我們能藉由穿透式電子顯微鏡(TEM) 檢測所得之繞射圖形，分析物質材料的細微結構。由於穿透式電子顯微鏡屬於高階顯微鏡，實驗室設備價格非常昂貴，而實際操作者必須考得執照才能進行實驗，因此在有限的教學時間內，無法讓學習者一一操作甚至是重複演練。然而即使是操作了真實的穿透式電子顯微鏡，在沒有艱深的理論與實作經驗基礎上，學習者仍不易分析檢測結果，更對於原理概念無從得知。
　　本研究配合政府所推動的「奈米國家型科技人才培育計畫」而設計研發「虛擬TEM實驗室」，利用3D虛擬實境技術於行動載具上設計互動式APP，輔助學生學習穿透式電子顯微鏡之奈米量測實驗室的相關知識，並達成學習目標：瞭解穿透式電子顯微鏡的原理與操作；從鑽石和石墨的3D晶體結構分析其物理特性等。期許使用者透過本系統不僅能重複演練、複習相關知識，更能在互動與即時回饋中熟悉並了解其原理，並透過教學實驗瞭解學生於使用「虛擬TEM實驗室」後的看法與學習成效，經由數據分析可推得知操作「虛擬TEM實驗室」有助於學習成效之提升，以及使用者能透過本系統了解何謂穿透式電子顯微鏡與相關知識，並在操作系統過後引發對於奈米尺度的興趣，提升了相關領域的學習動機。

In recent years, a lot of high-tech experimental instruments were invented for examining the nano structures of materials. For example, we can use a transmission electron microscope (TEM) to obtain diffraction patterns for the analysis of a material’s fine structure. The TEM is a high-resolution microscope and thus very expensive, and the operator must have a license to conduct experiments. With the limited teaching time, most learners can’t operate it by themselves. Even if they have a chance to use it, it is still difficult for them to analyze the experimental results. Therefore, it is difficult for learners to understand its principle and operating procedure.
The study is cooperated with "Nanotechnology Education Training Project" promoted by Taiwanese government, and the objective is to develop a virtual TEM laboratory using 3D virtual reality technology and mobile devices to assist students in learning TEM and the related knowledge about nano technology. The learning objectives of the virtual TEM laboratory include: understanding the principle of TEM and its operating procedure as well as analyzing the physical properties of samples, such as diamond and graphite, according to their 3D crystal structures. The system can be used repeatedly for the study of TEM’s principle and the related knowledge about 3D crystal structures of different materials. In this study, a teaching experiment was conducted to investigate the learning effectiveness of the virtual TEM laboratory. The experimental results show that the virtual TEM laboratoru can help learners improve their learning achievement and motivation in exploring the knowledge about nano scale and the related study field.

中文部分
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