經濟部工業局 104年度專案計畫

數位學習產業跨域躍升計畫

學習跨域創新加值分項計畫

下世代學習新興科技(如學習分析、

穿戴式科技、物聯網等)趨勢研析與推

動策略報告

主辦單位： 經濟部工業局

執行單位： 財團法人資訊工業策進會

中華民國 104年 11月 30日

i

目錄

壹、 前言 ............................................................................................. 1-1

一、研究目的與預期效益 ................................................................ 1-1

二、研究方法..................................................................................... 1-2

三、研究範疇與內容 ........................................................................ 1-4

貳、 全球學習新興科技發展趨勢與模式 ........................................ 2-1

一、全球學習新興科技產業發展與應用現況 ................................ 2-1

三、新興軟硬體技術簡介：物聯網 .............................................. 2-10

四、新興軟硬體技術簡介：巨量資料分析技術 .......................... 2-15

五、產品或服務成功案例 .............................................................. 2-19

六、全球學習新興科技導入校園推動現況 .................................. 2-24

參、 台灣學習新興科技發展趨勢與模式 ........................................ 3-1

一、台灣學習新興科技產業發展現況 ............................................ 3-1

二、台灣新興軟硬體技術簡介：穿戴式技術 ................................ 3-2

三、台灣新興軟硬體技術簡介：物聯網技術 ................................ 3-6

四、台灣新興軟硬體技術簡介：巨量資料分析技術 .................... 3-7

五、台灣學習新興科技產業導入校園推動現況 ............................ 3-9

六、導入遇到問題及解決方案 ...................................................... 3-13

肆、 結論與建議................................................................................. 4-1

一、推動策略..................................................................................... 4-1

二、結論 ............................................................................................. 4-2

三、學習新興科技導入數位學習產業之建議 ................................ 4-3

四、未來趨勢..................................................................................... 4-4

伍、 參考文獻..................................................................................... 5-1

ii

圖目錄

圖 1-1 研究方法 .................................................................................. 1-3

圖 1-2 研究範疇 .................................................................................. 1-4

圖 2-1 2013-2020全球穿戴式設備預估產值 .................................... 2-2

圖 2-2 在 2014~2019年各類型穿戴裝置的出貨量 .......................... 2-3

圖 2-3 Android Studio Developers官方網站提供之開發套件 ......... 2-4

圖 2-4 Android Studio 專案建置時選擇主要系統版本開發環境 .... 2-5

圖 2-5 Apple Watch與 iPhone運作 App之通訊架構示意圖 .......... 2-6

圖 2-6 Apple’s HealthKit Platform提供之服務示意圖 ..................... 2-7

圖 2-7 運用 Unity3D開發 Oculus Rift應用程式之畫面 .................. 2-8

圖 2-8 Google Cardboard使用示意圖 ................................................ 2-9

圖 2-9 Andorid Studio開始 Cardboard專案設定畫面 ...................... 2-9

圖 2-10 物聯網與第三平台 .............................................................. 2-10

圖 2-11 物聯網技術發展地圖 .......................................................... 2-11

圖 2-12 2013-2020連結物聯網設備之產值預估 ............................ 2-12

圖 2-13 Project Brillo提供各類裝置的支援項目 ........................... 2-13

圖 2-14 Weave提供之物聯網通訊協定 .......................................... 2-14

圖 2-15 Intel IoT Platform運作示意圖 ............................................ 2-14

圖 2-16 Intel Internet of Things Developer Kit ................................. 2-15

圖 2-17 2013-2020 Big Data於各類商業用途之產值分佈 ............ 2-16

圖 2-18 官方教學使用 AWS SDK for Java Document API之案例 2-17

圖 2-19 EC2連結 S3與 DynamicDB運作架構 .............................. 2-18

圖 2-20 AWS Data Pipeline ............................................................... 2-19

圖 2-21 YourCampus360導覽畫面 .................................................. 2-20

圖 2-22 使用者透過 Oculus Rift仰望耶魯大學體育館 ................. 2-21

iii

圖 2-23 專注力檢測報告與穿戴式設備 .......................................... 2-22

圖 2-24 適性化推薦流程簡介 .......................................................... 2-23

圖 2-25 Knewton 合作單位 .............................................................. 2-24

圖 3-1 Google 眼鏡可以如何應用在教育上的發想 ......................... 3-2

圖 3-2 兒童智能錶多項學習功能及定位功能 .................................. 3-3

圖 3-3 健康智慧手環所記載睡眠品質與運動狀態 .......................... 3-4

圖 3-4 佐臻公司的智慧眼鏡產品設計 .............................................. 3-5

圖 3-5 宏達電虛擬實境裝置結合世界藝文典藏與科技技術 .......... 3-5

圖 3-6 智慧型紡織品在教育上的發想 .............................................. 3-6

圖 3-7 虛擬教室透過多方視訊會議技術達遠距教學 ...................... 3-6

圖 3-8 資料分析價值鏈 ...................................................................... 3-8

圖 3-9 雲端數據平台與物聯開發板之連線範例 .............................. 3-9

圖 3-10 學童在虛擬平台上打造專屬飛機場 .................................. 3-10

圖 3-11 政大附中校祕書展示智慧手環 .......................................... 3-11

圖 4-1 學習新興科技發展趨勢 .......................................................... 4-1

圖 4-2 學習新興科技推動策略 .......................................................... 4-2

iv

表目錄

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

1-1

1. 壹、前言

隨著行動無線網路與軟硬體技術成熟且蓬勃發展，無所不在的

通訊與運算已成為人們不可或缺之服務，而穿戴式裝置、物聯網技

術及雲端運算巨量分析等新興技術於近年有著爆炸性的成長，在生

活智慧化的趨勢之下，數位學習與校園領域也逐漸導入這些新興技

術，促進建構創新智慧化學習環境的整體解決產品方案。以 103 年

智慧校園推動之布局策略，學習科技產業必須推動具國際競爭力之

前瞻產品及服務，才能擴展智慧服務市場進而躍昇成長。於今年

104年將注重如下幾個議題：

(一) 新興科技產業發展與應用趨勢

研析如何應用新興技術建構創新學習方法或提供個人智慧化學

習服務，達到「校園學習智慧化」之目的。

(二) 學習新興科技導入校園推動模式

如何將新興技術導入現有的學習環境，研析歐美等國在政府的

政策推動、相關法律制定及資安技術上之配套措施，使校園相關產

業導入新興技術後，研發創新產品或新服務得以預見市場趨勢，進

而開創新商業模式等效益。

(三) 學習科技產業推動策略及具體建議

研究海內外學習新興技術與建構創新數位學習服務，根據發展

趨勢與推動現況，研究與導入新興學習技術，發展行動學習營運架

構、運用新興科技創造創新學習，並持續推動海內外標準導入、開

創造交流商機，以期擴大整體數位學習產值。

因此，本報告將研究海內外下世代新興學習科技之應用趨勢與

軟硬體發展現況，以及政策推動模式與個人資料保護措施進行探

討，希冀借鏡國外成功範例提供台灣企業做為發展智慧校園產品服

務之參考，並提供具體建議以協助台灣不同產業加入智慧校園產業

生態圈，拓展新市場進而提升其價值與產值。

一、研究目的與預期效益

政府現正推行校園智慧化的政策，希望籍由政府推動、業者主

導及各單位協助，透過 4G無線網路環境及新興學習軟硬體設備，從

基礎校園建設及學習應用服務，商轉營運至智慧優質服務強化與擴

散，達到服務永續經營、地方繁榮受惠及人民幸福有感。校園智慧

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

1-2

化將可帶動既有產業鏈高度合作、整合及整體輸出，為校園相關產

業提供轉型升級契機，達成以整體解決方案輸出之目標。

本研究之目的包含如下：

(一) 調查海外國家推動或導入新興科技於校園之現況與模式

(二) 分析台灣校園科技產業運用新興學習技術於服務之現況

(三) 發展運用新興技術於校園學習軟硬體環境之內容與模式，加速

台灣校園相關產業的創新能量

(四) 提出具體學習科技推動策略，促進台灣校園相關廠商發展智慧

校園產業生態圈，創造產業新價值

本研究之預期效益包含如下：

(一) 依據全球學習新興科技應用情況與技術需求，瞭解現階段發展

趨勢與市場策略，促使學習科技產業導入新興科技並建構智慧

校園解決方案，做為創新產品研發與應用服務參考指標

(二) 研究全球學習新興科技產業應用範疇與商業模式，提供創新學

習環境相關產品或服務發展方向，做為相關產業運用新興校園

科技拓展創新服務以開創新市場之參考

(三) 研析運用新興學習科技研發相關產品或服務之營運模式與實際

案例，提供我國企業做參考典範

(四) 協助政府與教育領域相關軟硬體業者，於市場整合規劃之推動

策略參考，營造校園科技產業生態圈

二、研究方法

本報告之研究方法如圖 1-1所示，將由下列方式進行：

(一) 初級資料蒐集分析

1. 新聞媒體或網路社群之報導

2. 書報雜誌

3. 企業網站

(二) 次級資料蒐集分析

1. 研究範疇相關產業市場調查資料

2. 產業趨勢發展調查報告

3. 海內外數位學習及新興技術應用相關研究機構報告

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

1-3

(三) 專家意見分析

1. 內部會議討論

2. 台灣新興科技應用專家與學習相關廠商蒐集相關資料及諮詢

(四) 撰寫研究報告

1. 趨勢研析與推動策略報告

資料來源：資策會教研所本計畫執行團隊整理(2015.05)

圖 1-1 研究方法

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1-4

三、研究範疇與內容

本研究範疇如圖 1-2 所示，主要包含學習新興科技產業發展與

應用，及學習新興科技導入校園推動兩大方向：

資料來源：資策會教研所本計畫執行團隊整理(2015.05)

