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5G技術應用於「精進數位學習環境」的現況介紹

臺南大學數位學習科技學系黃意雯副教授 10/04/2022 608 點閱

一、前言

  現今教育領域已加速進入數位化,大多數教學均採用了某種形式的數位學習,然而尚有設備和技術困難需要克服,否則易擴大教育資源的落差。5G是最新的行動通訊技術,其網路和設備的快速度、低延遲、強頻寬和大容量的特性,改變教育工作者的教學方式。各國紛紛投入資源部署5G技術,並開發在教育上的創新應用。教師的應用能力是促進學生學習的關鍵,本文針對教育部數位學習計畫推動的現況,介紹5G技術如何應用於「精進數位學習環境」,希望協助教師擁有教學專業能力的同時,亦具備對創新科技教學應用的瞭解,才能設計出符合學生需求的學習活動。

  「精進數位學習環境」之推動目標為促進校園5G新興科技之教學應用,並透過相關計畫協助偏遠地區學校推動數位學習。「教育部數位學習推動計畫」三類計畫主題分別為:科技輔助自主學習、5G智慧學習應用與5G新科技學習示範。其理念為「班班有網路,生生用平板」,重點為支援個人學習載具,推動個人化適性化學習。有不少新觀念可應用於教學,包括:大數據應用、人工智慧、擴增實境(AR)、虛擬實境(VR)、雲端儲存、適性化學習、智慧物聯網等新興科技應用。

二、成果特色

雲端服務系統整合各教育單位的數位資源

  教育雲(https://cloud.edu.tw)整合各教育單位的數位資源與服務系統,支援全國中小學的數位教學,師生透過教育體系的身分認證單一簽入使用。系統記錄學生學習歷程,有助於發展個人化的數位學習。主要服務:「因材網」、「教育大市集」、「教育百科」、「教育媒體影音」、「教師e學院」、「英語文學習」、「華語文學習」、和「教學寶庫」。其中,最常被廣為人知及使用的服務為「因材網」實現適性化自主學習,「教師e學院」提供教師進修的數位課程,「教育大市集」整合全國數位教學資源。

科技輔助自主學習

  「因材網」除了提供十二年國教課綱主要領域/科目數位教材,還可推薦個人化路徑,協助學生掌握學習進度並反思學習成效,實現適性化自主學習。相關計畫「國中小科技輔助自主學習計畫」、「高中職科技輔助自主學習計畫」。計畫推動架構分北、中、南、東四區,進行分區輔導。學校及老師可以參加數位學習教師增能工作坊瞭解科技輔助自主學習觀念及平台使用。可參考的教學模式為 :1.學習單元開始前, 讓學生填寫自主學習規劃單,設定學習目標、選擇學習策略、規畫學習時間。2.學習過程中,教師可運用影片及WSQ學習單引導學生自學,施行合作學習活動進行組內共學,藉組間交流活動進行互學,再由教師給予回饋提供導學。3.學習單元結束前,學生填寫自主學習反思單,比較個人實際學習狀況與規劃的差異,進行檢討,提出改進下一個循環的方法。計畫執行成果顯示提升了學生應用科技進行自主學習的能力,強化5C關鍵能力的發展,提升學習認知表現。

VRAR技術在教育領域的廣泛應用

   VR/AR技術在教育領域的應用,可以創造傳統教學難以實現的場景,例如:地震、消防、土石流等災害的模擬、或是模擬高成本、高風險的教學培訓,例如:車輛維修、飛機駕駛、手術模擬。因應數位化的學習,許多學校融入VR/AR初步作法為搭配5G寬頻應用及導入硬體設備,透過VR/AR教材豐富學習活動,藉沉浸式科技創造感官新體驗,提升學習動機。現成AR/教材可自「教育部補助 VR/AR 教材開發推動及示範計畫」(https://moevrar.tku.edu.tw/) 或教育大市集(https://market.cloud.edu.tw/) 尋找相關資源。以教育部5G新科技學習示範學校為例,教師以平板電腦和VR頭盔,讓學生認識動物的血液循環,藉模擬畫面和遊戲互動的方式,培養科學觀察能力和探究態度。再辦理工作坊指導教師們自製AR教材。

