提升學生以原文學習資訊專業課程成效之研究

 

 

教育部教學實踐研究計畫成果報告 

Project Report for MOE Teaching Practice Research Program 

 

 

計畫編號/Project Number：PEE107060 

學門分類/Division：工程/Engineering 

執行期間/Funding Period：August 1, 2018 – July 31, 2019 

 

 

 

 

提升學生以原文學習資訊專業課程成效之研究 

Improving Students' Achievements in   

Studying Computer Engineering with Original Textbooks 

 

課程：電腦網路 

Course: Computer Networks 

 

 

 

 

計畫主持人(Principal Investigator)：吳俊興  (Chun‐Hsin Wu) 

 

執行機構及系所(Institution/Department/Program)： 

國立高雄大學  資訊工程學系 

Department of Computer Science and Information Engineering, 

National University of Kaohsiung 

 

 

 

繳交報告日期(Report Submission Date)：September 20, 2019

提升學生以原文學習資訊專業課程成效之研究

摘要 學會透過原文來吸收最新的專業知識，對大學生有其重要性，因此不少大學理工學系的 專業課程採用英文教科書。然而由於英文程度參差不齊，專業領域基礎知識尚未充足，學生 很容易對課程的學習產生挫折感，進而造成學習興趣及學習成就低落。本研究以國立大學資 工系學生為研究對象，深入探討學生英文程度、原文閱讀現況與學習成就的相關性，同時也 將多元原文網路資源融入教學，並開發原文閱讀輔助系統，從教與學雙管齊下來提升學生利 用原文學習資訊專業課程的成效。 研究結果顯示：超過七成的學生閱讀原文書時花比較多時間在查英文單字，甚至五成三 的學生認為即使查完單字仍然無法理解課文內容；學生的原文閱讀狀況與英文程度及學習成 就具有相當的關聯性。儘管如此，學生仍認同閱讀原文書的重要性也有意願閱讀，而且閱讀 課外原文專業網路文章比原文書更受學生歡迎。本研究提出開放式教學策略讓學生體會原文 學習的好處，對提升主動學習的動機與興趣有所助益。提出的原文書閱讀輔助系統也可以協 助學生掌握重要的單字、節省查詢單字的時間，對提升閱讀原文書的效率極有幫助。藉由開 發創新教材內容及閱讀輔助系統，本研究對協助學生有效率地利用原文學習專業課程及知識， 具有相當的成效。 關鍵詞：專業學習, 原文書, 閱讀輔助系統, 英文單字, 電腦網路

Improving Students' Achievements in

Studying Computer Engineering with Original Textbooks

Abstract

Since it is important for college students to learn latest professional knowledge through foreign original text, English textbooks are widely assigned in many courses of science and engineering departments. However, it is not uncommon for students to feel frustrated for studying English textbooks due to incapable English reading skill and professional knowledge. This project studies the relations among English level, study status and learning outcome for computer science students. A new teaching model that adopts online resources into teaching and a new reading-assistant system are developed to help students improve their efficiency in study computer science with original foreign textbooks and learning materials.

The results show that more than 70% of students spend much time on checking English words while reading the original textbook, and even 53% of students think that even if they check the words, they still cannot understand the content. Their reading performance significantly relates to their English level and learning achievement. Despite this, students recognize the importance of reading the original text and are willing to read. Online original professional articles are more attracted to students than the textbook. This study proposes an open teaching strategy that helps students to appreciate benefits of original learning and to improve motivation in active learning. The proposed reading assistant system can also help students master important words and save time in querying single words, which is very helpful for improving the efficiency of reading original texts. By developing innovative textbook content and reading aids, this study has been effective in assisting students to effectively use the original texts to learn professional courses and knowledge.

