研究目的與待答問題

第二節 研究目的與待答問題

根據前節所述，本研究的目的與待答問題如下：

一、 研究目的

根據研究背景與動機， 本研究欲達成下列目的：

(一) 探討模組教具應用對學生的工程概念學習成效之影響。

(二) 探討學習風格對學生工程概念學習成效之影響。

(三) 探討模組教具應用對不同學習風格學生的工程概念學習成效 之影響。

二、 待答問題

根據上述之研究目的，本研究之待答問題如下：

1.1模組教具應用對學生的工程概念學習成效是否有影響?

1.2模組教具應用對學生的工程限制概念學習成效是否有影響?

1.3模組教具應用對學生的工程最佳化概念學習成效是否有影 響?

1.4模組教具應用對學生的工程預測分析概念學習成效是否有影 響?

2.1不同學習風格對學生的工程概念學習成效是否有影響?

2.2不同學習風格對學生的工程限制概念學習成效是否有影響?

2.3不同學習風格對學生的工程最佳化概念學習成效是否有影 響?

2.4不同學習風格對學生的預測分析概念學習成效是否有影響?

3.1不同教學法對不同學習風格學生的工程概念學習成效是否有 影響?

第三節 研究範圍與限制

本研究透過研究者設計之「機械獸結構設計-以樂高模組為教具」

教學單元來探討模組教具應用對不同學習風格學風的工程概念學習成 效之影響，因為模組教具在實際操作中符合Kolb經驗學習理論中的具體 經驗，所以本研究以Kolb經驗學習理論學習風格量表來探討學生學習風 格。本研究已力求實施過程完備嚴謹，但礙於經費及人力等現實因素的 影響，本研究只能針對特定的研究範圍進行探討並且也有若干的研究限 制。

一、 研究範圍

(一) 教學教材的研究範圍

教具可以激起學習者的興趣並且帮助老師容易地解釋概念 (Rasul,Bukhsh, & Batool,2011)。教學模組強調教師教學的主導性及學 生學習的主體性(陳文典，無日期)。因此，本研究設計一教學單元

「機械獸結構設計-以樂高模組為教具」教導學生相關工程概念，教 學內容包含齒輪、力矩、扭力及連桿工程概念，使用「LEGO 9797」

為教具。

(二) 學習風格的研究範圍

依據 Kolb（1985）學習風格理論，將學習風格區分為擴散者 (Diverger) 、 同 化 者 (Assimilator) 、 聚 斂 者 (Converger) 與 調 適 者 (Accommodator)四種學習風格，探討模組教具應用對這四個學習風 格學生的工程概念學習成效之影響，至於其他的部分不列入討論範 圍。

二、 研究限制

(一) 研究對象的限制

本研究以台北市立某高中學生為研究對象，公立與私立學校的 學習風氣不同，故研究結果不適合推論至其他地區、其他學校或其 他年級。

(二) 教學時間的限制

本研究之教學活動為研究者設計之「機械獸結構設計-以樂高模 組為教具」，此教學活動之主要目的就是要讓高中生能夠運用模組教 具來進行工程概念的學習，分組讓學生利用樂高模組教具製做一個 機械獸成品，由於教學時間太短，可能無法讓學生有足夠的時間動

手操作去熟悉樂高模組教具，因此在研究結果上也許達不到理想的 顯著差異。

(三) 研究工具的限制

本研究以「Kolb 學習風格量表」了解學生的學習風格，資料蒐 集採問卷施測方式，採用李克特量表中的五點量表方式計分，屬於 自陳式量表，是由學生自由填答，反應學生個人主觀的想法，因此 可能會因某些因素而產生偏差，無法評量學生學習風格，而影響本 研究的結果。

本研究以「LEGO 9797」為模組教具，因經費關係，模組教具 組數不夠，學生需分組操作，故在模組教具應用教學過程中，無法 讓每位同學都有一組模組教具，可能會影響教學實驗結果。

第四節 重要名詞解釋

一、模組教具

支援教學模組，所開發設計的教具。在本研究中，以「LEGO 9797」

為模組教具，教學單元為「機械獸結構設計」，教導學生相關工程概念。

二、工程概念

概念本身是抽象的，常常是周邊知識與其他概念的複合體（張玉山，

1992）。經過NCETE（the National Center for Engineering and Technology Education）所作的努力，三個工程核心設計概念已成為需要在中學階段 科技教育的關鍵領域。這三個工程概念為限制（Constraints），最佳化

（Optimization）和預測分析（Predictive Analysis），簡稱COPA。COPA 是在讓學生理解工程設計能夠做的所需的概念性知識的核心(Merrill,

Custer, Daugherty, Westrick, & Zeng, 2008)。在本研究以教學單元中齒輪、

槓桿、扭力及連桿相關知識與三個工程概念，限制、最佳化與預測分析 為雙向細目表，設計「機械獸工程概念試題預試卷」，經預試分析製作 成「機械獸工程概念試題正式卷」，用此份試卷來測量學生機械獸單元 的工程概念。

三、學習風格

學習風格(learning style)是指學習過程中，學習者在認知、情意、生 理和環境的交互作用下，使其思想及行為產生一些比較持久且相當一致 的特性或偏好，亦為達成有效學習的習慣性反應傾向。所以本研究中的