圖 1-2 研究範疇

本研究內容包含研究目的、調查執行方法、範疇與研究分析，

並針對於歐美亞及台灣等國家之學習新興科技產業發展與應用趨

勢、市場機制現況及政府推動政策進行描述，以瞭解目前全球智慧

校園市場以及數位學習產業智慧化發展現況與趨勢，並針對台灣校

園相關產業，運用學習新興科技投入智慧校園產業的發展現況，分

別進行資料整理與分析。最後綜合全球與台灣新興學習技術導入數

位學習產品與服務現況，及智慧校園相關產業的發展趨勢，提出與

之相對應的結論與建議。

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2-1

2. 貳、全球學習新興科技發展趨勢與模式

因市場需求之下，近年行動裝置迅速普及，微型化的軟硬體技

術成熟度具有爆炸性的提升，加上 4G無線網路建置後，在資料傳輸

與雲端伺服器連接已可說是暢行無礙，不受地區以及頻寬的限制；

也因為如此，許多過往無法實現的應用技術或概念亦逐漸產品化，

於市場嶄露頭角，運用這些新興技術導入學習領域將會是未來發展

重點之一。於近年世界各國皆已投入數位學習智慧化的發展，提供

創新產品及服務，期能促使社會達到智慧、永續及全民三方皆能持

續成長之願景。因科技迅速的演進使得每日資訊數量有爆炸般成長

的時代，研發準確並有效率且適合自我學習的創新服務或產品，將

成為提升產業核心競爭力的重要議題。根據全球趨勢分析及台灣產

業近年成果，發展導入新興科技及技術概念，於數位學習或校園科

技領域上之服務產品，如穿戴式設備、物聯網與巨量資料分析等，

將在市場上有龐大的潛在商機。因此，本章節將針對新興軟硬體科

技研發與產品應用，發展於學習領域較快且較成熟的國家進行探

討，將以美國、英國等歐美地區及日本、韓國、中國等亞洲地區國

家的校園相關產業當作研究對象。接著，將分析全球各國政府在佈

建創新學習環境的推動政策，研究這些新興技術從產業導入校園或

學習環境時，整體配套措施與解決方案，使相關產業得以在政府支

持下產生新產品、新服務流程、新市場或新商業模式等。除此之

外，由於新興學習技術的導入有一部分是注重於個人化服務應用，

如何在技術層面與法律上保護隱私極為重要，針對此議題提供相關

案例進行分析。

一、全球學習新興科技產業發展與應用現況

在學習新興科技產業發展與應用現況上，挑選新興互動穿戴式

裝置、物聯網及巨量資料技術三個主題進行研究探討，其原因如

下。

CES2014 消費電子展及各大論壇、資訊展及電子商展中，穿戴

式裝置為去年度之焦點，各大廠商紛紛提出自家產品與服務方案，

主要應用可當作智慧手機的「第二螢幕」，提供訊息通知及感測數

據追蹤收集，亦可運用於虛擬實境與擴增實境等影像互動，思考當

人類身處虛擬數位空間，能否同時打造全新的感官體驗，各廠商紛

紛提出自家產品與服務方案，本研究報告針對近年已成熟之應用案

例與硬體導入進行探討，做為邁向智慧化學習解決方案之一。

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

2-2

物聯網技術隨著穿戴式感應器等硬體微型化設備日益漸增，結

合 4G無線網路與雲端處理系統之應用發展，運用領域涵蓋食、衣、

住、行、育、樂需求，乃至於醫療、工業、農業、教育，及日常所

需的環境監控、交通管理與資源管理等，舉凡能想到之項目或未發

想之運用，皆能與物聯網產生連結。物聯網之形成，須從底層、技

術、平台、雲端運算、服務及商業模式等整體產業鏈，台灣的優勢

在於不同的領域皆有長久發展之經驗與潛能發揮，掌握過往經驗、

現有優勢與未來創新，將可把實力化為商機。因此，此議題為今年

各大論壇商展之爭相討論焦點，亦成今年 CES2015 展場焦點，做為

校園環境智慧化應用方案之核心技術。

近期與物聯網同樣熱門話題即雲端運算，為打造個人智慧化服

務系統，運用物聯網感知裝置蒐集資料進行行為分析，記載物品於

製造、物流與消費之生產過程之資料；同理，亦可紀錄學生之學

習、測驗與作業之學習歷程，期實現履歷等資訊互聯與共享，做為

未來內容開發與教學服務設計之重要指標。大數據分析應用與研究

成果已具備相當基礎，預計可降低教學及產品開發成本，進而改善

個人學習與廠商經營效率。因此以下將依三種技術面應用之技術發

展現況、市場應用趨勢及未來潛在產值進行分析介紹。

二、新興軟硬體技術簡介：穿戴式技術

資料來源：Analysys Mason (2015)

圖 2-1 2013-2020全球穿戴式設備預估產值

2014 年被許多科技類媒體譽為「穿戴式元年」，於此得知此類

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2-3

產品將具爆炸性成長。在過去穿戴式技術已應用於特定企業工作環

境、先進國家軍事應用以及專業醫療上，但隨著技術精進使晶片微

型化與低成本化，此技術逐漸開始進入一般消費者市場當中，如智

慧眼鏡、智慧手錶、頭戴式顯示器、健身或健康用生理感應器等，

尤其以 2012年由 Google推出之 Google Glasses做為穿戴式設備之指

標性產品，使得此項技術逐漸被社會所認識，廠商亦藉此尋得商機

紛紛投入軟硬體產品的研發，如圖 2-1 所示，根據 Analysys Mason

預估穿戴式技術相關產品之產值將會以每年 50%的成長速度上升，

於 2020年產值將達到 229億美金[1]。

資料來源：IDC (2015)

圖 2-2 在 2014~2019年各類型穿戴裝置的出貨量

2015 Horizon Report 指出穿戴式技術將在未來 2~3 年之內成為

高等教育教學設備[2]，使用這些設備的優勢為可讓使用者達到"自我

量化"，97%支援智慧手機的穿戴式追蹤器能夠紀錄飲食、睡眠及移

動軌跡，使用者能透過這些資訊取得個人生活情況之量化數據，進

而改善自我作息[3]。GlobalWebIndex 表示，於 16 歲到 24 歲之間年

齡層，高達 71%的學生有意使用智慧手錶、眼鏡及手環等裝置[4]，

如圖 2-2所示，IDC預測 2019年智慧型穿戴式裝置將達到 1億 2千

萬的出貨量。而會有如此顯著成長，歸功當代的穿戴式設備不僅僅

可用於追蹤一個人做了什麼、花了多少時間，更能夠協助使用者完

成過往沒辦法做的事情。如 YouVisit 建立一個線上平台，提供超過

1000個大學之虛擬之旅，能透過 Oculus Rift或 Google Cardboard讓

學生到各個大學進行參觀，甚至能進入一般學生禁止的區域[5]。新

的穿戴式裝置已逐漸轉變學習與教學過程，學生能夠在活動時，做

為一種自我導向且建構式的學習工具，幫助他們發揮創造力，提供

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2-4

交流機會，及更簡單的溝通方式，讓學生學得更快更有效率。教師

亦可運用此技術，根據感應器回傳的資料與系統分析報表，更有效

的對學生進行管理，進而提供更好的教學環境[6]。綜觀這些案例，

顯示穿戴式技術對於改善學習與教學方式的重要性。

(一) Android穿戴式設備開發套件簡介

於 2014 年 11 月，Google 執行董事長 Eric E. Schmidt 表示行動

裝置發展的速度比他想像得快，未來網站只會用來儲存歷史資料，

所有功能都整合在行動載具，加上穿戴式裝置與物聯網的發展趨

勢，個人數位系統的時代即將來臨[7]。在 2014 年 12 月，Android

Studio 1.0 正式發佈為穿戴式設備重點開發平台，圖 2-3，特別強化

了不同形式穿載式載具(如 Android Wear 裝置、Google 眼鏡等)之

App 支援及 Google 雲端平台服務整合，有助於未來不同行動載具及

相關雲端運算功能開發。

資料來源：Android Studio Developers (2015)

圖 2-3 Android Studio Developers官方網站提供之開發套件

我們對 Android Developers官網對於開發套件描述之特點，進行

整理歸納[8]：

1. 能夠為同一專案根據不同測試狀況產生多重的 APK 檔案，

以及不同裝置設備的可擴充之外觀樣版。有助於廠商開發

app 時能針對不同裝置與系統版本發布不同的執行檔，以便

有效降低開發成本，圖 2-4。

2. 偵測於不同裝置上執行效能、易用性、版本相容性與其它

問題的原始碼分析警示工具，除此之外，亦提供 ProGuard

與 App 簽署加密金鑰保護程式碼內容。能夠提前於開發中

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2-5

找出專案可能遇到的問題，並且具完善的防竊能力，使廠

商開發時能降低除錯與資安成本。

3. Android 系統支援 Google 提供之雲端計算與雲端代管服務

之功能，並且具有程式碼自動完成提示功能與程式碼重構

功能。使小組開發時能夠更加有效率，並進行版本控管與

備份。透過 Android Studio開發適用於穿戴式設備的 App，

將可獲得完整的官方技術支援，開發教學文件與 Sample

code 於官方網站上皆有相關資料提供開發者研讀，並且支

援 Windows、Mac OS X及 Linux等系統平台進行開發，藉

由官方提供之專案範例即可快速產出 App 之應用雛型，有

利於廠商開發穿戴式應用服務產品時能降低投入成本。

4. 於今年 Google 開發者大會上將進一步提升對穿戴式裝置的

易用性，在推出 Android Wear 平台這一年以來，儘管已經

有 4000個應用程式以及超過 1500款由開發者所開發的 API

上架，但相較於 Apple 所提供之服務仍有不足，而這次釋

出更新，將讓現有 Android Wear 使用者擁有更多樣的方式

使用自己的智慧手錶。包括手腕體感偵測、Wifi 無線傳

輸、低耗能待機(Always­on)、以及 Emoji 圖片辨識等功

能，即使使用者雙手騰不出空閒或手機不在身邊，都能取

得需要的資訊。

資料來源：Android Studio 1.0 (2015)

圖 2-4 Android Studio 專案建置時選擇主要系統版本開發環境

(二) Android穿戴式設備開發套件簡介

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

2-6

於 2015 今年年初蘋果開始投入穿戴式設備市場，Apple watch

為該公司之前鋒率先問世，其開發套件 WatchKit 在硬體設備開賣之

前就已於去年 11 月問世，讓開發者們得以提前熟悉該設備的壓力觸

控方式、通知機制、資訊顯示介面等功能，因而使其 App 作品更趨

完美。由於手機與手錶的螢幕解析度與顯示大小相去甚遠，兩者在

顯示介面框架必定不相同，目前在手機所呈現的界面是透過 UIKit

framework[9] ， 而 手 錶 所 呈 現 的 界 面 則 是 透 過 WatchKit

framework[10]，這兩者有相似的地方，也有許多不一樣的地方，但

基本上 WatchKit 是 UIKit 的簡化版，且於手機上較為注重瀏覽而不

是互動功能，所以WatchKit提供之互動設計元件也因此較少。

WatchKit 完整支援 Apple Watch，目前來說，Apple Watch 尚不

能獨立運作 App(撰寫時間點 2015年 6月)，需與 iPhone互相搭配才

能啟用各種功能[11]，雙方透過 WatchKit Extension來維持 iPhone與

Apple Watch 之間的通信，如圖 2-5。也就是說，目前的 Watch App

是視為 iOS App的延伸，而非獨立的 App。Apple Watch只負責顯示

演算好的結果，而所有的計算都通過 iPhone 完成，點選圖片時的運

作方式為：手指觸控資訊回傳給手機程式，然後手機程式運行後再

更新新的圖片給手錶。

資料來源：Pacmac - En PacMac trasteamos con WatchKit (2014)

