將問題導向學習與科際整合教學應用於生醫機械跨領域課程之學習動機與成效探討--從機械外骨骼設計問題開始

Abstract

許多學生選擇機械系都因為從小對於生活中所接觸的機械結構或運轉原理產生興趣，但往往在大學修課過程中，因學習艱澀的基礎力學課程挫敗經驗而失去了興趣。本計畫希望能探討將問題導向學習方式(Problem-Based Learning, PBL)與STEM科際整合之教學模式，實施於申請人之選修課程「生醫機械導論」，讓學生透過實際應用課程所教授之知識，包含力學、生物醫學、機構設計、有限元素分析、設計製圖等知識與技術，在期末完成設計一組機械外骨骼之設計圖，並說明其設計理念、機構與材質、力學原理、對人體之生理功能影響。有了此一目標，在上課過程中讓學生思考並討論所學與設計目標之關聯性，將使學生在修課過程更能掌握生醫機械之概念與應用，並引發其學習動機，增進學習成效。 此外，課程中亦將透過群組討論與獨立思考，表達整理設計過程中遇到之困難與解決方法。本計劃希望讓學生透過與傳統教學不同的方式，思考「生醫機械」課程的學習意義。最後，我們亦將透過適當設計之統計分析與問卷，評估此計畫實施之學習動機與學習成效，以作為後續教學改進之依據。本計畫之成果亦能延伸應用於其他工程科系或是跨領域學科之教學。