科技與工程學院
Permanent URI for this communityhttp://rportal.lib.ntnu.edu.tw/handle/20.500.12235/5
沿革
科技與工程學院（原名為科技學院）於87學年度成立，其目標除致力於科技與工程教育師資培育外，亦積極培育與科技產業有關之工程及管理專業人才。學院成立之初在原有之工業教育學系、工業科技教育學系、圖文傳播學系等三系下，自91學年度增設「機電科技研究所」，該所於93學年度起設立學士班並更名為「機電科技學系」。本學院於93學年度亦增設「應用電子科技研究所」，並於96學年度合併工教系電機電子組成立「應用電子科技學系」。此外，「工業科技教育學系」於98學年度更名為「科技應用與人力資源發展學系」朝向培育科技產業之人力資源專才。之後，本院為配合本校轉型之規劃，增加學生於科技與工程產業職場的競爭，本院之「機電科技學系」與「應用電子科技學系」逐漸朝工程技術發展，兩系並於103學年度起分別更名為「機電工程學系」及「電機工程學系」。同年，本學院名稱亦由原「科技學院」更名為「科技與工程學院」。至此，本院發展之重點涵蓋教育（技職教育/科技教育/工程教育）、科技及工程等三大領域，並定位為以技術為本位之應用型學院。
107學年度，為配合本校轉型規劃，「光電科技研究所」由原隸屬於理學院改為隸屬本（科技與工程）學院，另增設2學程，分別為「車輛與能源工程學士學位學程」及「光電工程學士學位學程」。
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Item 運用6E模式結合知識翻新教學策略於高中生人工智慧物聯網實作課程對學習表現、社會情緒學習之研究(2024) 林美雯; Lin, Mei-Wen面對社會快速變動與科技發展，108課綱科技領域作為跨領域課程，在跨領域知識整合、真實情境與動手實作培養科技素養，同時納入新興技術於課堂中，讓學生理解當今產業與科技趨勢。跨領域教學可藉由STEM做為實踐之教學模式，智慧城市涵蓋物聯網與人工智慧之技術，適合作為主題，內容整合機構結構、科學等領域綜合概念與應用，符合108課綱在科技教育之課程目標；6E模式提供系統性之教學框架，也透過實作強化學習經驗；結合知識翻新原則，注重學生在「想法」上的改進與建構，透過共同構建認知，在合作過程提升社會情緒學習之核心能力，藉此提升個體於群體內交流互動狀況，知識翻新教學能在課堂中鼓勵學生作為知識建構，來解決問題並構建知識，透過6E教學策略提升學生的思考與問題解決能力。本研究在進展不同教學策略（6E結合知識翻新教學策略、6E教學策略）之人工智慧物聯網實作課程，在準時驗設計來理解教學策略不同對於高中生在學習表現、社會情緒學習與實作表現之影響，實驗結果顯示學習表現中，人工智慧物聯網知識、社會情緒學習與實作表現均有顯著差異，說明運用6E模式與知識翻新原則對於學生在知識、社會情緒學習與實作表現可以有助益。Item 探討以6E模式結合遊戲化機制之教育機器人在STEM實作課程對國中生學習成效、動機及創造力之研究(2022) 李柏勳; Lee, Po-Hsun科技的普及帶動了生活的轉變，教育結合機器人成了目前重要的議題之一。隨著機器人相關技術的提升，不只是運用在工業領域，漸漸的也推廣至教育產業上，該如何讓機器人在課堂中得以有效運用更是逐漸受到重視。108課綱中提及，在目前培育人才的趨勢上應強化跨領域整合的能力，而STEM教育為跨學科整合式教學，其旨在增強學生的知識整合應用能力，讓學習不只是記憶和背誦，而是不斷的嘗試且融會貫通。本研究採準實驗研究設計，分為實驗組（6E模式結合遊戲化機制之教育機器人）及對照組（6E模式）兩種不同教學法，對學生的認知（STEM知識）、情意（學習動機、創造力）及技能（實作能力）之影響，所學習的課程內容以智慧城市為主題，並利用Arduino進行實作。從研究結果顯示實驗組在STEM知識、學習動機、創造力及實作能力皆顯著優於對照組，表示藉由遊戲化機制之教育機器人在課堂中擔任教學助理是有效，不過對照組在STEM知識與實作能力也有不錯的提升。進一步將兩組以學習動機高低分群與創造力高低分群來探討對實作能力的關聯性，從結果發現，實驗組的學習動機是能對實作能力有高度的影響，而創造力則在高分群中有較好的影響。Item 運用知識翻新搭配6E教學策略於機器人實作課程對國中生之學習成效與行為模式之研究(2022) 蕭傑安; Hsiao, Jie-An隨著科技與社會的發展，學生在課堂上面臨的難題不單單只是書本內的既有知識，這些問題難以靠個人的努力進行解決，而是透過小組成員間的協作學習去達到進一步的知識提升。在近幾年，STEM跨學科教學在教育領域蓬勃發展，也需要有更合適的教學策略與課程設計來進行，將機器人的實作課程融入在STEM的教學當中，內容方面結合了科學、機械、數學、資訊四個面向的相關知識與技術之課程，符合新課綱在科技教育方面，著重培養學生跨領域整合知識運用能力。