專題導向學習PBL

  結合5G應用之專題導向學習(project-based learning, PBL)課程,培養學生問題解決與主動探究的能力。課程開發可應用下列資源:教育部中小學數位學習深耕計畫所開發之主題跨域課程 、教育部因材網之21世紀核心素養線上評量與學習與自製教材結合數位學習平台應用,引導學生進行專題探究合作活動。專題導向學習(PBL)亦可結合自主學習,其增能活動包含:科技輔助自主學習理論與PBL簡介、因材網結合PBL課程、PBL結合自主學習四學。建議學校和老師可結合校本課程,以PBL專題導向教學法出發,運用數位學習平台設計課程,引導學生自主探索、發現問題,強化5C關鍵能力。

中小學數位學習深耕計畫

  教育部資科司推動「中小學數位學習深耕計畫」,配合教育部十二年國民基本教育課程綱要,以「核心素養」作為課程發展主軸,發展PBL「跨領域課程」,讓學生應用新興科技解決真實生活問題。計畫於107-111年持續開發課程,並將課程模組推廣至全國學校使用。以筆者輔導的海東國小為例,學校團隊自107年即參與計畫,持續以「機器人與生活」為主軸解決環境和家園之實際生活問題。110年課程主題以永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDGs)之目標3「健全生活品質」,發展主題跨域課程「智慧城市-邸家享賀」,引導學生應用新興科技輔助設計語音教練(機械犬)及穿戴式運動裝置(運動手套),輔助長者從事肌耐力之運動訓練,解決長者跌倒的安全問題。並將發展的課程模組,導入合作學校臺東三和國小、新北淡水國小。國際合作組的西門實小連續執行五年,透過APEC 國網際路合作學習平台(http://linc.nutn.edu.tw/apec/)與國外合作學校共同探討氣候變遷的問題及解決方案。111年課程聚焦在解決海平面上升問題之浮島間的海上交通,搭配OP帆船校訂課程,引導學生思考如何建造零(低)碳排放且無汙染的綠色運輸。培養學生跨領域整合之科技應用力和實作能力,同時增進英語能力。

臺南海東國小110年數位深耕計畫主題跨域課程「智慧城市-邸家享賀」執行過程及成果(圖片1)
臺南海東國小110年數位深耕計畫主題跨域課程「智慧城市-邸家享賀」執行過程及成果

數位學習教師增能工作坊

  為使教師認識數位學習相關資源及科技輔助自主學習的基礎知識,教育部補助國中小辦理數位學習教師增能工作坊,以普及辦理為目標。課程重點為:科技輔助自主學習概論、 介紹數位學習資源及相關平台特色與數位學習平臺。另搭配基礎及進階的教師增能課程,主題包含: PBL、教學策略、數位學習平台與工具使用、線上教學模式、同步與非同步工具、Google 工具、Scratch遊戲程式設計……。防疫考量,除實體課程亦有線上研習課程,相關研習資訊可自數位學習服務網(https://srl.ntue.edu.tw/)獲知。

三、結語

   5G科技於數位學習的應用,除了策略融入與支援提供,人員增能亦是關鍵。建議在職教師的專業成長,可參加數位學習教師增能研習,利用5G示範學校的推廣服務及現有雲端服務系統的教學資源,發展5G新科技之教學應用,導入自主學習的數位學習模式。資訊科技除可應用於教學施行,也能協助班級經營以及課程規劃。未來的教育,大數據分析與個人化學習發展密不可分,可應用人工智慧(AI)進行學習行為分析與診斷,實施個人化學習與適性教學。

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