利用教導與學習演算法於教學實踐研究-以計算機概論為例

本計畫提出利用教導與學習演算法於教學實踐研究－以計算機概論為例嘗試改變傳統教學的方式，將學生從被動學習轉變成相互學習，激發出學習的熱情。此外，本計畫將以小組的方式同儕間共同解決問題；當學習者從教導者身上學習到知識之後，學習者之間會互相學習知識，根據與其它學習者的差異會從對方身上學習到知識。本計畫整個研究方法過程分為兩個階段，即教導者傳播知識給學習者階段和學習者之間的互相學習階段。

教導者傳播知識給學習者階段：教導者(老師)在班上其他學習者(學生)中傳播自己的知識，換句話說，班上的學習者受到教導者的激勵，並試圖提高自己在班上的表現。透過教導者和學習者之間的這種交互和信息共享的過程，整個班級的知識水平將提高，每個學習者的表現也將得到提高。因此，教導者可以根據自己的能力來提高班級的平均能力。

學習者之間的互相學習階段：每個學習者(學生)透過課堂中的前次小考，把成績較好的數個學習者當作是小組教導者。班上的學習者以不同的方式獲取課程內容；學習者與小組教導者互動，以提高自己的學習水平。因此，這一階段包括小組中學習者之間的互動。相互互動的過程傾向於增加學習者的知識。每個學習者與其他學習者進行隨機交互學習，從而促進知識共享。

目前教學上主要遇到的問題有三大問題：

第一個問題是學生程度差異，教師沒有足夠時間去了解學生個別的問題，若要一一解決學生問題勢必會壓縮到課程的授課時間，而降低學習成效。

第二個問題是大多數大學生缺乏學習態度，由於這門課程比較偏向基礎理論課程，往往在課程開始後過沒多久學生就開始分心做自己的事，甚至有些學生在睡覺或是滑手機。

第三個問題是師生互動機會較少，課堂上相信許多教師會在課堂開始前或下課前都會問學生對於本課程任何方面是否有任何問題，但得到的回答大多是沒問題或沉默，台下一片死寂，學生不習慣與老師互動，或是害怕問問題。以一位研究者的角度來看當一件事情沒有問題的同時則代表者他將失去了進步的空間，進步總是發生在問題之後，而當一門課使得學生對它沒有任何問題或沒興趣時則代表教學方法是有待改善的空間，因此須解決上述的三個課堂上的問題。

本研究整個研究方法過程分為兩個階段，即教導者傳播知識給學習者階段和學習者之間的互相學習階段。

1. 教導者傳播知識給學習者階段：
   

   教導者(老師)在班上其他學習者(學生)中傳播自己的知識，換句話說，班上的學習者受到教導者的激勵，並試圖提高自己在班上的表現。透過教導者和學習者之間的這種交互和信息共享的過程，整個班級的知識水平將提高，每個學習者的表現也將得到提高。因此，教導者可以根據自己的能力來提高班級的平均能力。

2. 學習者之間的互相學習階段：
   

   每個學習者(學生)透過課堂中的前次小考，把成績較好的數個學習者當作是小組教導者。班上的學習者以不同的方式獲取課程內容；學習者與小組教導者互動，以提高自己的學習水平。因此，這一階段包括小組中學習者之間的互動。相互互動的過程傾向於增加學習者的知識。每個學習者與其他學習者進行隨機交互學習，從而促進知識共享。

應用教導與學習之教學實踐方法於計算機概論課程中，將實踐在資料儲存、資料運算、資料結構以及抽象資料型態等四個課程單元來執行，課程進行到上述四個單元前，會先進行計畫說明會和前測問卷 (第一次問卷施測)並讓學生了解其計畫目的，接著在上述四個課程單元中分組進行以下兩個學習階段：一、教導者傳播知識給學習者的教導者階段；以及二、學習者之間互相學習知識的學習者階段。每週兩小時會先由教導者傳播知識給學習者的教導者，再由每週另一小時進行學習者之間互相學習知識。