知識論壇是依據知識翻新理論設計的教學平台，學生能夠在此平台中對知識及想法產生進行合作建構，提昇社群成員集體反思，讓合作學習與知識翻新活動能具有社會學習過程，營造出更有效能的線上學習環境。6E模式為STEM提供教學步驟，而知識翻新的原則也提供了STEM有效的教學策略。過去的教學注重「概念」的培養，著重學生對知識的理解，而知識翻新則是以「想法」為中心的教學，由小組間共同分享與建構知識。知識翻新教學能在STEM中能建立良好的學習環境，鼓勵學生以創新的方式來解決問題並協作建立知識，透過結合6E教學策略能提升學生的探究與思考能力。本研究對象為56名國中二年級學生，以單一實驗組進行課程規劃，目的為探討國中學生基於知識翻新以想法為中心的教學歷程，教學內容以「知識論壇」（Knowledge Forum, KF）線上平台進行課堂活動了解線上平台的操作和知識翻新原則並讓學生在課堂中進行討論及發想，接著進行STEM掃地機器人實作課程，經由準實驗設計來瞭解課程對於學生學習成效與學習參與度和6E模式實作課程中使用知識翻新原則情況。研究結果發現到透過知識論壇分析工具依據不同小組的筆記創建情形區分高低參與度組別，高低參與度小組隨著專題課程進行在學習參與度方面和STEM學習成效都有所提昇。並透過實作課程中的錄影帶分析出不論是高或低參與度組別在6E模式不同階段中，特定幾項知識翻新原則是最容易被學生所使用到包含優先看中真實中發生的問題原則、所有概念與想法皆可改進原則、想法有多元的觀點原則和自主追求的學習者原則，相關研究結果可供後續研究6E模式的教學相關研究者作為參考並融入未來教學設計當中。Item 在6E模式中使用知識翻新原則於物聯網與視覺化實作課程對高中生之學習成效及學習態度影響之研究(2022) 賴俊維; Lai, Jun-Wei物聯網的應用與收集數據並視覺化的實作課程，適合融入STEM教學，其內容整合了科學、機械、數學、資訊等領域的綜合性知識與技術之應用，符合新課綱在科技領域方面，著重培養學生跨領域整合知識運用能力。STEM教學在教育領域蓬勃發展，需要有更適合的教學環境與主題來設計與教授課程。6E模式為STEM教學中具有成效的教學策略，知識翻新原則能營造以「想法」為中心的教學環境，由小組間共同分享與建構知識，運用6E模式結合知識翻新原則教學則能提升實作課程中學生的學習表現。本研究透過發展不同教學策略（6E模式結合知識翻新原則、6E模式）的物聯網與視覺化實作課程，經由準實驗設計來瞭解課程對於學生學習成效與學習態度影響，並探討學習態度高低分群在實作能力上的關係。實驗結果顯示學習成效中，物聯網與視覺化知識未達顯著差異，而實作能力皆達顯著差異，進一步結果發現學習態度高低分群顯著影響實作能力的差異，並且實驗組表現皆優於對照組，說明6E模式結合知識翻新原則教學能增進學習態度與實作能力。Item 運用遊戲化6E模式之物聯網實作課對高中生學習態度、學習成效及行為模式影響之研究(2020) 張仲樸; Chang, Chung-Pu新課綱將資訊科技設為中學階段必修科目並推動運算思維教育，同時強調STEM這種橫向跨領域知識的重要性。物聯網可作為一種STEM教學，其作品整合了電路、物理、機械、資訊等領域的綜合性知識與技術之應用。 然而，一般的資訊科技教師是以專家程式設計思考程序教導學生編寫程式，相較之下，6E模式更能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，但在6E模式下學生的參與度和學習動機就成為影響學習的重要因素。本研究將遊戲化元素（故事、得分、排行榜、挑戰）結合6E模式，提出「遊戲化6E模式」，使學生在實作過程中更積極參與並能累積成就感，進而獲得更好的學習表現。 本研究透過準實驗設計探討不同教學模式（遊戲化6E模式、6E模式、專家程式設計思考程序）對於高中生學習態度（學習動機、自我效能）、學習成效（物聯網知識、運算思維、實作能力）之影響，並透過行為編碼後進行序列分析，觀察學習者在實作活動中的行為轉換模式。透過共變數分析，結果發現在學習態度上，學習動機與自我效皆達顯著差異，遊戲化6E模式組別之表現最佳；在學習成效上物聯網知識、實作能力達顯著差異，遊戲化6E模式組別之表現最佳，運算思維則未達顯著差異；透過行為序列分析，發現不同教學模式的學生在物聯網實作課程，皆需要頻繁地和老師進行雙向溝通，並需要與組員進行分工實作；採用遊戲化6E模式組別之學生為賺取得分獲而採取更為積極的互動方式，會在討論後展開協同實作，並主動詢問或幫助其他同學，具有更多與他人雙向互動之行為轉換達顯著，佐以說明學生有更良好的學習動機、態度與成效。Item 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。