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行政院國家科學委員會補助專題研究計畫

□ 成 果 報 告 ■期中進度報告

工程師幻想曲-想像力在工程教育之運用與評估--想像力在 工程概論教育之運用(二) 計畫類別:□ 個別型計畫 ■ 整合型計畫 計畫編號: 100-2511-S-002-016-MY2 執行期間: 2011 年 6 月 1 日至 2013 年

7 月

31 日

計畫主持人:康仕仲 共同主持人:謝尚賢 計畫參與人員: 陳楓媚、顏孝永

成果報告類型(依經費核定清單規定繳交):■精簡報告 □完整報告 本成果報告包括以下應繳交之附件: □赴國外出差或研習心得報告一份 □赴大陸地區出差或研習心得報告一份 □出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份 □國際合作研究計畫國外研究報告書一份

處理方式:除產學合作研究計畫、提升產業技術及人才培育研究計畫、 列管計畫及下列情形者外,得立即公開查詢 □涉及專利或其他智慧財產權,□一年□二年後可公開查詢 執行單位:國立臺灣大學土木工程學系 中華民國

101 年

3月

15 日


摘要 近年來,工程教育開始著重想像力的培育,除了工程專業技術的提升之外,與想像力 結合的專業創新能力亦顯得十分重要,本研究為了使學生可以充分地學習到一系列完整的 想像力培育課程,藉由工程概論一課進行想像力培育的研究。因為工程概論1是進入工程領 域的初始必修課程,對其他工程領域的專業課程(例如:工程圖學、測量學…)有引導與輔助 的功能。所以我們期許透過工程概論一課將想像力的課程成效更完整地發揮到其他工程領 域的課程表現之上。本計畫已設計出一套完整的想像力培育教材與教案,輔助老師及學生 可以在課程中完整地進行教導與學習。本計劃透過子計畫一教育背景之研究人員建構之想 像力相關理論研究,發展出合適於工程教育教學之想像力教材、教學方法以及想像力評量 工具,並驗證想像力之發生機制以及想像力的培育方式,並運用其成效於未來的教學。此 外,在工程科技的創信歷程中,想像力佔有重要的影響之地,本計劃之研究成果亦可供其 他工程課程教學設計之參考與應用,並作為運用想像力培育科技人才之範例與實證。 關鍵字:想像力、工程教育、土木工程概念設計、想像力教材、想像力評量工具

1

本計畫與臺大土木工程學系配合,原名「工程概論」的大一必修課,於 100 學年度已改名為「土木工程概 念設計」 。 I


Summary In recent years, it began to focus on cultivation of imagination in engineering education, In addition to the enhance of engineering expertise, combination of imagination and professional innovation capability is very important. In this project, through by Engineering Introduction curriculum so that students can learn to fully complete a series of imaginative training courses. It is the initial required courses to enter other engineering field (e.g.: engineering graphics, surveying, ...) with guidance and support functions. We hope that through Engineering Introduction courses, the effectiveness of the curriculum of imagination complete play to the course among the other fields of engineering. We have designed a complete set of cultivate teaching materials and lesson plans of imagination, supporting teachers and students to complete the course teaching and learning. Through by subprojects1 who the researchers are educational background related theoretical research of the imagination, subprojects2 developed imagination teaching materials, teaching methods and assessment tools that appropriate engineering education, and verify the mechanism of imagination as well as the cultivation of imagination, and the use of its effectiveness in the teaching of the future. In addition, imagination is extremely important key in the field of engineering and technological sciences. Research results of this project are also available for reference and application of the instructional design of other engineering courses, and serve as examples of the use of imagination for scientific and technological talent cultivation. Keywordsďźšimagination, engineering education, conceptual design studio of civil engineering, imaginative teaching materials, imaginative assessment tool.

