當虛擬世界的浪花打進教室——南應大謝旻儕用XR打造沉浸式帆船體驗

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「我在海上！」教室裡的五年級學生戴著VR頭盔，興奮地轉頭張望。畫面中的帆船迎著風前進，海浪拍打船身，彷彿身歷其境。這不是遊戲現場，而是臺南市西門實驗小學的一堂海洋教育課，背後的設計者——是臺南應用科技大學多媒體動畫系副教授謝旻儕。

走進他的研究室，映入眼簾的是琳瑯滿目的裝置——來自不同品牌、不同世代的AR與VR設備。從能聲控與拍照的智慧眼鏡Ray-Ban Meta到 HTC VIVE XR Elite、Meta Quest 3、Microsoft HoloLens 2 與 Apple Vision Pro等穿戴式裝置，一應俱全，簡直是沉浸式體驗愛好者的夢幻場域。

「其實一開始是因為教學上的需要。」謝旻儕提到，他自2007年起便投入AR的研究，由於在多媒體動畫系任教，學生的專長多在設計與創作。然而，光是會做動畫還不夠，如果想讓創作被應用在更多元的場域，例如互動媒體、沉浸式展演、甚至是教育情境，就必須理解背後的技術與平臺。

為了讓學生能從創作端走向實務應用，謝旻儕開始投入AR與VR的相關教學與研發。他強調：「我們不寫程式，但我們懂怎麼把內容做得能被運用，這就是設計端的重要角色。」這樣的跨域嘗試，也讓他帶著學生走進校外場域，與教育、醫療、文化單位合作。

謝旻儕的穿戴式裝置收藏，包含了Ray-Ban Meta、XRSPACE MANOVA、HTC VIVE Focus Plus、HTC VIVE Focus 3、HTC VIVE XR Elite、HTC VIVE Focus Vision、Meta Quest 2、Meta Quest 3、Meta Quest 3S、Microsoft HoloLens 2、Apple Vision Pro等，橫跨多個品牌與世代。
拍攝／馬藤萍

虛實之間：理解沉浸技術關鍵詞

謝旻儕說道：「這些科技正在改變我們生活，也逐漸成為未來教育的重要媒介。不過，要想讓這些工具更好地進入教學現場，我們得對它們有所了解。」

特別是每次談起AR、VR、MR、XR等縮寫，很多人乍聽之下可能還是霧煞煞，甚至直接將它們一併理解為「虛擬實境」。這些名詞明明常在新聞或產品發表中出現，但究竟差在哪裡、又是怎麼運作的？謝旻儕笑說，每次對學生講解這些概念時，都要先來一場小科普：

▍AR（Augmented Reality，擴增實境）

「AR就是在你眼前的現實環境裡，加上一層虛擬資訊，」謝旻儕說道。例如用手機掃描一本繪本，畫面中會浮現一個3D模型，使用者可以簡單地點選或旋轉它；又或者在戶外抓寶可夢，寶物就站在人行道上等你捕捉。

AR的特點是虛實共存、即時互動，並以三維空間呈現。「這些條件缺一不可，有些APP會透過相機辨識動植物，然後跳出一段介紹影片或動畫，這種就不算AR。因為那個虛擬資訊其實是離開了現實場景、獨立呈現的，使用者無法與之互動。」

▍VR（Virtual Reality，虛擬實境）

相較於AR是「看見現實中的虛擬」，VR則是「讓人走入虛擬世界」。

所以VR會需要搭配穿戴裝置。一旦戴上VR頭盔，眼前的畫面就是完全虛構的場景，真實世界會完全被遮住。若再搭配感測器，還能偵測使用者手部動作，讓真實的肢體與虛擬世界產生互動。
謝旻儕表示：「這種方式最適合模擬那些危險、難以安排實地練習的場景，像是開船、逃生、手術等，能在安全情境中反覆練習，降低實際操作的風險。」

