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    運用6E模式進行STEM機電整合活動中對高中生學習成效之研究
    (2019) 林育安; Lin, Yu-An
    機電整合（Mechatronics）附屬於工程教育的其中，機電整合並非一門獨立的學科，而是機械、電機、電子、資訊、創意及設計的結合，機電整合課程包括科學知識、資訊科技、數學運算以及科技工具的整合應用，過程中會進行問題解決、分析與決策等活動，並且可以產生學生STEM（Science、Technology、Engineering、Mathematics）的興趣以及提升連結課堂教學與日常生活的學習效果。而6E（Engage、Explore、Explain、Engineer、Enrich、Evaluate）教學是以學習者為中心的教學模式，目的是提升學習者設計與探究的能力，搭配實作教學活動可以整合理論知識與實作經驗。而現今教學現場所使用的模式是專家程式設計思考程序來教學，著重於程式設計思考能力。 本研究旨在探討不同教學模式（6E模式、專家程式設計思考程序）對高中學生在機電整合課程。研究對象為高中三年級第一類組學生共162位學生，實驗採用準實驗研究法，自變項為教學模式，依照不同教學模式分為6E模式與專家程式設計思考程序教學模式兩種；依變項則包含實作能力、運算思維，並在實驗前後會以語意流程圖析法去探討學生認知結構。研究結果顯示：(1)採用6E模式在STEM機電整合課程能有效的提升實作能力；(2)兩組學生學習STEM機電整合課程後對於運算思維的能力皆有提升；(3)從認知結構訪談中了解到學生概念數量及迴歸連結數量皆有增加。研究建議為在課程設計時選用可操控玩具之主題，可引起學生注意力及提升課程趣味性並且未來可將6E模式用於其他需要專題實作的課程。
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    高中生STEM職涯興趣量表之發展與效化
    (2019) 張芳瑜; Chang, Fang-Yu
    隨著STEM領域人才的需求增加，發掘學生對STEM的興趣並培養其投入相關領域已成為國際趨勢。然而，目前尚缺乏用於評估STEM職涯興趣的工具，因此本研究旨在發展一份「高中生STEM職涯興趣量表」，據此了解高中學生對科學、科技、工程、數學領域之職涯興趣。在量表發展過程中，本研究參考先前相關研究以社會認知生涯理論（Social Cognitive Theory, SCT）為基礎，試題內容包含「自我效能評估」、「學習興趣與動機」和「職業興趣」等面向。研究對象為臺灣地區普通高中一至三年級的學生，採用立意取樣分區抽取研究樣本，有效樣本數共329人。考量受試者的學習經驗，本研究所發展之「高中生STEM職涯興趣量表」將科學、科技、工程及數學領域依學科進行分類供學生選填，並在職業興趣的部分添加相關職業工作內容介紹。研究結果顯示：(1)高中生對於科技、工程、數學相關專業工作內容了解程度低；(2)高中男生在科學學習興趣、科技學習興趣、科技職涯興趣、工程學習興趣、工程職涯興趣、數學學習興趣、及數學職涯興趣表現出的興趣程度皆高於女生；(3)自然組的學生在科學學習興趣、科學職涯興趣、工程學習興趣、數學學習興趣、及數學職涯興趣表現上皆高於尚未分組及選擇社會組的學生，且在工程職涯興趣上高於社會組學生。
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    應用Jigsaw合作學習於STEM教學策略：以學習物聯網為例
    (2022) 林威廷; Lin, Wei-Ting
    STEM（Science, Technology, Engineering, Mathematics）教學策略中，學生常因需要同時學習數個領域知識造成學習困擾；透過Jigsaw合作學習，小組成員可以到不同的「專家小組」學習某個領域知識，然後回到原小組把習得的知識分享給其他成員，可以有效降低前述困擾。本研究探討應用Jigsaw合作學習於STEM教學策略的成效，學習內容選定應用物聯網於PM2.5空氣污染的偵測。本研究採準實驗研究法，研究參與者為北部某國小六年級的104位學生，共四個班級，其中兩班為實驗組，共51位學生，施以Jigsaw合作學習；另兩班為對照組，共53位學生，採傳統合作學習。實驗實施共計五堂課，並以學習態度問卷、成就測驗與半結構訪談蒐集學生學習資料。研究結果顯示，整體而言，兩組學生在學習態度上並無顯著差異；但相較控制組學生，Jigsaw合作學習組學生認為學習活動有助於理解物聯網及空氣污染等知識。Jigsaw合作學習組學生的學習成就顯著優於控制組，但也發現學生對於Micro:bit與簡報軟體等的操作感到困擾。建議未來研究可改善本研究Jigsaw合作學習教學設計問題，並精進STEM教材設計，以提升學生之學習態度。