在課堂中，會先由前次小考成績中選定成績較好的學習者在小組內充當小組教導者，然後再根據學習者的水平來教導其它的學習者，使所有學習者能夠從小組教導者身上學習到知識。當學習者每週兩小時從教導者身上學移到知識之後，再由每週另一小時學習者之間會互相學習知識，其根據與其它學習者的差異會從對方身上學習到不同知識，而本研究將針對基於教導與學習之教學實踐方法中的兩個學習階段來做探討和研究，將利用在課堂之中學習者在學習過程中會被分成不同組別的概念，亦將全體學習者進行分組然後再各自的組別自我學習。如此一來有機會可以增加傳統上課方式的學習多樣性。在四個單元結束後，會再分別進行小考測驗並進行成績分析與中後測問卷(第二、三次問卷施測)。

本研究執行所提的教導與學習之教學實踐方法，會進行三次蒐集修課同學的問卷調查資料，所設計之問卷共15個問題，內容主要是包含問題解決能力、自我導向學習能力、團隊合作能力、批判性思考能力、溝通協調能力等五大面向，詳見附件一。

問卷施測分為前測、中測和後測，

• 前測問卷是在課程第三週進行施測；
• 中測問卷是在課程第八週進行施測；
• 後測問卷是在課程第十七週進行施測。

三次問卷皆以非常同意、同意、普通、不同意及非常不同意讓學生勾選，前測問卷統計表詳見附件二，中測問卷統計表詳見附件三，後測問卷統計表詳見附件四，再將這三次統計表採用李克特(Likert)五分量表，分別為非常同意：5分；同意：4分；普通：3分；不同意：2分；非常不同意：1分，並針對填寫學生數進行平均計算，其結果如表三所示。利用表三的資料進行前測－中測、中測－後測、前測－後測的統計分析 t檢定，結果得到前測－中測的p-value=0.01(有顯著改善)；中測－後測的p-value=0.09(無顯著改善)；前測－後測的p-value=0.0001(有顯著改善)。

本研究所設計之學生學習問卷是以五大面向來設計，共設計15個問題，

• 其中第一題到第三題是對應問題解決能力；
• 第四題到第六題是對應自我導向學習能力；
• 第七題到第九題是對應團隊合作能力；
• 第十題到第十二題是對應批判性思考能力；
• 第十三題到第十五題是對應溝通協調能力，其統計分析結果如圖十二所示。

從圖中可以知道有80%以上的學生認為自己在課堂中同儕學習時的問題解決能力、團隊合作能力、批判性思考能力、溝通協調能力等四項能力都有所提升，特別是有89%的學生認為同儕學習過程中自己具備批判性思考能力(圖十二(d))，這也是同儕學習互相討論經常會遇到的事情。

針對問題解決能力這向度，期初只有47%同意，到期末卻有80%同意，是這五大面向中提升最多的(圖十二(a))。針對團隊合作能力分析，可觀察到圖十二(c)的後測不同意人數有增加2%，這原因是因為最後幾次的學習單題目較難，導致有些同學對同儕學習的信心低落所造成的結果。

本研究提出利用教導與學習演算法於教學實踐研究－以計算機概論為例試圖將學生從被動學習轉變成相互學習，激發出學習的熱情。本研究是以小組的方式同儕間共同解決問題；當學習者從教導者身上學習到知識之後，學習者之間會互相學習知識，根據與其它學習者的差異會從對方身上學習到知識。

本研究最後以試卷測驗和問卷施測當作實驗分析工具，從研究結果分析中可以證實本研究所提的教導與學習之教學實踐方法有以下的具體成效：

1. 縮小學生程度差異；
2. 提升學生學習興趣；
3. 增加老師學生互動。

然而透過本研究的執行也衍伸以下可探討的議題：

1. 在期初的分組可透過具鑑別度的試卷其分數當作分組依據，才可進行成績較好的學生教導其它的學生；
2. 為了激勵同儕之間的學習，學習單題目不宜太難，同儕學習會因為學習單太難而信心低落因而尚失同儕學習的意義；
3. 可搭配翻轉教室，事先把教學內容錄製成影片讓學生線上自主學習，而在實體課程中執行同儕學習，可以讓同儕學習的時間拉長，應該會有更好的效果。