛擬實境可模擬真實環境的特點,進行空間準確度的練習。從學習效益來說,虛擬實境技能訓練較一般訓練方式有以下優點:(1)更具方便性(學習者可隨時隨地使用虛擬實境的設備進行學習,不受實體空間需求的影響,且可隨時開始、隨時停止);(2)節省實作材料;(3)虛擬實境的軟、硬體設備更可提供以學習者為中心的個別化學習或重複動作練習,達到個別化學習之效果。

團隊亦將認知鷹架的概念與虛擬實境結合申請專利(申請案號:108119662),並在一般技能訓練方面設計了「空間能力」和「專注力」訓練系統,應用體感認知的方式讓學習者可訓練其空間定位、心智旋轉與專注能力;在專業技能方面設計了「廚房助手」和「汽車美容」兩款包含「練習模式」和「評量模式」的技能訓練與評量系統。在「練習模式」中,應用認知鷹架建構學習者的程序性知識,學習者亦可反覆進行某部分的步驟學習。另外在「評量模式」中,撤除了學習鷹架,讓學習者在虛擬實境中能模擬真實世界的操作,用以評估學習者的學習成效。

洪教授與團隊致力於新科技應用於教與學的研究,此般將虛擬實境應用於技能訓練的成果,已技轉予心路基金會、多所特教學校與高職專業技術類科,期盼以創新方式應用新科技的優勢,加上多元人機互動方式的設計,打造創新學習模式,進一步提供學習者更多元的學習輔具,幫助其習得專業技能,期盼能創造技能訓練的新訓練模式。

原文出處:研究發展處研究亮點網

原始連結:http://rh.acad.ntnu.edu.tw/tw/article/content/9

洪榮昭 教授 | 工業教育學系師大講座洪榮昭服務於國立臺灣師範大學工業教育學系,亦為學習科學跨國頂尖研究中心及華語文科技研究中心的成員。

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