科技應用與人力資源發展學系

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歷史與沿革

本系根源於民國42年所成立的工業教育系「工藝教育組」,專責培育我國中學「工藝」課程之師資,配合課程內涵之調整與修訂,在民國61年更名為「工業技術教育組」,並於民國71年正式獨立設系為「工藝教育學系」,為配合學校藝術學院成立,本系隸屬於藝術學院。

民國80年增設碩士班,民國87年增設博士班。隨著社會環境的變遷與課程改革的需求,外加上師資培育多元化的衝擊,在民國83年正式將系名更改為「工業科技教育學系」,專責培育中學「生活科技」課程之師資,民國87年本系改隸屬於當年新成立的科技學院。為符合本系培育科技產業教育訓練人才之目標,本系獲教育部同意,從98學年度起更名為「科技應用與人力資源發展學系」,並簡稱為科技系。

為拓展本系畢業學生之就業機會並開啟本系畢業生至業界就業的契機,本系自民國83年開始,以既有的師資培育為基礎,先後在「大學部」實施課程分組,目前的大學部課程則分為「學習與科技組」及「設計與科技組」,以培養科技產業界所須之人力資源人才。在「碩士班」階段則先後規劃「科技與工程教育」、「人力資源」與「網路學習」等多元之課程內涵,協助學生發展各該領域之專業與研究能力;在「博士班」則設有「科技與工程教育」與「人力資源」兩組課程,培育各該領域之專業「教學」與「研究」之人才。

系所特色與目標

科技系原屬培育中學「生活科技」教師之專門機構,然為因應師培市場之萎縮,科技系於十年前即著手調整課程結構,以培育學生朝向科技產業界發展為目標。目前,科技系的課程本質,是以科技產業為主體,學生藉由各科技產業課程,例如傳播科技業、製造科技業、營建科技業、運輸科技業,來瞭解台灣科技社會的結構與內涵。在上課的型態上,則是提供學生以「設計」及「製作」的方式來進行,藉以深入瞭解科技產業之工作內涵與程序。在此基礎之下,本系再輔以人力資源發展的專業課程,使學生具備「科技產業知識」及「人力資源發展專長」,得以進入科技產業從事企業的教育訓練工作。

設備與學習資源

現有自造大師基地、專題研討室多間、電子實驗室、人力資源研討室多間、電腦實驗室、網路教學實驗室、圖文傳播實驗室、電工實驗室、綜合工廠、電腦繪圖室、數位傳播教學實驗室、媒體設計實驗室等多元教學設施。