II


壹、 前言 在工程領域的教育中,通常都著重專業技能的習得,忽略了想像力的培育,所以本計 畫希望可以設計出一套可以在工程領域培育想像力的教材,此部份我們結合了子計畫一對 於想像力的定義、教學技法還有評量方式,設計出一整套可以用在工程領域教學的想像力 培育工具。在教材部份,我們使用個案研究進行四個案例的探討,進而依照這些案例配合 想像力教學技法,設計出想像力的培育題目,再搭配經由實驗設計後針對各組所擬出的教 案,對修習工程概論一課的學生進行教學施測,將其結果做為未來工程領域想像力培育教 學改進的參考。

貳、 研究目的 本計畫將結合子計畫一之想像力相關理論研究,於工程概論中,運用想像力培育方法 於課程教學中,發展合適於工程領域教學之想像力教材,以達到理想中的工程教育之目標。 過去的工程師教育,僅著重於促進既有知識以及熟悉工程相關技能,例如繪圖技術的訓練, 培育出工程技術人員;但隨著電腦技術的進展,工程技術逐漸以電腦技術作為重要的輔助 角色,工程師的需求逐漸由工程技術人員轉變為工程設計人員,而工程師的訓練也必須結 合了設計的訓練,以培育工程設計人才。理想的工程師教育,應培育出創造美好人類生活 的工程師,除了需具備知識的學習及技能訓練,更進一步具備對於科技生活的想像力及洞 察力:發現人類需求及科技的可能性,進而結合人類需求及推動科技進步,發展並設計出 更美好的人類生活。所以想像力在工程領域的培育極為重要,若我們能有一套想像力培育 的教材,再配合有效的教案進行教育培養,則未來工程領域的教育將會在想像力的層次上 有更進一步的提升。 本計畫第二期的目標是「雲端化教材的開發」 ,將目前已完成的教學套裝,製成電子書、 Pad Game 等等,並將所有教材譯為英文,透過社群網路的優異互動特性,增進國內外學術 單位的交流。並在第二期的理論研究中,加入「情感 (emotion)觸發」因素。由子計畫一針 對「情感因素」對想像力的影響進行理論探討,並與子計畫二配合,設計情感觸發的教學 技法,同時加以驗證「情感因素」對想像力的影響。換句話說,我們將在原本既有的教學 1


技法上做進一步突破,期許能提升理論的深度及廣度、擴充不一樣的教學技法、同時利用 科技來創造更多元的學習與互動方式。

參、 文獻探討 Todd 等人(1993) 認為指出當代的工程領域學生的不足之處,例如缺少團隊合作的經 驗與溝通技巧、對於工程及其相關領域的短視、缺乏設計能力或創造力等。Prados(1998) 認為當今工程教育著重於技術的培育與訓練,但卻無法使工程領域的學生跟的上現代科技 進步與創新的腳步。 當代工程教育應朝向提昇解決問題的能力發展,透過團隊合作及專案製作,使得未來 的工程師能具備想像思考、發現以及解決問題的能力,而科技與知識的發展來自於發現人 類的需求以及解決生活甚至生存的問題與困境,以促進更美好的人類生活。Rugarcia 等人 (2000)提出工程教育訓練必須包含知識培育、能力的訓練,例如獨立學習能力、解決問題能 力、批判思考能力、創造力、團隊合作能力、整合與整體思考能力等、並且以正確的態度 來整合知識以及能力,以因應快速變遷的社會以及多元知識發展與融合的社會責任。

肆、 研究方法 我們採用個案研究法進行教材設計,針對四個案例〈雪梨歌劇院、員山子分洪、高鐵 以及舊金山金門大橋〉進行個案研究,我們採文獻蒐集配合個案訪談進行初步資料的取得, 再撰寫成個案研究的案例探討,這四個案例,是反覆與子計畫一進行溝通,將想像力的定 義、培育方式結合個案研究案例設計而成的、可以培育工程領域學生想像力的教材。透過 搭配案例設計而成的「課堂活動」,對學生進行教學施測。 考慮到台大土木系的課程會將工程圖學、測量學以及工程概念設計及合成一個課群, 我們計劃以工程概念設計一課進行教學成果的施測。工程概念設計相較於工程圖學有較多 的時間可以進行一系列的想像力培育規劃,且學生的想像力培育效果亦可以運用到工程圖 學一課之上。

