研究生: |
莊振中 |
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論文名稱: |
製圖科學生應用3D電腦繪圖軟體學習立體圖在空間能力表現之研究 The effects of applying 3D computer–aided-design drafting software to learn pictorial drafting for the students of drafting departments of high schools in Taiwan |
指導教授: | 許全守 |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
工業教育學系 Department of Industrial Education |
論文出版年: | 2005 |
畢業學年度: | 93 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 134 |
中文關鍵詞: | 3D電腦繪圖軟體 、空間能力 |
論文種類: | 學術論文 |
相關次數: | 點閱:369 下載:43 |
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本研究旨在探討3D電腦繪圖軟體的學習成效。研究的對象為製圖科的學生,以3D電腦繪圖軟體、2D電腦繪圖軟體和萬能繪圖儀之應用為自變項,立體圖學習為控制變項,空間能力表現為依變項進行一學期的正常(未告知)教學。空間能力細分為立體旋轉空間定位能力、平面旋轉空間定位能力、平面轉換立體空間組織能力與物體多向空間組織能力等四種不同的表現。
依據研究架構與研究設計,以應用3D和應用2D電腦繪圖軟體之分組、以及應用3D電腦繪圖軟體和萬能繪圖儀之分組的製圖科二年級學生進行一學期的立體圖正常(未告知)教學後,對製圖科學生施以空間能力量表測驗,比較自變項在依變項的差異情形。
製圖科學生學習立體圖的研究數據採用SPSS 10.0軟體分析,結果如下:
一、應用3D電腦繪圖軟體在立體旋轉空間定位能力與平面轉換立體空間組織能力表現優於應用2D電腦繪圖軟體,且達到.05水準的顯著差異。
二、應用3D電腦繪圖軟體與應用2D電腦繪圖軟體,在平面旋轉空間定位能力表現與物體多向圖形空間組織能力表現則無顯著差異。
三、應用3D電腦繪圖軟體,在立體旋轉空間定位能力與平面轉換立體空間組織能力表現優於應用萬能繪圖儀,且達到.05水準的顯著差異。
四、應用萬能繪圖儀在物體多向空間組織能力表現優於應用3D 電腦製圖軟體,且達到.05水準的顯著差異。
五、應用3D電腦繪圖軟體與應用萬能繪圖儀在平面旋轉空間定位能力無顯著差異。
同時,本研究獲得如下之發現:
(一)應用3D電腦繪圖軟體在立體旋轉空間定位能力與平面轉換立體空間組織能力表現有顯著的影響,符應上述空間能力量表以立體圖為題幹的特質。顯示,應用3D電腦繪圖軟體有效於立體圖繪學習。
(二)應用萬能繪圖儀在物體多向空間組織能力有顯著的影響,符應上述空間能力量表以平面三視圖為題幹的特質。顯示,應用萬能繪圖儀有效於平面三視圖學習。
(三)應用3D電腦繪圖軟體對平面旋轉定位能力與物體多向空間組織能力無顯著的影響,符應上述空間能力量表以平面視圖為題幹的特質。
Abstract
The purpose of this study was to evaluate the effects of applying three dimension computer-aided design drafting software
(3D CADD) to learn pictorial drawings for the students of drafting departments of high schools in Taiwan. SolidWorks software(3D CADD), AutoCAD software (2D CADD) and drafting machine were
used and as independent variants in the study. The dependent variant was the spatial ability divided into four categories: Performance in locating 3D spatial rotation, locating planner spatial rotation, organizing ability to transfer 2D to 3D spatial and organizing ability of multi-direction object.
According to the arrangement and design of the study, students of drafting department in second grade were divided into four groups. Two groups were assigned to use 3D CADD and 2D CADD, the other two were assigned to use 3D CADD drafting-machine drafting. The students of this study were under normal situation (without noticing) learn pictorial drawings for one semester. After learning, a spatial ability test was performed. The different scores of the between the independent variants were compare and analyzed by SPSS 10.0 software. The results of this study are as follows:
1. Applying 3D CADD shows better performance than applying 2D CADD in locating 3D spatial rotation and organizing ability of transferring 2D space to 3D space. The difference reaches the level of 0.05.