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    以逆向工程為背景之STEM專題課程設計
    (2023) 蔡承勳; Tsai, Cheng-Hsun
    根據108年所上路之十二年國民基本教育課程綱要中的科技領域,學生在綜合型普通高中階段,需以STEM專題式的課程學習工程設計的相關能力,而如今大部分的課程是以傳統正向工程為背景的方式進行,許多研究也以此為基礎進行教學上的改良。正向工程中,學生透過資料的蒐集來建立其設計產品的背景知識,資料正確性的判讀與能否有效的運用知識是學生所要面臨的問題。因此,本研究希望導入逆向工程的概念,讓學生能夠透過實際產品的分析與拆解,能夠更直接的了解產品內部的運作原理與零件結合方式,並探討是否使用逆向工程教學工程設計流程會使學生在學習成效與作品的創意表現上能有所差異,同時本研究也希望探究何種學習風格類型的學生,較為適合以逆向工程之模式學習工程設計。本研究以台北市某高中2年級之兩班為研究對象實施教學實驗,教學實驗之工程設計目標為「無用盒」製作,將兩班級分為正向工程組(對照組)與逆向工程組(實驗組),對照組人數為28人,實驗組人數為24人,實施時長為7週14節課,共700分鐘,並在教學實驗前後發放工程設計知識問卷前後測與學習風格問卷,且針對期末成品進行創意矩陣分析,研究結果發現:(1)實驗組在工程設計知識的表現優於對照組。(2)創意表現上,作品原創程度對照組的表現優於實驗組;作品邏輯性與品質實驗組表現優於對照組。(3)學習風格中,訊息處理面向屬於主動型、感知面向屬於感受型與理解面向屬於循序型的學生,在逆向工程中的表現會更好。(4)在學習單中所展現之工程設計流程學習表現,實驗組的表現優於對照組。根據上述結果,逆向工程對於學生學習工程設計是有幫助的,希冀未來科技領域之工程設計課程,能汲取逆向工程中獲取知識全面的優點,與原正向工程課程相結合,發展出新的教學框架。
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    STEM導向特定工程設計課程發展之研究
    (2022) 趙語涵; Chao, Yu-Han
    本研究旨在開發一種以傳統課程內容為基礎融入STEM科際整合課程以利更符合主題需求,透過此方式在不同工程領域類別所設計出的「STEM導向特定工程設計流程」來強化學生的工程能力及科技素養,也藉由這樣的發展來定義出更符合設計主題的工程設計流程教學。以往的傳統科技教育是以技術相關的知識爲主要內容,在問題解決的過程中使用具體且特定的材料進行動手實作以培養學生的創造性思維以及解決問題之能力,而近年來科技教育開始以STEM(Science, Technology, Engineering, Mathematics)知識整合之工程設計課程為導向,運用不同種材料來動手實作,其中強調解決問題並且注重預測分析以及最佳化的過程。目前大多數的STEM工程設計課程都是採用一般通則性的工程設計流程,但其實在不同的工程領域之設計流程和實作都是存在差異的。本研究以臺北市某高中十年級三個班的學生爲研究對象,將學生們分為三組,以傳統手作木哨課程、一般工程設計流程以及STEM導向之特定工程設計來進行,課程完成後在創意思考方面以產品創意分析矩陣對學生的設計作品進行評價,並採用原案分析法對學生在設計過程對於整個工程設計流程的認知行分析,以比較三種不同方式在工程設計流程的運用及認知上的差異、創意表現之優異。本研究結果發現:(1)一般工程設計流程以及特定工程設計流程在STEM知識是優於傳統手作木哨課程的。(2)特定工程設計流程讓學生了解何謂工程設計流程上是優於傳統手作木哨課程及一般工程設計流程的。(3)特定工程設計流程課程的受測高中生所表現的創意展現是優於一般工程設計組的學生。鑒於上述結果,在生活科技教育課程當中利用特定工程設計流程進行課程更能使得學生提升STEM相關知能及創造力,並能更加瞭解工程設計之流程,並期望透過此方式能發展出未來高中加深加廣之工程設計課程之參考。
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    探討差異化專題導向於STEM實作課程對學習成效之影響
    (2019) 游旻寯; Yu, Min-Chun
    STEM(Science, Technology, Engineering, and Mathematics)是近年來培養跨科際人才的重點,透過跨學科整合的方式來促進學生多領域之發展。在STEM實作課程的知識傳授中,讓學習者了解如何將所學知識應用在實作中,在專題導向學習(Project-based Learning, PBL)強調學生於「真實情境」中學習來解決問題。差異化教學(Differentiated Instruction)則貫徹「因材施教」的宗旨,給予學生齊頭式平等的學習機會,並縮小低成就學生在學習上的落差。 本研究探討差異化專題導向學習於STEM實作課程對學習成效(STEM知識、執行功能、自我效能、實作能力)之影響。教學過程中,讓學生透過Arduino實作出「投籃車」作品,並學習在STEM各學科上需具備的能力,使學生在多學科整合的實作課程中,透過真實情境的學習過程,將教學發揮最大的效果。研究對象為新北市某國中七年級共104名學生,共八周,採準實驗研究法,自變項為教學方法,依照教學方法在實驗組(差異化專題導向於STEM實作課程)、對照組(專題導向學習於STEM實作課程)於STEM實作課程之影響;依變項為學習成效,其中包含STEM知識、執行功能、自我效能與實作能力,並分析對不同學習成就學生之影響。 本研究結果顯示,兩種教學方法對一般成就生及低成就生之STEM知識皆有效提升並有顯著影響,低成就學生於實驗組進步幅度更較對照組低成就學生大;兩組教學模式對於執行功能及自我效能皆無顯著影響;在實作能力表現上實驗組在實驗處理後較對照組佳,並達顯著差異。 研究結果發現一般成就學生、低成就學生在STEM的整合知識中有大幅的進步,並且縮小與一般成就學生的學習落差,在自我效能、執行功能上可能因實驗時間太短而無顯著提升,建議未來研究可以加長實驗時間,並在課程實施中將學生根據教材設計於學生能力上進行分層。
