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研究生:呂美惠
研究生(外文):Min-Hui Lu
論文名稱:國小生活科技課程應用電腦輔助繪圖之成效研究
論文名稱(外文):A Study of the Effects of Computer-Aided Drafting (CAD) Teaching on Technology Education Programs in Primary Schools
指導教授:荊溪昱荊溪昱引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄師範大學
系所名稱:工業科技教育學系
學門:教育學門
學類:專業科目教育學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:194
中文關鍵詞:電腦輔助繪圖工程設計生活科技課程工程教育專案式學習
外文關鍵詞:computer-aided drafting (CAD)engineering designengineering educationtechnology educationproject-based learning (PBL)
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訴求「產品全球化」的世紀,資訊科技發展突飛猛進,觀看英國的「設計與製作」教學課程及美國的k-12工程教育,其範疇已發展到初等教育階段,台灣應該重新評估、調整課程內容,才能讓學生挑戰全球化的新變化。
本研究目的在設計與發展應用電腦輔助繪圖的國小生活科技課程,希望能夠在課程設計、發展與實現過程中,透過電腦輔助繪圖工具為學習輔助鷹架,培養學生發展設計構想能力,以表現其設計構想,進而探討國小生活科技課程應用電腦輔助繪圖之實施成效。
本研究以國小五年級學童為研究對象進行課程實施,於每週的彈性課程中,以自編的教材實施電腦輔助繪圖軟體教學課程,並進行「文具座」設計與製作專案學習。評量工具包含研究者自編的「電腦輔助繪圖軟體運用能力測驗」、「電腦輔助繪圖評量」、「電腦輔助繪圖學習反應問卷」及「作品評量表」。研究期間將所獲得的各項量化資料與質性資料予以綜合整理、分析之後,用以探討生活科技課程應用電腦輔助繪圖之成效。
研究結果發現,所得到的結論歸納如下:
一、 本研究已發展出適用於國小高年級之應用電腦輔助繪圖生活科技課程,且以專案式學習模式進行工程設計教學,可以協助學生建立工程教育的設計繪圖概念。
二、 本研究於國小生活科技課程應用電腦輔助繪圖設計已獲致較佳的工程教育設計繪圖學習成效且激發良好的工程教育設計學習動機。
最後,本研究根據研究結論對科技教育、教師教學及未來研究提出建議。

In the era of “globalization of goods,” the expansion of information technology affects our life in every aspect. The D&T (Design and Technology) teaching programs in the UK and the K-12 EiE (Engineering is Elementary) programs in the USA are cases indicating that technological development has extended to primary schools. Therefore, it is crucial for schools in Taiwan to re-evaluate and adjust the curricula and contents to cope with the challenges of the new era.
This study aimed to investigate the effects of the Computer-Aided Drafting (CAD) teaching on technology education programs in primary schools. Using CAD as the learning scaffold, the programs tried to nurture the students with design and conceptual abilities through properly designed lesson plans and course implementation.
The students in the fifth grade were chosen as the research subject. The CAD teaching materials designed and developed by the researcher were taught to the students weekly. The project of designing a “stationery case” was assigned to each student by way of Project-Based Learning (PBL). Both qualitative and quantitative data were collected and sorted during the research. The data were analyzed by four tools created by the researcher: the CAD software application

test, the CAD evaluation sheet, the questionnaire for CAD learning feedback, and the evaluation chart for students’ work.
The findings are as follows:
1. This research has developed CAD technology education programs suitable for the fifth grade students in primary schools. In addition, using PBL method in engineering design can assist students establishing design and drafting concepts.
2. The research has achieved better learning effects of CAD teaching on engineering education. Besides, the effects have inspired better learning motives in engineering education.
In the meantime, based on the results, the researcher proposed some suggestions on technological education, teaching, and future studies.