圖 2-5 Apple Watch與 iPhone運作 App之通訊架構示意圖

基於以上特性，當業者有意開發 Apple Watch 相關產品時，如

企業內部原有 iOS App 開發團隊即可直接投入而無技術門檻，且趁

早投入，可以讓自己既有的 App 產品或服務，具有高度差異化的競

爭力優勢。

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2-7

而在 Apple Watch 硬體規格部分，不同的版本除了尺寸大小與

解析度稍微不同之外，硬體規格皆為相同，皆具有耐磨之 Ion-X 玻

璃、心跳率感應器、加速感應器、陀螺儀以及 IPX7的防水能力，可

不限環境隨時使用是此裝置最大特色[12]，由於高強度的硬體規格，

美國醫療資訊管理平台開發商 Polaris 將準備以此裝置進軍醫療應用

[13]，提供與 Apple HealthKit 平台相容的應用程式，圖 2-6，協助使

用者追蹤並管理自己的健康；研究人員預期，利用 Apple Watch 將

可改善資料收集程序，進而強化病患的治療計畫。

資料來源：Bidnessetc - Apple’s HealthKit Platform – Revolutionizing

The Healthcare Industry (2014)

圖 2-6 Apple’s HealthKit Platform提供之服務示意圖

(三) 頭戴式顯示器硬體設備與開發套件簡介

現代頭盔式顯示設備因晶片微型化及優異製程技術，進而逐漸

降低生產成本與產品體積，使得商業化的相關產品逐漸進入一般消

費市場，於近年具代表性產品為 2012 年開始募資開發的 Oculus

Rift，以及 Google 運用手機特性而設計的延伸性產品 Google

Cardboard，首先針對其開發套件進行簡介。

Oculus 開發套件支援 Windows 7 以上系統版本與 Mac OS X 等

作業系統，安裝完開發套件後即可透過 API 對此裝置進行控制，於

SDK 提供兩種開發專案之案例[14]，其一為透過 Microsoft Visual

Studio 進行開發，能夠選擇 2010、2012 或 2013 的專案範例，學習

如何運用程式碼控制 Ouculus，或是直接以範例為基礎開發產品，無

須另外學習如何介接設備。另一種是透過 Unity3D 引擎開發，於官

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2-8

方所提供之開發套件具有完整的專案檔，亦能夠透過於遊戲引擎中

導入專案，即可使用 Oculus 來呈現立體影像，不須學習其程式運作

原理即可研發應用程式，如圖 2-7。也就是說，如要發展運用 Oculus

呈現立體視覺效果的應用程式，只要原本工程團隊熟悉 Microsoft

Visual Studio或是 Unity3D，則無須額外進行培訓即可投入相關產品

的開發作業。

資料來源：Unity Community Support (2014)

圖 2-7 運用 Unity3D開發 Oculus Rift應用程式之畫面

自 2012年 Oculus Rift問世以來，前期開發者預覽版本已更新數

次，目前預定 2016 年第 1 季正式推出消費者版本[15]，Oculus 首席

架構官兼 Rift 技術主管 Atman Binstock 表示，為了專注在 Windows

平臺上提供優質的消費級虛擬實境體驗，團隊已經暫停了針對 OS X

和 Linux 平臺的開發工作，並且提供推薦於 PC 運作的基本硬體配

置。處理器：Intel i5-4590或更高，顯卡：NVIDIA GTX 970 / AMD

290 或更高，記憶體：8GB 以上。對於一般消費者來說，不論是建

置符合電腦所硬體配備成本，或是 Oculus 本身的售價(節自 2015 年

6 月其售價訂為 350 美金)都屬於偏高，但優異的立體視覺呈現仍為

首選的展演工具。

也因如此，由 Google設計之 Google Cardboard就能展現其價格

優勢，拜過去幾年行動裝置硬體競賽之賜，CPU、GPU 及螢幕顯示

技術成熟度都獲得了爆炸性的成長。由於人類能感受立體影像之原

理，為兩眼接收到不同角度影像時產生之深度感，若能將手機螢幕

分割成兩個並顯示具角度偏差之畫面，再運用紙板隔開使雙眼看到

不同影像，就能使手機成為頭盔式顯示器了，這也就是 Google

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2-9

Cardboard的運作原理，圖 2-8。

資料來源：Slash Gear - Google Cardboard gets serious: VR headsets for

the masses (2014)

圖 2-8 Google Cardboard使用示意圖

在 Google Developers 上具有 Google Cardboard 完整開發套件

[16]，主要開發環境分為兩種：Android Studio與 Unity3D，兩者在官

方開發者支援網站上皆有範例專案，將自動在執行時提供不同立體

角度的分割畫面，且與 Oculus 的開發情況相同，工程師亦能夠在沒

有熟讀範例程式碼的情況下也能夠順利開發相關應用程式，只要在

PC 安裝 Android SDK Tools 與 Android Studio 後即完成開發環境建

置。另外，由於 Unity3D支援 iOS平台發布，Cardboard的應用軟體

只要是由 Unity3D開發即可同時於 Google Play與 Apple Store上架。

資料來源：Aalincode - EXPLORATIONS WITH CARDBOARD!

(2014)

圖 2-9 Andorid Studio開始 Cardboard專案設定畫面

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

2-10

於今年 2015 年 Google 開發者大會，發表了新的命名 Google

Cardboard Viewer (V2)[17]，解決目前版本不能使用太大螢幕的問

題，新設計可用於最大尺寸達 6 吋螢幕的智慧型手機，並且讓使用

者可以方便隨身拆解與攜帶，也將能不透過 Unity3D 即可支援 iOS

系統。除此之外亦推出 Expeditions 計劃[18]，期望透過此裝置把任

何地方都能做為教室，目前正和美國自然歷史博物館等一些機構合

作，製作適合課堂教學的 VR 影片，企圖改變傳統教育與藝術機

制。

最後，與 Oculus 頭盔顯示器比較之下，Google Cardboard 顯得

十分方便與具有低廉的成本優勢(節自 2015年 6月其售價約 200元新

台幣)，但缺點為受限於手機螢幕大小以及硬體演算能力，在同一款

沉浸式虛擬互動軟體上，使用者會因不同款的手機具有不同大小的

螢幕尺寸，而有不同程度的沉浸式感受，理所當然的，硬體規格較

普通與螢幕較小的使用者其體驗就會較為薄弱。綜整以上之描述，

可發現運用穿戴式頭盔顯示器開發應用軟體門檻極低，有些甚至只

需要設置好開發環境即可進行開發，僅需另外投入極低技術學習成

本；有意投入之業者可以衡量上述之優缺點挑選適合的工具進行研

發。

三、新興軟硬體技術簡介：物聯網

資料來源：IDC (2015)

圖 2-10 物聯網與第三平台

承接上述，穿戴式裝置將大量進入商業市場，如何串接這些裝

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

2-11

置進行資料收集將是此節重點。物聯網，於近年因無線通訊感測器

微型化與降低成本的影響，逐漸嶄露於社會生活當中。2011 年 IDC

針對 ICT產業的預測[19]，從最開始第一平台的大型主機時代，轉到

以個人 PC與網路為主的第二平台時代，而現在即將轉變到以巨量資

料、雲端運算、社群服務及行動裝置的第三平台時代。今年 IDC 研

究指出物聯網將可包含第三平台所有特性，如圖 2-10，這些特性將

可帶來以下優勢：巨量資料有助於即時決策，發掘具有參考價值的

新興資料數據來源；雲端運算將可以有彈性的調整工作負載，兼具

拓展性和靈活性，在從終端接收龐大資料並進行分析的過程來說是

極為重要的；行動裝置則能夠連接各種感應器，做為收集感測數據

之終端；最後，社群服務將能做為消費者與企業決策人進行溝通的

直接管道。

資料來源：IDC (2015)

圖 2-11 物聯網技術發展地圖

一般定義上來說，物聯網是一個基於網際網路與傳統電信網的

資訊承載體，讓所有能夠被獨立尋址的物理實體對象實現互聯互通

的網絡通訊技術。但在 IDC 的定義上[20]，卻是認為需要硬體被人

使用情況下，進行互通互聯的資料傳遞與蒐集，才能被稱為物聯

網，因為人類並不會想知道"機器"的行為，而是想知道人類的活動

方式，這一點在智慧校園環境中，物聯網的相關應用特性是相當重

要的。隨著物聯網市場不斷發展與創新，使新的市場結構開始出

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2-12

現，IDC在 IOT的技術分類上劃分了 12種類別，如圖 2-11，相信可

以藉由此技術地圖的制定，能使廠商及服務提供業者開拓新的市場

機會。

根據 Gartner研究指出[21]，預計在 2020年將會有高達 250億種

智慧型裝置連接上物聯網，從一般的消費型產品到能夠為政府節約

能源的智慧路燈，都能成為連接物聯網的潛在對象，與物聯網連結

將會成為民生用品的規格標準，進而推估智慧型手機亦可能會成為

家庭中小型物聯網的中樞，能夠連結家中的冰箱到洗衣機等所有電

器用品。Gartner研究總監 Alfonso Velosa表示[22]，從軟體到服務對

能夠連接物聯網的晶片需求，數十億樣的商品將影響整個產業鏈，

至 2020年產值將高達 450億美元，如圖 2-12。

資料來源：IDC (2014)

圖 2-12 2013-2020連結物聯網設備之產值預估

2015 年 Horizon Report 對於高等教育的研究指出，物聯網終於

在教育環境這議題中成為焦點，學生可以使用他們連接物聯網的設

備，從周遭環境接收更多有益的資訊，如學生探索某個城市時，透

過手機端連結周遭的智慧型設備，得知過去的歷史、政治甚至人類

的生物作息[23]。在 2014年，車商 Innova UEV與 Internet2合作，在

科羅拉多州立大學、匹茲堡大學、華盛頓大學和美國威斯康星大學

麥迪遜分校導入智慧電動車，藉由車內的感應器蒐集的資訊，應用

於以公共交通為主題的一系列研究議題，期望透過調查結果達到節

能的目的[24]。綜觀以上研究，顯示物聯網對於改善學習環境的重要

性。

(一) 物聯網平台 Google Project Brillo

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2-13

物聯網今年逐漸成為熱門發展項目，Google 於今年開發者大會

推出了專屬 Android 的物聯網平台 Project Brillo[25]，圖 2-13。此系

統平台基本上為現時的 Android 系統簡化，僅使用系統最基本的核

心，使之能在低功率晶片中建立物聯網平台，此技術可以應用在門

鎖、監控攝影機等日常家居裝置，並透過 Weave 進行事件觸發與其

他裝置交流。

資料來源：Redmond Pie (2015)

圖 2-13 Project Brillo提供各類裝置的支援項目

Google 資深副總 Sundar Pichai表示 Weave能讓裝置自己定義事

件，圖 2-14，如用在智慧門禁系統時，可以定義門鎖「鎖門」與

「解鎖」兩種事件，並且透過 Weave 讓其他裝置理解這些事件的意

義，進而讓裝置間可辨識這些事件並進行互動，如鎖門的動作發生

後其他電器也會收到此項事件，並依照預設條件在事件發生的同時

關掉電源或觸發其他動作。儘管於電器設備中的 Brillo 系統缺少 UI

控制功能，但 Android大部份的通訊機能依然存在於 Brillo上，如可

設定冰箱接收並執行「冰箱，將在冷凍庫第二層的豬肉退冰」這樣

的語音操作指令。

資料來源：Google Development (2015)

