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實現學無止境 - 數位學習科技
 

【作者: 巫姿惠】   2004年04月25日 星期日

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在參觀天文教育館的途中,你隨身攜帶的PDA螢幕忽然跳出視窗,告訴你身旁的那一位年紀相仿的上班族竟然是你國小五年級時,參加校外天文營認識、同一小組的組員!


仔細一瞧,你發現PDA裡原先顯示的天文觀測參考資料下多出一欄,提示你可以回查當年營隊的課程記錄,當然,也可以查到當時小組成員的共同作業。正當你出神地回憶當年營隊的趣事時,那位穿著正式的「小學同學」也察覺到Notebook上接收了當年營隊的資訊,還似曾相識地回頭望著你微笑了一下。


不論這番虛擬的場景未來何時能實現,可以確定的是,數位學習科技正朝這個方向逐步前進。未來每一個學生都將擁有自己專屬的學習紀錄,從小到大每一個階段的學習成果能被保留在隨身裝置當中。


數位學習的定義

強調學習者經由數位科技進行學習,是數位學習最基本的定義,包括空中大學的遠距教學課程,小朋友在家使用的光碟教學,各教育機構架設的線上學習網頁,都在「數位學習」的範疇內。以E-Learning為例,一般印象皆停留在非正規教育體系的學習,例如上班族在職進修、小學生課後加強等。


但在各項資訊科技逐漸發達的今日,單以「電腦」和「網路」兩個概念已不能完整形容數位學習科技的面貌了!凡是以數位裝置傳達、以數位形式呈現的學習內容,都屬於數位學習科技,例如隨身攜帶的PDA、在校園內裝置的教學定點紅外線提示裝置。


數位科技在家庭生根 在學習領域大放光芒

從電腦輔助教學系統出現的時間點開始計算,數位學習已有四、五十年的歷史了,但因為電腦在大部分的演進時期都屬於笨重的裝置,能發揮的效果相當有限。


包括英特爾、微軟等公司都對人類與數位產品的未來有一套預演的藍圖,身為電子資訊業的領導廠商,他們認為,「數位」與人發生最多互動的兩個生活場域,一個將會是家庭,另一個則是學校。


當家庭終端能結合各類型數位頻道資訊、互動式的節目選擇、以數位格式存取,電視就不再只是電視。X-Box以平均每一台“倒貼”120元美金成本的價格打入市場,就是因為微軟看出家庭數位化的趨勢,率先鋪路,在每個家庭建立數位應用的入口。


家庭內的數位技術是單純的,與之相比,教育領域的數位應用相對複雜,也是IT產業尚未深入開發的新市場。


無線科技是關鍵

近幾年無線科技的成熟,等於是將電腦應用背後這塊踅伏已久的學習科技再度端上檯面,無線技術將電腦裝置的束縛解除,行動科技的實現,在一夜之間為數位學習開闢了無比寬廣的想像空間。


除了無線科技,行動裝置的發明與成熟是另一個關鍵,晶片製造技術讓裝置越做越小,運算能力更強,將無線與行動裝置相結合,才能發揮數位學習的潛力。


根據研究,主要的學習發生在非正式的教學活動中,例如團隊合作、會議Mentoring與一對一溝通中。有效的數位學習設計藉由鼓勵使用聊天室、電子佈告欄、討論區或是線上會議等等,促進這種非正式學習的管道。


然而以學校內的正規教育來說,目前出現了一種能兼備無線功能與互動設計的「行動學習車」,內裝有30-40台Tablet PC,滿足教室內的習作、或到教室外參觀的需求。


《圖一A 行動學習車與無線裝置上課情形》
《圖一A 行動學習車與無線裝置上課情形》
《圖一B》
《圖一B》資料來源:中央大學學習科技研究中心

如圖一所示,學生利用Tablet PC於課堂內習作,或是進行室外教學活動,行動學習車不僅是一台可以收納電腦、充電的設備,它同時內建主機系統,可以配合教學上許多種功能。


台北市大湖國小自一年多以前開始培育校內的蝴蝶走廊,在自然教室外的走廊花台種滿蝴蝶喜歡的植物,吸引蝴蝶前來覓食、產卵,一年多的努力總共吸引了十多種蝴蝶前來,老師們平日除了收集各種蝴蝶的生態資訊、拍攝電子數位照片之外,並製作多種昆蟲標本。