2


一、實驗設計 延續第一期計畫中的操作,我們先將土木系大一學生依照學號分成兩個班級(控制組、 實驗組),在教學實驗的設計部份,主要操弄的變項是「教學方法」,此變項會分成兩個處 理水準「傳統注入式教法」與「IDEAL MODEL 導出式教法」 ,控制組班級採用「傳統注入 式教法」;實驗組班級採用「IDEAL MODEL 導出式教法」。 此課程設計的主要目標是觀察在「IDEAL MODEL 導出式教法」之下學生的想像力是 否比「傳統注入式教法」更佳。與子計畫一配合,最後針對學生的課堂活動作品、期末成 果發表作品進行一連串的評量活動,檢視其最終的成果是否符合我們的預期。 表 1、工程概念設計兩個班別的實驗設計

控制組班級

實驗組班級

個案研究教材

想像力教材

想像力教材

教學方法

傳統注入式教法

IDEAL MODEL 導出式教法

組數

14

15

人數

42

44

二、實驗工具:IDEAL Training Model 以子計畫一的理論基礎所研發出來的這套訓練法,可分為四個步驟: eee 發想:想法的起點,想法從無到有的歷程。

1.

Ieee= Initiation

2.

Dee= Development e 聯想:想法從一變多的逐步擴散歷程。

3.

A = Alternatives

轉想:轉換最初始的想像角度,從多個不同角度進行想像。

4.

L = Links

串想:將想像過程中不同的想法進行連結,組合出全新的想法或 多元的解決方法途徑。

3


圖 1、想像力同心圓。

同心圓的最內圈,是一個想法的最基礎,逐漸往外則想法越來越發散、越來越不具體、 甚至不切實際,向外延伸的箭頭可以用來表示向未來進行的「時間、程度、可能性」 。若以 「建築的造型」為思考的角度,那麼最內圈就可能是「常見造型:矩形、球形、幾何型」, 第二圈則是「少見造型:螺旋型、樹型、抽象型」 ,最外圈則是「尚未出現過的造型:液態 建築、變形建築」,以此類推,去思考「建築的材料」、「建築的功能」,最後再嘗試將想法 連結,以產出超越現代的建築設計。 本研究以想像 2060 年的衣服為例,引導學生使用 IDEAL Training Model,是因為「衣 服」是常見、容易體會的物件,不使用工程範例來引導學生,是因為本研究在測試 IDEAL 想像力訓練法的時候,曾以建築工程作為主題來進行使用示範,發現學生會將示範中提到 的想法直接挪用至自己的作品中;因此,改用「衣服」這一元素,可避免修習工程課程的 學生直接挪用範例中的想法。以下為 IDEAL Training Model 的示範影片介紹,以想像 2060 年的衣服為例:

4


思考角度:衣服的類型

圖 2、步驟一:發想。

思考角度:衣服的類型

圖 3、步驟二:聯想。

思考角度:衣服的類型

思考角度:衣服的材料

圖 4、步驟三:轉想。

5

思考角度:衣服的功能


圖 5、步驟四:串想。

圖 6、設計出 2060 年的衣服。(圖片摘自:驚奇四超人 - 銀色衝浪手電影網站。)

三、活動設計 (一)建築 題目:想像 2060 年的建築。 配合「建築-雪梨歌劇院」的 case study 所設計的活動主題,希望同學能發揮想像力, 就像雪梨歌劇院的設計師烏松(Joern Utzon)一樣,跳脫現在的技術,去思考任何可能的建築 樣式與功能。圖 7 為實驗組班級活動用紙,同時附上了 IDEAL 想像力訓練法的同心圓,並 以語音旁白、搭配簡報檔示範的方式來引導學生進行討論活動。

6


圖 7、建築主題的課堂活動。

(二)水利 題目:解決住宅B區的水患問題。 配合「水利-員山子分洪」的 case study 所設計的活動主題,這次的活動主題比起第一 次的「建築」更加貼近現實,是因為我們從第一次的學生活動作品中發現,2060 建築這一 題目過於龐大,想像力發散後卻難以收攏,最終難以產出連結性、全面性高分的作品,本 次主旨是先設定一個飽受水患之苦的住宅B區,並以演員實際演出情境影片的方式,試圖 讓學生更能融入劇情,更貼近問題核心。

