以AR/VR重構教學現場，帶著木工教育走進元宇宙

每次步入設計系館，眼前的展品總令人驚嘆，彷彿置身於另一個平行宇宙。

在造訪易叡老師的研究室之前，小編原本預想的是一間冷調、充滿科技感的實驗室，畢竟這裡可是北科「木工教育元宇宙」的起點。然而，推開門後映入眼簾的景象卻截然不同：堆疊的桌遊、AR眼鏡、滿箱的線材與控制手把，以及一面佔據半面牆的大螢幕。

這樣一個充滿手作溫度與數位科技巧妙融合的空間，不僅消弭了小編對科技的距離感，更讓人對接下來的訪談充滿期待與想像。

從木工桌到生產線：讓學生重新「看見」工廠樣貌

自 1980 年代起，臺灣家具製造業發生結構性變遷，導致產業與教學現場之間出現落差： 

1. 產業端（外移與量產）：台灣家具生產線大量移往東南亞，形成以大批量家具生產為主的產業聚落，導致台灣本土家具製造產線逐漸外移與式微。
    
2. 教育端（教學限制）： 過去的大型家具生產場域逐漸消失，學校僅有的小型木工工廠多以手作加工或小批量生產為主，學生難以看見及參與真實大批量家具生產的完整加工流程與產線操作。

在教學現場，易叡老師觀察到學生常陷入「難以理解同一家具在不同生產條件下的製造方式」，這一學習盲點其根本原因在於缺乏對實際生產情境的理解與體驗，進而形成兩大層面的學習痛點：

1. 【點】加工理解的侷限：學生多停留在單一加工操作層次，難以掌握家具製造程序的整體流程與方法。
    
2. 【線】產線觀念的缺乏：缺乏真實生產場域，學生難以理解不同生產條件下的產線運作與加工方式。

為了縮短產業實務與教學現場之間的最後一哩路，易叡老師展開一場虛實整合的教學實驗，透過AR在學校木工廠中建構「虛擬類產線」學習情境，引導學生理解小批量家具生產的流程與場站配置；並以VR模擬海外大批量家具生產線的完整運作，讓學生在相同家具製作任務下，比較不同生產條件中的製造程序與產線配置差異，試圖在學校裡重建學生對真實工廠運作的理解。

以點接線，以虛實整合建構生產情境的雙重解方 

• 點的建構：以AR強化學校場域中的小批量家具生產理解

在現有木工教學環境中，學生多停留於單一加工操作與手作練習，缺乏對家具生產流程與場域配置的整體理解。由於學校工廠設備有限，且屬於非批量生產的教學場域，多數機具僅於課程進行時使用，學生難以觀察家具從備料、加工、砂磨、組立、塗裝到包裝出貨的完整過程，也無法理解各加工站之間的關係與產線配置。

為此，易叡老師導入擴增實境（AR）技術，以學校木工廠為基礎，建構一條「虛擬類產線」的學習環境。學生可在實際工廠場域中移動，依循加工站的空間配置與AR畫面引導，逐步理解各項加工步驟與流程安排(圖1)。

透過AR將虛擬加工資訊與機具運作狀態疊合於真實木工廠空間中，學生即使在加工設備未實際運作的情況下，仍能「看到」家具在小批量生產條件下的製造流程與機具運作關係，進而建立對學校工廠生產狀態的整體認知 (圖2 3 4 5)。

在AR類產線系統施行後，歸納出三項主要教學優勢：

1. 聚焦生產流程理解：針對家具生產過程進行AR引導，強化各加工場站之間的流程連結與產線運作邏輯。
    
2. 提升場域彈性與自主學習：整合學習引導與加工資訊，使學生可在不同工廠位置依循場站配置進行學習，不受限於特定機具或單一操作環境。
    
3. 強化流程引導機制：加入更清楚的步驟提示與場站導引，協助學生依序理解家具生產流程，降低對教師即時說明的依賴。

圖1：透過AR呈現之AGV木料搬運車作為引導，學生可依循虛擬導覽於實體木工廠中移動，逐站理解家具生產流程與加工程序。

圖2、AR呈現虛擬工件與加工機的運作狀態，使學生能觀察家具加工的生產流程。

圖3：學生於學校工廠各處，透過教師引導與彼此討論，掌握家具生產之微型產線加工情境。

圖4、AR呈現虛擬工件與加工機的運作狀態，使學生在設備未實際運作的情況下，仍可觀察家具加工的生產流程。

圖5、透過 AR 將虛擬加工資訊與機具狀態疊加於學校木工廠實體空間，讓學生在設備未運作時仍可「看到」家具在小批量生產條件下的製造流程與機具運作關係，建立對工廠生產狀態的整體認知。

