資訊融入教學方式

資訊融入教學的目的除了提高學生學習動機外，更大的作用在於增進學習效果，

任何融入資訊融入教學方式皆需滿足學習效果的提升及必須符合學習理論(張國恩，

1999)。在資訊融入教學研究上，大多文獻慣於從學習面來探討教學方式與學習成效 間的因果關係，確實這些研究證明對教學是有所幫助。數學複合形體體積單元對大多 學生而言學習過程中不是很容易上手，教學必須由簡至繁來配合 3D 繪圖軟體來設 計，才能有效的增加學習成效。是本節探討 3D 繪圖軟體的應用情況理理論及如何運 用資訊融入在複合形體體積單元教學，以做為本研究設計教學活動之依據。

壹、 3D 繪圖軟體的應用情況

3D 繪圖軟體技術愈趨成熟，使用的範圍非常廣泛，不同的行業都各自擁有適合 的 3D 軟體，如數十年歷久不衰用於建築、土木業的 AutoCAD。3D 繪圖軟體的開發 及推廣，運用在現今有關越多立體造形設計的工作的行業領域中，動畫節目、電影特 效、電視廣告、電玩遊戲、機械設計、工業設計、建築設計、室內設計及教育界等行 業已經全面使用 3D 繪圖軟體(周立倫，2008)。目前 3D 繪圖軟體的應用教學相關研究，

研究者整理如下：

本研究在探討 Google SketchUp 運用在國小高年級複合形體體積單元教學，依目 前 3D 繪圖軟體的應用教學情況之相關研究文獻，整理如下：

研究者莊振中(2004)以製圖科的學生為研究對象，以應用 3D 和 2D 電腦繪圖軟體 之分組、應用 3D 繪圖軟體和萬能繪圖儀之分組的製圖科二年級學生進行立體圖正常 教學後，對製圖科學生施以空間能力量表測驗，比較以 3D 繪圖軟體及 2D 電腦繪圖 軟和萬能繪圖儀體之分組的製圖科二年級學生，學習立體圖教學後對空間能力表現的 差異情形。研究結果發現：(1)應用 3D 繪圖軟體在立體旋轉空間定位能力與平面轉換 立體空間組織能力表現優於應用 2D 電腦繪圖軟體。(2)應用 3D 繪圖軟體，在立體旋 轉空間定位能力與平面轉換立體空間組織能力表現優於應用萬能繪圖儀。(3)應用 3D 繪圖軟體在立體旋轉空間定位能力與平面轉換立體空間組織能力表現有顯著的影 響。顯示，應用 3D 繪圖軟體有效於立體圖繪學習。

研究者陳桂銓(2005)採用問卷調查法，對象為高職製圖科在學學生。使用兩種自 編成效量表工具，分別為教師評定『3D 輔助繪圖技能學習成效量表』，及學生填答『3D 輔助繪圖學習因素問卷』，探討高級職業學校製圖科學生 3D 輔助繪圖學習因素與學 習成效，研究結果發現：(1)高職廣泛重視 3D 輔助繪圖課。(2)學習因素與學習成效達 顯著正相關。

研究者曾玉泉(2006)使用 3D 電腦圖形，輔助國中生活科技圖學課程之正投影單 元，進行教學演示之可行性，並針對教師及學生方面進行探討。研究結果發現：(1) 使用 3D 電腦圖形演示法於生活科技正投影圖學課程中，以教學環境有支援教師使用 軟體與設備，對教師有減低教學準備負擔。在教師方面是意願配合的。(2)教師在能 力上必須要具備 3D 電腦圖形之概念及操作。而目前大多的生活科技教師，都已接受 過電腦資訊相關培育課程，在使用 3D 電腦圖形演示於課程的門檻較低。(3)學生對於 使用 3D 電腦圖形演示方法的接受度，與實體模型演示實驗組別的學習結果，兩者在 後測成績結果並無差異，因此兩組學生對於兩種不同教學方式的接受度是相同的，所 以，可推論在學生方面採用 3D 電腦圖形演示的方法是可行的。