7


圖 8、水利主題的課堂活動。

(三)橋梁 題目:請連結B區與「鋁梁鎮」或「康仲市」。 配合「橋梁-舊金山金門大橋」的 case study 所設計的活動主題。延續第二次活動的情 境影片,影片以續集的方式呈現,成功引發學生的討論與學習興趣。這次同樣從B區作為 所在城鎮,規畫一個橋梁工程。如圖 8 呈現,左方的「鋁梁鎮」有著兩城之間高低落差太 大的問題、右方的「康仲市」則有跨距太大的問題,學生必須發揮想像力來設計。 「鋁梁鎮」 、「康仲市」的命名則為授課老師姓名的諧音,透過這樣輕鬆的設計,我們 嘗試讓嚴肅的工程課程變得較易接受。並且,引導影片的劇情有連續性,也藉此引發學生 之間的討論與話題,課堂活動的每一個環節都是經過不斷修正而持續改善。

8


圖 9、橋梁主題的課堂活動。

(四)交通 題目:打造 2060 年的大眾交通工具。連絡亞洲與美洲、連絡美東與美西。 配合「交通-臺灣高鐵」的 case study 所設計的活動主題。經過水利、橋梁兩次活動, 本次活動再次將主題能延伸的範圍拉大,是希望在最後一次的課堂活動中,再提醒學生, 發揮想像力,不受技術面的拘束去思考各種可能性。題目主旨是希望同學提出比現今交通 運輸工具更便利、運載量更大、更經濟的交通工具。

9


圖 10、交通主題的課堂活動。

伍、 結果與討論 目前我們已經完成雪梨歌劇院、員山子分洪、舊金山金門大橋、臺灣高鐵等四個個案 研究,並且將這套教材配合 IDEAL Training Model 以及實驗設計進行課程教案設計,所以 本研究的四個工程個案正是工程課程的教材主體。 從第一期研究中我們已經知道,在工程領域中,所需的想像力是解決問題的想像力。 而在諸多文獻和生活實例中發現想像力可以分做「藝術創作導向」 、 「問題解決導向」與「產 品輸出導向」 。而工程領域中最需要的想像力即是「問題解決導向」的想像力。Woods 等人 (2000)針對未來工程教育提出主要的教學方向:發展解決問題的能力-發現問題或需求,進 而定義並且解決問題、寫作能力、團隊合作能力、自我評估能力、終生學習能力等。本計 劃透過團體專案製作的進行,激發學生團體思考與想像力,並提升自我學習、發現與解決 問題的能力,以及溝通與表達能力等。因為,工程個案要完成一個工程目標時,會經歷諸 多的工程問題,因此問題解決的想像力是工程領域最需要的一種想像力。本計畫目前正��� 著「問題解決的想像力」培育目標前進,讓工程領域的學生可以在遇到問題時,從傳統「單 10


一解」的思維,培育出「多方解」的思維,再從「多方解」的思維配合工程現況與工程目 標,找出工程案例的「滿意解」 。這樣的想像力訓練可以幫助很多學生順利地達到未來的目 標,也會學會更有想像力的方式來面對生活的諸多難題。 100 學年度,台大土木工程概念設計的課程實驗結果,經子計畫一統計後發現,以 「IDEAL MODEL 導出式教法」授課的實驗組學生,其課堂作品所呈現出來的「超越性」 比起接受「傳統注入式教法」的 A 組學生有顯著提升,而作品的「連結性」、「全面性」則 無顯著提升,由表 2 可見,經過獨立 T 檢定,在水利與橋梁想像力教學活動作品中,實驗 組作品想像力特性分數顯著高於控制組 (t = 3.82, p = 001;t = 4.06, p = .000),但在建築、 交通與期末表演舞台的作品中,想像力特性分數則在實驗組控制組之間無顯著差異( p > .05)。 表 2、想像力教學活動作品評分比較