• 【線】的連結：以VR重現消失的批量生產線

在學生透過AR建立對學校小批量生產場域的基礎理解後，易叡老師進一步思考：如何讓學生理解海外大批量家具生產線的完整運作情境？為此，教學設計導入虛擬實境（VR）技術，讓學生得以沉浸於完整的產線流程之中，從備料、加工、砂磨、組立、塗裝到包裝出貨，建立學生對整體家具生產製造程序的理解(圖6 7 8)。

為避免VR內容流於想像或與實務脫節，易叡老師在陳殿禮教授及海外臺灣木業教育基金會的安排下，親赴越南家具工廠進行實地參訪，並針對家具的生產條件、加工流程與機具配置進行逐項紀錄。

返臺後，老師便帶領研究團隊訪談具家具實務經驗的產線管理人員，進一步彙整現場經驗與專家意見，以確保虛擬場域建置的真實性與教學有效性。

研究團隊再依據這些建議逐步建構VR教學系統，重現海外大批量家具生產線的場域環境與作業流程，並設計多項生產任務，讓學生在虛擬情境中進行操作與體驗。透過沉浸式的學習方式，學生不僅能觀察產線運作，更能理解不同加工站之間的關係與整體生產邏輯。

此外，為讓學生與教學者能夠更直接地進行討論與多人互動，易叡老師團隊亦開發VR CAVE系統，提供學生同步進行大批量家具生產線的模擬體驗，以支援多人使用情境(圖9)。
 

圖6、VR 操作畫面：學生透過VR系統體驗家具生產-加工階段
 

圖7、VR 操作畫面：學生透過VR系統體驗-砂磨階段

圖8、VR 操作畫面：學生透過VR系統體驗-塗裝階段

圖9、VR CAVE操作示意圖。易叡老師團隊亦開發VR CAVE系統，提供學生同步進行大批量家具生產線的模擬體驗，以支援多人使用情境。

• 從能力到動機的學習反饋

為了解AR與VR整合教學在課程中的實際影響，易叡老師透過課堂觀察、學習回饋與評量結果，從學生表現與教學現場兩個面向進行整體分析。

從學生學習表現來看，多數學生在經歷AR與VR整合學習後，逐漸由零散的加工認知，轉向對整體家具生產流程的理解。

在課堂互動與任務操作中，學生能更清楚說明各加工步驟之間的關係，並嘗試將不同機具與加工程序進行連結，顯示其對生產流程與產線概念的掌握已有明顯提升。

進一步觀察學生在任務規劃與問題解決歷程中的表現，學生也逐漸展現出依據不同生產條件進行加工安排與流程調整的能力。相較於以往僅依賴單一操作經驗，學生開始能從整體生產角度思考加工順序與資源配置，反映其在產線理解與加工邏輯上的進步。

在學習感受方面，學生普遍反映，透過AR於實體場域中的引導，以及VR所提供的沉浸式生產情境，有助於將原本抽象的製造流程轉化為可觀察、可理解的具體經驗。這樣的學習方式不僅提升了理解效率，也降低了面對複雜生產流程時的學習壓力，使學生更容易建立整體概念。

易叡老師亦觀察到，透過AR與VR的搭配，原本難以在課堂中說明的產線運作與加工關係，變得更具體且易於解釋。學生在進入VR情境後，能快速連結先前在學校工廠中所建立的概念，進而理解大批量生產環境下的作業模式與差異。

整體而言，此教學策略不僅提升學生對家具生產流程的理解，也促進其在不同生產條件下進行比較、判斷與應用的能力，使學習從單一技能操作進一步轉向整體製造思維的建立。

AR/VR導入教學第一點：回應教學核心問題，而非追求技術應用

易叡老師認為，面對新科技不應盲目跟風，而需深刻理解其優勢與現實侷限。對於AR/VR導入教學，他始終秉持務實的態度，強調科技的介入不能僅流於「趣味性」或「炫技」。考量到學習動機需長期維持，單憑新鮮感難以支撐長達 18 週的學期課程，因此，AR/VR必須切入傳統教學難以克服的盲點，或用於深化特定的專業知識，才具有導入的必要性。