2. There are no significant differences in locating planar spatial between applying 2D CADD and applying 3D CADD.
3. Applying 3D CADD shows better performance than applying drafting machine in locating 3D spatial rotation and organizing ability of transferring 2D space to 3D space. The difference reaches the significant level of 0.05.
4. Applying drafting machine shows better performance than applying 3D CADD in organizing ability of multi- direction object. The difference reaches the significant level of 0.05.
5. There are no significant differences in locating planar spatial between applying drafting machine and applying 3D CADD.
This study has following findings:
1.Applying 3D CADD has strong influence on locating 3D spatial rotation and organizing ability of transferring 2D space to 3D space. This is consistent with the characteristic of spatial ability test which frame focuses on the pictorial drawings. Consequently, applying 3D CADD is useful in the learning of the pictorial drawings.
2.Applying drafting machine has significant influence on the organizing ability of multi-direction object. This is consistent with the characteristic of spatial ability test which frame focus on the orthogonal drawing. Consequently, applying the drafting machine is useful in the learning of the orthogonal drawing.
3.Applying 3D CADD has no significant influence on locating planar rotation and the organizing ability of multi-direction object. This is consistent with the characteristic test which frame focuses on the planar drawing.
Keywords: 3D computer–aid drafting software, spatial ability
參考文獻
壹、中文部份
丁振豐(民83)。三個心理學派對空間能力研究之比較,臺南師院初等教育學報,7期,頁213-249。
王義勇(民86)。高精度三維模具自動化技術。台北市:全華科技股份有限公司。
王照明(民87)。圖學(下)。台北市:全華科技圖書股份有限公司。
王輔春、楊永然、朱鳳傳、康鳳梅(1994)。工程圖學。台北市:師友工業圖書股份有限公司。
左益台、梁勇能(民90)。國二學生空間能力與Van Hiele幾何思考層次相關性研究。師大學報:科學教育類,46期,頁1-19。
朱鳳傳、康鳳梅、王輔春、楊永然(民92)。工程圖學 2003。台北市:全華科技股份有限公司。
李玉珍(民93)。國民中學社會領域採取協同及合科教學與傳統分科教學之比較研究 : 以臺中縣清水國中為例。國立彰化師範大學教育研究所學校行政碩士論文。
李琛玫(民85)。國中一般能力資優生、美術資優生與普通生之視覺空間認知與能力之研究。國立彰化師範大學特殊教育研究所碩士論文。
