名詞釋義

第五節 研究範圍與限制

本研究旨在探討運用專題導向學習於「太陽能車車架製作」在高 職機械科專業課程中，教師教學成效之研究。而基於人力、物力及研 究時間因素影響之下，本研究的研究範圍與限制說明如下：

壹、研究範圍 一、研 究對象

本研究係以基隆市某私立高職二年級學生為研究對象。

二、研 究課程

本 研 究 僅 針 對 高 職機 械 科 運 用 於製 作 太陽 能 車 車 架 製 作 之核 心 課程，包含學科認知「機件原理」課程，以及術科「機械加工實習」

課程認知能力部分進行研究。

貳、研究限制 一、研 究樣本

本 研 究 主 要 對 象 僅限 於 某 私 立 高職 機 械實 習 課 程 之 機 械 科二 年 級共二班學生。限於人力、物力、時間等其他因素考量，並未針對其 他地區與不同類型的學校與學習者實施。故本研究結果僅能推論至相 同類似的學校和學習者。

二、 研究內 容

本研究係將專題導向學習教學運用於高職機械科專業課程，教材 內容僅以「高職太陽能車車架製作」為實驗專題單元。

第六節 名詞釋義

本節針對本研究之重要名詞予以闡述，分別將專題導向學習及太 陽能車車架製作之學習歷程與成效等加以解說與定義，說明如下：

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一、太陽能車車架教學模組（Teaching Module of The Solar Car）

本研究所使用之太陽能車車架教學模組是依據「2015年全國高中 職太陽能車競賽」製車規定辦法所製作開發，藉由研究者所製作之教 學模組給予學生實體的作品指導、解說，由各細部分析與學理介紹，

有助老師相關專業科目教學與學生學理知識的學習吸收，在啟發學生 學習動機、設計與引導問題也有其助益。

二、全國高中職太陽能車競賽（The Vocational Senior High School Model Solar Car Race）

全國高中職太陽能車競賽主要由高雄市政府教育局、教育部南部 太陽能學校以及國立高雄應用科技大學等共同主辦。太陽能車競賽主 要是爲高中職學生提供一個互動學習平臺，使高中職生有機會參與能 源科技探索交流活動、開擴視野，讓參與學生在和平友好的競賽氣氛 中展示自己的設計能力及創造力，激發學生對太陽能科技領域的不懈 探索。

太陽能車製作涉及機械構造(車體原理)、流體力學(風阻問題)、

一般力學(摩擦力、重力)、物理原理(材料)、電力學(電功率)等專業 知識的運用；特別是藉由太陽能車車架的製造和參與競賽中，可考驗 高中職學生創新思考與分工合作精神。就以多層面解決問題的能力而 言:參與競賽的高中職學生團隊僅能利用大 會規定的太陽電池模組與 馬達驅動車子。此外，於賽前活動中，學生們須對機械的構造及物理 原理有所瞭解、同時慎選製作材料，為製造一輛具競爭性的太陽能賽 車，學生團隊尚需加入研究精神，從研究專業學理開始、接著設計並 研究相關太陽能車車架製作之技術。

此競賽不僅能啟動年輕學子學習綠科技動力，更有助於讓機械科 學生 將 學 科之 學 理知 識 進 行設 計 創意 發 想與 機 械 加工 之 技能 實 際運 用於車架零件製作與組裝，將「務實致用」的教育理念扎根於各階級 學校。

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全國高中職太陽能 車競賽（The High School Model Solar Car Race）至今 已舉辦十 年，每 年平均約 有110隊共500多 位學生 參賽。由 第七屆（2012）、第八屆（2013）、第九屆（2014）至今2015年第十 屆全國高中職太陽能車競賽，連續四年由研究者指導機械科學生們製 車參賽，目前已連續獲取四屆全國冠軍。

三、機件原理（Machine Elements Principles）

本 研 究 是 依 據 教 育部 民 國 八 十 七年 所 公布 之 工 業 職 業 學 校機 械 群機械科「機件原理」課程標準所編製之教材為主要課程範圍。機件 原理課程之教學目標為：

(一) 瞭解各種機件之 名稱、 規格及用 途 (二) 瞭解各種運動機 構之原 理

(三) 熟悉各種機件組 成機構 之功用 (四) 有效運用各種機 件組成 之機構

課程之章節內容包含第一章概述、第二章螺旋、第三章螺旋連接 件、第四章鍵與銷、第五章彈簧、第六章軸承及連接裝置、第七章帶 輪、第八章鏈輪、第九章摩擦輪、第十章齒輪、第十一章輪系、第十 二章制動器、第十三章凸輪、第十四章連桿機構、第十五章起重滑車、

第十六章間歇運動機構等，共計十六章。

太陽能車車架製作所應用機件原理課程之核心單元為緒論、軸承

、齒輪、輪系、連桿機構等課程章節內容。

四、機械加工實習（Machinery Works Practice）

本研究是依據民國一○四年職業學校機械群教學綱要為主要課程 範圍。機械加工實習課程之教學目標為：

(一) 瞭解各種機械加工之相 關知識 (二) 瞭解各種加工的 基本方 法與過程 (三) 熟練機械加工之 技能與 操作技巧 (四) 養成良好的工作 態度與 工作安全

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課程之 章 節內 容 包含 第 一章 緒 論 、第 二章 車 床加 工 、第 三 章 銑床 加工、第四章磨床加工與拋光處理、第五章裝配組合與修整加工，共 計五章。

太 陽 能 車 車 架 製 作所 應 用 機 械 加工 實 習課 程 之 技 術 核 心 內容 為 車銑床操作、品質管制、工件公差配合、加工步驟程序與加工法等。

五、教學成效（Teaching Effectiveness）

本研究所探討的教學成效，是在實施模組教學與作品實作前後，

藉由研究者所編製之評量試卷，實施前測以等組分組教學後進行後測 之方式，測得資料分析部分以T檢定來比較實驗前後，教師在教學成 效是否有顯著差異。

六、專題導向學習 (Project-Based Learning)

「一般傳統教學」架構 為大部分 高 職實習課程 所採用，主要是 按 工作圖操作機具實施加工製作而訓練技能之方法，目的在於訓練學生 技能之純熟度，優點為大部分學生可依訓練時間長度而提升課程框架 內之技術。面對科技快速變遷，為期待學生具有思考性的使用技術能 力，亦具備結合學理課程所習得知識搭配技能來解決問題，因此運用

「專題導向學習(Project-Based Learning)」之教學模式來提升學生技 能學習的品質與教師教學的成效。

「專題導向 學習 (Project-Based Learning)」旨 在主 張創 造一 個可 以讓學生主動參與和討論的學習情境，並藉此一情境引發學生之學習 興趣（Polman, 2000）；專題導向學習為一種藉由驅動問題 (driving question)來 引發各種 學習活 動之學習 模 式，學習過程中，學 生必須 提 出相關問題、界定並分析問題內容、蒐集整理資料且搭配團體合作學 習、設計實驗製作創造出具體成果等步驟（Blumenfeld et al.1994）。

故研究者利用專題導向學習的特點，也是就強調學習者的自主學習，

教師擔任引導者角色，首讓學生從實務探究的問題，後運用專業技能 的探究，過程中包含合作學習、設計、實體製作的方式，尋求解決方

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法，並從過程中獲得科學概念，學理課程結合實務、進而激發學生的 創作能力。

另 外 ， 本 研 究 指 出 之 「 一 般 傳 統 教 學 」 是 以 一 般 傳 統 配 圖 加 工 來進行太陽能車車架製作教學。

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