Item 運用6E模式於STEAM教學活動中對大學生學習成效之研究-以開發樂齡生活科技輔助產品為例(2018) 陳冠汝; Chen, Guan-RuSTEAM（Science, Technology, Engineering, Art, and Mathematics）教學是一個跨學科整合的教學，每個學科之間存在著相輔相成的關係，培養學生連結理論與真實世界之能力，進而提高學生各項能力。6E模式（Engage, Explore, Explain, Engineer, Enrich, Evaluate）是以學習者為中心的教學模式，強調真實情境的呈現以及設計的核心概念，其融入STEAM教學相當合適。本研究運用6E模式於STEAM教學活動中，探討對大三、四年級學習者在總整課程學習成效（STEAM傾向、STEAM知識、創造力、實作能力及認知結構）之影響，讓學習者體驗高齡者生活，並思考符合高齡者需求之產品及發展價值，設計改善或創新樂齡生活科技輔助產品，利用Arduino相關科技來實作出產品，針對產品去評估是否真的適用於高齡者，藉以提升學生學習成效的完整性，而不是讓學生只知道科技的功能及便利性，卻忽略了如何產生及衍生的問題與影響。本研究對象為大三、四年級，共20位學習者，採前實驗設計之單組前後測設計，研究結果顯示：（1）運用6E模式於STEAM教學活動中有助於提升大學生STEAM傾向、STEAM知識、創造力、實作能力；（2）運用6E模式於STEAM教學活動中使大學生認知結構更加完善。本研究之貢獻為培育大學生製作樂齡生活科技輔助產品，進而提升學習者的學習成效（STEAM傾向、STEAM知識、創造力、實作能力及認知結構），除了基礎理論教學外，更能培養學習者具備創新能力、跨領域能力、產品實作能力，能有效培育能夠進行設計、開發產品與提出創新想法的跨領域工程人才。Item 探討6E模式搭配虛擬實境系統進行STEAM教學實作課程對高中生學習成效之影響-以四軸飛行機教學活動為例(2018) 黃筠; Huang, Yun2016年常被形容為虛擬實境（Virtual Reality, VR）元年，隨著科技的發展，到了2018年VR技術更升級，不再需要連結手機、電腦，VR硬體裝置的發展更輕便且越來越普及。但目前在教育上應用VR於工程相關領域相對少見，而十二年國教修改課綱，期望在高中階段著重「工程設計」，強調藉由資訊科技與工程設計的實作活動，提供學生STEAM跨學科知識整合（science, technology, engineering, art and mathematics）的學習，由於工程領域相關課程中亦包含許多抽象概念，VR系統的一大特就是能夠將抽象概念具體化，且能夠過VR避免實驗現場所發生的意外，讓學習者在VR的沉浸感中能操作練習且更安全的學習。有鑑於此，本研究以台北市某高中一年級四個班級共162位學生為研究對象，進行以四軸飛行機為主題之實作教學活動，深入探討本研究之教學模式對學生的STEAM傾向、抽象概念學習成效及實作能力的影響。研究貢獻包括產出適用於高中生活科技課之STEAM教學與6E模式搭配VR系統進行抽象概念實作課程、STEAM傾向量表及實作能力評量工具並以課程錄影方式輔助說明量化資料。教學實驗結果顯示實施搭配VR教學課程有助於提升學習者抽象概念學習成效、STEAM傾向及實作能力。Item 6E模式於機器人教學課程對國小高年級學習者學習動機、學習成效及實作能力影響之研究(2017) 林奕維; Lin, Yi-Wei機器人教學為一個跨領域課程，整合電機、電子、機械、資訊、控制等科技領域的知識和技能。6E（Engage、Explore、Explain、Engineer、Enrich、Evaluate）模式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與實作經驗，補強學生無法將課程內容實際應用的情況。透過實作教學活動與6E模式，能提供學習者理解課程知識及驗證概念的機會，並且深化學習者對知識概念的理解及應用。 本研究旨在探討不同教學模式（6E模式、傳統教學模式）對國小高年級學生在機器人實作教學課程對學習動機、學習成效及實作能力之影響。使用6E模式搭配實作教學，發展在地學校文化特色為「螃蟹」主題的機器人教學課程，其中課程內容包含了資訊科技與生活科技，學生透過實作活動設計程式與組裝機器人，達到動手做、動腦思考、自我導向的學習。研究對象為國小高年級學生共70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模式與傳統教學模式兩種；依變項則包含學習動機、學習成效與實作能力。研究結果顯示：(1)兩組學生對機器人實作課程皆抱持正向的學習動機且感興趣；(2)採用6E模式在機器人實作課程能有效的提升學習成效及實作能力。