為了讓小朋友進一步了解蝴蝶生態,蝴蝶走廊接受教育局的補助,購置了三十六部平板電腦,並在戶外設置無線通訊基地臺及紅外線資料存取點。未來小朋友上課時可分配人手一部平板電腦,在蝴蝶走廊上透過紅外線資訊存取點,知道哪個角落有蝴蝶產的卵、或是結成甬的毛毛蟲;隨時下載電子學習單,再將學習結果經由紅外線,回傳到學習資訊管理系統,保留個人學習歷程。


《圖二 學校級學習資訊管理伺服器匯整各班學生學習記錄》
《圖二 學校級學習資訊管理伺服器匯整各班學生學習記錄》資料來源:GCCCE 2001論文

科技在數位學習裡面扮演的角色

單就「學習」的角度,科技究竟能提供多少幫助?是不是每一個學習的元件都必須採用數位的方式處理呢?


科技能夠協助老師與學生的,是解決一些費時的工作、改善可能浪費資源的教學模式、克服人的記憶性極限、還有減少因為耐性不足而產生的學習效果不佳的情況發生,數位工具有助於提升教學與學習的效率,但不是代替人將所有事情都處理好。


由中央大學學習科技研究中心王緒溢博士參與的「高互動教學環境設計」計畫,將教室的環境規劃分為三個層次,分別是使用於教室內的無線測驗系統(Remote Response System,RRS)、安裝在學校的學習資訊管理伺服系統(Learning Information Management Server,LIMS)和集中式的教學內容交換中心(Learning Content Exchange Center,LCEC),提供教師上傳或下載評量所需試題。


高互動教學系統利用紅外線(IR)技術,讓每一名學生手持遙控器與電腦進行互動,經由電腦中介,老師與學生、學生與學生彼此互動的程度大為提高,增進教學與學習的品質。學生因為接受刺激的方式不同,在學習的心態上會偏向主動,接受教學的反應較為熱烈。


王緒溢表示,對老師來說,數位學習科技的貢獻在於,讓課間時間的分配更有彈性,原本用來準備教材的時間變短,多出更多時間與學生做互動、一對一關心每個學生的學習情形。


《圖三 互動式教學的搶答活動範例》
《圖三 互動式教學的搶答活動範例》資料來源:GCCCE 2001論文

數位教案三步驟

建立一套數位的教學工具首先應從硬體著手,例如Tablet PC、PDA,或是其他小型的終端設備,教學單位可以自行設計硬體,不能設計時可以就現有的設備作評估,再配合教學需求加入調整,例如在PDA上裝置「探針」,適合用於野外探測的課程。目前國內有一些研發完成的數位教具,例如答題遙控器、行動學習車。


第二個步驟是確立軟體,數位學習的軟體跟一般採用傳統PC的作業模式不同,教與學雖然有固定的步驟,但是在過程當中往往有不同結果產生,同樣的教學材料會因老師與學生的互動差異,每天有不同的排列組合,學生等於是學習內容的生產者,同時也是消費者。


第三步是整合硬體、軟體,並與教學模式互相套用。為了進行數位教學,教師須先整理出教學所需的材料,例如地球科學課觀察的岩石照片,老師要先一一收集岩石的照片,並將其作數位格式的處理,與以往的教案準備相比,準備的內容也許仍是片段、零散的,但不會漫無方向。再以教學內容、學生狀況來決定哪些部分要以數位方式進行,教學是傳統方式與數位方式互相搭配。


數位學習的發展現況

甫於三月在台北舉辦的「一對一數位學習國際趨勢論壇」,邀請了來自美國、法國、英國、伊朗、瑞士、紐西蘭、德國和日本八個國家,共25位國際專家學者來台討論國際數位學習的應用,目標是加速訂出全球性的數位學習科技標準。


這類型跨國的數位學習科技研究合作,重點放在制定全球共通的教學元件標準,當教學資源需要做跨國交換時,經由Exchange Center,讓採用相同格式的軟體及文件可以自由交流、引用。