李琛玫(民85)。資優生空間能力之相關研究。資優教育季刊,第59期,頁21-24。
李銘孝(民89)。電腦輔助產品開發之回顧與展望。機械工業雜誌月刊,10月,頁131-142。
李寶田(民89)。智能十五巧板:促進思維、創意及多元智能發展。澳門教育如何邁進新紀元教育研討會論文集,頁131-136。
朱志良(民93)。教育界CAD應用現狀與CAD軟件分析。國立東北大學學報,第52期,頁32。
永山嘉昭(民74)。工業製圖詳解。臺南市: 世一書局。
沈紅衛(民94)。淺談現代教育技術在中學地理教學中之應用。課堂教學的原理、策略與研究,華東大學出版社,頁21-24。
林生傳(民92)。教育研究法:全方位統整與分析。臺北市:心理出版社。
林秀娟(民92)。動態評量結合試題反應理論在空間視覺潛能評量之研究。
國立台灣師範大學教育心理及輔導研究所碩士論文。
林俊宏(民88)。3D CAD軟體應用概念。CADesigner電腦繪圖與設計雜誌,4期,159-164頁。
林麗娟(民83)。互動式教育環境與科學性知識的學習。教學科技與媒體月刊,16期,頁3-13。
林躍庭(民75)。立體工程圖說明理論與實務。台中市:建利書局。
吳正已、鄧佳恩(民85)。空間能力與視覺化模擬器對學習遞迴影響。中華民國第十四屆科學教育學術研討會暨第十一屆科學教育學繪年會議手冊及短篇論文彙編,頁674-681。
吳義勇(民86)。高精度三維模具自動化技術。台北市:全華科技圖書股份有限公司。
吳煥昌(民90)。高工機械製圖科學生空間能力與展開學習成就之相關研究。國立臺灣師範大學工業教育研究所碩士論文。
胡俊宏(民85)。合作學習對多媒體電腦輔助教學學習成效影響之研究-以高職機械製圖科為例。國立臺灣師範大學工業教育研究所碩士論文。
教育部工業類技職教育課程發展中心(民87)。工業職業學校製圖科課程標準暨設備標準。台北市:教育部發行。
教育部高中職選修科目課程標準(民94)。取自http://www.edu.tw/EDU _WEB/EDU_MGT/HIGH-SCHOOL/EDU7362001/i1301/course/current/subject_60.htm?open。
教育部九年一貫課程發展中心(民89)。九年一貫課程理論與實務研習會研習手冊。台北市:教育部發行。
教育部(民94)。高中職選修科目課程標準。台北市:教育部發行。
黃鴻源、林錫熔(民89)。Solidworks2001入門與實例應用。台北市:基峯資訊股份有限公司。
葉日豐(民92)。電腦輔助軟體中幾何模型的建構。CADesigner電腦繪圖與設計雜誌,6期,18-21頁。
許泰源(民90)。臺灣3D CAD產品市場經營策略之個案研究。國立臺灣科技大學管理研究所EMBA在職專班。
洪肯偉(民87)。不同程度深度線索在電腦3D環境中空間方位判斷績效研究。雲林科技大學工業設計研究所碩士論文。
洪蘭(民89)。腦內乾坤:男女有別,其來有自。臺北市:遠流出版社。
陳采穗(民87)。虛擬實境在加強空間能力學習之研究。國立政治大學資訊管理研究所碩士論文。
陳瑞田(民72)。我國五年制工業專科學校機電類「電腦繪圖/電腦輔助設計」課程內涵與實施策略之研究。國立臺灣師範大學工業教育研究所碩士論文。
陳婉如(民86)。認知型態與空間能力對程式設計學習成效之研究。國立彰化師範大學工業教育研究所碩士論文。
陳鎮潦(民92)。高工製圖科學生學習立體圖與提昇空間能力相關之研究。
國立彰化師範大學工業教育研究所碩士論文。
孫士雄(民90)。多媒體電腦輔助教學對問題解決能力、機械製圖學習成效與學後保留之研究。國立彰化師範大學工業教育研究所碩士論文。
楊志強(民89)。從一個網路分享軟體談起測驗品質考驗與題庫建置。國立
臺北師範學院國民教育學系學術研討會。
梁勇能(民89)。動態幾何環境下,國二學生空間能力之研究。國立臺灣師範大學數學研究所碩士論文。
郭生玉(民91)。心理與教育研究法。中和市:精華公司。
康鳳梅(民91)。高工學生空間能力指標建構之研究。行政院國家科學委員會補助專案研究計畫報告。計畫編號: NSC-91-2516-S-003-007。
康鳳梅(民92)。高工學生空間能力指標建構之研究。行政院國家科學委員會補助專案研究計畫報告。計畫編號: NSC-92-2516-S-003-007。
康鳳梅(民92)。高工學生機械製圖(交線與展開)空間能力與問題解決能力提昇之研究(Ⅰ)。計畫編號: NSC-89-2511-S-003-052。
康鳳梅、簡慶郎、詹秉鈞(民92)。工程圖交線電腦化創意教材提昇空間能力之研究。國立臺灣師範大學學報,48期,2卷,頁225-238。
康鳳梅、鄭臣光、蕭吉男(民91)。電腦輔助製圖在我國機械業應用概況與發展趨勢之探討。技術及職業教育雙月刊,71期,頁25-31。
康鳳梅、鐘瑞國、劉俊祥、李金泉(民91)。高職機械製圖科學生空間能力差異之研究。國立臺灣師範大學學報,47期,1卷,頁55-69。