Keywords: Professional studies; Foreign textbooks; Reading-assistant system; English vocabulary; Computer networks

提升學生以原文學習資訊專業課程成效之研究

1. 研究動機與目的 網路通訊與科學技術的發展快速，很多最新的專業技術與知識大多會先以英文或其 它原文發表。另外，國內專業的翻譯人才不足，使得中文翻譯文章品質參差不齊且有時 間落差。由於研究或指導學生學習最新學術成果的需要，大學老師也會輔以原文撰寫的 學術論文，做為課程的補充教材，培養學生閱讀原文論文以及做研究的基本能力。因此， 為了培養學生的專業能力與原文學習技能，國內有不少教師會以原文書(以英文書為主) 做為上課使用的教科書，尤其在國立大學、理工學系的專業課程中更為普遍。基於上述 原因，學會透過原文來吸收最新且正確的一手專業知識，對大學生而言有其重要性，並 可與國際接軌並增進其國際競爭力。 雖然原文的資訊即時且豐富，學生的英文程度普遍比以前提升，但是由於城鄉差距 及個別化差異，語言與專業的隔閡，常使得大學生在閱讀原文書時面對許多困難，包括 學習效率低落、無法理解內容、無法掌握重點等。儘管有很多翻譯軟體或工具可以協助 大學生查詢單字，但許多學生仍然需要花很多時間在查詢單字，即使查完單字仍然無法 理解課文內容。 大學教師採用原文書授課的美意，在實際的教學現場可能無法達到實際的教學效果， 甚至造成學生的學習意願低落、課程學習成效不佳。此問題尤其對剛剛接觸原文書的大 學生更為重要，應避免其因為採用原文書而對專業領域產生學習挫折，甚至對學科失去 興趣。因此如何協助學生透過原文書來進行學習，儘早提升學生閱讀專業原文資料的能 力，使其能體會利用原文來進行學習的優勢，實為培養學生國際競爭力以及增進學生終 身主動學習能力的重要課題。 隨著資訊與通訊科技的進步，電腦與網路的應用已深入到一般人的生活當中，人民 的電腦與網路素養，也對國家的競爭力有極大的影響。目前與資通訊相關的科系已成為 國內外重要且熱門的大學科系，其中電腦網路課程已成為多數科系的核心基礎科目。因 此本研究以電腦網路為教學實踐課程，試圖提升學生利用原文進行專業學習的能力與興 趣，增進學生的原文學習技能與成效。 本研究以國立高雄大學資訊工程學系的學生為研究對象，深入探討學生閱讀原文書 的現況；同時也針對二年級上學期的「電腦網路」必修課程，將多元的原文網路資源融 入教學，並開發原文書閱讀輔助系統，從教與學雙管齊下來提升學生利用原文學習資訊 專業課程的成效。 2. 文獻探討 在電腦網路課程的教學內容部份，為確保資訊工程的教學品質，資工領域重要的國 際「計算機協會(Association for Computing Machinery, ACM)」及「電機電子工程師學會 (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)」的「電腦學社(Computer Society)」 也自2000 年起開始聯始規劃資訊相關領域的參考課綱，並在 2016 年底發佈最新的「大

學資訊工程整體課程規劃指南(CE2016 - Curriculum Guidelines for Undergraduate Degree Programs in Computer Engineering)」[1]，提出資訊工程領域的學生應具備的核心能力，同 時也在課綱中將課程分為十大Knowledge Area (KA)。「電腦網路(Computer Networks)」即 為其中重要的一項，規劃的大綱內容已成為許多資工系基礎課程規劃及教科書編撰時的 參考依據。 在電腦網路課程的教學技巧部份，自從九十年代網際網路開放民間接取後，網路開 始普及，各大學也開始大量推出網路相關課程。許多大學的專業教師也開始思考大學應 該提供怎樣的電腦網路課程[2]，許多教法，如 Top-Down 還是 Bottom-Up[3]、理論或實 務[4]、或是實驗工具[5-8]與模擬工具[9-11]導向，都引起很大的討論。除了國外，在台灣 推動國家資訊基礎建設起，教育部也開始推動一系列的資通訊教學改進計畫。 由於語言的隔閡，原文教科書的使用情況，國內也有些研究報告，但早期的原文書 閱讀研究偏重在科技大學，近年來較無相關的研究。2007 年針對科技大學的調查結果顯 示，原文書實際使用於專業課程的頻率偏低，而且學生的學習滿意度普遍不高[12]；2008 年的研究建議學校應針對各專業科目不同需求以分科方式在大一及大二設立專業英語課 程，而專業科目老師再於大三及大四時開始使用原文教科書做教學[13]；2003 年的研究 建議科技大學學生不但應加強一般的常用字彙，同時也要加強學術常用字彙，以便閱讀 其專業領域之教科書[14]。即有的文獻呼應我們的調查結果，閱讀原文書對不少大學生有 相當的挑戰，常用及專業字彙對學生閱讀原文書有相當的助益。 3. 研究方法 (1) 實驗場域描述 本教學實踐研究計畫的主要目的，是希望探討學生在以原文學習資訊專業課程時， 如何提升其學習成效(成果與效率)，並提高其學習興趣。在計畫執行前先對國內電腦網路 專業課程的教學現況進行調查，並對學生閱讀原文書的現況進行了解，以確立課程的教 學目標及了解學生研習課程時的問題。以 106 學年度為例，開課狀況如表一。計畫執行 期間則針對課程需要，將多元的網路教材融入課程教學中來提高學生的學習興趣，並提 供原文書的閱讀輔助系統，來提升學生以原文學習資訊專業課程的成效。 表一、106 學年度十所國立大學資工系電腦網路課程開課調查 年級 修別 學校 課名 授課教師 二上 必 高雄大學 電腦網路 吳俊興 必 中興大學 計算機網路 王丕中 必 交通大學 計算機網路概論 王協源,曾建超 選 清華大學 計算機網路概論 黃能富,林華君 二下 必 中央大學 計算機網路 曾黎明,周立德 必 台北大學 電腦網路 陳裕賢 三上 必 台灣大學 計算機網路 逄愛君 三下 選 成功大學 電腦通訊網路 黃崇明 必 中山大學 電腦網路 賴威光 選 中正大學 電腦網路概論 林柏青

