教學實踐研究計畫成果報告發表 | 3D虛擬實境VR應用於工廠設計實作 | 北科大工業設計系梁又文老師
北科大工設系梁又文老師分享教育部教學實踐研究計畫成果：將 3D 虛擬實境 (VR) 導入工廠設計實作。透過 VR 模擬帶鋸機、圓盤磨砂機與線鋸機操作，解決傳統教學安全疑慮與設備限制，提升學習興趣與機台操作安全性，打造創新科技實驗室體驗。
教學實踐計畫成果 3D虛擬實境VR應用於工廠設計實作課程與練習之創新教學 | 計畫主持人：梁又文 | 國立台北科技大學工業設計系 | 虛擬實境導入設計系學生於工廠設計實作課程與練習之創新教學場域與技術應用研究 (PHA1110385)
3D 內容製作軟體採用 3DS MAX; VR 開發引擎採用 Unreal Engine 5
PROJECT: https://sites.google.com/view/liangyo...
LAB: https://sites.google.com/view/liangyo...
Blog: https://liangyowen.blogspot.com/
VR教學內容: • 教學實踐研究計畫成果報告發表 | 3D虛擬實境VR應用於工廠設計實作 | 北科大工業...
VR實驗進行 Day 1: • 研究實驗設計方法與實驗環境規劃範例怎麼做? VR工廠教學實踐計畫實驗 Day 1
關於實驗室主持人, 梁又文 (about me): https://sites.google.com/view/liangyo...
榮獲 110年度國科會工程處工業工程與管理學門專題計畫最佳研究成果優等獎: • 榮獲國科會工程處工業工程與管理學門專題計畫最佳研究成果優等獎項 | 臺北科技大學梁又...
台北科技大學工業設計系, 創新產品與混合實境設計實驗室 (Lab): https://sites.google.com/view/liangyo...
創新產品與混合實境設計實驗室 (Lab) 成果 (持續整理中):
https://sites.google.com/view/liangyo...
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其他研究計畫: • 國科會計畫、產學合作計畫或其他計畫成果展示 | 北科大工設系梁又文
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關於實驗室研究方向: • 北科大工業設計研究所梁又文老師實驗室在做什麼研究方向 | 混合實境MR、虛擬實境VR...
本計畫應用虛擬實境技術導入設計系工廠設備教學，期望能夠針對教學場域中發現的許多問題提出創新教學方法，進而解決學生操作工廠設備能力下降、學習環境不佳、設備數量與開放時間不足、以及意外受傷等問題。本計畫選擇三種常用於工廠實作的入門設備為教學目標：帶鋸機、圓盤式砂光機、線鋸機等。在每一個設備的初始課程階段，全體學生共同參與工廠實體設備的基礎教學與操作，建構足夠的先備知識。接續，本計畫以實驗法為主體，將該課程30位學生平均分為兩組，實驗組(15人)進階內容以VR設備導覽、操作教學、以及PBL任務練習為主體；控制組(15人)進階內容以持續前往工廠練習為主，不加入其他輔助教學。所有課程結束後，本計畫設計PBL實作題目對實驗組和控制組進行考核以驗證學習成效，並且收集學生的學習回饋。研究結果指出，實驗組在三種工廠設備的操作與實作能力表現上普遍優於控制組，尤其是操作正確性。在導入PBL實作題目考核時，普遍也是實驗組的學生表現優於控制組的學生。從學生給予的回饋中更可以發現，關鍵是在於使用VR做為創新教學輔助的實驗組擁有更彈性的學習機會，能夠高效率地完成學習目標。不過也有實驗組學生認為，虛擬實境與實體練習相互搭配會是最好的學習方式。
This study applies virtual reality (VR) technology in design factory equipment teaching, aiming to propose innovative teaching methods to address various challenges encountered in the instructional setting and ultimately resolve issues related to declining student proficiency in operating factory equipment, suboptimal learning conditions, limited equipment, and accidents occurring. The project focuses on three commonly used introductory factory devices: band saw machine, disc sanders, and wire saw machine. In the initial course for each piece of equipment, all students collectively participate in foundational instruction and hands-on operation of factory equipment to establish sufficient prior knowledge. Subsequently, the project adopts an experimental approach, wherein the thirty students enrolled in the course are evenly divided into two groups: the experimental group (15 participants) receives advanced instruction primarily centered around VR device-guided tours, operational tutorials, and problem-based learning (PBL) tasks; the control group (15 participants) continues with factory practice without additional auxiliary instruction. Upon concluding all sessions, the project designs PBL practical tasks to assess learning outcomes for the experimental and control groups and collect students' feedback. Research results indicate that the experimental group generally outperforms the control group regarding operational proficiency and practical skills across the three factory equipment types, particularly regarding accuracy in operation. Furthermore, in the context of the PBL practical task assessments, the experimental group consistently performs better than the control group. Feedback from the students highlights a key advantage of using VR as an innovative instructional aid in the experimental group, enabling flexible learning opportunities and facilitating efficient achievement of learning objectives. However, some students in the experimental group also expressed the view that a combination of virtual reality and actual practice would be the optimal learning approach.
00:00 影片導覽與 VR 教學計畫背景
00:48 帶鋸機 (Band Saw)：操作教學與安全規範
01:25 帶鋸機：VR 虛擬實境操作實作
02:28 圓盤磨砂機 (Disc Sander)：設備功能介紹
02:40 圓盤磨砂機：機台調整與使用教學
04:25 圓盤磨砂機：VR 沉浸式研磨體驗
04:48 線鋸機 (Scroll Saw)：數位模型與操作要領
05:45 線鋸機：VR 曲線切割實作 (H型圖案)
06:12 創新產品與混合實境設計實驗室介紹
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