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    基於建模之科學運算課程設計與評估
    (2021) 李敏瑄; Lee, Min-Hsuan
    本研究的目的是探討基於建模的科學運算課程是否能提升學生的科學問題解決能力、建模品質與學習態度之成效。因此開發了科學與程式設計教材。另外，為了探討基於建模的教學與傳統講述式教學的對學生的影響，所以開發科學程式設計建模輔助平台，在這個平台中有相對應的程式設計建模歷程(現象描述、資料建模、流程建模、程式化以及觀察與除錯)之功能。實驗組學生在利用程式解決科學問題前，必須到此平台回答與科學問題相關的引導題目後才能開始編寫程式進行解題。本研究的實驗結果發現:一、 實驗組之低先備能力組學生在歷經基於建模的科學算課程後，其科學問題解決能力，與控制組低先備能力組學生相比有較大的進步幅度。這代表了建模教學有助於課前科學問題解決能力與程式能力較差的學生提升他們的科學問題解決能力。二、 實驗組學生在經歷基於建模的科學算課程後，其建模品質之進步幅度與控制組學生相比有較大的進步。另外，實驗組之低先備能力組學生的建模品質之進步幅度與控制組低先備能力組學生相比是有顯著差異的。但實驗組高先備能力組學生與控制組高先備能力組學生之建模品質並無差異。這表示建模教學有助於學生提升他們的建模品質。三、 在學習態度上，實驗組與控制組學生的進步幅度並無差異。但在態度問卷後測中的開放是問答題和半結構式訪談中實驗組學生對於課程較高的評價。本次研究可以給與後續欲發展科學運算課程與建模教學的研究者做為參考。
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    3D建模與列印教學應用於STEM取向準工程課程對學習成效之影響
    (2018) 簡爾君; Jian, Er-Jiun
    本研究旨在探討3D建模與列印應用於STEM取向準工程課程對學習成效之影響。本研究採用準實驗研究之不等組前後測實驗設計；實驗對象為某公立高中一年級的145名學生，隨機將學生分派為實驗組與控制組進行課程實驗。本研究之課程單元名稱為二氧化碳賽車，分別於實驗組進行3D建模與列印，控制組進行傳統手作。本研究蒐集活動前的成績作為前測分數，活動後的設計與製作成績為後測分數，並以科技態度量表、學習單以及產品創意結果評量表(rubric)來蒐集相關的資料。 本研究的主要結論如下：1. 3D建模與列印應用對學習紀錄之總結測驗具有正向影響。2. 3D建模與列印對科技態度無顯著影響。3. 3D建模與列印對創意結果之新穎性、精緻性及整體有正向影響。 最後，本研究根據研究結果，針對3D建模與列印應用於STEM取向準工程課程以及後續相關研究提供建議。
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    設計自我效能、設計興趣和STEM 學習表現之相關分析：以時尚設計為例
    (國立臺灣師範大學, 2020-03-??) 范靜媛; 葉建宏; Jing-Yun Fan, Jian-Hong Ye
    近年來，科學、科技、工程與數學（STEM）教育在世界各地擴展，其學習重點主要分為四個方面，不同教育領域透過不同活動與課程設計推動STEM 科際整合教育，然而，鮮少看到STEM 教育理念被時尚設計領域採用。本研究基於興趣動機理論，考察了設計自我效能感，設計興趣和學習效果之間的相關性。本研究參與者來自臺灣南部地區某科技大學時尚設計系的197 位大學生。在四週共計8 小時內（即2 小時／週），透過教學的引導，參與者自主學習有關時尚設計領域的STEM 知識，並將STEM 概念應用至袋包設計實務中；研究者採用VirtualPLS 統計軟體驗證研究模型。研究結果顯示，設計自我效能感知較高的參與者具有較高的設計興趣（喜歡、享受和投入），且設計興趣感受較高的學生在學習STEM 方面呈現更好的表現。此外，設計自我效能感對STEM 學習表現呈現間接正向影響，亦即參與者的設計自我效能感愈高，將學習到愈高水平的STEM知識。
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    應用逆向工程策略協助高中生於機械構造的學習
