子計畫二:統計概念暨應用網路學習研究

研究計畫之背景及目的
總計畫
子計畫一

    網際網路時代的來臨,將學生的學習開創出一新的境界,對教師的教學產生極大的衝擊,這方面的討論很多,在此不贅述。網路上的科學教育,也成為一值得探討的題材。數學為中學生之一主要的學科,但學生對數學學習感到困難,也是一普遍的現象。機率統計在中學佔有一冊的份量,而且為大學不少學系的必修或選修的科目。要知每一時刻都有各種決策在進行,這些決策仰賴所擁有的資訊,資訊又是由所收集到的資料轉化而成,資料的收集、資料的轉化為資訊、資訊的導致決策,此三過程均要用到統計,統計已成為現代科學、現代生活所不可缺少的工具。

    機率統計強調的是隨機的概念。在數學中 2+3=5 ,而在統計中,就要問2 跟3 是怎麼來的?2 跟3 可以相加嗎?加成4.9 可以嗎?學生從機率統計中,主要並非要學到數學。機率統計中最根本的隨機性,並不是經由數學的眼光便可學到。未能體會到隨機性的本質,一個統計方法,不過是用一些簡易的數學,而一份統計報告,不過是一些數字之表述而已。機率統計是用到許多數學,但其涵蓋的範圍,絕非數學的子集合。學生從機率統計裡,最重要的是學到隨機的思維方式,而不僅是一些方法、計算或證明而已。

    本子計劃特別針對統計概念及應用的部分著力,為突破統計學習的困境,除了教師必須加強對統計的認知與學科教學等知識之外,更重要的是可以透過網路學習的工具,結合大學教師,高中教師,學生,甚至家長或一般社會大眾,建立非同步學習的社群,在互相討論,辯論,甚至爭論的過程中,迅速而有效率的學習真正的統計學概念,並由其應用中,認識統計學的真意及其重要性。

    傳統學習最大的缺點,在於只有教師對學生的單向溝通,教師與學生之間,學生與學生之間,都缺乏有效學習所需的互動。但網路提供很多各式各樣的互動管道。因此過去數年來網際網路的興起,開創了全新新型態的學習。不管是個別化的遠距教學,或透過網路形成新型態的學習社群(Learning community)(邱貴發,民85),都顯示網路都會大大地改變學習型態。目前的網路學習社群大多數是非同步學習社群(asynchronous learning community),非同步學習環境成長要有肯貢獻時間與心力的協調者(moderator)及肯助人的的人。如果有數位肯貢獻時間與心力的協調者,加上數十位肯助人的義工,並針對統計知識技能作深入而專精的幫助,應可建立極佳的學習社群。而本計畫參與的大學教師、學生、助理就是那些初始的協調者與輔導者、中小學教師、學生、家長,甚至社會一般大眾則是建造統計網路學習社群的主要人力。基於此想法,我們覺得建構網路上統計的學習館是必要的。網路上現有資料多半是國外的,我們要建立本土的資料,先使中學生掌握到統計的正確概念,瞭解各概念形成的背景及內涵,並因網路學習的靈活性,進一步引發探討統計方法在生活上的應用,因此網路學習館中的資料將不侷限在中學統計的範圍,並涉及大學以上的題材,包含的內容將可供學生及教師使用。又因機率、統計為密不可分的一門應用學科,我們將經由總計畫之協調,定期與「機率網路學習館」之成員聚會,彼此交換網頁設計製作及互動式教材之效果等等心得。希望透過子計畫間互相配合,而能涵蓋機率與統計的理論、應用及一些趣味範例之學習。對初學者學習及高中教師教學,將提供莫大助益。

    國科會推動的數位博物館專案,交通大學林松山教授建構的網路數學學習館,一些著名的網站,將是我們觀摩學習的對象。

 

研究方法、進行步驟及執行進度

    本計畫擬分三年(90/8-93/7)進行,

    目前正執行(89/8-90/7)之子計劃已在網際網路上設計出一個「統計網路學習館」,該學習館在透過入口網頁後即依「內容導覽」、「資料庫搜尋」、「虛擬教室」、「相關網站」、「留言站」、「製作群」及「版權宣告」等功能選單分類。而「內容導覽」部份目前已規劃出「生活中的統計」、「統計抽樣」、「敘述統計」、「統計關聯的意義」、「常用的統計指數」、「統計應用」、「統計的出路」、「統計簡史」、「統計名人錄」、「統計詞典」等十大主題,並已著手「生活中的統計」之教材編寫、多媒體網頁製作腳本寫作及實際網頁製作。

    第一年(90/8-91/7)將陸續著手已規劃的「內容導覽」下,十大主題中之教材編寫、腳本寫作及至完成網頁製作。

    第二年(91/8-92/7)將初步完成之「統計網路學習館」中統計概念與應用的內容,其間在總計劃配合下,邀請中學數學教師及學生參與,以提供建議。討論修改並測試其成效,除了網路上的成果,我們也試圖製作成互動式教學光碟教材,以提供另類學習成效。

    第三年(92/8-93/7)將陸續修訂教材,並進行推廣與評估,透過總計畫之安排舉辦研討會及至各高中學校宣傳。除了網路教材,我們也預定編寫書面教材,以擴大使用層面,達成向下紮根(高中職教師在職訓練),及向上發展(大學通識教育「統計與生活」之教材)之目標,從而希望研究人員得以將研究執行中之問題及成果發表於期刊上,或參加相關之研討會,以強化統計教育的研究。

 

預期完成之工作項目及具體成果

    第一年(90/8-91/7)將陸續進行人員訓練,資料之收集,教材設計網頁設計之腳本及完成網頁製作等工作,「統計網路學習館」之主要架構如前頁所述。尤其集中在「生活中的統計」、「統計抽樣」、「敘述統計」、「統計關聯的意義」、「常用的統計指數」、「統計應用」前六主題及其對應在「虛擬教室」互動式自我學習教材之製作。

    第二年(91/8-92/7)主要針對「統計的出路」、「統計簡史」、「統計名人錄」、「統計詞典」等四大主題施工,並陸續修訂第一年施工區之教材,以增強本網路學習館之功效。

    第三年(92/8-93/7)將致力於推廣與評估,透過研討會的舉辦,將可達到集思廣益及推廣的目的。書面教材也將同時完成,提供統計概念與應用的一套輔助教材。 參與本計畫之人員,在網路教學及多媒體教材之製作,將可獲得充分的經驗。參與的教授,將足以擔任未來推廣機率統計網路教學的主要工作。

 

參與人員名錄

主  持  人: 任眉眉 教授 (成功大學統計學系)

參與人員:

89年度(89/8-90/7)

呂金河 教授 (成功大學統計學系)
林億雄 (成功大學統計學系)
李俊毅 (成功大學統計學系)
江巧玉 (成功大學統計學系)
李靜媚 (成功大學統計學系)
陳大昌 (成功大學統計學系)
李政賢 (成功大學統計學系)
陳振賓 (成功大學統計學系)
張國順 (成功大學統計學系)
陳旭奎 (成功大學統計學系)

90年度(90/8-91/7)

呂金河 教授 (成功大學統計學系)
林億雄 (成功大學統計學系)
張國順 (成功大學統計學系)
莊佳叡 (成功大學統計學系)
陳必達 (成功大學統計學系)