活動

實驗組別

建築 水利 橋梁 交通 表演舞台

組數

平均數

標準差

實驗組

15

38.33

11.24

控制組

14

36.29

7.31

實驗組

15

35.15

9.61

控制組

14

23.68

6.03

實驗組

15

40.36

12.29

控制組

14

24.52

8.14

實驗組

15

50.60

12.43

控制組

14

42.50

10.79

實驗組

15

38.40

8.06

控制組

14

33.88

6.57

t

p .58

.569

3.82

.001**

4.06

.000***

1.87

.073

1.65

.111

**p < .01, ***p < .001

由表 3 可見,經過多變量分析 (MANOVA),在水利與橋梁想像力教學活動作品中,想 像力特性分數有顯著差異 (Wilks’ λ = .54, F = 7.20; Wilks’ λ = .53, F = 7.38),但在建築、交 通與表演舞台作品中無顯著差異 ( p > .05)。在水利作品中,實驗組的超越性分數顯著高於 控制組 (F = 22.33, p = 000),在橋梁作品中,實驗組的多樣可能性與超越性分數顯著高於控 制組 (F = 9.64, p = 004;F = 19.43, p = 000);但在建築、交通與表演舞台的作品中,想像力 特性分數則在實驗組控制組之間無顯著差異( p > .05)。

11


表 3、作品評分想像力特性總和平均數比較

活動

Wilks’ λ F

特性

建築

.79

多樣可能性 .04

2.20

連結性 超越性 水利

.54

超越性 .53

超越性 .87

1.30

.00

超越性 1.87

.02 2.04

.01 1.26

多樣可能性 .18 連結性 超越性

組別

平均數 SD Univariate F

實驗組 12.36

2.94 .02

控制組 12.19

3.00

實驗組 12.89

4.17 .05

控制組 13.21

3.42

實驗組 13.09

5.69 1.72

控制組 10.88

2.80

實驗組 10.30

3.35 1.54

控制組 8.93

2.50

實驗組 11.50

2.46 1.65

控制組 10.36

2.33

28.18*** 實驗組 13.35

多樣可能性 .20 連結性

表演舞台 .82

6.20*

7.38** 多樣可能性 8.65** 連結性

交通

.39

7.20** 多樣可能性 .87 連結性

橋梁

Levene

.04 1.46

控制組 4.39

1.72

實驗組 11.18

4.74 9.64**

控制組 6.79

2.43

實驗組 14.67

4.13 3.71

控制組 11.81

3.84

實驗組 14.62

5.80 19.43***

控制組 5.93

4.72

實驗組 10.31

3.90 2.63

控制組 8.14

3.24

實驗組 12.18

3.45 1.33

控制組 10.83

2.78

實驗組 13.20

3.33 3.42

控制組 11.14

2.58

實驗組 10.18

2.59 .00

控制組 10.19

2.46

實驗組 14.98

3.18 .79

控制組 13.93

3.17

實驗組 13.24

4.55 5.37*

控制組 9.76

3.42

實驗組共 15 組,控制組共 14 組,* p < .05, ** p < .01, *** p < .001

12

6.89 22.33***

p .882 .821 .201 .226 .210 .000 .004 .065 .000 .117 .260 .075 .989 .382 .028


由表 4 可見,經過成對 T 檢定,實驗組個人想像力在後測的連結性中的不相關組合 (t = 3.58, p = 001)、多樣性連結 (t = 3.96, p = 000) 與圖像式連結 (t = 3.51, p = 001),在超越性 中的虛構性 (t = 4.82, p = 000)、幻想性 (t = 2.69, p = 012)與角色投入 (t = 3.78, p = 001),以 及可能性的替代方案 (t = 3.18, p = 003) 因素,都比之前前測分數有顯著增加。僅想像觸發 未有顯著增加 ( p > .05)。 表 4、實驗組個人想像力前後測比較