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2-14

圖 2-14 Weave提供之物聯網通訊協定

在開發套件上，除了一般電器用的 SDK之外，Google也另外針

對行動裝置提供 SDK，不僅讓開發者能在 Android 開發嵌入 Brillo

作業系統的連線裝置之管理應用程式，進一步也支援 iOS 作業系

統。目前 Project Brillo尚未提供一般消費者使用，預計於 2015年第

三季時正式發布。

(二) 物聯網平台 Intel IoT Platform

於去年 2014 年 12 月， Intel 發表物聯網平台 (Intel IoT

Platform)[26]，圖 2-15，希望藉由軟硬體的整合，簡化物聯網產品的

連結性，並提升資料存取之安全性。此架構具有連結、安全、管理

及分析 4 個要素。連結部分支援不同新舊設備使用的通訊協定，能

將來自於最前端感測器取得之數據，透過閘道器進行數據收集。在

資訊安全上，則是以旗下安全防護產品 McAfee 與 Intel Wind River

進行設備數據管理，每個晶片上具有專屬的 ID，讓連上網的設備能

經由 ID 進行辨識，確保能維持預設安裝狀態，防止駭客利用遠端來

安裝惡意程式。

資料來源：Intel (2015)

圖 2-15 Intel IoT Platform運作示意圖

Intel 官方提供 IoT Developer Kit[27]，包含了主機板與感測器套

件等硬體裝置，如使用者所需的感測器，開發套件不具有支援之驅

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2-15

動程式，Intel 將能協助使用者開發所需之硬體驅動。軟體部分，則

包含 Yocto 1.6 Linux 系統啟動映像檔以及基本驅動程式，以及常用

的 API 等工具。在 IDE 與程式語言的部分，能以 C、C++、

Javascript 及 Wyliodrin 進行開發，支援 Eclipse IDE 與 Arduino 的

IDE ， 並 且 提 供 Intel 旗 下 之 雲 端 運 算 服 務

(https://dashboard.us.enableiot.com)，開發者可透過此項服務儲存與分

析感測器回傳的資料，做為非商業用途之免費服務，整體開發套件

架構見圖 2-16。

資料來源：Intel (2015)

圖 2-16 Intel Internet of Things Developer Kit

Intel 認為，要讓裝置能夠彼此連結，物聯網中最關鍵的要素就

是負責搜集和詮釋資料的閘道器(Gateway)，能透過有線和無線等不

同通訊介面，達成與外部的感測器裝置、雲端連結，並整合資料分

析功能。與 Google Project Brillo 的概念大為不同，前者是注重於以

感測器直接送資料連上雲端系統，後者則是感測器的資料經過閘道

器統一處理後再上雲端系統做進一步處理，其做法各有優缺點，未

來 5 年之內 IoT 整體基礎架構，將會在這兩大系統概念磨合後逐漸

明朗。

四、新興軟硬體技術簡介：巨量資料分析技術

2015巨量資料趨勢為「Big Data Gets Little」，這句話就能看出

經過穿戴式裝置與物聯網收集了巨量資料於雲端之後，如何從當中

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2-16

挖掘具有商業價值的數據將會是關鍵議題。巨量資料分析服務為近

年成長極快的產業。隨著雲端相關服務的興起，運用巨量資料進行

分析演算的門檻逐漸降低，相關應用的發展使得政府、企業及民營

組織可透過此項技術從中取得未來發展趨勢以及商機，逐漸改變了

人類社會的運作型態。也因此，中國華為預測巨量資料分析服務將

以每年 CAGR 26%的成長速率[28]，於 2020年時達到 98.3億美金的

市場產值，圖 2-17。

資料來源：Forbes - Roundup Of Analytics, Big Data & Business

Intelligence Forecasts And Market Estimates, 2014 (2014)

圖 2-17 2013-2020 Big Data於各類商業用途之產值分佈

運用巨量資料將能帶來巨大效益；以個人來說，能夠分析出專

屬於自己的資料庫，藉由穿戴式裝置或其他載具不斷收集生活歷程

與生理資訊，進而量化個人特質；從商業角度來說，可以達到「精

準行銷」，也就是所謂的客製化服務，廠商能夠藉由分析消費者購

買模式，提供適合的產品或服務；從政府的角度而言，除了可以從

量化數據中得知民眾所需，進而提供更好的服務之外，在交通、防

災、環保及天候等議題上，皆能夠給予不同程度的效益。以交通來

說，能運用各路口之車流量數據避免塞車情況；或是在天候預測

上，能夠更為精準的預測未來天氣狀況。

基於上段所描述的特性，進而延伸至教育方面時，巨量資料分

析將可以提供個人化學習服務。Horizon Report 指出，各國政府逐漸

了解到現代統一課程的教學模式，只能分辨出哪個學生對於目前課

程掌握得較為迅速，而不能得知學生是如何學習以及努力的程度

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2-17

[29]；老師也很難設計課程，滿足所有學生的學習能力，進而造成學

習落差。為了達到適性化學習目的，必須先開始收集學生的學習紀

錄，這些紀錄將可以以視覺化儀錶板的方式提供給老師與學生[30]，

掌握對課程的進展與學習習慣，進而協助學生達到更有效地學習。

更進一步，儀錶板能夠幫助老師更好地檢視所有學生學習數據，以

重新評估課程設計方式並調整內容提升其學習有效性。

雲端處理巨量資料服務平台簡介：Amazon Web Services - Big

Data on AWS，根據國際研究暨顧問機構 Gartner在 2014年的雲端基

礎架構服務 Magic Quadrant研究報告指出[31]，認為全球雲端運算產

業界中，AWS 提供之技術成熟度大幅度領先其他業者。AWS 上現

有提供幾個服務是專門針對巨量資料所設計，接下來將會針對這幾

項技術進行簡介。

首先資料庫方面，Amazon 提供巨量資料儲存方案，2014 年年

底，Amazon Web Service團隊對 DynamoDB NoSQL資料庫服務進行

了升級[32]。此次更新改善了 DynamoDB對 JSON的支援度，可以使

用 AWS 提供之 SDK 存取較大的 JSON 文件，從 64KB 提升到

400KB，並且放寬了檔案大小限制，進行存取、查詢和更新，支援

的開發語言有 Java、.NET、Ruby 以及掛載於瀏覽器的 JavaScript

Document API[33]。

資料來源：Amazon Web Services (2014)

圖 2-18 官方教學使用 AWS SDK for Java Document API之案例

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2-18

接下來是檔案儲存方面，AWS 營運初期即提供的 S3(Simple

Storage Service)雲端儲存服務，價格便宜且服務穩定度高，其優勢有

以下幾個項目：儲存容量不受限制、一個檔案大小最多可達 5TB、

依照儲存及傳輸量計費(用多少付多少)、可產生具加密與時效性的檔

案存取連結、高可靠度的服務品質(可達 99.999999999%的物件持久

性)以及可承受大量同時存取等特性[34]，結合與 DynamoDB 即可建

置一個巨量資料儲存庫，如圖 2-19。

資料來源：AWS Big Data Blog - Using Amazon EMR with SQL

Workbench and other BI Tools (2014)

圖 2-19 EC2連結 S3與 DynamicDB運作架構

最後，有了巨量資料儲存空間之後，我們需要一個能夠處理大

量資料的服務，Amazon Elastic MapReduce (Amazon EMR)[35]，此服

務以 Hadoop框架為基底，簡化了巨量資料處理程序，能以快速且節

省成本的方式連結動態的 Amazon EC2執行個體(AWS上的虛擬機器

服務，能依照需要處理的資料量增加或減少平行運算的機器數量)，

用以分散處理巨量資料。並與其他 AWS 資料儲存方案(如 Amazon

S3和 Amazon DynamoDB)進行資料存取，圖 2-20。其資料演算法可

以使用 Java、Hive(類似 SQL 語言 )、 Pig(資料處理語言 )、

Cascading、Ruby、Perl、Python、R、PHP、C++或者 Node.js進行開

發，官方亦提供各語言開發範例提供做為參考[36]。

以上三種 AWS服務提供最基本處理巨量資料所需的技術服務，

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2-19

對於希望投入此項領域的廠商來說，能夠節省大量建置系統所需之

軟硬體成本，亦可以減少維護系統運作之工程人員，可以集中研發

巨量資料分析處理之演算法，提升分析結果之產出速度以及有效

性。不僅如此，基於雲端平台服務特性，在廠商初期研發分析系統

時，因使用機器之容量、頻寬以及效能之需求量較低，租用 AWS服

務進行研發時投入的資金可說是相當低，待產品正式上線時，再依

照系統使用量升級 AWS相關服務即可。

資料來源：AWS Documentation (2012)

圖 2-20 AWS Data Pipeline

總結來說，相較於過去建立伺服器初期就需投入大量資金於基

礎軟硬體上來說，使用類似 AWS相關服務平台可說是相當有利，市

面上亦有許多其他提供雲端演算平台，如中華電信 hicloud、

Microsoft Azure等。Horizon Report預測四到五年後適性化學習將為

數位學習產業之主流，對於現在來說這技術正在初期階段，若廠商

於近期開始投入將有可能提早建立市場基礎，確保產品服務之領導

地位。

五、產品或服務成功案例

(一) 穿戴式校園導覽服務 - Youvisit

Youvisit 為提供線上虛擬校園導覽服務之公司。不論哪一個國

家，每年都有眾多的學生期望能夠至國外的學校進行學習，但對於

非本國的學生來說，要在就讀之前熟悉校園環境，除非你自掏腰包

買一張機票去實地訪查，否則根本沒辦法體會另一個國家的大學環

境與校 園生活 。 YouVisit 的創始人 Taher Baderkhan 、 Abi

Mandelbaum 和 Endri Tolka 在國外留學時認識了彼此[37]，並且體會

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2-20

到這個問題，於是他們在 2008 年創建了 Youvisit 的前身

YourCampus360 服務平台[38]，透過這個網站能與其合作約 1000 個

大學校園中進行虛擬導覽，如圖 2-21。

資料來源：Parents Countdown to College Coach (2011)

圖 2-21 YourCampus360導覽畫面

除了 PC平台之外，亦開發了 Android和 iOS兩大行動裝置可用

之 App以及 Facebook上的服務市集。經過幾年的發展，導覽也不再

局限於美國的大學，進一步與南美、非洲、加拿大等地的大學進行

合作。這些大學邀請 YouVisit 攝影團隊來到校園拍攝虛擬遊覽用全

景照片。攝影團隊使用自行開發之圖片縫合技術，將高解析照片縫

合成全景圖片。Tolka 表示這些大學對此平台服務能帶來的效益充滿

信心，甚至破例允許他們進入一些連管理人員都無法進入的區域與

實驗室進行拍攝。

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

2-21

資料來源：Youvisit (2014)