▍MR（Mixed Reality，混合實境）與XR（Extended Reality，延展實境）

更進一步的是MR，也就是「虛擬與現實不只同時存在，還能實際互動。」

「比如你戴著MR頭盔，看見虛擬寶可夢出現在你辦公桌上，然後你真的用手去拋出虛擬精靈球。這就不只是AR了，而升級到了MR技術。」謝旻儕說。這類裝置通常具備空間感測能力，可追蹤使用者位置與手勢。

至於XR，則是統稱所有虛實整合技術的「大傘」，也是目前科技產業與教育領域常見的通用名詞。「很多人看到XR時會以為這又是一項新技術的縮寫，但其實它只是涵蓋AR、VR、MR三者的總稱，用來表示整體技術的延展性。」

從將虛擬資訊疊加於現實的AR，到完全沉浸於虛擬環境的VR，再到虛實可互動的MR，這些技術最終統稱為XR，共同改變了我們體驗世界的方式。
繪者／黃靜淇

XR開啟海上學習的可能

隨著教學與設備的推進，謝旻儕開始與校外機構合作，將XR應用到不同教育情境中。他發現，這些技術不僅能展示創意內容，更能回應現場的實際需求。

他首先與臺南市西門實驗小學展開合作，共同發展海洋教育課程，探索如何以AR與VR輔助學生學習操作性與風險性皆較高的主題——例如「開OP帆船」。

謝旻儕解釋道，OP帆船（Optimist Sailing）是一種專為青少年設計、在國際間廣泛使用的無動力小型帆船，常作為初學者入門水上活動的教學工具。操作時完全靠風，對判斷與臨場應變有一定要求。

近年，臺灣不少沿海中小學逐步將OP帆船列入校本課程，以推動在地海洋教育。但這類課程往往面臨實施困難，無論是受限於地點、師資，或是學生對開船的不安與操作風險，都成為學習瓶頸。

謝旻儕指出：「OP帆船完全靠風前進，需要很細膩的操作與臨場判斷能力，對小學生來說，從理論到實作的過渡不容易。但如果能在教室裡就先模擬體驗海上情境，不只降低恐懼，也能讓學生更快進入學習狀況。」

因此，他與西門實小教師多次討論，希望透過XR技術，讓學生在教室裡也能逐步建立帆船操作的基本認知與信心。他們合作開發出一套結合AR繪本與VR模擬的XR教材系統，從入門認識到實際演練皆可覆蓋。

XR第一步：AR繪本，看見帆船的模樣

這套教材的起點，是一本色彩鮮明、內容專為兒童設計的AR繪本——《OP航海王》。他從抽屜中拿出一本色彩鮮明的繪本：「這是我們自己畫、自己寫、自己建模做成的。」這本看似普通的《OP航海王》繪本，是他與團隊花費數月心血打造的互動教材。

學生只要用手機或平板下載「AROP帆船繪本」App，對準書中圖像掃描，畫面就會跳出一艘會旋轉的3D帆船。搭配語音導覽與動畫說明，不僅能認識每個部位名稱，還能理解帆船運作的原理與操作邏輯。雖然計畫已結束，推廣的心不會中斷，App持續維護，讓更多人可以知道這樣的技術與應用。

「我們希望學生在還沒碰到真的帆船之前，就先把腦中的模型建好。」這麼做的好處，是能大幅降低學生的心理負擔與學習門檻。特別是對那些缺乏海上經驗、對未知環境感到恐懼的孩子而言，透過圖像與聲音的輔助，讓即使不在海邊，學生也能「認識帆船」。

AR繪本除了用於課堂上，更可以延伸到學生家中，成為預習與複習的工具。即使沒有老師在旁，只要一台手機或平板，學生就能自行操作，培養自主學習的能力。這樣的教學方式不僅降低了傳統教材的製作成本，也突破了時間與場地的限制，讓學習更靈活、隨時隨地都能進行。

此圖展示了以手機掃描實體繪本後，螢幕中立即跳出3D帆船，並標示各部位名稱與功能，帶來沉浸式的互動學習體驗。另提供電子版繪本，讀者可先在智慧型裝置內的 APP Store 搜尋「AROP帆船繪本」下載 App，接著掃描圖片左上方的 QR Code 下載並列印電子版，即可體驗 AR 繪本的學習樂趣。
圖片來源／謝旻儕

