109年度 工程學門

應用BTS-學思達教學法於數位邏輯課程之翻轉教室教學實踐研究

計畫主持人 韓端勇 副教授
服務系所 國立臺東專科學校 電機工程科
配合課程 數位邏輯

計畫摘要

隨著半導體技術的成熟,具連網功能之行動裝置愈發普及,讓人們走到哪看到哪。愈來愈多的線上課程,也促成實體教室教學形式的改變。翻轉教室改變了傳統授課方式,教師預先錄製教學影片(亦可搜尋適當的教學影片),上傳於雲端。學生於課前先觀看教師指定的教學影片,上課時則專注於執行學習任務(例如完成課堂作業、討論與上臺表達)。相較傳統課程(TC)教學,若干研究提出翻轉課程(FC)教學能改善學生學習。然而相關的學習成效實證研究仍嫌不足,尤其是在工業類專科學校專業科目。因此本研究旨在探究翻轉教室應用於工專數位邏輯(DL)課程,對學生學習讀書策略與學習成效的影響。

在翻轉教室教學設計框架,引入課堂檢核與合作學習,以提高學生的參與度與學習興趣,降低學生學習困難。其中合作學習包含了課堂上既合作又競爭的小組活動、課後小組成員相約一起討論解決教學影片中難以理解處。本研究採準實驗研究法,以某專科學校電機工程科二專一年級學生為研究樣本,分成控制組與實驗組。

研究結果指出:1. 修習DL課程之FC組學生其學習成效顯著優於TC組學生。2.不同入學管道學習成效分析,聯合登記分發學生學習成效提升無顯著差異;由甄選入學與單獨招生管道入學之學生,其學習成效有顯著提升。3. FC組學生在學習與讀書策略總體表現較TC組學生為佳,特別在「學習態度、學習動機、時間管理、專心、自我測驗及解決學習困難策略」上,都有顯著提升。4. 學生對FC教學模式持正面評價。

問題意識

數位邏輯(Digital Logic, DL)課程可說是電機電子(Electrical & Electrinic, EE)相關科系學生,踏入數位系統的第一門基礎科目。由於這門課是必修科目,被當掉將無法畢業外,也會影響後續的選修課程修習。108年度計畫將翻轉教室教學模式引入課程中,獲得了不錯的成果。但由於修課學生是一年級新生,彼此相當陌生,使分組後合作學習的表現與預期產生落差。少數學生未於上課前觀看影片,無法積極參與課堂活動,影響學習成效。109年度計畫針對此問題提出解決方案,另外也希望進一步了解翻轉課堂介入後對學生學習與讀書策略之影響。

教學研究設計

本研究旨在探討翻轉課堂教學模式應用於二專電機電子工程類科學生數位邏輯課程的學習成效,與傳統教學模式應用於相同學生、相同課程的學習成效之間是否有差異。同時觀察翻轉課程與傳統課程教學模式下,是否影響學生的學習與讀書策略。為了評估FC對學生學習成效與讀書策略的影響,本研究將入學新生隨機分配為兩組:控制組與實驗組。為了增進統計考驗力,降低實驗誤差,因此以ANCOVA分析排除共變數的影響;而以獨立樣本t檢定,評估FC對學習與讀書策略的影響。後者採用的工具是中國行為科學社發行之「大學生學習與讀書策略量表」。

教學研究歷程

  • 控制組:全學期(第1週至第18週)皆採用傳統教學,教師預先製作數位教材(PowerPoint投影片),於上課前預先上傳至本校數位學習平台。上課時,先回答學生對上週所教授內容的疑義,再以PowerPoint投影片講解新進度。偶而學生會被要求在自己的筆記簿上解題,以加深印象。每個段落結束後,會針對單元內容設計習題,讓學生帶回家完成,並於下次上課前繳交。
  • 實驗組:

  1. 第1 ~ 4週採用傳統課程模式,完成單元1 ~ 4的教學內容,並於第4週的最後一節課實施第一次段考(前測)。
  2. 第5週上課時,檢討第一次段考考卷,並提出問題讓學生反思,減少之後採用翻轉課程模式的牴觸心理。並說明甚麼是翻轉課程,為什麼要翻轉教學?根據前測成績進行預分組,並公布分組名單。
  3. 第6 ~ 15週重複下列活動。

    • 課間活動:每堂上課前,學生必須觀看1 ~ 2個視頻單元。這些視頻內容,是學生獲得課程內容知識的主要管道。
    • 課堂活動:先解答教學影片內容疑義;再公佈課前檢驗超連結,讓每位學生作答。未通過學生攜帶耳機於教室後方補看影片,其餘學生進行課堂活動。

教學實踐成果

  1. 根據ANCOVA分析,實驗組學生其學習成效顯著優於控制組學生。其中由甄選入學與單獨招生管道入學之學生,其學習成效顯著提升;而聯合登記分發管道入學之學生學習成效提升則無顯著差異。
  2. 實驗組學生在學習與讀書策略總體表現較控制組學生為佳,特別在「學習態度、學習動機、時間管理、專心、自我測驗、解決學習困難策略」上,都有顯著差異(提升)。
  3. 超過76%以上的學生會因為隨堂檢驗而提前看完影片,顯見隨堂檢驗效果良好。
  4. 超過86%以上學生認為翻轉課堂教學方式,在表達技巧,克服心理障礙上有進步。
  5. 有67%的學生較喜歡翻轉課堂教學模式。
  6. 有81%以上學生認為翻轉教學模式對他們的幫助較大。

教學反思與未來計畫省思

  1. 在傳統教學模式,學生很少會提出任何問題。在本研究中實驗組有88%學生表示在學習過程中曾遭遇困難。以前這些困難,可能就不了了之或逃避放棄,但現在有超過65%會與同學(組員)或老師討論解決,這是相當可喜的現象。是否可以再提高?用甚麼策略或活動引導,值得繼續探討。
  2. 學生表達時,教師應減少負面的批評,應給予適時的等待、正面的肯定與擴散性的詰問,有助於學生培養自信,提升表達能力。薩提爾的對話練習,值得教師深入研究練習。
  3. 由於引入了隨堂檢驗與團體競賽機制,改善了學生課前不看影片及課堂參與情況。

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