康鳳梅、許榮添、詹世良、林耀隆(民91)。循序學習Solid Works2001。臺北市:全華科技股份有限公司。
康鳳梅、戴文雄、李金泉、吳煥昌、簡慶郎、陳憲章(民90)。機械製圖交線與展開提昇學生空間能力之研究。第十六屆全國技術及職業教育研討會論文,頁313-322。
康鳳梅、簡慶郎、詹秉鈞、盧永昌、鍾怡慧(民93)。高工學生空間能力常模及空間能力資源網建構之研究。國立臺灣師範大學學報,(未出刊)。
康鳳梅、蕭吉男(民93)。工業職校製圖科電腦繪圖軟體之應用趨勢探討。技術與職業教育,79期,頁35-39。
張木生(民75)。立體製圖法。臺中縣,正工出版社。
張吉成(民84)。淺談電腦輔助設計製圖系統發展史。技術及職業教育雙月刊,第二十九期。
趙明生(民91)。CAD產品模型與數據交換標準。機械電腦輔助設計與最佳化(二),機械工程手冊15。臺北市:五南出版社。
殷國勇(民91)。CAD技術的發展趨勢與深化推廣應用與建議。機械工業月刊,第82期,頁21-23。
歐宗瑛(民91)。CAD產品模型與數據交換標準。機械電腦輔助設計與最佳化(二),機械工程手冊15。臺北市:五南出版社。
歐陽鍾玲(民71)。學童空間概念的發展。臺灣師範大學地理研究所碩士論文。
廖焜熙(民88)。有機立體化學成就影響因素及解題模式之研究。國立臺灣師範大學科學教育研究所博碩士論文。
鄭伯壎譯(民79)。心理學的生物基礎-心理學。台北市:桂冠圖書公司。
賴良助(民88)。認知型態與邏輯思考能力及其相關因素對技職校院學生程式設計學習成效之研究。國立彰化師範大學工業教育研究所碩士論文。
游朝煌(民83)。大學生空間能力、邏輯思考能力、不同補充教學策略及相關因素對程式設計學習成效影響之研究。國立彰化師範大學工業教育系碩士論文。
路君約、歐滄、盧欽銘(民78)。修訂區分性向測驗。台北市:中國行為科學社。
劉俊祥(民89)。機械製圖科學生空間能力與立體圖成就相關研究。國立臺灣師範大學工業教育所碩士論文。
劉子鍵、林世華(民87)。二度空間視覺化測驗之試題產生算則的驗證與修正。國立臺灣師範大學教育心理與輔導學系教育心理學報,30卷,1期,頁177-193。
鍾瑞國(民91)。高工學生立體圖空間能力與問題解決能力提昇之研究。行政院國家科學委員會補助專案研究計畫報告。計畫編號:NSC-90-2516 -S-018-007。
歐陽鍾鈴(民81)。學童空間能力發展。國立臺灣師範大學地理研究所碩士論文。
廖彥傑(民94)。看圖例學Auto CAD 範例錦蘘。台北市:知城數位科技有限公司。
蕭錫錡、張家仁(民86)。自我導向學習的概念及其在成人教育的應用。社教雙月刊,第八十期,頁18-25。
簡慶郎(民90)。學習正投影對提昇高工學生空間能力之研究。國立台灣師範大學工業教育系碩士論文。
蔣家唐(民84)。視覺空間認知能力暨數理、語文、資優生視覺空間認知能力差異。行政院國家安全委員會補助專題研究計畫。計畫編號:NSC-83- 0111-S-018-019。
蔣家唐(民84)。視覺空間認知能力向度分析暨數理-語文資優生視覺空間認知能力差異研究。國立彰化師範大學特殊教育學系學術論文。
戴文雄(民89)。認知型態與空間能力對程式設計邏輯思考能力與問題解決能力提昇研究,行政院國家安全委員會補助專題研究計畫。計畫編號:NSC-86-2516-S-018-010-TG。
戴文雄(民87)。不同正增強回饋型式電腦輔助學習系統對不同認知型態與空間能力高工學生機械製圖學習成效之研究。行政院國家安全委員會補助專題研究計畫。計畫編號:NSC-86-2516-S-018-010-TG。
戴文雄、游朝煌(民85)。大學學生空間能力、邏輯思考能力、即不同補充教學策略對程式設計學習成效的影響。第十一屆全國技術及職業教育研討會論文集<一般技術及人文教育類> Ι,頁321-332。
戴文雄(民83)。高工學生空間觀念對機械製圖學習成效與態度之研究。國科會專題研究計畫成果報告。計畫編號:NSC84-2511-S-003-027TG。
戴文雄、張仁家(民83)。學習型態與電腦輔助學習對機械製圖學習成效之研究。第九屆全國技術及職業教育研討會論文集-一般技職及人文教育類
,頁231-240。
戴文雄(民82)。認知型態與空間觀念對機械製圖態度轉變與成效之研究。彰化師範大學學報,4期,頁231-240。
戴文雄(民81)。高工學生認知型認態與空間觀念對機械製圖學習成效與態度之研究。高雄市:復文書局。
謝秀珍(民92)。學習3D電腦製圖對高工製圖科學生學習成就與空間能力提昇之研究。國立彰化師範大學工業教育所碩士論文。
貳、英文部份
Amirouchle, Farid M. L. (1993). Computer-Aided Design and Manufactur ing.
