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STEAM教學融入課程提升國小生創造思考、問題解決能力與批判性思考之研究

為了解決Nite nite meaning的問題，作者劉瑋珊 這樣論述：

摘要 iABSTRACT ii誌謝 iii目錄 iv表目錄 vi圖目錄 ix第一章 緒論 1第一節 研究背景與動機 1第二節 研究目的與問題 5第三節 研究範圍 6第四節 研究限制 6第五節 名詞解釋 7第二章 文獻探討 9第一節 STEAM課程模式 9第二節 創造思考能力 19第三節 批判性思考能力 23第四節 問題解決能力 28第五節 合作學習策略 32第三章 研究方法 37第一節 研究架構與設計 37第二節 研究對象 38第三節 研究步驟 39第四節 研究工具 43第五節 資料分析 52第四章 結果與討論

54第一節 創造思考能力成效分析 54第二節 批判性思考能力成效分析 72第三節 問題解決能力成效分析 89第四節 課程滿意度分析 106第五節 問卷訪談 113第五章 結論與建議 118第一節 結論 118第二節 相關建議 122參考文獻 124附錄 135附件一 DIY積木自走車組裝說明書檔案 135附件二 課程滿意度問卷 151表目錄表 2 1 近三年國內STEAM教育課程之相關論文 14表 2 2 近三年國內STEAM教育課程之相關論文探究目的整理 17表 2 3 五種領域的批判思考能力 24表 2 4 學者們對合作學習之定義 3

2表 4 1 兩組學生於「創造思考能力測驗」前測描述性統計 55表 4 2 兩組學生於「創造思考能力」迴歸係數同質性檢定摘要表 56表 4 3 兩組學生於「創造思考能力」共變數分析摘要表 57表 4 4 兩組學生於「創造思考能力」後測各水準調整邊緣後平均分數摘要表 58表 4 5 兩組學生於「創造思考能力測驗」前測描述性統計 59表 4 6 兩組學生於「創造思考能力」迴歸係數同質性檢定摘要表 60表 4 7 兩組學生於「創造思考能力」共變數分析摘要表 61表 4 8 兩組學生於「創造思考能力」後測各水準調整邊緣後平均分數摘要表 62表 4 9 實驗組於「創造思考能力」前後測相依

樣本t檢定 63表 4 10 對照組於「創造思考能力」前後測相依樣本t檢定 64表 4 11 實驗組於「創造思考能力」前後測相依樣本t檢定 65表 4 12 對照組於「創造思考能力」前後測相依樣本t檢定 66表 4 13 實驗組於「創造思考五項評分標題項目」前後測相關分析 68表 4 14 對照組於「創造思考五項評分標題項目」前後測相關分析 69表 4 15 實驗組於「創造思考三項評分標題項目」前後測相關分析 70表 4 16 對照組於「創造思考三項評分標題項目」前後測相關分析 71表 4 17 兩組學生於「批判性思考能力測驗」前測描述性統計 73表 4 18 兩組學生於「批

判性思考能力」迴歸係數同質性檢定摘要表 74表 4 19 兩組學生於「批判性思考能力」共變數分析摘要表 75表 4 20 兩組學生於「創批判性思考能力」後測各水準調整邊緣後平均分數摘要表 76表 4 21 兩組學生於「批判性思考能力測驗」前測描述性統計 77表 4 22 兩組學生於「批判性思考能力」迴歸係數同質性檢定摘要表 78表 4 23 兩組學生於「批判性思考能力」共變數分析摘要表 79表 4 24 兩組學生於「批判性思考能力」後測各水準調整邊緣後平均分數摘要表 80表 4 25 實驗組於「批判性思考能力」前後測相依樣本t檢定 81表 4 26 對照組於「批判性思考能力」前

後測相依樣本t檢定 82表 4 27 實驗組於「批判性思考能力」前後測相依樣本t檢定 83表 4 28 對照組於「批判性思考能力」前後測相依樣本t檢定 84表 4 29 實驗組於「批判性思考五項評分標題項目」前後測相關分析 85表 4 30 對照組於「批判性思考五項評分標題項目」前後測相關分析 86表 4 31 實驗組於「批判性思考五項評分標題項目」前後測相關分析 87表 4 32 對照組於「批判性思考五項評分標題項目」前後測相關分析 88表 4 33 兩組學生於「問題解決能力測驗」前測描述性統計 90表 4 34 兩組學生於「問題解決能力」迴歸係數同質性檢定摘要表 91表

4 35 兩組學生於「問題解決能力」共變數分析摘要表 92表 4 36 兩組學生於「問題解決能力」後測各水準調整邊緣後平均分數摘要表 93表 4 37 兩組學生於「問題解決能力測驗」前測描述性統計 94表 4 38 兩組學生於「問題解決能力」迴歸係數同質性檢定摘要表 95表 4 39 兩組學生於「問題解決能力」共變數分析摘要表 96表 4 40 兩組學生於「問題解決能力」後測各水準調整邊緣後平均分數摘要表 97表 4 41 實驗組於「問題解決能力」前後測相依樣本t檢定 98表 4 42 對照組於「問題解決能力」前後測相依樣本t檢定 99表 4 43 實驗組於「問題解決能力」前後

