研究動機

高職電機科可程式控制實習程式設計教學課程，當學生完成程式設計 後進行「功能測試」工作時，可能方式有：

1. 利用實體機台進行功能展示

優點：讓學生了解機台各部元件的構造及動作特性，可實際反應 PLC 程式之動作，清楚地讓學生知道程式錯誤所在，提高學生學習的 興趣。

缺點：設備單價高，通常因學校經費關係無法達到多數化、多樣化的 教學需求，且機台元件眾多、故障率高，維修耗時，不但影響預 定教學進度也增加教學備課的時間。

2. 利用外接模擬開關及指示燈進行功能展示

優點：設備單價低，故障維修容易，為目前多數學校 PLC 程式設計教 學的基本配備。

缺點：對於 I/O 數較多且動作複雜的機台很難進行模擬，且學生光靠 模擬開關的切換來檢視指示燈動作，很難了解實際機台整體的動 作，降低學生學習的興趣。

為了克服上述傳統實習之缺點並整合其優點，研究者認為最佳解決方 案可能是電腦模擬教學，機電整合虛擬機台 PLC 模擬負載是電腦可程式控 制器模擬軟體。機電整合虛擬機台 PLC 模擬負載係利用電腦軟體及機台來 模擬各種機台的輸出和輸入特性，藉由電腦動畫呈現實體機台各部的動作，

學生只要檢視虛擬機台的動畫畫面，即可輕易知道實習完成的結果是否符 合題目的要求或 可程式控制器程式錯誤所在。虛擬機台的所有輸出和輸 入均與實體機台相同，因此虛擬機台與可程式控制器的輸出和輸入接線也

以學習軟體程式的設計，也可以學習實際硬體的接線，機電整合虛擬機台 PLC 模擬載具是很實用的模擬教學軟體。研究者嚐試於高職可程式實習教 學活動當中，將電腦模擬教學融入課程、教材與教學行為之中，探討電腦 模擬教學應用於可程式控制實習課程中是否比傳統講述教學活動的學習 效果更好?此為研究者的研究動機之一。

電腦也可做為訓練未來職場所需工作技能的輔助工具，若學生投入職 場需要具備操控自動化設備的能力，學生就必須學會利用電腦學習軟體程 式設計，懂得實際可程式控制器硬體的接線，所以電腦非常適合職業訓練 的實習課程。近期由於電腦發展突飛猛進，許多專家學者開始注意電腦應 用於教學的潛力，發展出許多電腦和以其為基礎的系統，將媒體、教學系 統、電腦輔助學系系統整合，成為最新的教育科技。機電整合虛擬機台 PLC 模擬載具即為新興的教育科技，利用電腦模擬實體元件取代實體機台，機 台重新指定可程式控制器輸出和輸入時，不需改變可程式控制器和輸出入 元件間的硬體接線，只需改變軟體設定即可，減少學生接線所花的時間，

學生可更專注於學習程式設計及解決問題。「認知」「情意」、「技能」為知 識領域三大類別。一般學科都偏重在「認知」的教學，而高職實習課程包 含了認知的相關知識教學，引導學生學習興趣的「情意」教學與動手實作 的「技能」訓練。複雜的電機自動控制實習，是無法光靠文字及語言即可 清楚的詮釋，特別是實際設計具備抽象概念，一般講述教學法無法完整表 達，容易造成學生學習動機的低落導致學習成效不佳，如果沒有讓學生有 結構性理解知識及動作原理，將會讓學生學習事倍功半。講解複雜的自動 控制電路，光畫電路圖就耗去太多的時間，只靠講解自動控制電路，無法 有好的學習效果，若能由電腦動畫、影片、聲音、圖片，呈現色彩不同的 完整電路，與工作原理，應有助於學習，深入探討學生對電腦模擬教學的 滿意度，此為研究者的研究動機之二。

現代社會科技無所不在，日新月異，所以教學也需要跟上潮流，許多 文獻提供使用電腦模擬教學學習成效較好的證據，因此許多老師、家長及 學生都認為電腦模擬教學是必要的，但是研究者仍在思考電腦可以取代老 師嗎？電腦模擬教學應該如何和教師及學生相配合？高職以實習操作課 程為主，研究者想要了解所有實習課程都該使用電腦模擬教學嗎，研究者 也想要探討那些實習課最適合使用電腦模擬教學？因此研究者先以可程 式控制實習課程當作研究範本，再推廣至其他實習課程。電腦模擬教學對 學生學習吸收知識是否有幫助?這是非常值得研究的問題，教師面對環境 變遷時，需改變以不變應萬變的心態，教學方法要做調整，要善用教育科 技來提昇教與學的效果，增進學生的學習興趣，降低課程學習的落差、安 排不同的教學活動，提供豐富教學資源及教學內容，以多元化教學迎向資 訊時代潮流。在資訊快速發展、社會變革的衝擊，教師應有新的觀點與視 野，改變一成不變的教學方法，因此研究者嚐試以不同的教學方法增進學 生學習成效，電腦模擬教學就是值得推廣的教學方法之一，因此使用電腦 模擬軟體是否是否可以提升學生認知的學習成效?，此為研究者的研究動 機之三。

由於輟學與犯罪活動具有緊密關係，因此如何引起學生學習動機，喜 愛學習並渴望學到等議題最近變得更為重要。讓學生留在學校學習是最重 要的工作，電腦模擬教學對於達成此項目標扮演重要角色，電腦模擬教學 提高學生的學習興趣，加強教師教導的深度，延伸學生學習的廣度，透過 電腦模擬教學之動畫聲光教學等模式，營造有效的學習情境，提供生動活 潑的教學內容，提高學生專注力增進學生學習效果、理解能力。電腦模擬 教學，使知識領域和實作領域的聯結性更強，更能達到統整的效果，而且 電腦模擬教學的資源生動多元，增進師生間的互動，教師易於帶動輕鬆活 潑的教學氣氛，並培養學生主動收集資訊、進行應用與分析的能力。教師

教完每個單元的原理及相關知識後，比起傳統實作教學電腦模擬教學只需 少許接線，學生可以有更多時間練習，有更多模擬與反覆練習的機會，達 到補強與自我學習的效果，深入探討電腦模擬教學是否可以提升學生技能 的學習成效?此為研究者的研究動機之四。

本研究動機整理如下:

一、探討電腦模擬教學應用於可程式控制實習課程中是否比傳統講述教 學活動的學習效果更好?

二、 使用電腦模擬軟體是否是否可以提升學生認知的學習成效?

三、 深入探討電腦模擬教學是否可以提升學生技能的學習成效?

四、 深入探討學生對電腦模擬教學的滿意度。