計畫名稱
總計畫:鷹架理論在數位學習環境的應用與調整:以探索式多向度鷹架電腦輔具探討國小學童歸納推理與幾何概念的學習。
此總計畫為國立雲林科技大學電子工程系黃永廣副教授擔任主持,並由台灣大學心理系連韻文副教授擔任共同主持一職。
子計畫一:自我改進鷹架策略代理人之研究
。此計畫為總計畫主持人黃永廣副教授擔任主持。
子計畫二:InduLab數位輔具下的幾何概念形成與調整歷程之探討
。此計畫主持人為國立臺灣師大教育心理與輔導學系的吳昭容副教授,並由中國技術學院共同科數學組之鄭英豪副教授擔任共同主持。
子計畫三:在數位與非數位學習環境中學童歸納能力之探討
。此計畫由總計畫之共同主持人連韻文副教授擔任主持。
研究目標與架構

•以主動發現式學習為原則,發展協助國小學童幾何學習的電腦輔具(InduLab),以深化幾何概念的理解並培養發現事物通則的思考能力。
•InduLab提供「多向度學習鷹架」,牽涉多種能力與概念的運用與學習,可作為觀察學童在數位學習環境中概念、能力與策略發展的平台。
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--國小學童幾何概念發展
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--國小學童歸納能力的特色與發展
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--在數位學習環境中學童學習特色或策略的發展
•培養學生主動探索與解決問題的能力。
••符合強調獨立與批判性思考的教育目標。
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--多個可能假設vs.單一標準答案
--互動式的發現過程vs.由上而下的知識傳授
••由自己經驗歸納出來的知識與概念被視為較有意義與深入的學習。
主動發現式學習的困難
••學習時間長,較沒有效率。
•缺乏適當的教具、教案與評估。
•學童獨立發現、歸納出事物通則或概念的能力普遍不好。
歸納推理歷程

學童在歸納推理各階段的表現

•歸納推理能力。
--是發現因果關係、分辨與形成概念的重要能力
--是概念學習與科學教育的關鍵能力
--是一跨領域(domain-general)的推理技巧或能力
•但在教育上缺乏具體與有效的教導與培養。
•本計畫根據前述歸納推理歷程的心理學研究與鷹架學習理論,提供歸納推理各階段的學習鷹架,以協助學童自行探索與發現事物通則。
•InduLab為一發現式學習平台,目前以幾何概念為學習主題,日後可擴及自然科學主題。
•用發現式學習來學幾何的理由
--幾何概念主要是透過案例(正例、反例)慢慢發現形體特性,牽涉到歸納推理等認知歷程,因此適合以歸納的方法學習,在過程中並有助於歸納能力的發展。
--國、高中學習幾何證明是需要學會使用數學語言來論證。之前若有推理學習經驗(但不必使用數學語言),應有助於幾何證明的學習。