特性

因素

連結性

不相關組合 多樣性連結 圖像式連結

想像觸發

經驗觸發 感官觸發 情感性

超越性

虛構性 幻想性 角色投入

可能性

替代方案 未來性

施測時間

平均數

標準差

前測

2.48

0.52

後測

2.79

0.45

前測

2.69

0.43

後測

3.00

0.40

前測

2.72

0.60

後測

3.09

0.50

前測

3.01

0.48

後測

3.19

0.45

前測

2.31

0.70

後測

2.38

0.78

前測

2.59

0.54

後測

2.76

0.70

前測

2.70

0.50

後測

3.10

0.46

前測

2.81

0.62

後測

3.03

0.64

前測

2.67

0.60

後測

3.06

0.54

前測

2.89

0.50

後測

3.18

0.40

前測

3.05

0.51

後測

3.13

0.50

有效樣本 N=31, * p < .05, **p < .01, ***p < .001

13

t

P

3.58

.001**

3.96

.000***

3.51

.001**

1.99

.055

0.51

.612

1.23

.227

4.82

.000***

2.69

.012*

3.78

.001**

3.18

.003**

0.76

.452


由表 5 可見,單因子多變量共變數分析 (MANCOVA) 以統計控制法排除控制組與實驗 組前測共變項解釋量差異,再對調整後實驗組與控制組之間的平均數進行比較。結果僅超 越性在實驗組與控制組中有顯著差異 (Wilks’ λ = .81, F = 4.31, p = 009),但在連結性、想像 觸發性與可能性無顯著差異( p > .05)。實驗組在後測超越性中的虛構性 (F = 8.14, p = 006) 與角色投入 ( F = 9.79, p = 003) 因素,都較控制組顯著高分。 表 5、後測個人想像力特性共變數分析

特性 連結性

Wilks’ λ .89

F 2.29

組別

不相關組合

實驗組

2.79

2.79

控制組

2.59

2.60

實驗組

3.00

2.99

控制組

2.84

2.85

實驗組

3.09

3.07

控制組

2.74

2.76

實驗組

3.19

3.15

控制組

2.93

2.98

實驗組

2.38

2.40

控制組

2.16

2.14

實驗組

2.76

2.70

控制組

2.43

2.50

實驗組

3.10

3.07

控制組

2.70

2.73

實驗組

3.03

3.02

控制組

2.88

2.89

實驗組

3.06

3.05

控制組

2.63

2.64

實驗組

3.18

3.16

控制組

2.93

2.96

實驗組

3.13

3.12

控制組

3.04

3.05

多樣性連結 圖像式連結 想像觸發 .95

.88

經驗觸發 感官觸發 情感性

超越性

.81

4.31**

虛構性 幻想性 角色投入

可能性

.94

1.81

替代方案 未來性

平均數

調整後 平均數

因素

有效樣本: 實驗組為 31 人,控制組為 30 人,* p < .05, **p < .01

14

Univariate F

P

2.67 .108 1.57 .215 6.03* .017 1.50 .226 1.78 .188 1.41 .240 8.14** .006 .83 .367 9.79** .003 2.94 .092 .24 .625


由以上統計驗證的結果中可發現,總括來說,雖然「連結性」、「全面性」這兩個想像 力面向並無顯著提升,但實驗組的分數都比控制組高,且在「超越性」的部分,「IDEAL MODEL 導出式教法」確實有顯著效果,往後該如何提升學生在「連結性」、「全面性」的 想像力面向,正是 101 學年度預設的課程修正目標。 我們在 100 學年度的課程中嘗試融入了「想像觸發」 ,目前並未針對想像觸發各種因素 進行變項的操弄,先以觀察、問卷蒐集的方式來探索學生對各種可觸發想像的相關因素有 何反應,以下是針對「想像觸發」之中的「情感性」因素提出的問卷問題與學生回饋: 表 6、「課堂活動」以影片方式引導是否會增加你的學習興趣?