圖 2-22 使用者透過 Oculus Rift仰望耶魯大學體育館

於 2013 年，他們購入 Oculus Rift 開發套件[39]，將現有全景導

覽服務移植為虛擬實境來呈現。並且在免費試用期間，他們將

Oculus Rift 寄給了幾間合作的大學，於招生時把 Oculus Rift 提供給

有意申請大學之高中生試用，藉由此設備參觀校園。以此方式之招

生成果大為成功，於是各個院校紛紛開始採用 Oculus 頭盔顯示器搭

配 YouVisit來進行虛擬校園導覽服務，圖 2-22。除了 Oculus之外，

Youvisit 亦在去年開始推出 Google Cardboard 導覽服務[40]，且已於

Google Play 上架，使用者可直接下載於手機並搭配 Google

Cardboard即可進行虛擬校園導覽。

(二) 運用穿戴式之創新聽覺診斷系統 - YDP Auditory Attention

Young Digital Planet是芬蘭傳媒集團龍頭 Sanoma Oyj(其業務覆

蓋歐洲 20 國的大企業集團)為改革北歐教育所創立[41]，推動學習方

式從紙本到數位化，進一步到走向個人化學習 (Personalised

Learning)，將傳統教科書轉換成 Adaptive eBook / Interactive eBook。

他們認為教育的目的是為了激發人類潛能，而為了有效率地達成此

目的，必須提升個人專注力。具有高度專注力在現代教育中，除了

可以令個人化學習更有效與更有趣之外，最重要是令學習者有自我

動機提升對於學習的興趣。

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

2-22

資料來源：Young Digital Planet (2015)

圖 2-23 專注力檢測報告與穿戴式設備

他們認為運用聽覺刺激是提升專注力最佳方法，推出可隨身攜

帶的解決方案，提供支援 iOS 之 App 並於學習時將耳機穿戴在身

上，透過檢測得知學習者在什麼聲音頻率之下能夠達到最佳的專注

力，圖 2-23。其理論背景為 1950 年法國耳鼻喉專家 Alfred Tomatis

所建立之 Audio-Psycho-Phonology 理論，描述聲音與生理及心理是

相互依存[42]，於是通過給予不同頻率的聲音，將有助於提高大腦的

運作效率，進一步提升人類在學習上的專注力。藉由波蘭財政部的

引薦，目前此項服務於全球約 40個國家 300個教育單位進行採用；

在波蘭國內則有超過 70間小學由歐盟贊助來使用這套設備。

(三) 巨量資料分析之適性化學習平台 - Knewton

Knewton 為知名適性化學習平台，目標為提供學生預測性分析

及個人化推薦，根據使用者的學習特點和使用習慣的差異，提供即

時精確的學習成效預測並調整學習內容，使教學更加因材施教。

Knewton 創建於 2008 年，初期推出 GMAT 培訓課程，使用新一代

網絡平台進行互動教學，曾為 ETS 和 LSAC 編寫網絡測驗綜合評分

軟體。其核心產品是適性化學習工具，成立之初主要針對 GMAT、

LSAT、SAT 等線上考試提供個人化學習服務，2011 年以後陸續與

大學和內容出版商合作，將各類課程材料進行數位化，創建龐大的

線上教學資源庫，提供課堂學習資源，包括 K-12、高等教育及職業

訓練[43]。

Knewton 最大的優勢在於其強大的即時推薦引擎，通過數據收

集、串接、分析和推薦來提供個人化的學習課程，最佳化學生的學

習效果。為提供連續適性化學習，系統分析成千上萬的數據資料，

包括概念及結構上不同難易度的測驗結果，以及透過不同互動學習

媒介所蒐集之歷程數據，藉由複雜的演算法，不斷地把每個學生表

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

2-23

現最好的數據內容串接起來，經過收集所有學生的數據，藉由巨量

資料分析提煉出適性化推薦結果，圖 2-24。在此過程中學生能夠獲

得持續更新的學習概覽，將最近學習的概念與技巧，以及使用平台

過程中的學習軌跡納入考慮範圍，利用這些訊息分析推測，學生在

哪個時間點能以最佳的學習狀態開始學習[44]。

資料來源：本研究團隊 (2015)

圖 2-24 適性化推薦流程簡介

Knewton 與世界一流的教育出版商、硬件開發商、線上授課平

台、學習管理系統、App 供應商等機構合作，並與微軟以及歐洲線

上教育公司 Sanoma Learning 敲定合作關係。合作者能夠利用

Knewton 平台，提供適合個別學習者的學習內容和體驗；對於出版

商和內容供應商，可以將適性化學習技術導入到自家的產品，為老

師們提供成熟的學習成效預測分析技術。目前全球各地已有 15 家公

司達成合作協議，圖 2-25，涵蓋 120 個國家，建構適性化教學內容

資料庫。此營運模式為最有效率獲得大量使用者的方式，並同時帶

來巨額盈利，而不是自己去開拓市場。Knewton 的最終目標是建立

全世界的人們，如何以最有效率的方式進行學習的資料庫，這些數

據將非常有價值，以巨量資料分析技術解決當前各國政府於傳統教

育所面臨的危機。

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2-24

資料來源：Knewton (2014)

圖 2-25 Knewton 合作單位

Knewton 自成立以來已獲得總額超過 1 億美金投資，在教育科

技企業領域裡遙遙領先。2011 年 Knewton 的全年營收預估為 600 萬

美元，並獲得 Accel Partners和 FirstMark Capital 3300萬美元投資，

當時公司市值預估已達到 1.5 億美元。2012 年，《福布斯》預測未

來四年內，Knewton 的營收有望突破 1 億美元。由此可見運用巨量

資料分析於學習服務之市場潛力。

六、全球學習新興科技導入校園推動現況

在學習新興科技導入校園推動現況，選定各國推動政策案例及

個資保護之技術面與法律面做分析的原因為：

(一) 於 CES2014 消費電子展中，穿戴式裝置為去年度之焦點，各大

廠商紛紛提出自家產品與服務方案，本研究報告針對近年已成

熟之應用案例與硬體導入案例進行探討。

(二) 物聯網技術隨著穿戴式裝置等微型化硬體感測設備，結合 4G

無線網路與雲端處理系統之應用發展，成為今年受注目的焦點

之一。

因此，本章節將依學習新興科技應用推動政策案例，及個資於

學習新興科技應用之技術面與法律面兩個主題進行介紹：

(一) 全球政府於學習新興科技應用推動政策案例

1. 美國：美國政府針對將新的軟硬體科技帶入校園提出政

策，由師資培訓為起點，於 2014 年年底，美國總統歐巴馬

在演講中描述知識與教育在 21 世紀的重要性[45]，透過引

進新興科技與創新內容重新設計教育課程，使學習內容能

直接和產業有關，讓學生能基於興趣和各自的學習風格進

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

2-25

行學習。老師部分，則要知道如何運用科技的輔助進行個

人化教學引導，以及設計專題導向學習。因為如此，必須

提供老師完善的培訓機制，讓他們受到良好的專業訓練。

歐巴馬總統表示善用科技將有助於達成適性化學習。南韓

就將所有教科書都電子化，並訓練老師在教室內使用這些

科技；新加坡讓每所學校都有比美國平均快 40 倍的寬頻網

路，因此，美國也必須做些什麼讓未來的孩子能有足夠競

爭力。於是美國政府宣布展開 Connect ED 五年計畫，以減

少校內的科技落差，目標讓 99%的美國學生能連上高速網

路。同時，在企業的贊助下，將提供學校免費 ipad,

MacBooks, Apple TV等硬體及 adobe、autodesk等軟體。美

國政府與 edX 和 Coursera 進行合作，讓學生與老師透過網

路能輕鬆取得線上培訓課程。edX 推出讓高中生先修的

AP(Advanced Placement-level)課程認證以提升學生的程度，

以及 Coursera 提供的師資培訓課程認證以提升老師的專業

能力。期望能達到「讓家庭和學校獲得高速網路、讓老師

使用科技進行創新教學、協助每個學生可以取用數位裝置

及高品質數位內容」的願景，使美國能變得更好。此項政

策宣布之後，未來兩年內美國聯邦通信委員會(FCC)將投資

2000 億用於提升連接學校和圖書館的網路速度，20 多萬個

學生將能運用最新有線與無線的網路服務。

2. 加拿大：於 2013 年年底，位於加拿大的阿爾伯塔(Alberta)

