本研究目的為探討高工學生專題製作中使用數學的情形，藉由使學生瞭解數 學於真實生活情境中的實用價值，用以提升學生之學習動機。主要研究問題為學 生專題中使用哪些數學、使用目的以及如何使用。本研究使採用內容分析法，從 學生已完成之專題作品中實際去觀察、瞭解、分析與整理，以蒐集學生在專題中 實際使用數學的情形之質性資料。另一方面採用問卷調查法，對於修習專題製作 課程的學生施以測驗，以蒐集與本研究主題相關之量化資料，作為質性資料之實 證對照。量化資料包括：學生的就讀類科、數學學期成績、小組人數、專題研究 方法…等。並視實際情況需要，若問卷調查結果所能提供的資訊不足，則將藉由 訪談進一步瞭解學生的行為、想法與背後的原因。
專題中使用數學的情形 ---
A. 數學思維與應用意識 A1-初步規劃階段 A2-完成階段 A3-回顧階段
B. 其他使用數學之經驗感受 作品分析
結論
+
學生背景變項
--- 1.個人(小組)基本資料
2.專題製作課程實施方式
(一)問卷調查
此部分之研究過程包含：編制問卷初稿、預試、編制正式問卷、正式施測、
回收問卷、收集量與質的資料。在質性資料輔助下，將量化資料做歸類、分析、
詮釋與報導。問卷施測時間並未限制，只要學生願意填答，都會給予足夠的時間 完成作答。以下詳細說明幾項要點：
1.因本研究問卷初稿與預試問卷內容有部分題項為開放式問題，故填寫時所需花 費時間較長，實際視個人填寫情形約 1~2 個小時完成，且於施測前、後皆進行簡 短訪談。
2.問卷初稿與預試問卷的部分題項設計為開放式問題，目的是欲瞭解受測學生的 想法與真實情況，以蒐集更貼近事實、符合需求的質性資料。但因考慮學生填寫 問卷與作答之意願，以及方便性，故根據學生於開放式問題的作答內容，將開放 性問題轉換為複選題，設計成多個選項供學生參考勾選。
3.問卷調查無效樣本之判定：問卷內容超過一半以上未作答者，明顯為作答意願 低落而不予作答，因會影響結果與分析數據的正確度，故將其視為無效樣本。
(二)訪談
訪談過程採半結構性的方式進行，訪談之前先根據本研究目的、研究者感興 趣與想要獲得的資訊以擬定問題的主要核心，設計成預設問題，但實際進行時並 不局限於預設的特定問題，視訪談時受測學生的回答方向與實際情形進行調整。
訪談的目的是欲進一步詳細了解學生在專題製作過程中，與本研究主題相關的想 法與其背後的原因。並進行訪談時會經過學生同意將訪談完整過程錄音，事後由 研究者將錄音內容轉為逐字稿，綜合訪談的結果，分析學生在專題中所使用的數 學以及如何使用。例如：(取自附錄一「專題中使用數學之情形調查問卷」初稿 編制-訪談逐字稿，A 為研究者，B 為訪談學生)
A182 所以其實你覺得專題用到就是頂多加減乘除這樣子而已 B183 對呀 ，
B184 剛看到有一個選項就是直線方程式 圖形的話應該也可以用直線方 程式去畫出來
A185 對
B186 你就一條線畫下來 只是說那個 程式要怎麼寫我不太清楚
A187 所以你突然想到說 你可以用直線方程式去畫剛才那個圖這樣子 所 以如果 要用也是可以的這樣子
B188 那個會比較精準
A189 喔 那個應該會精準一點這樣子 所以會讓你的… 可能會比較有效 率一點
B190 這個會比較快一點
A191 用直線方程式比較快一點 所以當初你是沒有想到直線方程式?
