研究背景與動機

本章內容將分別闡述本研究之研究動機與目的、研究限制與待答問 題。共分四節，第一節是研究背景與動機，第二節為研究目的與待答問 題，第三節為研究範圍與限制，第四節則是模組教具、工程概念與學習 風格之名詞釋義。

第一節 研究背景與動機

一、工程教育的重要性

中小學工程教育的教學活動之目的，並非培養學生未來從事工程相 關領域的工作，而是藉由適當的教學策略與活動來增進學生的工程相關 知識，進而提升學生對工程的興趣， 以面對未來之所需，因為當工程 與科技教育相互結合時，國家便可以有更大的競爭力來面對下一世紀的 挑戰（Starkweather，2004）。

李家同表示工程教育要培養的是具有實作能力的工程師，產業界需 要具有實務理解力(Engineering Sense)的人才，把理論付諸實現的能力，

電機系學生要會設計電路、機械系學生要能設計機械(羅皓恩，2008)。

教育必須符合企業需求，使企業找得到人才，提升企業競爭力。

美國總統Obama (2009) 認為：「要鼓勵年輕人成為事物的決策者，

而不只是消費的決策者」，決定美國的未來取決於鼓勵年輕學子參與創 建、構建和發明的能力，創建、構建和發明的能力就是發明造物的能力，

而工程設計與製作就是發明造物的歷程。國民具備工程創建、構建和發 明的能力，就能提升就業能力。

工程教育的設計應接近真實的世界，波音公司副總裁John Roundhill，

在2001年工程學院院長協會發表演說，主張工程師所需的屬性列表包括：

（1）良好的工程科學基礎的認識。（2）良好的設計和製造過程的認識。

（3）良好的溝通技巧。（4）多學科的，系統的觀點。（5）基本了解 情境中的工程實行。（6）團隊合作的重要性的深刻認識(Dunsmore, Turns,

& Yellin, 2011)。工程教育的課程內容需要符合真實世界的需要，且工程 教育在中小學階段，應該教導學生工程概念，工程概念課程應依據概念 的學習與發展理論（The Theory of Conceptual Learning and Development，

簡稱CLD理論），從具體模組教具教學，教導學生如何辨識，學生學會 如何分類，進而形成相關工程概念。

二、模組教具對工程教學的便利與重要

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)。許多科技材料在完成成品後就不能拆卸 重複使用於其他單元裡，如此就顯得很不經濟。模組教具可以使老師教 學時會比較方便而且可以隨時拆裝、調整、重建，變成其它教學單元，

使用起來範圍相當有彈性。即使所使用的零件是塑膠產品，仍然能符合 綠色設計的核心價值"3R"，即減量化（Reduce），回收（Recycle），

重複使用（Reuse）。學生以模組教具為素材，不但取得容易且節省許 多購買專用零件經費與加工製造的時間；在工程教育課程中，更能將有 限的時間專注於主題的發想與探討，以及減少測試、調整、嘗試錯誤時 的無謂浪費。

三、學習風格影響學生的學習成效

學生以不同的方式學習，教師則必須根據不同的學習方式設計課程，

最成功的策略是當教導不同類別的學生時，使用不同的學習風格設計課 程  (Langlois & Thach, 2001; Miller, 2001; Tanner & Allen, 2004; Dinakar, Adams, Brimer, & Silva, 2005)，透過這種方法，教師可以了解學生的需 求，學生可以更有效地學習。影響學習成效的因素有很多，從工程實作 的角度來觀察，與Kolb 的經驗學習有相當密切的關係。Kolb(1985)的經 驗學習理論強調經驗在學習過程中的角色，從實際體驗裡面去得到歸納 的學習，從體驗學習模式發展出學習風格量表，因此，本研究從Kolb 學習風格量表去了解不同學習風格學生在工程概念學習的差異。

對於學生的工程教育來說，模組教具是否在工程概念的學習有影響，

模組教具對於不同學習風格的學生是否會產生影響，這些都是值得探討 的問題；在設計模組教具時，對於如何引起學童的注意、如何呈現有組 織、有意義、簡單易學的訊息內容、如何幫助學習者進行編碼並進一步 貯存於長期記憶中，應做一番審慎、周詳之考慮；且Dale(1969)主張學

習者若要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，這樣他們才能對抽象符號描述的現實賦予意義。因此，本 研究以「訊息處理理論」及「Dale 經驗金字塔」為理論依據設計模組教 具，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。