認知負荷理論下的EMI教學優化設計之提升工程專業課程學習效能-以熱傳學為例

Abstract

隨著高等教育國際化趨勢，英語授課（English-Medium Instruction, EMI）已成為工程教育的重要發展方向。然而，在數學密集型工程課程如熱傳學中，學生常因語言障礙與專業知識的雙重挑戰而面臨較大學習困難。本研究以知負荷理論（Cognitive Load Theory, CLT）為基礎，設計並驗證一套優化的EMI教學模式，並結合範例學習法和分段教學，旨在降低學生認知負荷，提升學習成效。研究採用單組前後測設計，以機械工程系大三40名學生為研究對象，在為期16週的熱傳學課程中，分階段實施傳統EMI教學（第1-8週）與基於CLT的優化教學（第9-16週）。優化教學策略包含：（1）運用多模態教材降低外在負荷；（2）通過分段教學管理內在負荷；（3）採用範例學習法促進知識內化。研究運用測驗成績、認知負荷問卷及學習反饋等多元工具收集數據，系統性評估不同教學模式的實施效果。研究預期在三方面產生具體成果：（1）教學實踐層面，開發符合EMI環境的教材與教案，提供可複製的教學模式；（2）學術研究層面，探討CLT在工程EMI教學中的應用效果；（3）政策推廣層面，為台灣2030雙語政策目標提供具體範例，促進優化教學模式的推廣。本研究將為EMI教學提供實證支持，並為工程教育的國際化發展提供參考依據。