「生成式AI導入課程教學」:數理邏輯

國立嘉義大學高等教育深耕計畫結案成果表單

主軸名稱

【A主軸】教學創新精進

補助課程類別

□通識實踐課程

□嘉義巡禮微學分課程

□微學分課程

█AI導入課程

□業師協同教學

□跨域共授課程

□國際學者協同教學

 

課程名稱

數理邏輯

授課教師

主授:莊智升

共授:(無則免填)

開課學期

113學年第2學期

開課單位

通識教育中心

修課人數

生理男

23

生理女

31

其他

 

結案報告公開

本人同意將結案報告書公開於高教深耕計畫相關網站。

聯合國永續發展目標(SDGs)

□1.終結貧窮

□3.健康與福祉

□5.性別平權

□7.可負擔的潔淨能源

█9.工業化、創新及基礎建設

□11.永續城鄉

□13.氣候行動

□15.保育陸域生態

□17.多元夥伴關係

□2.消除飢餓

█4.優質教育

□6.淨水及衛生

█8.合適的工作及經濟成長

█10.減少不平等

□12.責任消費及生產

□14.保育海洋生態

█16.和平、正義及健全制度

關鍵能力

█STEAM領域

□人文關懷

█跨領域

█問題解決

█自主學習

█社會參與

□國際化

教學活動類型

可複選

█講授法

█課堂實作,主要由學生自行操作、討論、完成之實作任務。 

█課程專題實作,需於期末提出專題報告/成果發表/展演等教學活動

□場域/產業/服務專題實作,於產業/社區等真實職場情境進行之專題實作,如實習專題或產品製作等。 

□線上課程,如磨課師、開放式課程等由線上進行教學與評量之課程類型。 

□數位學習科技輔助,如採用線上課程平台、線上評量、AR/VR等科技進行教學活動。

□延伸教學活動,如於暑假設計場域實習課程,協助學生將課堂成果進一步發展參與競賽等。

□其他,請說明:

課程執行場域

█實體教室

□實體教室+線上教學

□實體教室+校內實習場域

□實體教室+校外實習場域(包含業界、社區等大學課室外場域)

□校外場域+線上教學

□校外實習場域(包含業界、社區、與學校進行產學合作場域或合作夥伴場域)

課程目標

及內容

★教學目標/目的

本課程旨在引導學生掌握數理邏輯的基本理論與推理方法,透過命題邏輯、量詞邏輯及集合論的學習,培養其邏輯思考與數學推理能力。課程特別融入生成式 AI 工具 ChatGPT,提升學生的學習動機、自主學習能力與數位素養。藉由即時互動與個別化輔助,協助學生在邏輯學習上主動探索與批判性反思,進而強化其問題解決與跨領域應用能力。

具體措施與

亮點成果

★教學研究動機及策略

本課程的設計動機來自於對傳統邏輯課程學習成效有限的觀察,學生普遍對抽象邏輯概念感到困難,難以掌握其實際應用價值。為提升學生的理解與參與度,課程嘗試導入生成式 AI 工具 ChatGPT,發展創新且具互動性的教學模式。研究動機亦包括回應教育數位化的趨勢,將 AI 工具作為提升學習深度與廣度的助力。

教學策略上,本課程採三階段漸進式設計,包括基礎理論學習、邏輯推理應用與跨領域實作,並在各階段結合 ChatGPT 作為即時互動工具與自學支持系統。課堂中透過 ChatGPT 生成例題、提供反饋、輔助解題與提出不同觀點,讓學生能進行自主練習與錯誤修正。此外,教師亦利用 ChatGPT 分析學生報告內容,做為學習歷程診斷與回饋依據。整體策略目標在於培養學生批判性思維、自我驅動學習與跨域應用能力。

★執行成效(對應課程目標、教學計畫)※表格如不敷使用,請自行增列

教學模式

導入AI類別

成效評估

提升學生的邏輯推理能力與批判性思維(講授法 + 課堂實作)

使用ChatGPT 生成邏輯練習題、進行解答分析與錯誤辨識

█合乎預期:

說明:

□不合乎預期:

說明:

強化學生自主學習與問題解決能力(課後自學 + 專題實作)

學生使用ChatGPT 搜尋資料、撰寫報告專題草稿

█合乎預期:

說明:

□不合乎預期:

說明:

提升學生數位素養與跨領域應用能力(課堂實作 + 專題實作)

引導學生以ChatGPT 生成跨領域邏輯問題

█合乎預期:

說明:

□不合乎預期:

說明:

增進課堂互動與學習參與度(講授法 + 即時互動問答)

課堂中即時使用 ChatGPT進行邏輯演練、Q&A

█合乎預期:

說明:

□不合乎預期:

說明:

★亮點成果

  1. 生成式 AI 深度融入課堂教學本課程將 ChatGPT 有系統地應用於教材設計、課堂互動與作業引導,不僅提升課程靈活性與學習效率,也為傳統邏輯課程注入即時互動與多元應用的教學元素。
  2. 學生展現高度自主學習能力

學生能利用 ChatGPT 進行個別練習、錯誤修正與資料查找,並完成具邏輯架構與批判分析能力的專題報告,顯示在學習主動性與深度上均有顯著成長。

  1. 促進批判性思維與跨領域應用

學生在課堂上能分析 ChatGPT 回應中的邏輯盲點,提出修正或延伸的觀點,並將邏輯概念應用於法律、工程、日常推理等多元領域,展現跨域整合能力。

  1. 提升學生對 AI 工具的認識與數位素養

經過一學期的實作與反思,學生能理性理解AI工具的優勢與限制,並具備基本的數位倫理判斷與操作技能,有助於未來學習與職場應用。

  1. 製作全新教學講義,提升教材品質

在 AI 工具的輔助下,教師重新整理數理邏輯內容,製作一份邏輯架構更完整、例題更豐富、結構更清晰的全新教學講義,讓學生學習更有系統、理解更為深入。

檢討與建議

★教師教學心得及建議(教學反思)

本課程嘗試將生成式 AI 工具 ChatGPT 系統性導入數理邏輯課程,整體成效良好,不僅提升學生的學習興趣,也明顯改善過去學生對抽象邏輯概念的理解困難。透過 ChatGPT,即時生成例題、提供多樣化觀點與反饋,大幅促進課堂互動與自主學習。學生能主動提出問題、進行批判性分析,整體表現令人鼓舞。

然而,在實施過程中也觀察到部分學生對 AI 工具有過度依賴的傾向,容易接受其答案而未經充分驗證,顯示仍需進一步強化其邏輯判斷與資訊素養。因此,未來課程設計應更加強調「使用 AI 工具的目的在於學習,而非代替思考」,並安排更多針對 AI 輸出進行批判與修正的活動,以提升學生的主動辨識與反思能力。

此外,教師本身亦從中獲得寶貴的教學啟發,藉由 ChatGPT 不斷生成教學素材與題目,也促進了教材內容的更新與教學邏輯的重構。未來將持續優化講義內容與 AI 活動設計,朝向「AI 輔助 + 人本導引」的教學模式邁進,讓學生在科技輔助下仍保有思辨的深度與人文的關懷。

★學生學習回饋

從課堂互動與課後交流中可觀察到,多數學生對於本課程導入生成式AI工具(ChatGPT)表現出高度興趣與正面回饋。學生普遍認為 AI 的即時回應有助於釐清觀念、加強練習,特別是在命題邏輯、推理法則等主題上,ChatGPT能快速提供例題與解析,使他們能更有效掌握邏輯概念。有學生提到,以往學習邏輯常感枯燥且難以理解,透過ChatGPT的輔助練習與問題生成,使他們更容易進入學習狀態,並願意主動嘗試提出問題與修改答案。學生在撰寫期末專題報告過程中,也會使用AI工具作為輔助查詢與草稿生成的資源,進一步展現出自主學習與批判性思考的能力。亦有少數學生反映,初期使用ChatGPT時會傾向直接接受其答案,忽略了過程中的邏輯驗證。這顯示未來教學中仍需強化學生對 AI 工具輸出結果的判讀能力,培養其反思與判斷的能力。整體而言,從學生的表現與回饋交流可看出,本課程在激發學習動機、提升參與度與促進邏輯理解方面已展現積極成效。

佐證資料

(含活動剪影)

  1. 活動照片

 

 

 莊智升教師介紹悖論的囚犯困境

 莊智升教師介紹選言命題

 

 

莊智升教師介紹雙條件名題的例子(3)
莊智升教師介紹雙條件名題的例子(5)

 莊智升教師教紹連言命題的否定句

期中考命題使用ChatGPT-3 

期中考命題使用ChatGPT-10
期中考命題使用ChatGPT-17

 2.學生報告影片(不公開)

檔案下載: 數理邏輯期中考題.pdf