研究者陳偉民(2009)以準實驗研究法，採不等組前後測設計，對象為桃園縣某國 立高中三年級學生，探討空間能力與創意表現的相關性及不同空間能力學生學習 3D 電腦製圖前後，其創意表現的差異情形。研究結果發現：(1)空間能力與創意表現之

綜合以上研究，隨著科技發展及因應數位時代的需求，3D 繪圖軟體輔助課程教 學方面也隨之成熟。以上述研究中，高職教育著重於養成基礎能力，高職「製圖」教 學就是個明顯的例證。依目前研究文獻 3D 繪圖軟體的應用教學情況，在教師教學上 可減低教學準備負擔，及有助於達成教學目標。在輔助學生學習方面，可幫助學生增 加學習動機及學習成效，並達到學習目標。因此，採用 3D 繪圖軟體應用於教學上是 可行適用的。

貳、

許多研究文獻顯示，資訊融入教學對於數學領域教學策略上及應用對學童的學習 具相當的影響。3D 繪圖軟體在學童的視覺化發展上是很有利的工具，由電腦所產生 的圖像能對學童激勵視覺化思考，有利於學生在幾何概念上的學習(李俊儀、袁媛，

2004)。研究者統整在資訊融入教學複合形體體積單元上的教學策略及應用說明如下：

一、 教學策略上

顏永進、何榮桂(2001)所提出六項資訊融入數學教學的策略：資訊的探究與整 理、科技產品的運用、心智工具的融入策略、透過網路的合作學習、問題導向的融入 策略、資訊科技融入學習評量，及一般教師資訊融入教學較常用的電腦簡報、電腦輔 助教學軟體、網際網路資源的使用等三種方式(張國恩，2002)。在這些教學策略本研 究複合形體單元應用上，研究者統整如下：

(一) 科技產品的運用

就本研究資訊融入教學初時，就複合形體的教學應用舉例說明，在結束教學後，

為瞭解學生此概念的程度，讓學童能分辯的複合形體的底面，讓學童思考該複合形體 需要「切割」或「填補」那一種解題方法。這項活動的主要目的不在使用 3D 繪圖軟 體，而是要讓學童能以更有意義的學習方式對於複合形體的瞭解程度，幫助學童發展 數學體積的良好基模，建立並發展學童的解題策略。

(二) 心智工具的融入策略

本研究中學童應用電腦成為探索解決問題的心智工具，來支援知識建構、實作中 學學習。運用 3D 繪圖軟體來激發學童主動參與學習練習新學得的知識，以反應其 對新知識概念的理解程度，而不是簡化學童處理訊息的歷程。

(三) 教師常用資訊融入教學的模式

簡報、電腦教學軟體、網路資源是教師常用資訊融入教學的模式。利用電腦輔助 教學軟體融入教學工作，將抽象化的概念以視覺化方式表現出來是助於學童觀念的理 解，在教學中使用過多或太過複雜的幾何圖形的呈現，可能會造成多餘效應引起學童 認知負荷量，致使降低學習成效(張國恩，2002)。

二、 教學應用上

資訊科技己普遍運用於數學領域中，重要觀點與策略研究者統整如下(王全興，

2007；Gibbs & 0'Sullivan, 2005)：

(一) 採行合作學習

在運用 3D 繪圖軟體教學時可以採行分組合作學習的方法，學童能有相互的共同 目標，彼此相互積極互動。學童在合作的學習情境中學習、成長，提升個人的學習成 效，同時也達成小組的共同目標。

(二) 激發學生動機

運用 3D 繪圖軟體可營造學童要達成的學習目標情境。為了達成目標，讓學童參 與練習的機會，並且與同學間互相討論及鼓勵。

(三) 實施自由探索

引發學習者動機及提供多元的學習管道，是滿足自由探索學習的兩項要件。在教 學中透過示範與指導，使學童在學習過程產生成就感，以引發學童主動學習的能力。