中文摘要
形狀記憶合金是一種加熱後能完全消除其在較低溫度下發生的變形，並且恢復其變形前原始形狀的合金材料，屬於材料科學的重要研究領域。形狀記憶合金在教學時必須有相關設備才能觀察其奈米結構隨溫度變化的效應，若以肉眼只能看到合金接觸高溫時變回所記憶的形狀，無法觀察到合金粒子結構的變化。
虛擬實境具有以3D動畫模擬真實的能力，能把教學上的抽象概念、原理或實驗過程以生動、擬真的方式表現出來。本研究使用虛擬實境技術來開發奈米科技教材，並結合情境式學習理論來設計虛擬「形狀記憶合金」教學系統，除了參考市面上形狀記憶合金產品的介紹以及專家的研究資料，經過簡化與歸納其知識內容，並透過3D互動介面來模擬真正實驗的操作步驟，將鎳鈦合金在溫度變化時的形狀記憶過程、原理及日常生活應用(如：馬達和血管支架)，以生動、擬真的方式表現出來。學習者可透過互動操作和觀察奈米結構變化來增進對形狀記憶合金的認知與理解。
本研究透過教學實驗來探討虛擬「形狀記憶合金」的教學系統應用在大學奈米課程的學習成效，透過學習者所填寫之「前測」及「後測」分析發現控制組與實驗組的前後測成績皆達到顯著性進步。實驗組學習成效平均進步優於控制組平均進步，顯示使用本研究建置的虛擬「形狀記憶合金」教學系統進行學習，明顯優於使用實體教具進行學習的方式。本研究以「系統滿意度調查表」統計分析為結論依據，得知大部分學習者認為可藉由本系統學習形狀記憶合金的原理與應用，了解形狀記憶合金粒子排列隨溫度變化，也能夠提升學習者對於形狀記憶合金相關知識的興趣。

Abstract
Shape memory alloys（SMA） is an important research field of materials science. It can eliminate the deformation at ordinary temperature after heating, and is restored to an alloy material before the deformation shape. SMA in teaching must have the relevant equipment in order to observe nanostructures through temperature change effects. Changes in the structure of the alloy particles can't be observed with the naked eye, only to see the alloy at high temperatures when the reply memorized shape.
Virtual reality to simulate a real environment using 3D animation. It can use vivid realistic way to present abstract concepts, abstract principle or a complete experiment. In this study, the use of virtual reality technology to design nanotechnology teaching materials. While using contextual learning theory to design virtual "SMA" teaching system. Summarizing the knowledge of the shape memory alloy, through expert studies and related products. Experimental simulation of SMA steps, through interactive 3D interface. Use vivid immersive way to show the principle of SMA, shape memory processes and everyday applications (example: motor and vascular stents). Learners can raise awareness and understanding of the SMA, operating from the observation nanostructures change and related interactive.
In this study, through experiments to explore the virtual teaching "SMA" Teaching System learning outcomes in college courses nm. "Post-test" through the "pre-test" analysis found that the control group and the experimental group before and after the test results are to achieve significant and progress. Learning outcomes in the experimental group than the control group average good progress. Data show that the use of virtual "SMA" teaching system better than learning to use entities teaching aids. The findings based on the use of "satisfaction survey system" statistical analysis. In the data, most of the learners think virtual "SMA" teaching system can learn the principles of shape memory alloys. The system can learn the SMA particle structure changes due to temperature changes. It can also enhance the interest in learning knowledge of SMA.

目錄
中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 VI
第一章　緒論 1
第一節　研究背景與動機 1
第二節　研究目的與問題 3
第三節　研究範圍限制 4
第四節　名詞釋義 5
第二章　文獻探討 6
第一節　形狀記憶合金 6
第二節　虛擬實境 12
第三節　情境式學習 17
第三章 系統規劃與設計 20
第一節　系統開發環境與工具 20
第二節　系統架構 21
第三節　程式開發 22
第四節　系統內容與流程 24
第四章　教學實驗設計 32
第一節 實驗設計與流程 32
第二節 實驗對象 35
第三節 研究工具 35
第四節 資料統計與整理 36
第五節 實驗結果與數據分析 37
第五章　結論與建議 47
第一節 結論 47
第二節 建議 48
參考文獻 49
一、中文文獻 49
二、英文文獻 51
附錄一　前、後測成就測驗評量 53
附錄二　系統滿意度調查表 58

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