中文摘要 I
ABSTRACT III
表 次 VII
圖 次 IX
第一章 緒論 1
第一節 研究背景與動機 1
第二節 研究目的與待答問題 5
第三節 研究範圍與限制 6
第四節 名詞釋義 7
第二章 文獻探討 9
第一節 國小九年一貫生活科技課程之內涵 9
第二節 英國「設計與科技」課程內涵 13
第三節 美國「ENGINEERING IS ELEMENTARY」內涵 22
第四節 「電腦輔助繪圖課程」學習及應用教學設計原理探討 29
第五節 電腦輔助繪圖之探討 41
第六節 國小學童幾何學習 46
第三章 研究方法 53
第一節 研究架構 53
第二節 研究對象 55
第三節 研究實施程序 56
第四節 研究工具 63
第五節 資料收集與分析 71
第四章 研究結果與討論 75
第一節 國小電腦輔助繪圖課程規劃 75
第二節 國小電腦輔助繪圖課程學習成效 86
第三節 國小應用電腦輔助繪圖專案式學習課程設計 111
第四節 應用電腦輔助繪圖學專案式課程學習成效 123
第五節 其他發現與相關討論 144
第五章 結論與建議 157
第一節 研究發現 157
第二節 研究結論 161
第三節 研究建議 163
參考文獻 167
中文部份 167
英文部份 172
附錄一 電腦輔助繪圖作品評量表(專家意見) 177
附錄二 電腦輔助繪圖作品評量表 179
附錄三 電腦輔助繪圖學習反應問卷 180
附錄四 電腦輔助繪圖軟體運用能力測驗 183
附錄五 電腦輔助繪圖評量計分表 187
附錄六 文具座設計與製作專案學習歷程 189
表 2 - 1 英國科技課程綱要 16
表 2 - 2 英國科技課程設計與製作能力成就層級 16
表 2 - 3 英國國定小學科技教育課程成就目標 19
表 2 - 4 英國小學科技課程的科技過程技能內涵 20
表 2 - 5 英國第一、二關鍵期設計與科技教育課程實施一覽表 21
表 2 - 6 工程師形成的全過程 22
表 2 - 7 美國K-12的工程教育專案發展中已開發的課程 24
表 2 - 8 在小學有關重要技術素養的基本概念和技能 27
表 2 - 9 A Sampling of EIE Units 27
表 2 - 10 美國K - 12學生工程設計技術素養標準 31
表 2 - 11 手工繪圖與電腦輔助繪圖之比較 43
表 3 - 1 電腦輔助繪圖軟體練習課程概略表 58
表 3 - 2 電腦輔助繪圖評量內容範例 68
表 3 - 3 質性資料編碼意義的說明表 73
表 4 - 1 「國小電腦輔助繪圖課程」規劃 76
表 4 - 2 國小學生應用電腦輔助繪圖-「軟體基礎操作」課程 77
表 4 - 3 國小學生應用電腦輔助繪圖-「軟體應用設計」課程 77
表 4 - 4 各式積木形體與規格 82
表 4 - 5 組合練習零件 85
表 4 - 6 電腦輔助繪圖軟體課程練習記錄與花費時間記錄表 86
表 4 - 7 電腦輔助繪圖軟體工具運用能力分析 100
表 4 - 8 電腦輔助繪圖評量-第一題評量結果分析 102
表 4 - 9 電腦輔助繪圖評量-第二題評量結果分析 102
表 4 - 10 電腦輔助繪圖評量-第三題評量結果分析 103
表 4 - 11 電腦輔助繪圖評量-第四題評量結果分析 103
表 4 - 12 電腦輔助繪圖評量-整體評量結果分析 103
表 4 - 13 立體幾何圖形與文具座功能關係參考表 117
表 4 - 14 好的範例作品的標準 118
表 4 - 15 專案評量內容 119
表 4 - 16 PBL學習流程 122
表 4 - 17 學生作品編號、總分平均數、標準差、排序摘要表 123
表 4 - 18 全班作品評量成績分析 124
表 4 - 19 學生文具座作品一覽表 125
表 4 - 20 高分組文具座設計表現分析 126
表 4 - 21 高分組的代表作品說明 128
表 4 - 22 中分組文具座設計表現分析 130
表 4 - 23 中分組的代表作品說明 132
表 4 - 24 低分組文具座設計表現分析 133
表 4 - 25 低分組的代表作品說明 134
表 4 - 26 第一位評分者對受評者之各項各項作品表現分析 135
表 4 - 27 第二位評分者對受評者之各項各項作品表現分析 136
表 4 - 28 第三位評分者對受評者之各項作品表現分析 138
表 4 - 29 受評者應用電腦輔助繪圖-文具座設計與製作能力各項評量內容摘要表 140
表 4 - 30 應用電腦輔助繪圖-文具座設計與製作能力受評者內效應項檢定 140
表 4 - 31 應用電腦輔助繪圖-文具座設計與製作能力受評者效應間的比較 141
表 4 - 32 受試者電腦輔助繪圖評量前後測各題測驗與總分之差異 144
表 4 - 33 參與電腦輔助繪圖課程學習活動的心得之整體分析摘要表 146
表 4 – 34 參與應用電腦輔助繪圖進行設計學習活動的心得之整體分析摘要表 149

圖 2 - 1 PBL的學生解決問題程式架構 37
圖 3 - 1 研究架構 54
圖 3 - 2 研究程序圖 62
圖 3 - 3 電腦輔助繪圖軟體運用能力測驗題目範例 68
圖 4 - 1 2D草圖面操作與練習圖形 81
圖 4 - 2 「骰子」立體圖說明 82
圖 4 - 3 邊緣圓角教學螢幕說明 84
圖 4 - 4 隨手練習-置物架組合 85
圖 4 - 5 學生練習-書架組合 85
圖 4 - 6 990331課程-修剪編輯練習 91
圖 4 - 7 990414課程-垂直標註練習 91
圖 4 - 8 990414課程-對齊標註練習 92
圖 4 - 9 S19對齊標註練習結果 92
圖 4 - 10 S15對齊標註練習結果 93
圖 4 - 11 990414課程-圓弧標註練習 93
圖 4 - 12 S01圓弧標註練習結果 93
圖 4 - 13 S20繪製出的變形「E」平面圖 94
圖 4 - 14 S07「E」平面圖繪製結果 94
圖 4 - 15 S10「E」平面圖繪製結果 95
圖 4 - 16 S14「A」平面圖繪製結果 95
圖 4 - 17 S24「A」平面圖繪製結果 95
圖 4 - 18 S16「骰子圖」繪製過程 96
圖 4 - 19 S28三角柱體積木繪製結果 97
圖 4 - 20 S21不規則形體積木繪製結果 98
圖 4 - 21 990610課程S05數位檔案觀察 98
圖 4 - 22 990610課程S12數位檔案觀察 99
圖 4 - 23 990610課程S13數位檔案觀察 99
圖 4 - 24 990610課程S26數位檔案觀察 99
圖 4 - 25 990325學生操作直線工具觀察一 107
圖 4 - 26 990325學生操作直線工具觀察二 108
圖 4 - 27 990325學生操作直線工具觀察三 108
圖 4 - 28 990331「刪除」概念討論一 108
圖 4 - 29 990331「刪除」概念討論二 109
圖 4 - 30 S03繪製不規則積木的過程 (S03數位檔案990503) 110
圖 4 - 31 S06繪製不規則積木的過程 (S06數位檔案990503) 110
圖 4 - 32 專案分解進度流程圖 121



中文部份
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英文部份
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