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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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    STEM 課程統整模式運用於國中生活科技教學對學生學習成效影響之行動研究
    (2014) 郭家良; Kuo, Chia-Liang
    本研究目的主要在探討STEM( Science, Technology, Engineering, Mathematics) 課程統整模式對國中學生在學習科學、科技、工程與數學之學習活動接受度與學習成效。研究目的有三:(1)發展STEM 學習活動並探討其接受度;(2)探討STEM 課程統整模式實施於國中生活科技教學後,對學生學科知識學習的影響;(3)探討STEM 課程統整模式實施於國中生活科技教學後,對學生學科學習態度的影響。採用的研究方法為行動研究與問卷調查法,選取高雄市某國中九年級學生為研究對象,兩個班級,人數共60人,進行為期6週共6節課的「STEM 學習活動」。 本研究工具為自編之STEM 學習活動接受度與學習成效及態度問卷,並以SPSS for Windows進行平均數、標準差、t檢定等分析。本研究歸納之結論包括:一、設計STEM 學習活動的原則為:(1)主題;(2)統整;(3)學生中心;(4)多元;(5)務實;二、學生對於STEM學習活動的安排表示能接受且肯定;三、STEM 課程統整模式對學生學習科學與工程的學習成效有正向的影響;四、STEM 課程統整模式對學生學習科技與數學的學習成效無顯著的影響;五、STEM 課程統整模式對低分組學生學習科技與數學的學習成效有正向的影響;六、STEM 課程統整模式可以提升學生學習科技與工程的意願;七、STEM 課程統整模式未能提升學生學習科學與數學的意願。 最後本研究提出的建議如下:一、STEM 學習活動內容廣泛,教學前須先瞭解學生先備知識;二、實施活動前測驗,以對於低分組與高分組學生進行因材施教;三、讓學生先藉由實作過程來瞭解科學與數學相關原理。
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    高中工程設計取向之課程設計與實驗:跨學科STEM知識的整合與應用
    (2016) 范斯淳; FAN, SZU-CHUN
    以工程設計為主軸之STEM跨學科整合性課程,為近代科技教育課程改革主要趨勢。本研究之目的,在於發展適用於臺灣高中階段之「工程設計取向STEM課程設計模式」,並據此發展一套教學模組,以檢驗其教學成效。本研究採用混合研究法的途徑,經由前導的教學模組準實驗研究、深度訪談、與國外STEM課程內容組成分析,建構工程設計取向STEM課程設計模式的學理基礎。而後,透過再次的教學實驗,驗證本課程設計模式之可行性,並深入探討教學模組對學生學習的影響。 本研究之研究對象為台北市某高中一年級103位學生,主要研究變項為機構概念知識、工程設計核心能力、及STEM態度。教學模組選取機構設計為主題,內容包含三個STEM實作單元,及一個機構玩具設計製作專題。資料分析採取以量化為主(含描述統計、t考驗、ANOVA、ANCOVA、相關分析、及探索性的逐步迴歸分析等)、質性分析為輔的方式進行。依據研究結果與討論,本研究提出結論與建議如下: 1.本研究之教學模組,可有效提升學生對機構概念知識的理解及其於機構玩具設計製作專題之表現。 2.學生之學習興趣是影響其投入工程設計專題的重要因素,而具體、成功的實作學習經驗,會提升學生對工程設計取向課程的興趣。 3.影響學生解決工程設計問題之關鍵因素,在於學生是否能將STEM知識整合應用於「發展方案、預測分析、建模/執行方案、測試修正」等四項工程設計核心能力。 4.工程設計取向STEM課程設計模式,包含:(1)選擇課程主題、(2)剖析課程內涵、(3)建構學習經驗、(4)檢核評估等四大階段與10項步驟。 5.發展工程設計取向STEM課程之兩大關鍵,在於「聚焦核心之STEM知識」,並透過「探究實驗」與「設計製作」取向之STEM實作單元,幫助學生確實建構知識思考與工程實作的連結。 具體而言,工程設計取向之STEM課程對高中未來的科技教育應可帶來正向的影響。因此,教師可依循此課程設計模式,發展12年國教高中生活科技領域之工程設計取向課程。
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    實施科技輔助合作問題解決教學於STEM課程中對學習成效、合作問題解決能力及實作技能影響之研究
    (2015) 林建佑; Lin, Chien-Yu
    STEM整合式教學目的在培養一般學生在科學、科技、工程及數學等領域的綜合素養,提升學生各項能力,而中學階段的生活科技準工程課程強調科學理論、數學計算、工程素養與科技實作整合,與STEM的理念相符。合作問題解決能力對於各個教育階層與職場而言,皆是關鍵且重要的能力,且隨著網路科技的不斷發達,透過網路進行合作問題解決活動,更是當前所需的重要能力。因此本研究建置合作問解決教學系統,以6E模式發展國中階段生活科技電動車STEM整合式教學活動,並輔以合作問題解決教學活動及系統進行教學,透過教學實驗深入探討教學模式對學生的STEM學習成效、合作問題解決能力及實作技能之效果。研究貢獻包括產出適用於準工程教學之合作問題解決教學系統與課程、合作問題解決能力評量系統及實作技能評量工具並運用於教學環境中;教學實驗結果亦顯示實施科技輔助合作問題解決的STEM整合式教學之有助於提升學習成效、合作問題解決能力及實作技能。
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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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    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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    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。