省發布了新的科技學習政策框架[46]，當中包含五大方向：

以學生為中心學習、創新與研究、專業領域知識、培育領

導能力以及導入數位化教學環境等五大方向。其中第五項

目標為讓所有學生、教師、行政人員以及其他專業教育人

員，都能獲得可靠的軟硬體設備、高速網路服務以及數位

化的學習環境。政策框架的前四大項目將基於這些基礎延

伸發展。政策中明確規定，學校須保證相關硬體設備讓學

生都能平等的使用，並且以此來輔助學生進行教學。除此

之外，亦要尋求數位學習廠商或其他技術團隊引入先進的

教育技術，而且要提供最新的資安管理環境。在政府方

面，教育局須為學校提供安全且高速的網路環境，並與民

間企業進行合作，提升數位學習環境之系統執行效率和定

期維護，與更新系統版本或技術標準。

(二) 探討個資於學習新興科技應用之技術面與法律面

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

2-26

1. 澳洲：澳洲政府在 2014 年年初提出巨量資料發展定律

[47]，期望在技術與創新應用發展的同時，能夠先擬定資料

使用之底線，以確保人民權益。其政策發展做法上，是以

『促進資訊與技術開放互通與共享』搭配『資料應用原則

與監察機制』為原則，設立資料使用註冊機制，確認資料

可互相分享利用，並明定資料使用責任守則，建立專門監

察機關隨時監督計畫發展狀況。巨量資料明訂為國家資

產，使用目的必須以公眾利益為基礎，並且在應用時考慮

隱私設計，確保數據完整性與使用過程透明化，使得所有

政府專案結果皆會成為公開資料。

2. 美國：美國政府於 2014 年由總統科學顧問與技術顧問委員

會，對美國過去資料政策發展進行檢討[48]，提出未來政策

建議方向與法規修訂建議，早先在 2012 年美國政府就投入

2 億美元啟動多項國家級巨量資料計畫，用於發展巨量資料

所需的技術與分析工具，如數學演算法、人機互動工具、

視覺化工具等。並贊助各級學術單位成立培訓小組，鼓勵

大專院校等研究機構設立研究學程，培育資料科學家與工

程師相關技術人才。並且透過建立 Data.gov 開放資料供各

界使用，其資料集數量已累積到 40 萬種。為保護如此龐大

之資料量，他們建議修改「消費者隱私保護法」，為巨量

資料蒐集與分析等用途調整法規內容，並且進行宣導讓消

費者知道資料如何被使用。基於網路無國界之特性，其消

費者隱私保護法應用範圍須擴大至非美國人民，並修改電

子通信隱私保護法，確認線上資料保護標準。

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

3-1

3. 參、台灣學習新興科技發展趨勢與模式

台灣科技產業優勢在於不同的領域皆有長久發展之經驗與潛能

發揮，運用過往經驗、現有優勢與未來創新，分析發展趨勢、推動

現況及導入學習新興技術，以建構創新數位學習服務，持續推動海

內外標準導入，開創國際交流機會，將實力化為商機，擴大整體數

位學習產值。本章節闡述台灣目前最熱門學習科技產品及校園推動

概況，依技術應用、發展現況、市場趨勢及未來潛在產值進行分析

介紹。

一、台灣學習新興科技產業發展現況

台灣產學業界已經累積了多年的跨領域整合能量，資通訊產業

之製造經驗與技術，已成功地為台灣產業開啟高階電子器材市場，

包括華碩、鴻海、廣達、佳世達等業者，都積極投入高階穿戴式裝

置，打入全球市場。目前全球供應鏈已往東亞地區移動，未來若能

善用當前的資通訊軟硬體技術，結合海外在地業者共組產業鏈，提

高產品品質與服務水準，聚焦在地化市場與策略合作國際大廠，打

造永續經營的商業模式。

穿戴式行動裝置興起，促使人群與環境互動方式增加許多新的

可能性，挑戰穿戴式裝置與新媒體應用之未來想像。而物聯網使用

範圍十分廣泛，涵蓋物流運輸、健康醫療、智慧環境及智慧空間等

應用領域，將顛覆現行企業商業模式與工廠生產線模式；人們的生

活模式將因此面臨巨變，使得教育型態也隨之變動。透過多種穿戴

裝置、感測裝置、巨量資料分析及軟硬體資訊設備打造智慧學習環

境，運用感知裝置與巨資分析機制以活化教學成效、建置科技化校

園及實現個人化學習。研究機構 TrendForce預估，自 2015年開始，

約有 25%的台灣企業將採用物聯網技術，產業規模更將達到 9000億

新台幣。歸功於台灣從軟體到硬體產業在物聯網整合供應鏈上一應

俱全之背景，於未來市場發展趨勢將為台灣產業帶來龐大商機，智

慧空間應用領域也將隨之迅速發展。

整合多項技術並附加現代化資訊科技，使用者可即時地搜尋或

擷取全世界各角落之大小知識、訊息與專家網絡，並透過無線通

訊、行動裝置與近年來逐漸成熟的穿戴式科技，皆能帶來前所未有

的體驗。學習風潮搭上耳熟能詳的雲端科技，網路開放課程搭配物

聯網串流技術，把全世界最好的教育資源傳送到使用者裝置已不成

問題，每使用者幾乎可隨時隨地獲得高品質學習資源，透過網路設

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

3-2

備便可無限制地存取，與世界任何地方的人們進行訊息交流，人群

社交網路更像是一個專家系統。線上課程已成為課程授課之主流型

態，追蹤任何學習數據並彙整分析結果建立反饋基礎，彙整來自不

同軟體、應用程式、系統學習數據，有效率地整合資料，學習設計

師或教師可以進行實驗分析，從反饋資訊來決定較佳的作法。

二、台灣新興軟硬體技術簡介：穿戴式技術

穿戴式科技泛指具運算功能及先進電子科技的衣物或穿戴配

件，其設計通常兼顧實用性及特徵性，有二種穿戴式裝置殺出重

圍，其一為「智慧手錶」，拜人手一支智慧手機所賜，智慧手錶成

「第二螢幕」，其功能可用於校園安全輔助，結合自動化點名系

統，使家長可得知學生課堂出席情形，並可紀錄學生每天消耗卡路

里等生理資訊，以得知身體是否有異常狀況，且可觀察學生的睡眠

情況與課業成就之關聯性，幫助老師掌握學習效率。

資料來源：InformED(2015)

圖 3-1 Google 眼鏡可以如何應用在教育上的發想

另一種是以訴諸專業功能的產品，智慧眼鏡靠著專業領域的特

殊功能吸引消費者，越來越多人注意到應用此設備所帶來的便利

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

3-3

性，以第一人稱視角錄影並整合成全班上課或戶外教學的學習經

驗，儲存並分享手作示範過程、利用虛擬實境功能來強化戶外學習

成效，甚至能隨地進行歷史導覽、擷取日常生活中所看到的科學現

象、遠距一對一教學、即時翻譯並加速語言學習等學習型態之改

變，徹底改變教師和學生之間的溝通模式，圖 3-1 所示，Google 眼

鏡應用於教育之發想[49]，如利用擴增實境提升外科手術品質、進行

沉浸式課堂內容記錄與串流遠端直播等創新應用。

除了上述二類產品為穿戴科技運用大宗之外，還有智慧型紡織

品亦被開發運用，聯合台灣紡織產業綜合研究所及相關業者，涵蓋

設計、電子、特殊布料，甚至消防單位等不同產業組成聯盟。所研

發之智慧衣著可廣泛用於警消人員之防火衣與運動機能衣，並可用

於學生運動服，搭載心跳率、體溫、呼吸、跌倒監測與靜止偵測，

幫助老師掌握孩子的活動狀態。

(一) 台灣穿戴式智慧手錶/手環產品裝置簡介

資料來源：悅睿科技(2015)

圖 3-2 兒童智能錶多項學習功能及定位功能

穿戴式相關應用產品持續於市場增溫，新型態穿戴式運算產

品，不只是提供單純的嵌入式運算服務，如智慧手錶/手環大多還兼

具健康記錄器、監測心跳率、追蹤消耗熱量、睡眠品質監控或生理

資訊記錄等進階功能，整合各式感測元件並顯示使用者整體健康狀

態，扮演完美貼身夥伴。智慧手錶搭載光學感應器感測運動時的心

跳狀態[50]，依據性別、年齡等資訊，以推薦使用者從事適當強度的

運動。如圖 3-2 所示，兒童智慧手錶所推出的服務功能[51]，讓孩子

於五至八歲的學習黃金期，自然學習時間管理、自理生活、養成好

習慣，以建立同儕及家人之間良好互動關係。健康智慧手環記載睡

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

3-4

眠品質，包含深睡、淺眠與總睡眠時間等紀錄[52]，如圖 3-3 所示。

上述類似裝置眾多、功能雷同，皆可做為智慧學習的載具，以用於

自主時間管理及互動學習內容。搭配定位模組及安全天使 APP 可運

用於校園安全維護，另搭載心跳監測與睡眠品質追蹤可運作於智慧

保健之應用，提供學習成效關聯性分析。

資料來源：研鼎崧圖公司(2015)

圖 3-3 健康智慧手環所記載睡眠品質與運動狀態

(二) 台灣智慧頭戴式裝置簡介

智慧眼鏡讓使用者可不用雙手便能操控並觀賞影片，運用於行

動學習，隨時隨地接收視訊串流以達學習成效，工作場合遇到過去

曾見過的熟人，智慧眼鏡能提供臉部辨識並提供對方姓名等個人資

料，眼鏡亦可翻譯出眼前的文字如菜單或路標。此外，只要在食指

戴上特製的戒指，就能如觸摸現實生活中的實體一般，互動操作螢

幕上的影像。台灣智慧眼鏡研發聯盟提供更完整的無線系統應用解

決方案[53]，整合智慧眼鏡上下游供應鏈，如圖 3-4 所示，從晶片到

軟體、硬體系統組裝至後端應用。

另一類頭戴式設備為虛擬實境裝置，設計者皆嘗試提出新設

計、新互動模式，亦預告人類想像的未來，於今年度台北遊戲開發

者論壇最熱門的展示，莫過於虛擬實境裝置，結合世界藝文典藏與

科技技術，藉此讓消費者能直接「穿越時空」以視覺親身感受虛擬

文物之旅，如圖 3-5所示。

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

3-5

資料來源：北美智權報(2015)

圖 3-4 佐臻公司的智慧眼鏡產品設計

資料來源：HTC Vive (2015)

圖 3-5 宏達電虛擬實境裝置結合世界藝文典藏與科技技術

(三) 台灣智慧型紡織品簡介

紡織科學家從紡織品之強度、孔隙度和色牢度等物理特性，轉

移到其他可強化服裝功能，結合電子與資訊處理能力，與智慧型手

機等行動裝置作聯結，讓智慧型紡織品充滿許多應用潛力，如圖 3-6

所示。財團法人紡織業拓展會發表智慧型紡織品及穿戴式科技之發

展現況，並提到健康監測系統最初為太空人使用而開發，可將太空

中的太空人之重要生理資訊進行監控、記錄並傳輸到控制站。相關

的紡織品應用亦可擴展至消防員之生命監控紀錄功能、醫療生理參

數監測功能，可製作學生運動衣，以紀錄學生心跳率、體溫與呼

吸，以助老師掌握孩子的活動狀態。

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3-6

資料來源：今周刊(2015)

圖 3-6 智慧型紡織品在教育上的發想

三、台灣新興軟硬體技術簡介：物聯網技術

(一) 台灣視訊串流應用簡介

資料來源：HBX Live (2015)

圖 3-7 虛擬教室透過多方視訊會議技術達遠距教學

線上教學平台到多方視訊會議技術等整合研發，至今已有「虛

擬教室」被打造而成，如圖 3-7 所示，即時互動課程有如一場大型

視訊會議，學生們能夠隨時向授課者發問，也能和其他同學進行討

論。過往大專院校所推出的線上教學平台，通常為事先預錄，學生

在網上觀看教學影片後，若有任何疑問僅能透過事後寫電子郵件、

留言等方式提問。串流應用於網路服務上，扮演重要資訊傳輸媒介

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

3-7

之一，從音訊串流到視訊串流，衍生許多網路服務應用，上述視訊

會議與線上教學皆為應用之一。串流亦可用於場所監控，連結設備

實現智慧聯網，運用動態偵測與雙向語音功能打造校園安全環境，

達到串流訊號與監控照護目的，不論居家或校園安全，透過遠端監

控即時影像，保障師生安全、提供家長遠端監看，打開 APP 即可隨

時監看動態，亦可隨時拍照、錄影，記錄生活要事。

搭配攝影機提供視訊連結功能，亦能支援多方視訊會議，以服

務應用於「生活、醫療、教育、商業應用」宗旨。業者推出的智慧

校園公播系統[54]，視訊系統整合閘道器做為物聯網核心，結合攝影

機與服務應用軟體提供簡便介面，透過遠端監控即時影像，保障師

生安全並供家長遠端監看。

(二) 台灣物聯網開發平台簡介

打造物聯網最重要的三大元素便是感測裝置、網路連接技術以

及雲端平台。開發物聯網裝置須強化其連網能力之外，還必須具備

超低功耗以利於長時間運作等能力，因此，許多業者提供自家開發

平台，內建擁完整電腦功能的超微型處理器，提供免費下載開源

碼，可依需求自行修改，成為推動物聯網應用之最大助力。

Maker界的領袖 Chris Anderson指出，「自造者才是下一次工業

革命的重點」，即工業 4.0之主要核心，微型電路控制板 Arduino僅

為一個手掌大小，於 2005 年由義大利團隊所創造，開發板可串接各

種電子裝置，如 LED、LCD、喇叭、馬達、開關、溫濕度感測器、

紅外線發射與接收器，也可以接上乙太網路、藍芽傳輸、WiFi、

RFID、GPS 等各種通訊模組，可運用於校園每一角落，包括溫度感

測控制冷氣運轉、可變電阻控制燈光亮暗、紅外線遙控電器裝置等

功能。相較於開放硬體霸主 Arduino，聯發科以 Linkit做開發硬體核

心，雖為後起之秀，但在物聯網商業化競爭中，展現低功耗與連網

能力等優勢，加速物聯網創新與布局。

四、台灣新興軟硬體技術簡介：巨量資料分析技術

物聯網概念相當龐大，其萬物皆可連網收集巨量資料，但若只

是單純存於伺服器中，便成了大而無用且佔空間的紀錄，需要將龐

大的資料進一步分析並透過網路或雲端提供適當反饋，物聯網之建

構才有意義。巨量資料收集與分析為人們帶來新的思維，從電子商

務、社交生活、公共行政、健康醫療與教育學習皆適用，是由資料

探勘延伸出來的概念，並非重視分析方法，而是在大量資料本身所

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3-8

蘊含的資訊，提供人們對於各種現象新的解讀方式及預測能力。近

幾年在教育及學習領域，線上學習及行動學習之推廣，不僅課內外

的教學模式有了許多變革，從學生和老師的教學應用與行為，可逐

漸導入巨量數據之觀念，並進一步探究教育資料裡潛藏涵意，同時

更為發揮數位教育的特性與價值。

資料來源：科學研習月刊-第 54卷第 3期(2015)