測相依樣本t檢定 100表 4 44 對照組於「問題解決能力」前後測相依樣本t檢定 101表 4 45 實驗組於「問題解決三項標題」前後測相關分析 102表 4 46 對照組於「問題解決三項標題」前後測相關分析 103表 4 47 實驗組於「問題解決三項標題」前後測相關分析 104表 4 48 對照組於「問題解決三項標題」前後測相關分析 105表 4 49 兩組學生於「課程滿意度」單一樣本t檢定 106表 4 50 兩組學生於「課程內容」向度描述統計量表 107表 4 51 兩組學生於「課程內容」向度獨立樣本t檢定 108表 4 52 兩組學生於「自我認同」向度描述統計量表

109表 4 53 兩組學生於「自我認同」向度獨立樣本t檢定 109表 4 54 兩組學生於「教師教學」向度描述統計量表 110表 4 55 兩組學生於「教師教學」向度獨立樣本t檢定 111表 4 56 兩組學生於「課程滿意度」描述統計量表 111表 4 57 兩組學生於「課程滿意度」獨立樣本t檢定 112表 4 58 兩組學生訪談組別與編碼說明 113圖目錄圖 2 1 國內論文STEAM課程教學於各領域 16圖 2 2 問題解決、創造思考與批判性思考的關係 29圖 3 1 研究架構圖 37圖 3 2上學期研究流程圖 39圖 3 3上學期研究流程圖 40圖 3 4 宇宙

機器人公司DIY自走積木車零件 44圖 3 5 宇宙機器人公司DIY自走積木車說明書 44圖 3 6 Scratch軟體使用模板畫面 45圖 3 7 Transformer v2.00 Arduino&Scratch連結軟體畫面 46圖 3 8 Arduino UNO R3板 47圖 3 9 3W紅外線發射器 47

基於Kinect之互動實驗室

為了解決Nite nite meaning的問題，作者查忠敏 這樣論述：

本論文提出一套結合手部動作的互動實驗室模擬系統，系統有兩個核心模組，分別是「手部動作辨識模組」和「互動實驗室模擬模組」，此系統讓使用者可以藉由肢體操作的方式達到具備真實操作感的實驗模擬效果。本論文所提出之「基於Kinect之互動實驗室」目前是針對高中之化學實驗所設計的，從許多基礎化學實驗中觀察出十種在做實驗時常會用到的手部動作，依此來構成此系統之動作單元。這十種動作單元可依活動範圍之大小分成兩類：大動作之動作單元與小動作之動作單元。其中，大動作指的是在操作設備時，會有較大範圍的移動變化之手部動作，至於小動作則是指活動範圍侷限於手掌部分變化的細部動作。　　本論文利用Kinect感測器當作動作擷

取器，提供相關手部資訊給「手部動作辨識模組」處理，然後此模組採用兩階段方式來進行動作辨識。首先，此模組會利用使用者的骨架資訊進行大動作的辨識；接著，會進行小動作的辨識，先萃取出本論文所提出之動作特徵後，再採用放射狀基底函數網路（radial basis function network簡稱RBFN）作為動作辨識單元。另外，「互動實驗室模擬模組」則提供簡單的互動介面，以結合「動作辨識模組」的功能來完成化學實驗的模擬，此外，本模組也設計出實驗課程的編寫介面，以提供老師未來可以很方便地進行課程的新增與修改。　　本論文透過許多不同面向的實驗設計來驗證本系統之效能。首先會探討此系統的非特定使用者的推廣性

，接著，會針對環境的變化來測試本系統的強健性 (robustness) 。在非特定使用者的推廣性的實驗方面，會將使用者分為特定使用者和非特定使用者兩群，將三位特定使用者的資料作為訓練RBF網路的樣本庫來源，然後，再以此訓練後之網路來測試另外八位使用者的辨識效果，以驗證本系統之非特定使用者的推廣性。至於本系統的環境變化強健性的測試，則是探討使用者的站立距離和朝向角度的不同是否會導致系統的辨識率有所變化。實驗結果顯示，特定使用者和非特定使用者在相同環境的辨識率皆為97%和96%，在不同環境下的條件下，特定使用者的辨識率90%~96之間，而非特定使用者辨識率為86%~91%之間。從結果可推論，不同的

使用者在相同的環境下辨識率皆有96%以上；另外當相同使用者面對不同環境的時候，兩群使用者的辨識率便有較大的差異。故此系統對於不同使用者的推廣性是足夠的，但對於環境的強健性來說，辨識率最低會到86%。