數據驅動－以工程數學為例設計適性化教學機制

了解學生樣態，掌握學生學習情況，設計對應的教學策略，對促進學生主動學習，提升學習成效，至為重要。是以在教學現場，面對數位原生的學子，如何蒐集數據，即時學習分群，強化學習成效；如何運用數位平台與工具，設計合適的教學策略與方法，引導學生提升學習動機，促進主動學習；如何將教學實踐研究成果與經驗強化與推展，建立數位時代的SoTL社群與支持體系，這些議題值得持續深入探討。 計畫中將持續蒐集LMS(iClass學習平台)的資料，進行分析，同時開發學生學習成效(Performance)與參與(Engagement)二維觀察圖雛形(以下簡稱PE圖)，即時呈現學生學習狀態。以工程數學為例，建立數據驅動證據本位的教學精進模式。期望所設計的教學精進與數位工具發展，可為高等院校的教學現場提供新典範。

對許多學生而言，數學課程是不受歡迎、枯燥乏味、沒有成就感的科目。現今混成式學習在高等教育中廣泛被使用，要如何用有效率的方法來觀察學生的學習狀態？

1. 探討在混合學習方法下， 如何善用工具適性化教學，有效提升學習動機並促進學習成效？

2. 延續前期計畫發展「Performance and Engagement Diagram, PED」了解學生的變化，探討如何給予適時的支持機制？

• 本研究採用設計本位研究法（Design-Based Research，簡稱DBR），藉由分析、設計、發展、實施、評鑑的流程執行，過程中經過不斷的修改和再設計，設計的產出需要於現場實際使用，遇到未預期的挑戰或限制時，進行調整。
• 本研究安排18週的課程，從每週進度、教學活動以及研究的紀錄，每週有相關對應的教學活動，在這18週都有完善的規劃，同時善用本校學習平台，將教學活動和平台密切結合，特別是運用iClass其中的「教視作小點」，也就是教材、視頻、作業、小考、點名等，完成教學活動的設計。

本研究藉助教學活動設計與布建，蒐集LMS(iClass學習平台)的資料，進行分析，應用學生表現(Performance)與參與(Engagement)二維觀察圖(簡稱PED)， 圖上每一點代表是一個學生，可分為四個象限，

1. 高參與高得分在第一象限；
2. 高參與低得分在第二象限；
3. 低參與低得分在第三象限；
4. 低參與高得分在第四象限。

透過結合本研究成績評量方式及配分：iClass 線上活動 佔8 %；4次作業佔12 %；出席率佔10 %；4次線上考佔10 %；四次小考佔20 %；期中考佔20 %；期末考佔20 %，分析學生整體各週的參與度，藉此了解學生學習的樣態。

透過PE圖可讓本研究更戮力於掌握學生的學習情況，然後針對不同的學習分群，設計相關引起動機的學習做法。

針對學生學習回饋，我們透過學習動機問卷調查結果，我們利用ARCS理論：Attention、Relevance、Confidence跟Satisfaction這四個構面，設計了問卷題目。透過學習動機問卷前後施測結果，各個構面以平均數觀察結果為例，可發現期末問卷調查同意度結果均高於期初問卷調查。

 其中特別值得我們欣慰就是，例如在「引起關注」構面的第三題「這門課的內容具有挑戰性、符合我的期待」，學生在期初約24%，到期末的時候，他們的認同度高達44 %；那切身相關性構面也是從33%提升到53%；建立信心上面，從將近20%提升到41%。這些都可以看到我們所設計的這個教學活動，給學生在ARCS個方面都帶來很好的成果。

此外，我們發現在疫情期間，有位同學因身份為陸生，前幾週尚未入境，大部分時間都在線上，我們仍可透過PED，對他的學習狀況有一個很好的了解，所以在這一個過程中我們也不斷的可以跟他有一個很好的互動，跟他做相關的提醒跟鼓勵，後續學生也有表現不錯的一個結果。

透過這學期的教學，發現對不同程度的學生其實是有不同的幫助跟看法，針對程度好的跟程度次一等的，數據的掌握其實就奠定我們爾後做視訊化教學的基礎。對於混成式學習學法，多元的教學活動持續有助於學生學習成就，雖然對於部分學生感受到有挑戰，但對某些學生仍有正向的影響 。藉由訪談得知，原微積分基礎較弱之學生，表示線上小考、解題影片及作業之安排有所幫助；基礎較高之學生表示線上小考及作業安排有幫助 。

在學生的文字回饋中，可以發現學生對老師教法的一個肯定，以及他們對於課程的感受。程度好的覺得老師講得慢了；程度不好的有時候覺得老師講得快了，這本來就是很正常的一個現象，但是我們透過這樣的一個機制，可以提供部分的解決之道。不同的學生對於講課速度有不同的感受，課程可安排透過相關影片和講解作為補足。

我們非常感謝可以利用PED工具，掌握學生的狀況。也感謝教育部支持可以有三年的計畫，所以在第110學年度的時候，我們會持續我們所奠定的基調、持續的深化，並且可以把這一個合作的學習策略以及共創共享的社群可以建立起來。未來可持續藉由PED觀察各院學生狀態，並結合群體智慧，發展合宜的教學策略，以及適時給予各類學生輔導，以持續提升學習動機。