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2020-01-08
臺師大開發雲端教室系統 獲全球行動學習標竿計畫
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科教所張俊彥教授團隊開發CCR雲端教室系統
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臺師大於1月8日發表學術研究成果,理學院陳焜銘院長出席(右三),科學教育研究所教授張俊彥(左二)帶領簡佑達博士與李宗諺工程師(右一),共同打造雲端互動教室(CloudClassRoom, CCR)。
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應用雲端教室系統於課堂上。
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乘著網路與智慧型裝置浪潮,國立臺灣師範大學開發「雲端教室系統(CCR)」,運用可連線上網的智慧型手機及平板電腦,全班學生在課堂上作答或表達想法,老師可立刻了解學生學習狀況,師生教學更有效果。系統上線4年多,全球已有逾6萬名師生註冊,超過50萬次使用記錄,並開發15個多國語言版本,更獲全球關注新科技對教育應用最具指標性的「地平線報告」(Horizon Report)肯定,入選行動學習的標竿計畫,這也是臺灣首次有計畫獲選,成功向世界展現臺灣的軟實力。

大數據引導教學 翻轉師生互動模式

過去老師在臺上問:「同學有沒有問題呀?」臺下一片鴉雀無聲,老師再問:「沒問題的同學請舉手」,卻只有少數學生舉手…。這種景象對臺灣師生而言並不陌生,學生通常會保持沉默,並不願大聲表達自己想法。為了解每位學生「到底聽懂了沒」,常見做法就ˋ學堂考或抽問,也有老師用寫紙條的方式來回答或提問,但蒐集資料十分耗時,成本也太高。

臺師大於1月8日發表學術研究成果,科學教育研究所教授張俊彥帶領簡佑達博士與李宗諺工程師,共同打造雲端互動教室(CloudClassRoom, CCR),將幾乎人手一臺可上網的智慧型裝置,轉變為強大的課堂學習互動工具,除了傳統的強制選擇題外,學生還可以透過文字、圖片,甚至用表情符號來表達想法,學生的答案會自動匯總和分析,也讓老師能及時了解每位學生的學習狀況,並即時調整教學策略,理學院陳焜銘院長出席肯定團隊傑出表現。

CCR的設計概念來自「立即反饋系統」,就是過去俗稱的「按按按」,如同電視節目《百萬大富翁》,學生透過紅外線遙控器,以匿名投票取代舉手搶答,除了增進教學流暢度,也增添趣味性。不過一班50人所需的硬體成本約新臺幣十萬元,高昂費用使得許多老師望之卻步。雖然市面上有免費的相似系統,卻要下載手機APP或電腦程式才能使用。

臺師大科教所張俊彥教授團隊開發CCR雲端教室系統

因此張俊彥教授團隊運用HTML 5網頁語言開發CCR,解決過去高昂的建置成本問題,只要師生手上有可以連線上網的裝置,例如智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦及桌上型電腦,不限廠牌與作業系統,也不需要再下載或安裝任何軟體,更不需要不斷更新程式,只要透過任何一種網頁瀏覽器,輸入網址ccr.tw,就可以立即連上CCR,隨時隨地進行匿名或記名的問答活動。

2019年團隊更研發出IRS遊戲模式(Gamified Electronic Audience Response System, GEARS),教師可以設定可作答時間、答對者可獲得獎勵,即時顯示當前競賽分數及排名等方式,學生則可使用獎勵向老師換購的道具,例如延長作答時間、刪除一個選項、觀看全班答案、指定看某位同學答案等,因此能有效刺激學生答題率及正確率,增加課堂趣味性,讓作答就像在玩遊戲一樣刺激。

CCR完全免費,也不限制使用人數,還可利用Facebook及Google帳號快速登入,使用上十分方便。截至2019年12月止,已有約6萬名師生註冊,超過50萬次使用紀錄。另外,CCR已建立美、英、法、德、日、泰、韓、越南、西班牙、印尼、荷蘭等15個多國語言版本,甚至有英國教師主動運用CCR進行教學研究。

研究團隊回顧過去研究 搭配立即反饋系統的教學方式可提升學生的學習成就

張俊彥教授指出,許多乍看創新的發明,其實都曾被使用過,只是原有概念加上符合現代使用習慣的技術重新包裝而成,「What’s new is not true, and what’s true is not new」。

研究團隊回顧過去數十年以立即反饋系統進行教學的實徵研究,使用後設分析(meta-analysis)統計方法檢驗IRS 輔助教學的成效,綜合72個比較研究的成果得知,搭配立即反饋系統的教學方式,比傳統講述教學法更能有效提升學生的學習成就。

他指出,由於許多研究是在較長期的課程中進行,其正面效果不應歸咎於新奇效應(novelty effect:當學生使用新科技時,因為感到新奇而較積極學習,學習成效會隨著該科技的新奇性消失而減低),應該是立即反饋系統提供學生與老師一個有效的即時評量與回饋機制,可即時辨識學習困難並修正教學策略。由於該研究結果釐清長期以來對於立即反饋系統是否值得使用的爭議,被收錄於教育研究的旗艦級期刊《Educational Research Review》。

除了增加老師與學生課堂中的互動外,CCR也能透過分析學生的作答情形,進行「異質性分組」,並將分組結果傳至各學生手機,不只能縮短分組耗費的時間,更能有效激起小組辯論,讓討論內容更多元。此外,CCR也能進行自然語言分析,即時分析學生文字所隱含的概念,將文字回答化為數個具代表性的概念,老師便能透過開放性問題,更精準評估學生對內容的理解與困難。

CCR雲端教室系統 獲選全球教育科技指標性的2019地平線報告標竿計畫

地平線報告(Horizon Report)是美國非營利組織EDUCAUSE 2019年發行的國際性教育發展指標報告,共翻譯成多種語言,在全球70多個國家和地區發行,估計有超過60萬位讀者。這份報告以科技前瞻概念為出發點,關注新科技發展對中小學教育、博物館教育和高等教育的教學與學習影響,成為教師從眾多教育科技中精挑選材的重要指標。

隨著科技持續整合並改變人類生活和全球運作,教育也必須與時俱進,透過教育科技輔助國際高等教育。其報告依據Delphi反覆運算研究方法,確定未來一至五年間,可能在教育界普及應用,甚至成為主流的6項新興技術。2019年從全球超過75個提名中入選18個計畫,CCR則入選為行動學習中的標竿計畫。

張俊彥說明CCR翻轉教學的潛力,第一層是讓學生先預習課程,然後在課堂使用CCR跟老師、同學互動討論;第二層是讓學生完成回家作業後,自行準備問題,並藉由CCR嘗試檢驗其他學生的學習成果,並指導同學。除此之外,老師亦可自行根據教學需求進行所有可能的翻轉!不過不論怎麼翻轉,張教授強調「老師需要設計好題目來引導學習」的原則是不變的,當有符合學生先被知識、具有挑戰性、能引起學生興趣的好題目時,學生才可能獨立思考,成為主動積極的知識建構者。

不過,許多教師仍擔心課堂中使用手機,導致學生注意力不集中,減少學習成效。張俊彥表示,由於智慧型手機與行動上網快速普及,「滑手機」儼然成為學生的生活習慣,更是學生與外界溝通及擴取新知的管道,在此背景下,若能將教學方式與學生生活相連結,相信能增進師生良好互動,使學生積極參與課堂學習。(撰稿:校園記者社教111饒辰書、公事中心胡世澤/編輯:胡世澤/核稿:張華玲)

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