[[alternative]]Developing the outdoor game-based learning environment by using ubiquitous technologies

碩士[[abstract]]戶外體驗的遊戲能夠透過與真實世界的互動讓學習者在遊戲過程中學習到知識，並且激發學習者自我學習與觀察的能力；本研究提出基於網頁介面之模組化的戶外遊戲式學習系統，該系統包含遊戲式學習環境與課程編輯工具。在遊戲式學習的遊戲模式中，主要採取類似大地尋寶（Treasure Hunter）的遊戲架構，藉由結合即時的線上地理資訊系統（Web GIS），如Google Maps，並與全球定位系統（GPS）及無線網路，讓學習者得以在戶外的透過地理資訊的混搭（Mash-ups）來取得即時的資訊。此外學習者可以在課程結束後透過網頁來後取得課後的回顧，藉由這個機制來瞭解到學習過程中所經過的路徑、回答問題的得分等等資訊；編輯者也可以透過的網頁介面所建構之課程編輯系統來編輯符合本系統環境的課程。我們希望這個戶外遊戲式學習環境能夠更有助於學習者在學習戶外活動課程上得以獲得更多的知識，以及簡化編輯者在編撰遊戲式學習的課程活動上的複雜度。[[abstract]]The outdoor experience game could help learner to learn the course knowledge by interact with real world learning activities. And inspired learners to learn self-interest and extended desire. We proposed the web-based outdoor experience game-based learning system which includes game-based learning environment and related course authoring tools. The gameplay learning behavior will be similar as treasure-hunt. We provided real time information of game through geographical visualization displaying by integrate the Geography Information System (GIS), Global Position System (GPS), wireless technology and UMPC/EeePC/Notebook platform. Not only learners could get current game mission situation and related learning results after finishing their game-based learning activities but course editors also could utilize the related course authoring easily to develop such kind of course content. We hope this game-based learning system could be more helpful and useful for learners/ course editors in learning/developing behavior in this kind of game-based learning environment.[[tableofcontents]]第一章 緒論 1 1.1. 研究背景與動機 1 1.2. 研究目的與重要性 4 1.3. 研究限制 5 1.4. 論文架構 6 第二章 相關研究工作 8 2.1. 隨適運算技術 8 2.1.1. 全球定位系統 9 2.1.2. 線上地理資訊系統 17 2.2. 戶外遊戲式學習相關之研究 27 2.2.1. 學習環境與效應 27 2.2.2. 環境融入性質 28 2.2.3. 成效分析 28 2.3. 現有之戶外遊戲式學習系統與環境 29 2.3.1. Geocaching 29 2.3.2. Mscape 31 2.3.3. 其他相關之研究 32 第三章 系統架構分析 33 3.1 開發概念 33 3.2 系統架構 34 3.2.1. 後端伺服器（Backend Server） 35 3.2.2. 行動執行端（Mobile Client） 38 3.2.3. 課程編輯工具（Course Authoring Tool） 38 3.3. 研究方法 39 3.3.1. GPS資訊分析 39 3.3.2. 距離換算 42 3.3.3. Ajax 43 3.3.4. Google Maps API 46 第四章 戶外遊戲式學習環境 49 4.1. 開發工具與環境 49 4.1.1. 硬體規格 49 4.1.2. 開發工具 51 4.2. 課程編輯系統 53 4.2.1. 任務編輯介面 53 4.2.2. 課程編輯介面 57 4.3. 行動執行端 60 4.3.1. 行動執行端介面 60 4.3.2. 遊戲流程 63 4.4. 系統評測 70 4.4.1. 問卷設計 70 4.4.2. 施測內容 71 4.4.3. 施測結果 72 第五章 結論與未來展望 76 5.1. 結論 76 5.2. 未來展望 77 參考文獻 78 附錄一 問卷調查表 83 附錄二 英文論文 84 圖目錄 圖 1、全球定位系統發展時間軸圖 9 圖 2、全球定位系統架構圖 10 圖 3、GPS定位原理之雙衛星 12 圖 4、GPS定位原理之三衛星 13 圖 5、地球橢圓與近似橢圓體差異示意圖[8] 15 圖 6、麥卡托投影示意圖[9] 16 圖 7、線上地理資訊系統發展時間軸圖 17 圖 8、HousingMaps網站首頁 21 圖 9、地圖日記網站 22 圖 10、Yahoo Local Maps 23 圖 11、Google Maps 25 圖 12、Microsoft Live Search Maps 26 圖 13、Geocaching藏寶圖說明畫面 30 圖 14、Mscape環境架構圖 31 圖 15、整體系統架構圖 35 圖 16、後端伺服器模組與關聯資料庫模型圖 36 圖 17、行動執行端模組 38 圖 18、傳統網頁瀏覽機制 44 圖 19、使用Ajax技術的網頁瀏覽機制 45 圖 20、Google Maps API架構 47 圖 21、GPS接收器 50 圖 22、任務編輯介面-觸發地點 54 圖 23、任務編輯介面-地點搜尋 55 圖 24、任務問題編輯範例 55 圖 25、任務編輯結果確認 56 圖 26、任務編輯介面-修改與刪除清單 57 圖 27、課程編輯介面 58 圖 28、課程編輯介面-選取任務點 58 圖 29、課程編輯介面-任務點詳細資訊 59 圖 30、課程編輯介面-確認資訊編輯成果 59 圖 31、行動執行端介面 60 圖 32、行動執行端介面-GPS信號 61 圖 33、行動執行端-遊戲介面 61 圖 34、行動執行端-取得任務資訊 62 圖 35、行動執行端-GPS資料串流 63 圖 36、遊戲流程圖 64 圖 37、行動執行端-學習者登入 65 圖 38、行動執行端-課程選擇 66 圖 39、行動執行端-課程資訊 66 圖 40、行動執行端-開啟GPS連接 67 圖 41、行動執行端-遊戲開始 67 圖 42、行動執行端-任務點資訊 68 圖 43、行動執行端-任務觸發 68 圖 44、行動執行端-課程結束 69 圖 45、課程執行成果 69 圖 46、科技接受模型 70 圖 47、系統易用性施測結果 72 圖 48、系統實用性施測結果 73 圖 49、使用態度施測結果 73 圖 50、使用意願施測結果 74 圖 51、實際使用施測結果 75 表目錄 表 1、常見的大地基準表 16 表 2、各類主流數位線上地圖服務系統之比較 26 表 3、NMEA 0183資料連結層設定欄位 40 表 4、推薦GPS最精簡傳輸資訊欄位格式 41 表 5、LR 9553X規格 51 表 6、問卷測驗之項目 71[[note]]學號: 696410322, 學年度: 9