計畫簡介
牛頓的運動定律是建立在絕對時間和絕對空間的假設上，也就是說時間不會因為觀測者所在的座標系不同而有所改變。1905年愛因斯坦提出狹義相對論，推翻了自古以來人們對於時間與空間互不影響的看法。許多人對於狹義相對論的時空概念感到難以理解和想像，本研究使用虛擬實境技術，將狹義相對論的抽象知識與概念具體化、視覺化及趣味化，可提供沉浸式互動操作環境，讓學習者搭乘太空船以接近光速進行宇宙探險，從不同的座標系觀察周遭的時間與空間變化。虛擬實境可藉由多元、互補的角度來加深學習印象，因此可創造出更直覺、更真實的體驗。本研究透過教學實驗了解虛擬實境系統對於學習者的學習成效及認知負荷影響：
(1)虛擬實境系統的學習成效
實驗組學習成效優於對照組，兩組學習成效達顯著差異，表示使用虛擬實境系統有助於提升狹義相對論時空概念的學習成效。
(2)虛擬實境系統對學習者認知負荷的影響
實驗組與對照組的認知負荷達顯著差異，表示使用虛擬實境系統學習狹義相對論有助於降低學習者的認知負荷。
(3)學習者對於虛擬實境系統的滿意度
虛擬實境系統的平均滿意度高於4分，使用者對於「認知易用性」、「使用者滿意度」項度的分數較高，大多認為以本系統學習相對論是有趣且容易使用。