由於網路網路、無線通訊與3G傳輸技術日趨成熟,全球學術界提出的一對一數位學習發展方向,預期未來五到十年內,每個學生隨身擁有一台數位裝置的現象將很快就會發生,這台隨身的裝置不僅具備通訊與運算的功能,而且能夠紀錄每一個學生從小到大的學習成效,達到個人化的學習成長。


各國數位學習計畫進程

日本的京都進階學習網路(Advanced Learning Network in kyoto,Alan-K)開始於2002年9月,藉由電腦技術建立新的學習環境,惠普實驗室Alan Kay研發出一開放碼、自由軟體、跨平台的媒體製作工具“Squeak”,帶領學生對數學與科學產生更大的興趣與理解。


聖荷西科技大獎得主Planet Read主導的Same Language Subtitling(SLS)計畫則為印度Kuppam弱勢族群帶來識字技術的學習方案。SLS計畫以新的字幕技術,將識字教育與音樂錄影帶結合在一起,藉由電視台播放的音樂錄影帶,改善當地人的閱讀能力,目前已成功應用於印度的部分地區。


C2K(Classroom 2000)堪稱世界上最大的數位學習計畫,這項位於北愛爾蘭的計劃共有35萬名使用者、1200所學校參與,涵蓋小學到大學各級學校,提供每位北愛爾蘭學生一個電子郵件地址以及使用虛擬教室的權限,落實家庭到學校之間的數位學習。不論是教師對教師、學生對學生或是教師對學生,皆可透過電子郵件、訊息及視訊會議共同研究、學習,學生更易取得學習資源,老師也可以專心於教學工作,節省花在資訊技術上的時間。


軟體開發複雜度高 設備價格受爭議

數位學習的軟體資源目前仍以E-Learning為主,國內廠商也多朝向E-Learning的領域發展,在學校教室內使用的軟體在現階段仍是少數,原因在於教室內使用的軟硬體須同時負荷一班35名學生的存取,通訊量極大之外,系統需同時與數十個接取端發生互動,因此在設計上非常複雜,尚在研究階段。


此外,學生使用的設備價格是長久以來受關注的問題,兩年前電子書發表時,普遍認為學生負擔不起,但中央大學學習科技研究中心王緒溢博士認為,技術持續進步,未來設備的價格將不成問題。


回歸研究角度看數位學習

也許你會想問,投入數位學習需要的是哪些專門的技術?事實上從無線通訊的架構、通訊量的處理到行動終端的設計等,技術層面的問題遲早會被解決,但是數位學習的「方法」卻存在著太多種可能,學習模式的多元化,使得學習載具的設計也須具備相當的彈性才行。


回歸研究的角度,數位學習是一門學問,讓一群人同時使用數位工具學習存在著一定的複雜度,以長遠的發展來說,數位學習科技則仍在開發階段,善用科技的特性才是掌握數位學習的訣竅。


延 伸 閱 讀

數位學習與數位圖書館
本文首先說明數位學習的內涵及發展趨勢,其次探討圖書館應如何配合數位學習之需,提供服務。最後,從數位內容的供應角度,探討數位圖書館與數位學習系統的整合與互通問題。

淺談E-Learn與 SCORM標準
SCORM的重點擺在整合現有e-Learning規範,不再採用AICC的CMI規範與內容結構,並加入IMS所定Content Packaging規範,及透過實驗室與定期活動,來實驗SCORM產品間的互通結果,以作為SCORM新版本的修訂依據。
電子書包 讓學生變得愛上課
電子書包在校園試辦推動已超過兩年,不僅改變學生的學習型態,也帶動教師教學模式的更新,在全新學習模式刺激下,學生學習意願與動機明顯提升;學習態度更積極。
校園颳起自由軟體風
在台灣的校園中,最近一年來吹起了一股免費的「自由軟體」的風潮,一群又一群的教師,相繼投入在作業系統、數位教材、學務系統等的自由軟體發展上,並希望能夠打破過去所有資源被動輒上萬元的微軟程式掌握情形。
相關組織網站
數位學習國家型科技計畫
C2K計畫官方網站
Squeak相關網站1
Squeak相關網站2
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