調查十間國立大學資工系，各校均為 3 學分的課程，課名主要為電腦網路或計算機 網路，多數為必修課採用原文書，，以二年級學生為開課對象較多。在本調查學校中， 除清大黃能富教授以自編教材利用MOOC 形式開授課程，其他教師都採用原文教科書。 多數學校採用「James F. Kurose and Keith W. Ross, Computer Networking: A Top-Down Approach, Pearson」為教科書，台大資工逄愛君教授及清大林華君教授則採用「Larry Peterson and Bruce Davie, Computer Networks: A Systems Approach, Morgan Kaufman」為教 科書。 (2) 研究對象描述 本計畫的研究對象為國立高雄大學資工系大二上學期開授的「電腦網路」課程之修 課學生為研究對象，正持續進行第三年的比較調查。高大資工系每年招收40 名學生，含 轉系/轉學及系外修課學生，「電腦網路」課程每年約有50-60 名修課學生，學生具有一定 的英文原文及資訊專業背景。以106 上學期的開課為例，在 55 名修課名單中，有 12 名 外系學生，包括電機、資管、土環、應數等系，以及1 名交換生。 高大資工系的大二學生已修習一年資訊專業基礎課程，根據調查，半數學生已通過 CPE 程式設計檢定二題以上，並通過學校的英文畢業門檻(約全民英檢中級複試)，具備 一定程度的程式設計與英文能力。雖然學生在大一均已接觸過原文教科書，但大一的專 業課程以數學、程式設計的基礎課程為主，偏重推理及演繹，原文教科書較易理解。在 大二上修習電腦網路課程時，原文教科書的敘述、評論型文句較多，與大一採用的課本 相較，閱讀難度提高許多。 (3) 研究架構 本計畫的研究架構如圖一所示。以提升原文學習資訊專業課程成效為目標，藉由將 多元資源融入教學來強化專業學習能力及興趣，並配合原文教科書來開發原文書閱讀輔 助系統，以增進學生的原文學習能力及技能。 圖一、研究架構