Battista, M. T. (1990). Spatial visualization and gender difference in
High school geometry. Journal for Research in Mathematics Education, 21(1), pp41-60.
Bishop, A. J (1980). Spatial abilities and mathmetics education : A review. Education studies in Mathematics, 11, pp. 257-269.
Bishop, A. J (1983). Space and geometry. In R. Lesh & M.Landau(Eds.), Acquisition of mathematics concepts and process(175-203).New York:
Academic press.
Bruni, J. & Seidenstein, R. (1990) Geometric Concepts and Spatial Sense. In J. Payne (Ed.) Mathematics for the Young Child (pp. 202-27). Reston, Va.: National Council of Teachers of Mathematics.
Casey, M. B., Nuttall,R.L. & Pezaris,E.(1997).Mediators of gender differences in mathematics college entrance test score: a comparison of spatial skills with internalized beliefs and anxieties. Developmental, Psychology,33(4) 669-680.
Chase, W. G. & Chi M, T. H. (1981). Cognitive skill: Implications in large -scale environments. In Harvey, J. H. (Eds)..
Connell(1992) . Congnition social beh -avior ,and the environment.Hillsdale, NJ: Erlba, pp. 111-136.
Crawford,M.,Chaffin., & Fittion, L.(1995).Congition an social context. Learning and Individual Difference, 7(4),341-362.
Donelson, F. L. (1990). The development,testing,and used of computer
Interface to evaluate an information processing model describing the rate of encoding and mental rotation in high
Students of high and low spatial ability. (ERIC ED 326-396)
Eric, N., & Gary R.(2003).Fundamentals of graphics communication, 3rd ed.
Fuys, et al. (1988). The van Hiele model of thinking in geometry among adolescents. Journal for Research in Mathematics Education Monograph 3. Reston, VA: NCTM.
Galton’s (1883) study, and concludes that this work was “misconceived and poorly conceptualised” (p. 230).
Groover, Mikell P. and Emory W. Zimmers, JR. (1984).CAD/CAM:computer-
Aided Design and Manufacturing.
Guay, R.B.,& McDaniel,E.D.(1997).The relationship between mathematics achieve and spatial abilities among elementary school children. Journal for Research in mathematics Education. 8(3),221-215.
Holley, C. D & Dnsereau, D. F(1984). Spatial learning Strategies. NY. :
Academic press.
Just,M.A., & Carpenter,P.A.(1985). Cognitive coordinate system: Account of mental rotation and individual differences in spatial ability . Psychological Review,92,137-172.
Kail, R. (1985). Developmental functions for speeds of cognitive process.Journal of experimental child psychology, 40, 181-192
Kelly, G. A. (1928). The psychology of personal constructs. New York: Routledge. (Original work published 1955).
Kosslyn. (1980), S. M. (1985). Mental imagery ability. In. R. J. Sternberg
(ed.)Human abilities:An information-processing approach(pp151
-172). NY: W. H. Freeman and Company.