圖 3-8 資料分析價值鏈

智慧校園可產生的資料來源豐富且為數眾多，但要洞察巨量資

料並找出應用價值，需要遵從一系列處理方法與流程[55]，單純的資

料如何成為有意義的資訊，便成主要研究主題，如圖 3-8 所示，資

料分析價值鏈，巨量資料到決策經過的處理過程，透過資料發掘、

整合及再利用等三大步驟。

(一) 台灣智慧校園校務行政系統簡介

校園行政平台記錄每一學生的每一個學習行為[56]，包含上課、

讀書、筆記、作業、考試、實驗、討論等學習記錄，特別是當大量

使用電腦、網路及行動裝置進行學習時，龐大的數位化紀錄將成為

學生學習歷程的重要資料庫，透過系統管理分析提供學習者及指導

者值得參考資訊，記錄學生的確切學習時間、課程或問題所花的時

間、題目類型的答題狀況、學習地圖的發展軌跡等歷程，做為學生

自我量化與學習管理基礎。

數位化的評量系統已經有許多成功的理論與實作，能替個別學

生、特定班級或族群，進行各個面向的統計與分析。評量模式經由

電腦裝置的操作與紀錄，逐漸形成能分析的巨量資料，搭配學生個

人背景及操作細節，能觀測到不同學生族群在學習上的相關的元

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3-9

素，而可設計更為個人化的教育課程及教學模式，期未來的教育可

善用這些資訊，而能真正達到「因材」與「適性」教學理想。

(二) 台灣物聯網雲端平台簡介

2015 年全球物聯網裝置達到 49 億台，預估 2020 年成長至 250

億台[57]，物聯網將成為企業在近年最重要的科技趨勢之一，未來 3

年將對企業營運產生重大影響。多家科技大廠皆推出雲端數據平

台，幫助開發穿戴式和物聯網裝置無所不在地存取數據接口，實現

物聯網創意概念[58]。

資料來源：聯發科(2015)

圖 3-9 雲端數據平台與物聯開發板之連線範例

從前端感應裝置蒐集大量資料，用於遠端監控及感應裝置管

理，確保所有裝置的資料蒐集、傳輸均正常，經過資料蒐集、彙

整，再透過大資料分析及機器學習，加上歷史資料分析、趨勢預

測，以進一步作出反應，如圖 3-9所示。

五、台灣學習新興科技產業導入校園推動現況

台灣每天超過 500 萬師生至少投入在校園活動 8 小時，校園安

全、健康成長與多元學習等議題受到各界關注。數位學習與校園領

域也逐漸導入這些新興技術，促進建構創新智慧化學習環境的整體

解決產品方案。以 103 年智慧校園推動之布局策略，學習科技產業

必須推動具國際競爭力之前瞻產品及服務，今年已有許多推動案例

如下：

(一) 運用互動式 3D動畫與視覺技術提昇空間幾何學習成效之研究

近年來日益成熟的互動式 3D動畫與空間幾何之輔助教材，研究

探討互動式動畫教學、視覺多媒體教學與一般教學三種不同教學法

對於學生學習空間幾何之影響。

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3-10

參考文獻[59]彰化縣某國小高年級學生為實驗對象，根據實驗結

果提出以下建議：一、視覺多媒體教學須配合良好的 3D媒體設備與

教學環境，否則無法提昇學生之學習成效。二、教師在進行互動式

教學時，必須掌控學生自行操作互動式動畫之時機，以增加學習遷

移效果。三、對女學生而言，多提供能加深圖像視覺化印象之輔助

教材，亦能增進學習遷移。四、對高學習成就者而言，互動式動畫

教學與視覺多媒體教學可顯著提高其空間能力之學習保留量。

(二) 基隆市中山高中設未來教室

基隆市中山高中設置「未來教室」，為了提高同學的學習興

趣，培養科技資訊能力，購置一批平板電腦。生物老師配合課本單

元特別設計「校園植物搜查大作戰」教學 APP 軟體「Garden」，介

紹完課本基本植物概念後，出了四道題目，讓學生運用 APP 軟體尋

找校園植物名稱。透過結合新興科技及 APP 軟體，促成老師運用新

教學媒體之動力。

(三) 西門國小虛擬實境學習平臺激發創造力

資料來源：「學生自我建置情境」學習計畫(2015)

圖 3-10 學童在虛擬平台上打造專屬飛機場

臺北市西門國小、國立臺灣師範大學與科技頂尖中心執行「學

生自我建置情境」學習計畫，如圖 3-10 所示，建置虛擬實境學習平

台，於虛擬世界興建機場、蓋房子，並化身虛擬人物身在其中。研

究團隊未來將結合國語、英語、客語及閩南語等語言課程，讓學生

打造個人或團體的 3D情境，提升學習成效及興趣。訪談分析顯示，

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93%參與者認為，在虛擬實境中學習很有趣，透過虛擬人物自由活

動，做到真實世界無法做到的事。學童執行任務需要創造力，在無

形中訓練獨立思考能力，更學習如何透過團隊合作打造心中的機

場，激發及提升學童的想像力與創造力。

(四) 政大附中開發智慧手環以強化校園安全

文山區政大附中位於山區，學生不用穿制服到學校上課，校園

屬於開放狀態，校方和廠商合作並開發智慧手環，如圖 3-11 所示，

智慧手環為全國首創，該手環平常可當手錶使用，也可計算走路步

數、卡路里及安全功能。當學生在校內遇到危險可長按手環七秒，

把學生的所在位置傳給校方，以增進校園安全。政大附中亦於校內

設置虛擬圍牆，當有不明人士在校內走動時，相關訊息會在第一時

間通知校方，上傳到老師的平板電腦，達到即時回報增加學生安

全。

資料來源：政大附中(2015)