(4) 資料蒐集方法與工具 本研究蒐集的資料有三個部份。在問卷部份，主要透過不具名的紙本原文閱讀現況 調查及系統滿意度調查來收集學生的回覆資料並加以分析，以了解課程中學生閱讀原文 書現況，以及對原文書閱讀輔助系統的反應。 在測驗部份，除了考試外，另外設計不具名的前後測題目。前測於加退選完成確定 修課學生後進行，再於期中、期末進行分段後測，以進行學習成效評估。測驗題目為選 擇題，題目設計參考歷年的題庫，包括基本、中級及進階等不同的難度，範圍含篕全學 期的授課內容。 除此之外，原文書閱讀輔助系統中會結合Google Analytics 系統來進行使用分析。系 統產生的網頁會不記名追蹤記錄單字的查閱狀況，並提供分析報告，藉以量化數據來了 解學生實際使用系統的行為。 (5) E.研究分析方法 量表設計採用李克特 (Likert scale)所提出的態度量表法，以五點量表，受測者從「非 常同意」到「非常不同意」共五個選項，選擇填答，計分方式係按5 、4 、3 、2 、1 分 別計分。問卷中有不具名調查學生的英文及專業程度，藉以分析不同英文程度及不同專 業程度背景的學生，在原文閱讀現況、輔助系統使用(結果分析整理中)及學習成效上的差 異。 4. 教學暨研究成果 (1) 教學過程與成果 閱讀原文書現況 本研究第一年收集到55 名學生的閱讀現況問卷，已有初步的統計分析結果，部份的 結果簡要說明如下。為求研究更加嚴謹，正持續收集新學年班級的資料。  原文閱讀能力：有能力閱讀原文書的學生，非常同意與同意者佔 50.9%，不同意 與非常不同意者佔10.9%。半數自認有能力，約與已通過學校英語畢業門檻的比 份相當。  原文閱讀意願：願意閱讀原文書的學生，非常同意與同意者佔 61.8%，不同意與 非常不同意者佔5.5%。意願高於能力，推測部份雖尚未通過學校英語畢業門檻， 但仍有意願或有信心可勝任閱讀原文書。  原文閱讀認同：認同閱讀原文書對培養專業能力(76.4%)、提升英文能力(74.6%)有 幫助；認同閱讀課外原文資訊對培養專業能力(80%)、提升英文能力(85.5%)、得 到第一手資訊能力(89.1%)有幫助。學生仍認同閱讀原文書的價值，但對閱讀課外 原文資訊的認同更高，皆認為對提升專業及英文能力更有幫助。  原文閱讀困難：超過七成花很多時間在查英文單字，五成三認為即使查完單字仍 然無法理解課文內容。閱讀原文書的過程中，查單字會花很多時間，邊看書邊查 單字，也很容易分心，使得即使查完單字意義，仍有理解的問題。

 目前困難之解決方法：閱讀原文書時 92.7%的同學會再上網查資料進行輔助學習， 70.9%會找人詢問或討論。學生主動求解的意願強烈，主要以上網查中文資料為 主，與人互動的活動也高。  如何協助閱讀原文書：先了解原文書的專業英文術語(89.1%)、先了解原文書的英 文單字(87.3%)、出席上課聽講 (85.5%)、閱讀課外原文專業網路文章(63.6%)、提 供原文書的教學影片(50.9%)。原則上以提升基本英文能力、提升專業英文能力、 出席上課，對閱讀原文書最有幫助，課後再看影片的助益相對較小。 多元教材融入 根據教學經驗及學生問卷反應，照本宣科、只上課本內容並無法滿足學生的學習需 求，因此本課程會將多元教材融入教學中。教學設計中，主要透過與實務結合的創新教 學及引導式作業設計，來鼓勵學生善用網路資源進行加深、加廣的學習。在實務部份， 配合教學進度及學理，課堂上示範實務工具的操作，以及介紹相關可用的工具，使學生 能深入學習，並能善用工具以解決生活上或工作上可能遇到的網路異常問題。在本課程 中也適當設計作業及報告要求，提升學生使用工具的能力與興趣，並避免學生抄襲或完 全無法達成。在課堂的知識傳授之外，藉由課中、課後的學習活動，也培養學生的專業 技術與技能。 在調查中，閱讀課外原文專業網路文章也受到學生相當程度的好評。由於網通產品 的更新與技術的進步極快，網安或網路異常等事件也層出不窮，為培養學生關注產業的 發展現況及相關事件報導，在課程中除了鼓勵學生養成閱讀專業網站的習慣，也要求學 生每月初撰寫一篇上個月刊登的最新重大網路事件或網通產品發表。報告的作業有一定 的格式要求，產品報告需有評析、事件報告需有評論，藉以培養學生養成對網路文章進 行批判思考的習慣與能力。調查結果顯示，超過八成的學生認同課外閱讀的要求對專業 學習很有幫助。 原文書閱讀輔助系統 目前已建置「原文書閱讀輔助系統」雛型，初步的功能如圖二所示，已讓學生實際 使用中，並持續視學生的反應進行調整。學生在閱讀原文書課本時，可以同步利用電腦 或手機使用瀏覽器連結至系統網站。在開始每章節的閱讀前，可先利用每章的「生字預 習模式」；在此模式中，預設依頻率顯示該章節中的英文字及翻譯，藉以協助學生了解每 個生字在該章的重要性。學生可先背誦、熟悉該章中出現頻率較高的重要生字後再開始 閱讀，提升閱讀時的理解力及流暢度。很多單字在該章只出現一次，學生可依個別的英 文程度及興趣，不見得所有單字皆需背誦。若有必要，學生也可以改依英文字母順序來 顯示該章的英文單字。 在閱讀原文書遇到生字時，學生常常必須暫停閱讀、逐字鍵入單字來利用翻譯工具 進行查詢，速度慢且容易分心。在「原文書閱讀輔助系統」的逐頁輔助模式下，會直接 列出每頁的英文字及翻譯，學生毋須輸入即可直接瀏覽到生字的翻譯；每個單字也提供 快速連結至其它線上字典直接進行查詢，必要時學生只需點選而不用再拼寫輸入英文字 即可查詢。每頁的頁面也提供上一頁、下一頁，配合學生的閱讀進度進行快速切換。