XR第二步：戴上VR，在虛擬中航行

當學生已具備初步認知後，下一步就是進入更進階的沉浸式模擬——也就是透過VR，把抽象的學習轉化為實際操作經驗。

在「VROP帆船互動遊戲」中，學生戴上VR頭盔，眼前會出現一艘完整的虛擬OP帆船。透過VR控制器，他們可以拖曳、點選帆船零件，一邊配對名稱、一邊熟悉結構。每完成一項操作，系統會即時回饋動畫，增加學習成就感，也有效強化記憶。

學生戴上VR頭盔，進入OP帆船模擬世界，操控帆船構件。大螢幕同步畫面讓全班一同參與，教室瞬間彷彿海面起風。
影片來源／Youtube

除了知識操作的練習，整體體驗過程也讓學生深受震撼。當同學們戴上VR頭盔，頭盔中的畫面會同步顯示在教室的大螢幕上。有人興奮地大叫：「太逼真了！」、「我在海上！」不少人會好奇地轉頭張望，彷彿真的置身其中。

此刻，戴著頭盔的學生正「坐」在一艘駛往漁光島的OP帆船上，視野隨著船身上下起伏晃動，船邊的浪花似乎要濺濕身體，眼前是一片晴朗天空與開闊海面。這種身歷其境的模擬體驗，正是VR最獨特的教育價值所在。

謝旻儕指出：「傳統教材常讓學生記不住帆船的零件名稱，但當他們親手操作、把名稱拖曳到正確位置，就會記得很牢。」這種遊戲化學習不只提升了參與感，更創造一個「能安全犯錯、反覆練習」的虛擬場域，對於初學者而言，是銜接現實操作前的重要演練平臺。

實際教學成果也印證了這點：學生不僅更快掌握帆船結構與操作邏輯，在課後測驗中成績大幅提升。許多學生在回饋中說道：「戴上VR頭盔真的像在開船一樣！」、「這樣學帆船不會緊張，反而覺得很酷。」也有老師觀察到，原本對下水感到不安的學生，逐漸建立起信心與參與動機。這些回饋顯示，XR不只是輔助工具，更是一種能改變學生與學習之間關係的媒介。

拍攝／馬藤萍

透過VR模擬裝置搭配AR繪本，一個結合創意內容、實境技術與教學現場的學習生態圈，正在逐步成形。這些成果的意義，不在於所使用的科技多先進，而在於它們是否真正貼近學生與教師的需求，為學習創造更多可能的創新途徑。

謝旻儕欣慰地表示，臺灣在XR領域的起步並不晚，技術與產業基礎具備優勢。而這些教學成果之所以得以落地，也有賴產官學的長期協力——從教育部推動的「5G新科技學習示範學校計畫」、「VR/AR教材開發推動及示範計畫」，到臺灣虛擬及擴增實境產業協會（Taiwan Association for Virtual and Augmented Reality，TAVAR）、HTC等單位的投入，設計、技術與教育現場才能真正串連，轉化為真正能讓學生受益的學習經驗。

當虛擬世界的浪花濺入生活的各個角落，我們既要擁抱它的創造力，也要握緊人性的船舵。唯有聚焦在「有益的目標」，讓沉浸式技術成為連結知識、經驗與價值的橋梁，我們才能在這場科技浪潮中，不只是乘風前行，更踏實落地。

 

採訪撰稿／曾郁茹
攝影／馬藤萍
編輯／馬藤萍

 

延伸閱讀

謝旻儕、黃凱揚（2025），《元宇宙中的虛擬實境：從零開始打造你的VR世界》，五南出版。
謝旻儕、賴韻汝、張瀞予（2025），《穿梭元宇宙中的AR：結合真實與虛擬的新興科技》，五南出版。

 

研究來源

謝旻儕（2019）。擴增及虛擬實境結合海洋教育之OP 帆船課程設計與研發。國科會專題研究計畫（新進人員研究計畫）。
謝旻儕（2021）。虛擬實境結合海洋教育之OP帆船模擬系統研發與推廣。國科會專題研究計畫（一般研究計畫）。