Leam, G. A., & Clements, M. A.(1981), ‘Spatial abilites, visual imagery and mathematics performance’ .Educational studies in Mathematics, 12(1)
Liben, L. S. (1981). Spatial representation and reanalysis of the corr
-elation literature. Standard, CA: standford university.
Lih-Juan C.(2000). Attribute of Animation for Learning Scientific Knowledge.
Journal of Instructional Psychology,27(4),228-238.
Lohman, D. F. (1984).Individual differences in solution starategy on spatial and
Change. In S.Koch(Ed.),Psychology : A study of Science, 3, 423. New York:McGraw-Hill CO.
Lohman, D. F. (1988). Spatial abilities as traits, processes, and knowledge. In R. J. Sternberg (Ed.), Advances in the psychology of human intelligence (Vol. 40, pp.181-248). Hillsdale, NJ: Erlbaum.
Lord, T. R. (1985). Enhancing the visual-spatial aptitude of students
Journal of research in Science Teaching, 22(5), 395-405.
Lord, T. R. (1987).Spatial teaching.The Science Teacher, 52(2), 32-34.
Lowery, B.R., & Knirk, F.G. (1983). Micro-Computer Video Games and Spatial Visualization Acquisition. Journal of Educational Technology Systems, 11 (2), 155-166.
McCormack, A. (1988). Visual/spatial thinking: An element of
elementary school science. Council for elementary science
interational, San Diego State University.
Mitcheimore M.C (1980) Three-dimensional geometrical drawing in three cultures.Educational Studies in Mathematics 11 pp 205-216.
Niliges, L., & Usnick, V.(2000). The role of spatial ability in physical education and mathematics. Journal of physical education, Recreation & Dance. Reston, 71(6),29-33.
Pribly, J. R & Bordner, G.M. (1985). The Role of Spatial Ability and Achievement in Organic chemistry. (ERIC ED 255- 293)
Pallrand, G. & Seeber, F. (1984). Spatial ability and achievement in
Introductory physics.Journal of Research in Science teaching
,21(5),c507-516.
Pellegrino, J. W., & Kail, R. (1982). Process analyses of spatial aptitude. In R.J.
Sternberg (Ed.), Advances in the Psychology of Human Intelligence 4, LawrenceErlbaum Associates, Hillsdale, NJ, 311-356.
Peterson, A. C. & Crockett, L. (1985). Factors influencing sex
Difference in spatial ability during adolescence. (ERIC ED 263- 493).
Quasier-Pohl, C. & Lehmann, W.(2002). Girls’ spatial abilites-Charting the contributions of experience and attitudes in different academic groups.
British Journal of Educational Psychology,72,245-260.
Reuhkala M. (2001). Mathematical skills in ninth-graders: Relationship with visuo-spatial abilities and working memory. Educational Psychology, 21, 387-399.
Rovet, J. (1983). The development of strategies for solving the perspective task. In olson, D. R. & Alystok, L. (Eds), Spatial Cognition(pp. 110-126). New Jersey: Lawrence Erlbaum, pp. 110.
Sherman, J.(1983). Factors predicting girls’ and boys’enrollment in college in college preparatory mathematics. Psychology of women quarterly,
272-281.
Stewart, J. (1982). Two Aspects of Meaningful problem Solving .Science Education, 66(5), 731-749.
Tartre, L. A.(1990). Spatial skills,gender and mathematics,in E. Fennema and G. Leder (eds), Mathematics and Gender:influences on teachers and students, New York: Teachers’ College Press,27-59.
Thorndike, P. W. (1981). Spatial Congnition and Reasoning. In Harvey,
J. H. (ed). Cognition social behavior, and the environment. Hill
-sdale, NJ: Erlbaum Assoc, 137-149.
Voyer, D. (1996), ‘The relation between mathematics achievement and gender difference in spatial abilites: a suppression effect’, Journal of Educational
Psychology, 88, 563-571.
Vigil, P. J .(1988). Oline retrieval:Analysis and Strategy. NY, NY :John
Wiley&Sons. 242p
Zavotka, S. L. (1987)Three-dimensional computer animated graphics: A
tool for spatial skill instruction. Education Communication and Technology Journal,35(3),145-149.