80

91%

不會

8

9%

子計畫一從文獻中發現,某些「情感性」因素會影響想像力的產生,子計畫二製作具 有「鼓勵」、「幽默」氛圍的影片來引導,並於課堂中觀察學生對影片產生的反應。而透 過問卷的回饋也可以得知,學生對於影片引導的方式,都表示確實能提升其學習興趣。哪 些「情感性」因素會造成想像力的提升或下降,本計畫將於後續研究中,實驗各種「情感 性」因素對想像力的實際影響。 表 7、我們編製了四本工程個案教學手冊,請評估你對於"手冊"形式教材的喜愛程度。

1 - 非常不喜歡 0

0%

2

不喜歡

0

0%

3

普通

2

2%

4

喜歡

29 33%

5 - 非常喜歡 非常不喜歡

非常喜歡

15

57 65%


表 8、承上題,若未來將教學手冊匯集成一本書,你會喜歡"書本"形式的教材嗎?

非常不喜歡

1 - 非常不喜歡 6

7%

2

不喜歡

17

19

3

普通

27

31%

4

喜歡

18

20%

5 - 非常喜歡 20

23%

非常喜歡

從課堂觀察與問卷回饋中,我們發現,教材的形式之於學生的學習意願,也有所關聯, 未來也計畫將教材、教具的使用,設計成「想像觸發」的操弄變項之一。

陸、 後續研究方向 一、課程設計 根據實驗驗證結果與學生問卷回饋,我們預期 101 學年度的課程設計,將進行以下調 整: 表 9、101 學年度,工程概念設計預期的實驗設計

A班

B班

C班

個案研究教材 想像力教材

想像力教材

想像力教材

教學方法

IDEAL MODEL

IDEAL MODEL

導出式教法

導出式教法

情感因素

傳統注入式教法

平鋪直述的授課 多變化的授課內容、多媒體 多變化的授課內容、多媒體 氛圍

的應用

的應用

例如:課堂活動 例如:課堂活動以老師口述 例如:課堂活動以活潑的影 以老師口述的方 的方式引導 式引導

片方式引導

課堂活動時燈光昏黃、無背 課堂活動時燈光明亮、播放 景音樂,營造嚴肅的氣氛。 背景音樂,營造活潑歡愉的 氣氛。 16


從原本教學方法的比較,更進一步分成三班,同時可比較出「情感性因素」對刺激想 像力的影響。 二、教學工作坊的設計 有別於「土木工程概念設計」課程設計,教學工作坊的實驗設計將增加更多「情 感性因素」的操作,並且在離開了工程課程的必需教材之後,可以有更大膽多元的課 程設計,換句話說,我們可以在活動主題上做更多變化、教學技法也能有不同的呈現 方式,我們在計畫的第二年度裡,將展開各種教學活動: (1)臺大想像力營隊 本計畫短期目標為 2012 年暑期推動臺大想像力營隊,可望與臺大智活研究中心 合作,共同推廣 IDEAL Training Model,招生對象為大學生、或即將就讀大學的高三 學生。初步規畫營隊為期兩天,每天的活動包括:專家講座、實作工作坊、學員討論 與分享,而兩天的主題則分別研習想像力的不同面向,例如想像力觸發因素、團隊智 商等等;讓學生對想像力的重要性有所感受,在求學的階段能對即將發生、可能發生 的未來具有敏銳度。 (2)國高中教學工作坊 本計畫年度目標則希望能與國高中學校配合,舉辦校園講座、想像力工作坊、或 配合社團活動,給予年輕學生想像力的概念,鼓勵學生在面對問題時,敢於思考不一 樣的解決方法。包括台中女中、大安高工,曾與本計畫成員有演講、授課等聯繫,列 為第一波名單,我們將以「臺大想像力營隊」做為參考範例,期望能舉辦多場教育工 作坊。 (3)種子師資研習營 本計畫也構思,開設以國高中教師為主的研習營,先由臺大想像力團隊將想像力 培育技法教授給老師,讓老師們了解想像力教育的重要性,除了授予知識、技術之外, 更要鼓勵學生勇於表達自己想法、勇於做不一樣的思考。接下來,則由老師針對各自 學科進行啟發性教學的規劃設計。 三、教材教具研發 17


