開發與探討虛擬實境在視覺空間認知能力訓練對於小學生數學幾何學習的影響

視覺空間認知能力（又稱，空間智能）被定義為產生、保留、搜索、及轉換結構良好的圖像的能力，是STEM人才的核心能力之一，也是學習數學幾何的關鍵能力。雖然數學幾何教育在台灣已經推行多年，但是現有的教學卻僅針對教育專家分析、拆解後的獨立概念進行教學與訓練，卻缺乏有系統地針對視覺空間認知能力進行基礎的學習與訓練，以致於學習上無法突破困難點，造成侷限。本計畫突破傳統的數學幾何教育框架，配合科技的躍進，開發、設計一款虛擬實境視覺空間認知能力訓練軟體，讓小學生可以突破實體教具的框架，針對各種視覺空間認知能力元素進行學習與訓練，期待受過訓練的小學生可以因此增進空間智能，並且在數學幾何的學習上（甚至是數理科的學習）都能有所進步。本計畫為期兩年，在第一年時，我們將花半年時間進行虛擬實境學習軟體開發，以unity 平台為基底，結合Google cardboard，針對空間知覺的不同面向能力（產生、保留、搜索、轉換）進行遊戲關卡設計，並在開發結束後，邀請教育專家與小學生進行實測，確認訓練概念與使用上無虞，最終進行產品優化與完成商品化。在第二年，我們將邀請小學生進行實際效度測試，小學生需要經過一個月左右的學習與訓練，並比較前後測差異，驗證虛擬實境視覺空間認知訓練確實可以促進小學生的空間智能，且幫助小學生於幾何上的理解與推論。最終，我們會將訓練數據量化成小學生個人的空間智能四角圖，作為評測一個小學生空間智能的重要依據。本計畫期待突破現在教育僵局，在訓練核心能力的同時，同時提升小學生的學習興趣，以利國家培育優秀的STEM人才。