    (2012-10-31) 游光昭; 朱益賢; 林坤誼
    本研究運用逆向工程的理念來設計高中生之STEM取向的工程設計活動，此學習活動是以市面上常見之科技產品為示例，引導學生先瞭解其功能、而後分析其科學原理、構造設計、材料、組裝、製作與生產等技術。之後，則發展STEM機構模組並進行教學，此是以高中的生活科技活動為基礎，融入工程設計與STEM課程之概念發展而成。其課程設計之理念是以科技與工程為主軸，輔以數學與科學相關概念性及程序性知識的應用。本研究初步得到一些教學上的啟示： (1) 工程設計活動應加強機構設計概念與STEM相關知識的連結；(2) 學生的概念性與程序性知識會影響其製作過程中分析與評鑑的表現，而其機構設計成敗之關鍵亦取決於分析與評鑑之能力；(3) 逆向工程策略可幫助學生瞭解基本的機構知識，但需強化學生的工程設計能力。
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    STEM取向之機構玩具實作活動對國中生機械性向影響之行動研究
    (2017) 游家綺; Yu, Chia-Chi
    　　本行動研究旨在解決學生較少統整及應用其他科目所學相關知識於實作活動的問題。研究者發展STEM取向之機構玩具實作活動，探討本實作活動對機械性向的影響，以供未來國中生活科技課程參考。本研究為行動研究，採用教學實驗法做為研究方法，以某所臺北市立國中八年級的三個班級共83位學生為對象(其中56位學生為實驗組；27位學生為對照組)，進行十週的實作活動。 　　在進行本實作活動後，對學生施測《國中新編多元性向測驗》，及《STEM取向之機構玩具實作活動接受度問卷》，研究發現：一、學生肯定STEM取向之機構玩具實作活動；二、STEM取向之機構玩具實作活動對於國中生機械性向的發展並無明顯增進，但提升學生的學習動機。 　　本研究結論如下：一、實施STEM取向之機構玩具實作活動時遇到的困難與問題，宜在當下就獲得解決，並在解決的過程中培養學生整合的能力；二、STEM取向之機構玩具實作活動提升學生學習動機，對未來性向的發展有所幫助；三、STEM取向之機構玩具實作活動的實施順利，且學生高度肯定本活動。
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    應用逆向工程策略協助高中生於機械構造的學習
    (2012-07-31) 游光昭; 朱益賢; 林坤誼
    本研究運用逆向工程的理念來設計高中生之STEM取向的工程設計活動，此學習活動是以市面上常見之科技產品為示例，引導學生先瞭解其功能、而後分析其科學原理、構造設計、材料、組裝、製作與生產等技術。之後，則發展STEM機構模組並進行教學，此是以高中的生活科技活動為基礎，融入工程設計與STEM課程之概念發展而成。其課程設計之理念是以科技與工程為主軸，輔以數學與科學相關概念性及程序性知識的應用。本研究初步得到一些教學上的啟示： (1) 工程設計活動應加強機構設計概念與STEM相關知識的連結；(2) 學生的概念性與程序性知識會影響其製作過程中分析與評鑑的表現，而其機構設計成敗之關鍵亦取決於分析與評鑑之能力；(3) 逆向工程策略可幫助學生瞭解基本的機構知識，但需強化學生的工程設計能力。
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    6E取向的STEM實作活動對國中生科技態度與能力之影響
    (2016) 陳郁涵; Chen, Yu-Han
    本研究旨在探討6E取向的STEM實作活動對國中生科技態度、科技探究能力與理論導向設計能力之影響，以做為日後相關研究之參考。本研究採不等組前後測準實驗設計，以臺北市某高中附設國中部八年級學生為研究對象，共計212位學生；接受為期十週，共計十堂課的實驗課程。實驗組以6E教學模式授課，控制組則以問題解決教學法授課。研究工具為科技態度量表、科技探究能力量表、學習歷程檔案、學生晤談紀錄、小組問卷及教學者之教學省思。STEM實作活動為「關鍵十二碼─鼠夾車PK賽」教學活動。量化資料採單因子共變數分析，質性資料則進行編碼及分析。本研究提出以下結論：(1) 6E教學模式中的「探索」階段對提升科技態度有所助益，並能幫助學生建立具體理論概念，而能夠將理論運用到作品的設計中；(2)以學生實際興趣做為6E教學模式中「參與」階段的主題，更可提升科技的學習態度；(3) 6E教學模式的「探索」與「解釋」階段能幫助學生從資料蒐集、分析與探究中有所學習，進而提升科技探究能力。