「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