「學習風格」係指受試者在「Kolb 學習風格量表」之得分而言，此量 表將學習風格分為擴散型、同化型、聚斂型、調適型。

第二章 文獻探討

本章的目的在針對本研究教具、模組化教學、學習風格及工程概念 等相關主題文獻加以探討，以建立本研究的理論基礎，全章共分為四節:

第一節教具、第二節模組化教學、第三節學習風格、第四節工程概念及 第五節相關研究現況。

第一節 教具

一、教具（teaching aids）的意義

教具的使用在教學和學習過程中是非常重要的，這是因為它會幫助 學生有效的學習，特別是對需要補救教學的學生；教具也是有利於學生 了解教師所教導的課程內容(Jamian & Baharom, 2012)。教具的設計是為 讓學習過程更有效、更快速、更滿意的設備或機械裝置，教具將複雜的 內容簡單化、組織化，並且很完美地將新舊概念相結合。Hong、 Nguyen 及 Prose (2013)指出教具應可包括書面講義、視覺教具、視聽和網際網 路等，雖然每一種都有其優點和缺點，但沒有一種是最適合所有目的，

在口語教學中應該結合教具。總而言之，無論是教師或學生，凡是在教 學過程中，一切有助於達成學習目標的任何媒介，均屬於教具。

所以，教具有利於學生了解教師所教導的課程內容(Jamian &

Baharom, 2012)。本研究在發展教具的時候會配合教材的內容，讓教材 的內容能充分的融入教具中，使學生在操作教具時，能有興趣且容易學

習課程內容。

二、教具的功能

藉由教具的使用，將使教學更活潑、更富創意而使上課內容更為生 動，讓學生對教學產生興趣，會主動想去了解與學習有關的人事物(林 敏宜、楊素玲，2000)。教具可以激起學習者的興趣並且帮助老師容易 地解釋概念(Rasul,Bukhsh, & Batool,2011)。何翠華(2000，頁12-頁15) 主張教具有七項功能:

1. 引起學習興趣、讓學生喜歡學習:興趣是激發學習的動力，透 過生動的教具吸引學生學習的興趣，並使學習得以持續。

2. 集中注意力，提高學習效果:透過較具吸引學生，使其注意力 集中，讓學習更快速，且提高學習效果。

3. 幫助事物理解，獲得正確觀念:例如透過圖片或實物的介紹幫 助理解，容易獲得正確觀念。

4. 刺激思考，培養創造力:例如藉由一些創意圖片或未完成的圖 片所留下的想像空間，來刺激思考、培養創造力。

5. 加深印象、幫助記憶持久:若能親眼目睹實物、影片，將可加 深印象，幫助記憶。

6. 提供具體經驗，促進自動學習:例如聆聽課文朗讀錄音帶，可 以邊聽邊學；書法範字可以模仿練習，達到自學的目的。

7. 教學多變化，節省板書時間:例如利用投影片，不僅可變化教 學，也可以節省許多板書時間。

綜合上述學者之見，教具是一項將教育目標與方向具體化呈現在教 學過程中的教學要素。其功能有幫助學習更趨容易、降低學習時的困難 度，且能讓教學更有所變化，富有趣味性與活潑性，將抽象的概念具體 化落實在教學的教具中。

三、教具的設計

教具是協助教師教學、幫助學生理解、記憶或輔佐教學活動進行順 暢的工具(周宴安、劉威德，2004)。因此，教具的選用對教師來說是一 件非常重要的事情。教師必須清楚教學目標，了解教具的特性與功能，

並適時運用適當的教具，才能讓教具發揮最大功效、讓學生獲得最佳學 習品質。所以蒙特梭利博士針對設計教具時需考量的部分，提出三項設 計教具基本條件的理念（陳沛涵，2007）:

1. 由簡單到繁瑣-孩子透過雙手循序漸進的學習。

2. 由具體到抽象-藉由較具呈現的具體概念，進入抽象思考。

3. 自動控制錯誤-教具應具有控制錯誤的特性，孩子操作時可以 達到自我教育的目的。

訊息處理理論有益於教師用最廣泛的角度在計畫和實施教學活動 上的基礎，Dale(1969)主張學習者若要能有效地運用更多的抽象教學活

動，他們必須先建立有許多具體經驗的庫存，因此，本研究在設計教具 時，以「訊息處理理論」與「Dale經驗金字塔」為理論依據，兩理論內 容於下列表述:

(一)理論依據-訊息處理理論

Gagne奠定訊息處理理論發展的思路與建議有益於教師用最廣泛的 角度在計畫和實施教學活動上的基礎，它包含完整的設計教學原則及一 連串的系統(Babadogan & Ünal, 2011)。

訊息處理理論（information processing theory）的研究範圍主要在四 個組成部分：輸入、注意、察覺及工作記憶力(Campigotto, McEwen, &

Demmans Epp, 2013)。解釋人類在環境中，如何經由感官察覺、注意、

辨識、轉換、記憶等內在心理活動，以吸收並運用知識的歷程（張春興，

2002）。

圖2-1 訊息處理心理歷程圖示

資料來源:出自張春興(2002)

訊息處理理論主張人類的記憶是一個主動且具組織的系統，能夠選 擇訊息加以處理，然後再將訊息轉換成有意義的符號。如圖2-1 所示，

訊息處理理論主張人類的記憶是一個主動且具組織的系統，能夠選 擇訊息加以處理，然後再將訊息轉換成有意義的符號。如圖2-1 所示，