圖 3-11 政大附中校祕書展示智慧手環

(五) 虛擬教室結合頭戴顯示器之注意力偵測及準確度分析

虛擬教室結合頭戴式顯示器系統為目前認知復健相當有前景的

一項虛擬實境發展應用，由於成效好壞與個人注意力集中與否有相

當大的關係。因此藉由與虛擬教室中人物的互動學習，能夠將注意

力不集中的行為矯正回來。注意力好的學習者會將大部分的注意力

集中於老師或是白板、投影幕的教材上，反之，注意力差的學習者

容易被課堂上其他學生的舉動所影響，導致無法集中注意力於學習

上。為了能夠在虛擬教室系統中了解受試者的注意力所在，以科技

輔助透過 3D 頭戴式顯示器做來為受試者呈現出虛擬實境的教室場

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3-12

景，利用創新的注意力圈設計來判斷受試者在虛擬教室實驗中所專

注的目標。

(六) 政大附中圖書館人員在席偵測

台北政大附中圖書館導入智慧管理系統，於閱覽區結合智慧影

像分析技術進行「人員在席偵測」，當區域內無人時自動關閉燈

光，以節省不必要的能源使用。借還書櫃台增加「需求服務通

知」，當有學生靠近櫃台尋求服務時，系統主動發送訊息提醒館

員。

(七) 玉田國小導入電子圍籬以強化校園安全

宜蘭玉田國小校園導入智慧管理系統，學校門口、校園死角及

高危險區域，使用「三層圍籬」功能加強警戒，同時設定「人員徘

徊」偵測，當有人員於區域內徘徊、逗留超過預設時間，系統將主

動送出警訊提醒學校師長留意。同時在籃球場增加「熱點分析」功

能，可清楚得知是否有學生、外來人士於球場活動，可迅速掌握人

群聚集情況，以避免打架滋事情況發生。

(八) 資策會教研所以視訊串流聯結跨國跨校共學範例

資策會教研所整合智慧學習方案，包括數位墊板、數位筆、即

時回饋系統與互動視訊系統等，推動台灣偏鄉小校與馬來西亞沙巴

里卡士華小、樂育華小遠距交流，藉由智慧學習角度切入，介紹台

灣智慧校園方案，拓展智慧校園六大領域的商機。今年九月起推動

全外語課程，透過視訊串流聯結異地的師生，結合英語標準測驗，

與希伯崙、菲律賓愛思國際合作，目標為提升學生英語字彙量達

20%，目前以澳底國小與三重國小做為示範專案，以建立國際師資

共享的創新典範。

(九) SMART School智慧教室公益計畫

「SMART School智慧教室」公益計畫，是為改善偏鄉數位教育

資源不足的社會議題，以導入新科技的方式回饋社會[60]，強調「創

新數位教育大趨勢，將可翻轉百年老校新風貌」。智慧教室的數位

互動特性，不僅廣泛地運用在各校的學科教學上，互動學習裝置也

可以提升身心障礙學生的學習興趣及信心，改善出席狀況及成績表

現。智慧教室具有最先進的互動式數位教學工具，包括觸控式電子

白板、平板電腦、桌上型電腦、伺服器及無線網路分享器等設備，

供學生與老師完善的教學環境。

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六、導入遇到問題及解決方案

(一) 智慧連網裝置涉隱私惹議

校園首見使用穿戴式智慧手環，校方基於學生健康及安全著

想，防範霸凌與確保學生健康，做為正當理由全天候紀錄學生運動

等基本資料，並提供緊急按鈕定位系統，使學生受到保護。但具有

涉及學生個資及隱私疑慮，尚有待與家長溝通。另外，Google 智慧

眼鏡於 2014 年正式上市，該產品對無法閒置雙手的工作人員而言，

提供攝影且資訊彙集之便利性；但價格昂貴加上應用價值不明，及

有侵犯個人隱私等疑慮，以至挫敗於消費市場停止銷售。上述資安

議題，儘管目前針對連網設備的各種攻擊已陸續傳出，且研究人員

對物聯網的攻擊展示從未停止過，但企業對於資安的重視仍然不

足。

企業需要能依據設備的可信賴度以及 IoT 資料的完整性來執行

動態的管理政策，對企業內部而言，由於物聯網涵蓋各種裝置具有

各式各樣的通訊協定，所採用的設備也許不是企業資安人員熟悉的

技術，資安人員需要具備新的能力或工具來識別物聯網裝置並保護

連網設備的流量與資料，並能識別哪些是正常哪些是可疑、異常的

流量。

(二) 太過依賴雲端服務時可能遭遇的頻頸

雲端科技導入教學，使得隱私資訊儲存在他人企業裝置中，具

資料外洩的安全性風險，無法完全確保絕對私密性與不可流通性。

另外，只要不能連上網即代表系統癱瘓，以及稽核風險、廠商支援

不足或倒閉等風險仍是雲端系統之隱憂，嚴重可能造成重大損失。

科技導入校園，校方可免除建置機房或支配資訊人員，因此將

會遇到失能問題，即是缺乏自有系統的掌控度與內部資訊人員的立

即支援，學校機構亦可能因為人員的流失，失去對整體資訊架構的

熟悉。倘若機構過度系統外包，資訊安全疑慮與長期軟硬體配置問

題將成為雲端服務推動之最大阻力。

(三) 雲端網路教學系統無法取代教師的角色

於任何新輔助科技導入教學，教師持續扮演著最重要且不可或

缺的角色，不管是現今逐漸普及的電子白板或各式百花齊放的網路

教學系統，其發展之初衷仍為輔助教師教學的工具，電子白板有增

加學習動機、提高互動性等功效，但是對於學習成效的提升與否，

學者們持有正反兩面的意見。

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(四) 穿戴式裝置及學習運用模式尚未清楚

穿戴式裝置能帶給人們許多創新體驗及功能應用，但仍包含低

功率消耗需求、微型化需求、持續供電需求、時尚外觀需求以及殺

手級應用需求等五大需求缺口，為目前相關廠商極力解決的問題。

舉例來說，目前市面上許多穿戴式產品最讓人詬病的就是電池續航

力，除了顯示面板相當耗電之外，另搭載許多感測器會加快耗電速

度，故如何降低面板耗電量或開發下一代的低功率產品，以及電池

管理技術將為產業重點。

(五) 智慧手錶進校園引爭議

多數家長準備給新學期學生用品中，擁有定位、打電話、遠端

錄音等多重功能的智慧兒童手錶成為必備品之一，除了能讓孩子看

時間，同時家長亦能隨時了解孩子所在處。不過，也有教師對兒童

智慧手錶進校園表示擔憂，是否引發孩子之間的攀比？擁錄音功能

的智慧手錶是不是在監聽老師上課？目前，絕大多數的學校都禁止

小學生在校園內使用手機，對於智慧手錶尚未明確規定。

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

4-1

4. 肆、結論與建議

隨著行動無線網路軟硬體技術成熟且蓬勃發展，新興技術之穿

戴式科技、物聯網技術與巨量資料分析，於近年皆擁爆炸性成長，

生活智慧化趨勢下，數位學習與校園領域也逐漸導入這些新興技

術，促進建構創新智慧化學習環境的整體解決產品方案。最後，本

章旨為整體概述進行結論探討與產業趨勢分析。

一、推動策略

生活智慧化的趨勢下，數位學習與校園教學模式也逐漸導入新

興技術，促進建構創新智慧化學習環境之整體解決方案，無所不在

的通訊與運算已成為人們解決方法之一，穿戴式裝置、物聯網技術

及雲端運算巨量分析等新興技術於近年有著突飛猛進之成長，皆屬

現今導入各行各業新思維之策略，學習產業逐漸導入並整合多項技

術，推出助於學習成效之專案與模式，如圖 4-1 所示為學習新興科

技發展趨勢，預期將有整合性方案及教學模式產生，甚至導入大數

據分析模式打造個人化適性系統。

資料來源：資策會教研所(2015)

圖 4-1 學習新興科技發展趨勢

本研究報告之著作權屬於經濟部工業局所有，非經允許，不得以任何形式散布、轉載、複製或利用。

4-2

學習產業推動策略如下圖 4-2 所示，相較容易發展的既有數位

內容專案(成本低或開發難易度較低)，結合穿戴式裝置、學習教材

APP 與實作課程，可用於專業職訓互動，彙整操作感測訊號與巨量

資料數據分析，亦提供學習歷程以打造個人化服務系統，皆屬於優

先可發展應用項目。次之，整合物聯網技術與穿戴式裝置，進行虛

擬實境實驗課程操作，以取代危險性高、實驗花費多之操作型課

程，整合課程學習歷程與巨量資料分析，供內容供應商與平台商介

接。長期規劃即門檻較高之發展為設計遠端實驗室進行高危險性之

實驗器材操作，所屬高單價設備，物聯網介接學校單位與教育局處

硬體監測資訊，整合巨量資料分析平台融入智慧校園。

資料來源：資策會教研所(2015)

圖 4-2 學習新興科技推動策略

二、結論

(一) 新興科技應用導入智慧校園

增進校園安全，政大附中為全國首創使用智慧手環，供學生在

校內遇到危險可長按手環七秒，把所在位置傳給校方以達第一時間

獲得支援，為穿戴式設備於校園應用之典範；智慧眼鏡搭配擴增實

境與頭戴式相機，可提高技術人員、工程師、現場維修服務、醫療

與製造等產業工作人員之效率，充份掌握工作所需之技能，增加職

場競爭力；頭戴式顯示器系統以發揮虛擬實境應用以矯正個人注意

力集中與否之問題；校園行政平台記錄每一學生的每一個學習行

為，包含上課、讀書、筆記、作業、考試、實驗、討論等學習記錄

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以建置個人化系統與個人學習履歷。上述新興科技已逐漸導入校園

亦可見其初步成效，建議數位內容及平台業者可增加投入新興科技

導入智慧校園產品，增加數位化學習平台、教材與課程，培植專業

技職操作人員並增加技能熟練度以推廣智慧校園應用。

(二) 虛擬實境導入體感控制以增加學習臨場感

智慧眼鏡搭配擴增實境與頭戴式相機，並再增加體感控制，例

如 Kinect 或 Leap Motion 感測器，整合可用於遠端教學與遠距操

作，教師透過視訊協作完成課程教授及實驗操作示範，學生亦可利

用體感裝置以控制高危險性實驗或操作昂貴儀器，以增加學習成

效。特展引進當作導覽工具，透過連結室內定位功能，以感測方式

啟動影像辨識，當使用者欣賞前方作品時，即可透過智慧眼鏡同步

接收該作品之文字、語音或影像等解說資料，配合體感裝置可進行

虛擬文物翻面或轉動，讓使用者於觀看展覽更加生動活潑。

(三) 巨量資料分析以打造適性化教學

智慧校園在巨量資料與物聯網技術相輔相成，結合多項感知裝

置與學習足跡收集模組將可帶動校園成為全面感知的運作體系，串

聯智慧教室產業鏈、智慧行政、安全管理與監控、綠色能源、保健

等業者，建立智慧校園整體解決方案，幫助識別學習者個人特徵與

學習情境打造適性化輔助教學，並透過提供無縫互通的裝置聯網通

訊，有效支持對環境、教學、行政等多面向的互動過程，以資料驅

動的方式找出各種智慧學習決策的可能性，讓偏鄉與都市孩子擁有

一樣的數位學習機會。

三、學習新興科技導入數位學習產業之建議

上述討論智慧校園之主流應用趨勢與案例分析，於穿戴式裝

置、物聯網應用及巨量資料分析等技術，確實為智慧校園之發展注

入新血，有助加速各種創新應用之蓬勃發展。明年工業局計畫重點

之一在於推動智慧內容之發展，因此將先行盤點各項新興科技可導

入學習之應用情境與發展現況，應建立巨量資料蒐集分析與應用政

策，提供隱私與資安保護之技術發展方向，有利於將分析結果建構

開放資料平台，做為相關數位學習業者應用於新興產品服務之研發

素材，以提升競爭力拓展市場。

(一) 物聯網裝置之資訊安全議題

未來幾年之物聯網發展與應用將會越趨廣泛，過去的資安防護

層面及廣度，將因物聯網的迅速發展，拉長了整體資安戰線，以往

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4-4

的防護機制與設備將無法全面的兼顧來自各式各樣的資安攻擊，企

業必須盡可能地實現縱深防禦的安全機制。但相對的，物聯網的多

元發展，使得駭客對於相關物聯網裝置或單元的學習曲線拉長，較

無法在短時間內進行大規模的攻擊。

(二) 欲迎還拒的科技使用意願

科技革命將人類社會推進至工業社會，結合網際網路與資訊系

統，使人們生活型態產生重大變革，包括溝通、使用場所、資訊獲

取模式及商業活動等。就硬體技術而言，產生各種跨領域設計之裝

置逐漸趨於不難，甚至成本亦不斷下降，無論新興科技之導入或舊

觀念新思維之整合，最大的挑戰仍然在於產業價值鏈及商業模式之

整體考量，其使用情境、資料安全方面與使用者介面友善化，皆成

為是否順利導入校園之關鍵所在。影響消費者接受採用科技創新產

品的因素很多，故要讓使用者願意使用進展快速推陳出新的資訊科

技產品亦是另一種考驗。

四、未來趨勢

(一) 智慧化教室人臉資訊監控

人臉辨識的技術已趨成熟，校園已導入門禁系統及自動點名系

統，尤其是要將眾多學生的影像，同時傳送到伺服器即時辨識，在

網路傳輸技術和人臉辨識技術上已有雙重突破。相關應用可延伸至

學習者專注力分析，與學習成效息息相關，結合人臉偵測技術以客

觀且不干擾學生學習的方式，無需由手持裝置即可獲學習互動。由

於專注力與學習的關係非常密切，沒有專注即無法學習與記憶，故

專注力之測量就變得格外重要，於眾多量測方式中，以結合影像處

理與辨識技術較為客觀精準，利用使用者臉部表情及操作行為模式

所取得特徵，推論學生在上課時的專心程度。

(二) 雲端系統操作較容易便可提高使用意願

過去的傳統網路教學，常因人機介面設計的不夠周詳導致學習

成效下降，但在雲端化時代後，系統供應商大多已在多數的單位機

構獲取系統改進之經驗，大多能夠提供容易上手的人機操作介面，

消弭學習的入門檻，並提供更多的即時或課後互動模式。過去在傳

統的網路教學系統可能僅供電子郵件或留言板等互動模式，但在雲

端化後各家供應商能夠提供更多如即時通訊、語音互動或多媒體簡

訊等各式加值即時或課後互動工具，並提高學生對於系統使用意願

與信賴度。

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