而在教材教具的部分,本計畫已著手將目前完成的教學手冊、IDEAL 想像力訓練摺板、 全套教學套裝,全數翻譯成英文版本;同時把教材製作成電子書、依據 IDEAL Training Model 設計出一套 Pad Game。這種雲端概念的最大優勢是,即使在只有一個人的房間裡,一旦學 生有任何想法,都可以透過網路平台(社群網路)來與其他人交流、腦力激盪,隨時可以學習、 隨時可以有「組員」討論,打破了傳統「教學空間」、「上課時間」的時空觀念,這是一種 極為創新的學習方式;與 web2.0 的世代不一樣,web3.0 的即時互動特性是當代學生所熟悉 的生活方式,這是以往受限於科技而無法達成的教學技術。教材教具的雲端化、溝通平台 的建立,勢必能提供新世代學生更多元的學習方式,讓更多人了解想像力教育法的知識、 並應用於臺灣各級教育中,培育出更多具備想像力與創造力的優異人才。

柒、 參考文獻 Prados, J.W. (1998). Engineering Education in the United States: Past, Present, and Future, In: Proceedings of ICEE’98 Conference, 17 –20 August 1998, Rio de Janeiro. Paper no.255.

Rugarcia, R.M., Felder, D.R. &Woods, J.E. (2000). The future of engineering education: I. A vision for a new century, Chemistry Engineering Education,34(1),2000. 16–25

Todd, R. H., S. P. Magleby, C. D. Sorensen, B. R. Swan and D. K Anthony (1995). A survey of capstone engineering courses in North America. Journal of Engineering Education, vol. 84, no. 2, 1995, 165-174.

捌、 附錄一:IDEAL 想像力網站 https://sites.google.com/a/caece.net/ideal/

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玖、 附錄二:教材教具

圖 11、工程個案教學手冊:雪梨歌劇院、員山子分洪、舊金山金門大橋、臺灣高速鐵路。

圖 12、IDEAL Training Model 想像力訓練摺板。

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圖 13、工程課程教學套裝。

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國科會補助專題研究計畫成果報告自評表 請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況、研究成果之學術或應用價 值(簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性)、是否適 合在學術期刊發表或申請專利、主要發現或其他有關價值等,作一綜合評估。 1. 請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況作一綜合評估 ■達成目標 □ 未達成目標 □ 實驗失敗 □ 因故實驗中斷 □ 其他原因 說明:

2. 研究成果在學術期刊發表或申請專利等情形: 論文:■已發表 □未發表之文稿 □撰寫中 □無 專利:□已獲得 □申請中 ■無 技轉:□已技轉 □洽談中 ■無 其他: 本計畫已發表國際研討會論文 1 篇、國內研討會論文 1 篇,隨著新的實驗施作 與驗證,持續撰文。

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3. 請依學術成就、技術創新、社會影響等方面,評估研究成果之學術或應用價 值(簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性) (1)學術成就 量化成果評述: 國際研討會論文:2 篇。 國內研討會論文:0 篇。 研討會發表:2 次。 工作坊與學術演講:10 次。 教材設計:5 份。 質化成果評述: 本計畫於國際研討會中,發表了創新的課程設計技術,對教育的革新有所助 益。透過在各大學舉辦工作坊,使教師和學生對想像力教育有更進一步認識。 根據 IDEAL 想像法,目前已針對工程領域設計出一套完整教學套裝,臺大土 木系將這套教材做為大一必修課「土木工程概念設計」之教材,此一合作也 具體展現出研究團隊的成果,已初步受到教育界肯定。 (2)技術創新 量化成果評述: 業界合作:1 家。 電子書:1套。 質化成果評述: 與產業界接觸,除了將想像力計畫的成果推廣出校園,更能藉此檢視想像力 訓練法在工程領域之外的操作上,是否同樣具有良好效果,這樣的合作,將 使研究更具實際應用價值。 電子書將在 2012 年暑期上線。基於學生對科技產品的黏著性,電子書可以讓 學生隨時學習,互動式的瀏覽方式也極具吸引力,如此一來將大大提升學生 的學習興趣。 (3)社會影響 量化成果評述: 資訊網站:1 個。 質化成果評述: 研究計畫的成果皆已發布在網站上,藉由網路的便捷性,更能加速研究成果 的推廣與跨領域互動。

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想像力期中報告 - 子計畫二