B192 主要也是程式沒有學得很好 只會這種方式(座標)
A193 就是你學到的程度只能夠用剛才那種方式 還沒辦法用直線方程式 這樣子
B194 而且 這還要給他填上顏色 如果用直線方程式畫出來的話 我不知 道要怎麼填
A195 那如果說 所以 那時候你也有想到用直線方程式 只是因為礙於你 的技術問題所以沒有用這樣子
B196 對
以下詳細說明訪談中幾項要點：
1.問卷初稿與預試問卷施測前，進行問卷說明，例如：「本研究目的在探討專題 中使用數學之情形，包含使用哪些數學？以及如何使用？」、「請你填寫問卷之 前閱讀說明的部分，看看有無說明不清楚的地方」、「請你留意填寫此份問卷時 的感受、感覺如何？」、「第一部分為個人資料，第二部分為正式問題，大部分 題目皆有同意程度五個選項，選好之後再請你說明作此選擇的理由，盡量詳細，
例如非常同意的理由是？非常不同意的理由是？」、「請你留意是否有題目，你 不知道該題目在問什麼？或不知道如何回答？題意不清楚？是否有兩個題目類 似重複出現？是否有題目對於此研究目的來說是沒有意義的？」等。
2.問卷初稿與預試問卷施測後，進行個人或團體訪談，訪談中的預設問題例如：
再重複一次填寫問卷前的提問、「你覺得這份問卷能得到研究目的(使用哪些數 學與如何使用)所要的結果嗎?能回應待答的研究問題嗎?」、「依據本研究目的：
使用哪些數學與如何使用，你覺得有沒有哪些題目放在這份問卷裡是沒有意義 的？」、「針對本研究目的：使用哪些數學與如何使用，你覺得還能增加哪些問 題，使得問卷收集到的資料更完整？」等。
(三)作品分析
本研究利用內容分析法，從學生已完成之專題製作作品中，實際去觀察、瞭 解、分類與整理，以蒐集學生在專題作品中使用數學之情形。範例如：(取自第 肆章第一節專題作品分析)
編號 類別 專題題目
22 工程技術類 物聯網的崛起
1. 文中 p.4「G-Sensor 為三軸重力加速度感測器，其外觀如圖 4 所示。測量加速度 力的電子設備。透過類似向量的原理，感測在運動的狀態下，三軸（X、Y、Z）
空間產生的重力加速度（G 力）。我們處於的空間，是屬於一個三維的世界。
G-Sensor 的原理即是偵測這三維空間的變動，而得到實際的數值，加以應用。」；
p.5「重力測量共可分為 pitch、raw、yaw 三個測量角。水平平放時，pitch、yaw、
roll 值皆為 0。直立時，俯仰角(pitch)值為 0~-90，反之為 0~90。水平平放，機 頭朝向往左旋轉時，傾斜方向角(yaw)值為 0~-90，往右旋轉時，傾斜方向角(yaw) 值為 0~90。水平平放，機身向左水平傾斜時，橫滾角(roll)值為 0~ -90，往右傾 斜時，橫滾角(roll)值為 0~90。」空間球體座標概念，利用角度與向量原理偵測 三維空間的變動。並三個測量角皆含大小與方向，以正負號表示不同方向。
2. 文中 p.5「DHT-11 是一個結合溼度計和測溫元件量測周遭空氣環境，並與一個 高性能的八位元單晶片連接，將所量測到的溫濕度類比訊號轉換成數位訊號，
再由 data pin 腳將資料輸出，如圖 8 所示。」類比訊號轉換成數位訊號：日常生 活中充滿各式各樣的資訊，以不同的資料型態出現，例如文字、圖片、聲音、
影片等，這些資料進入數位系統中變成為二進位(binary)編碼，也就是由 0 與 1 組合的各種數碼。參考資料
http://www.ee.nchu.edu.tw/Pic/CourseItem/2152_%E4%B8%89ch16%E6%95%B8
%E4%BD%8D%E8%88%87%E9%A1%9E%E6%AF%94%E8%BD%89%E6%8F
%9BIC_yang.pdf
3. 文中 p.9「一、成果(一)能利用感測器讀取到正確數值。(二)將讀取到的數值，
透過正確的統計後，將可視的資訊透過 Wi-Fi 上傳至資料庫。(三)於網頁中獲得 資料庫資料後，轉換為圖表。(四)從圖表中了解當前的運動狀況與家中狀況。」
成果轉換成曲線圖或製成統計表格以方便讀取與解釋。
圖 3-1-2 作品分析範例