(A)已完成的「原文書閱讀輔助系統」雛型，左為電腦瀏覽畫面，右為手機瀏覽畫面 (B)生字預習模式：預設依出現次數顯示每章的英文字及翻譯，也可改依字母順序顯示 (C)逐頁輔助模式：預設依字母順序顯示單頁的英文字及翻譯，也可改依出現次數顯示 (D)快速連結：學生只需直接點選每個單字旁的 C/D/G/Y，即可快速連結至其它線上 字典(Cdict/Dr.eye/Google 翻譯/Yahoo 字典)進行查詢，而不用再逐字輸入英文字母 圖二、「原文書閱讀輔助系統」雛型

(2) 學生學習回饋 本門課的學生上課出席情況極佳，問卷分析結果顯示：97.8%的學生會閱讀投影片， 66.7%會閱讀原文書。多數學生的學習模式是上課聽講、課後閱讀投影片，有空、考前再 閱讀原文書。 64.4%有使用原文書閱讀輔助系統，68.9%認為對閱讀原文書有幫助，46.7%認為可提 升興趣，53.3%認為可提升閱讀原文的習慣。Google Analytics 的記錄結果顯示，系統使用 集中在考前一週，尤其考前兩天才看書，宜加強要求平常即應讀書。總體而言，多數的 學生對原文書閱讀輔助系統的反應極佳，尤其是原文閱讀能力較弱或學習成效較差的學 生，普遍認為此系統的助益極大。 前後測採相同的題目，設計參考歷年的題庫，包括基本、中級及進階等不同的難度， 範圍含篕全學期的授課內容。測驗成績從前測30.8%提升至 83.0%，其中提升課內知識顯 著，提升課外統整能力較不明顯。 (3) 教師教學反思 系統使用的比例明顯受限於有意願閱讀、有在閱讀原文書的學生比例，都約佔全體 學生的三分之二。多數學生學習以上課聽講、閱讀投影片為主，近五成仍無閱讀原文書 習慣，宜加強要求或設法提升學生閱讀書本的比例。 豐富多元的教學內容能吸引學生的學習興趣及學習效果，多數的學生也有主動學習 的意願及能力，然而考前兩天才看書的比例高，宜加強提醒平常即應讀書。 (4) 研究成果 在本校進行的教學意見反應調查中，修習本課程的學生對本課程的反應極佳，課程 獲選為本校的「優良課程」。 本研究成果的論文於 2019 年 6 月發表由高雄科技大學主辦的「教學實踐研究研討 會」。在超過二百篇的論文中，本研究的成果在海報競賽中榮獲工程類佳作(第三名)。 主持人同時參於本校的教學實踐計畫研究社群及跨校通訊網路教師專業社群，在計 畫執行期間舉辦一場成果發表既課程研討會，與相關專業教師進行分享與交流。

5. 參考文獻

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