實施互動App融入引導式數學解題教學對科技大學學生工程數學學習信心之影響
研究者在107年度教學實踐研究計畫採用ARCS學習動機模式探討「以科技媒體提升科技大學化材系學生工程數學之學習動機」，研究發現：導入「搭配課堂互動App的合作學習法」(Cooperative Learning with Zuvio, C/Zuvio)之後，引起注意、切身相關、獲得滿足等向度的後測分數高於起點行為與傳統教學，但是無法顯著提升學習信心。有鑑於此，本計畫發展「融入互動App之引導式數學解題教學法」(Guided Problem Solving Teaching integrated C/Zuvio, G-C/zuvio)，提供引導式學習單建立學習鷹架，幫助先備知識不足的學生完成解題，探討「G-C/zuvio教學法」對提升工程數學的學習動機、學習信心、學習成效之影響。
研究採用單組時間序列分析，歷經二個學習，學習動機分數逐漸提高，但顯著性不高；然而，學生在「G-C/zuvio教學法」的數學學習信心發展顯著優於「C/Zuvio教學法」。從「引導式學習單使用感受」問卷調查發現，學生在「學習單有助於我課後複習」、「學習單有助於我理解工程數學的學習內容」等2個題項有正向且顯著的回饋。比較107學年與109學年的學生在一階常微分程式、拉普拉斯變換等學習難度較高的單元學習成效發現，「G-C/zuvio教學法」優於「C/Zuvio教學法」與「傳統教學法」。研究顯示結合課堂即時反饋系統與引導式學習單之教學法，有助於提升學習信心與學習成效。此外，引導式學習單，有助於建立學習鷹架，可作為發展「工程數學學思達教學法」的基礎教材。
如何提升工程數學之學習信心與學習成就
根據自我效能理論(Bandura, 1977)：「學生是否具備信心完成一項學習活動，是影響學習動機強弱的關鍵因素」。從歷年教學觀察，在工程數學得到學習信心的學生，在日後核心科目的學習也表現比較好。換言之，提升學生對工程數學的學習信心能提高學生修習化材系核心科目的學習成效。然而，如何幫助學生克服畏懼工程數學的心理障礙，發展提升學習信心的教學方法，有效地提升學習動機，仍是工程數學教學上需要繼續探究的議題。
- 研究工具1: 學習動機量表，採用學習動機評估則採用吳百祿與蔡清華教授團隊發展之量表(楊子慧，2010；Wu et al., 2012)
- 研究工具2: 數學學習信心量表，採用Fogarty等人(2001)開發之量表(附錄三)，採用Fogarty量表之理由為該量表調查對象為澳洲南昆士蘭大學修習微積分的學生，符合本計畫的研究對象
- 研究工具3: 工程數學引導式學習單使用感受問卷
- 引導式學習單
融入互動App之引導式數學解題教學法使用之教學法包括：講授法與合作學習法，採用計畫主持人開發的特色教材：工程數學引導式學習單，課堂教學使用Zuvio即時反饋系統。
引導式學習單的設計包括三個階段：
(一)拆解例題的解題步驟，用範例介紹解題思維與解法步驟；
(二)提供有步驟提示的練習題，引導學生自主練習；
(三)提供沒有解題提示的練習題，學生挑戰獨立練習。
- 109-2學期的後測與109-1學期的前測、中測2的分數有顯著差異。這個結果顯示，經過2個學期，採用「引導式學習單」的G-C/Zuvio教學策略，可以有效地提升研究參與者對工程數學的學習信心。
- 其次，修課學生認為工程數學引導式學習單能有助於課前預習的有43.09%，認為「引導式學習單有助於課後複習」者有49.98%，認為「引導式學習單有助於和同學討論工數上課內容」者有44.06%，「引導式學習單有助於主動自學工程數學」者有43.87%，「引導式學習單有助於我理解工程數學的學習內容」者有51.60%，「引導式學習單有助於提高我學習工程數學的信心」者達38.93%。
- 數學課程進行分組合作學習前，教師需要明確地說明在數學課程進行合作學習的理念，以便讓學生體認分組討論有助於提升數學的學習成效，減少學生排斥感。
- 合作學習的操作也需要教師引導，教師可以引導學生在同一小組內分配不同任務角色，建立學生的責任感。
- 在課堂內小組討論解題時，可以搭配預錄影片引導學生預習、搭配競賽機制、搭配成績加分等作法，激勵學生課堂分組討論與課程參與。
- 大部分學生專注度通常只能持續維持10-15 min，然而工程數學相關課程(例如微積分、微分方程)的知識量龐大，理解新的學習概念涉及的先備知識量也多，往往講解一個學習概念的時間長達30 min，學生無法連續投入這麼長的專注時間。建議教師必須切分知識內容，將一個學習概念再切分為更少更短的內容，再分階段講解，每個小學習概念不要超過15 min。