AR與VR即分別對應學校小批量與海外大批量生產情境，協助學生理解不同產線條件下的製造流程與運作差異，回應傳統教學難以建立產線觀念的核心問題。    

儘管肯定 AR/VR 的教學價值，易叡老師也坦言，實際推動時往往會遭遇以下挑戰：

1. 硬體資源受限： 設備數量通常難以同時滿足一般班級（約三、四十位學生）的同步使用需求。
    
2. 開發成本高昂： 若欲客製化專屬教材（例如從零建置模型、動畫及互動流程），往往需耗費半年至一年的時間，並投入龐大的人力及時間成本（包含業界專家訪談與自主系統設計開發等）。
    
3. 後續維護不易： 高階或支援多人的設備系統（如 VR CAVE），其系統建置與運作涉及專業軟硬體整合與持續技術維護，需長期投入人力與經費，對一般教學現場而言具有較高門檻。

基於上述情況，易叡老師給予建議：除非具備長期計畫與資源支撐，否則一般教師應避免從零打造複雜系統。更可行的方式，是善用現成的網頁端（Web-based）AR/VR 平臺、開發套件或應用程式（APP），將這些現有工具直接與既定的課程內容進行整合。

VR的另一面向：從情境體驗到生產理解

在訪談過程中，易叡老師提到，VR的價值不僅在於模擬環境，更在於其能改變學習者的觀看視角與理解方式。當使用者進入虛擬情境並以不同角色進行操作時，會更容易從該情境出發思考問題，進而影響其對任務的認知方式。

這樣的特性被具體應用於家具生產學習。相較於學生在AR類產線環境中以「跟隨者」視角逐步理解加工流程與場站配置，進入VR後則轉換為第一人稱的操作視角，直接參與大批量生產線中的作業任務。在此情境下，學生不再只是觀察流程，而是以產線作業人員的角色進行操作與決策，進一步提升其身體操作感與臨場經驗。

沉浸式任務體驗，讓學生能將先前在學校工廠中（透過AR所建立的）小批量生產概念，進一步投射至VR的大批量生產情境中進行比較與連結，並從中理解不同生產條件下的加工方式、機具配置與產線運作差異。

因此，VR在教學中的角色，不僅是補足實體場域的不足，更是促進學生從「觀察產線」轉向「參與產線」，並進一步建立整體生產系統理解的重要媒介。

科技維度與教學核心的交會

隨著AI技術的發展，AR/VR正逐步從單一的「環境模擬」，邁向更具互動性與適應性的學習工具。未來系統可即時回應學習者的操作與提問，提供更具個別化的引導與回饋。然而，這些技術的價值，仍須回到教學本身的需求來加以檢視。

在易叡老師的教學中，AR與VR並非單純的科技應用，而是分別對應不同學習階段的教學設計：AR用以建構學校中的小批量類產線情境，使學生透過觀察與跟隨建立基礎概念；VR則透過第一人稱操作與任務體驗，引導學生進入大批量生產情境，進行應用與比較。透過這樣由「理解」到「參與」的學習歷程，學生得以在不同生產條件之間建立連結，進而形成完整的家具生產觀念。

這場訪談所呈現的，不僅是科技工具的導入，更是一種以教學為核心的設計思維。當教學回到「如何幫助學生理解生產流程與產線邏輯」這一核心問題時，科技才得以發揮其真正價值。

誠如易叡老師的實踐經驗所示：只要精準對焦教學痛點，並適當運用科技工具，AR/VR便能成為連結學校學習情境與產業實務、深化學生產線理解與應用能力的重要媒介。

與易叡老師的訪談，讓人感受到老師對家具木工教育的心力投注。這份教學的「溫度」，正是科技無法取代的核心。同時，正因以這份溫度作為教學基底，科技才得以打開學生未曾觸及的學習「維度」，實質提升學習的「成效」。

延續這樣的教學實踐，只要精準對焦教學痛點，善用資源並勇於跨出第一步，AR/VR便能成為深化專業知識、重新點燃學習熱情的最佳輔助利器。

※本教學之A/VR系統由李易叡老師人因互動與科技應用研究室團隊開發；製作過程中由林郁庭同學及萬乃斳同學協力完成，謹此致上誠摯謝意。