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悠遊虛實間~When AR meets Education!

‧得獎名稱:教育部106年「資訊科技融入教學創新應用團隊」選拔活動

‧學校名稱:桃園市立武漢國民中學

‧簡  介

最近科技業最火紅的話題之一就是虛擬實境(Virtual reality,簡稱VR)跟擴增實境(Augmented Reality,簡稱 AR)了。其中最有名的一個例子就是在網路上掀起一陣流行的寶可夢(Pocket Monster),這個遊戲將現實的環境與虛擬的因子進行了完美的結合,讓玩家就像是漫畫中的人物,在家裡就可以抓到虛擬世界的精靈,成功的創造了話題及吸引力,造成數百萬人瘋狂的追逐虛擬的角色。

我們很認真的思考了這個現象與問題,如果可以將VR與AR運用在教學上,是否可以吸引學生的學習動機與效率,讓學習成為主動並增加教師教學的效率.另外一方面,國中理化科學習的單元中,有一些是需要學生發揮想像像的單元,因為在現實生活中無法觀察或是不容易看見.如果可以利用AR或VR將原本看不見的概念或元素讓學生可以看見,是否可以加深學生的印象或是獲得正確的觀念呢︖


‧資料來源:教育雲

‧授權資訊:創用CC 姓名標示-非商業性-相同方式分享 3.0 台灣

‧主辦單位:教育部

‧承辦單位:臺北市政府教育局、國立臺北教育大學

2015美國前總統歐巴馬就發表了創新教學的相關內容,提到了科學是用來了解與探索世界的方法,我們要培養學生的事如何可以擁有改變世界的能力,而不只是學校教學的一個學科.面對越來越複雜的社會及工作機會,如下圖.因此美國教育部也將科學(Science)與科技(Technology)及工程(Engineering)和數學(Mathematics)結合起來,形成了一個新的教學目標—STEM。
 

而在最近,為了讓工程師所設計出來的產品可以更加貼近大眾的市場,美術(ART)更形重要,因此目前的科學教育目標增加為STEAM從以上可以了解,目前科學教育目標已經跟以前傳統教育大大不同.傳統的教育模式是基於一個教師以固定的速度提供固定的課程。
 

而STEAM目標則是採用不同的學習方式,欲使學生在21世紀,具有全球競爭力的社會中取得成功。通過這種方法,教育者可以根據每個學生的步調和學習風格來制定課程,並通過集中學習學生的興趣,進步和掌握力,積極吸引學生。
 

本計劃則是根據STEAM,嘗試以計畫性學習(Project Based Learning, 簡稱 PBL)進行以AR與VR為主軸的創新課程設計.冀望帶給學生不同的學習經驗及方向,教師部分則有更進一步的教學反思與教學設計,以適應即將到來的108課綱。

團隊教師在進行教學設計過程中,為了要實踐STEAM的教學目標,於是利用計劃導向式學習(PBL)並以AR與VR為主題融入國中理化適當的課程中進行教學設計.A/VR的優勢是可以在資訊設備中將生活中或是目前環境中無法觀察到的東西顯示出來,因此我們鎖定了國中理化課中在傳統教學或實驗室中無法給學生實體的單元進行教學,充分達到資訊設備輔助教學的功能。
 

團隊選定的課程有三個:第一個是國中八年級上學期的元素單元,第二個是國中八年級下學期的有機化合物單元,最後一個課程則是利用九年級學生在會考完後的時間進行校園3D導覽介紹。相關設計歷程如下:

圖一. 教學主題 - 教學對象 -與相關能力指標
圖一. 教學主題 - 教學對象 -與相關能力指標

 

一、資訊設備之整合與應用

日本國立多媒體教育協會的調查報告指出,將ICT教學工具融入課堂中,增加學生與ICT教學工具接觸的機會,對學生的學習成績有良好影響,尤其是在數學、科學及社會科等需要提高學生的知識理解力、實踐能力與表現能力的學科有良好影響。

所謂的ICT教學工具可以分成三個區塊,如上圖所示.WE ARE READY! 團隊所建置的行動資訊教室將學校現有的資訊設備與環境進行最大效能的整合,達成設備運用最大化的效果。詳細情形如下:
在第一部分,輸入設備部分如下表:

 

影片瀏覽:

桃園市立武漢國民中學 - 悠遊虛實間~When AR meets Education!

本計劃主要分成三個部分,武漢國中3D導覽建置、元素對對碰及有機化合物AR初體驗,是一連串由淺入深的有計劃的教學活動。由一開始讓學生藉由導覽系統的建置讓學生熟悉360照片的拍攝與V/AR的建立,接下來就是元素對對碰單元讓學生了解AR的功能及視覺上的衝擊,而最後則是利用有機化合物分子模型的建構及拍攝,達到自製AR的目的,讓學生了解其實看似困難的事情其實他們也可以做得到。達到一個完整AR與科學的完美結合,並且寫下學生與AR、科學之間的故事與回憶,達到STEAM的終極目標。

一、武漢國中3D導覽建置:

在學生自製武漢國中3D導覽部分,團隊為了瞭解學生經過這個課程後,對此課程的滿意程度及收穫,因此利用GOOGLE 表單進行問卷填寫。分數依次為1~5 分,5分為非常同意、3分為無意見、1分為非常不滿意,題目如下表:

由上表可以發現:

1. 經過此課程,明顯可以發現,學生對於就讀三年的學校有更深入的瞭解。如此有機會可以讓學生與學校產生更深刻的連結,寫出屬於學生與學校的故事。

2. 在科技( T )部分,學生在使行 RICOH THETA拍攝的過程中,大多數的學生都能了解此科技產品在此計畫中所扮演的角色,不致與科技脫節。其中值得注意的是,勾選5分的學生大多就是負責攝影的組員,因此可以發現,讓學生動手做是有一定的效果。

3. 在科學( S )部分,依據第三題的結果,學生一致反應經過這個課程,讓他們對於校園內的動植物有更進一步的瞭解。重點是這些動植物是學生自己去發現的,不是老師教授學生背誦的結果,相信這個活動可以讓他們記得這些動植物們。

4. 而使行資訊設備上課可以增進上課的效率這個部分完全就沒有問題,以往請學生發表的時候,都是要請學生回家做好PPT,隔天或過一陣子到學校後再發表,換組時要用隨身碟,不僅容易中毒也浪費時間,並且不容易進小組組討論。現在改iOS系統以APPLETV進行輸出及KEYNOTE 進行PPT編寫,當節課就可以發表且即時投影到顯示幕上,效率提升驚人,節省教學時間。

5. 利用資訊設備進行教學,明顯的可以增加學生學習興趣,尤其是像KAHOOT這樣的APP,在複習或是分組競賽時,比起以前的紙筆測驗,更可以加強學生的注意力及分組合作時的團隊感。

6.本課程進行的時間為九年級同學會考( 5/20 )完後到畢業之間的空閒時間,此時段為許多學校的頭痛時刻,利用此時段進行類似自編教材,又可以增進學生對學校的情感連結,似乎是個不錯的選擇。

本校成立於民國93年,算是年輕學校,因此教師多屬新一代教師,在各屆校長帶領下,教師充滿熱情與創意,積極的成立了許多學習社群。不論是英語、國文、數學及自然都在各領域積極探索可能的教育方式。因此,團隊將我們的運作歷程分為五個階段:

 

第一階段探索期:(2004~2012)各自探索
本時期因為學校草創,校本課程尚未有明確的規劃,且教師團隊尚需磨合及熟悉。因此各領域或是志趣相投的教師各自發展適合自己的教學模式,本時期學校學習社群蓬勃發展,不論是在學習專業社群每學年都有2~3各社群在實際運作,也屢獲獎項。自然領域部分也歷經了學習社群、資訊融入社群及教育部科教計畫的實施,也累積了許多學習能量。

 


第二階段招兵買馬階段:(2008~2015)志趣相投夥伴成立專業社群,積極爭取計劃
在經過一陣兵荒馬亂的過程後,對資訊教育有興趣及熱誠的教師藉著申請教師專業社群,當時以資訊融入教學專業學習社群方式申請,本校於2010年就有三個社群進行,分別為數學領域的:幾何動動動、綜合領域的:看見東南亞,感受新文化及英語領域的:英語線上題庫檢視學生學習成效。因此,團隊在105年確定要往資訊融入深入時,就邀請了有興趣的教師一起加入,爭取相關計畫。


第三階段申請計畫階段:(2015)確定申請資訊融入創意應用教學計畫
透過以前申請計畫的經驗,由於資訊設備及網路穩定性在資訊融入教學的過程中是最重要的兩件事,教師的專業技能則因團隊成員本身就具備熱誠及興趣,因此在其他學校可能是較為棘手的問題,對我們來說就不是問題了!而資訊設備對我們來說因為價錢較為高昂,反而是件難題,在這時候恰好發現教育部與縣府有此計畫,因此團隊成員就積極申請,期望將校外的資源帶入學校,使教師教學方式可以改變也同時讓學生的學習成效可以提升。因此第一年的團隊目標訂為師生共學伊甸園,期待為武漢國中帶來不一樣的學習方式。


第四階段實施與修正階段:(2015~2017)做中學,坐而知不足,反思及修正
第一年計劃中,本團隊主要目標在於讓教師與同學一起學習,教師學習資訊設備及軟體之應用,學生則在不同學習環境下進行更有效率及興趣的參與教學,成為學習的主角。參與的領域包括了英語、國文及自然領域,經過一年的磨合,使用了許多APP融入教學現場,學生亦獲益良多。這一年來許多老師看到團隊的成果也對資訊融入教學充滿興趣。因此在106年計劃開始時,團隊就將105年建立的基礎應用在自然領域教學上,進行更加深入的教學設計。自然領域對國中學生而言,經常是最感到困擾的領域之一,因為需要許多抽象的思考及想像,因此團隊成員想利用近年來的新科技擴增實境來協助學生進行想像及歸納,並符合STEAM的目標,培養適合未來社會的支柱。經過一年團隊的討論與課程實施,教師的資訊能力有長足的進步,學生的學習成效不論是在學科或資訊能力都有明顯的不同。團隊而言是個強心針,讓我們又充滿了教學熱誠及向前的動力。
 

第五階段展望與未來:(2017~)資訊融入教學融入各領域課程
在這兩年的計畫中,很榮幸地申請到了17部iPad及一部MacBookAir,在今年計劃進行時,許多領域的教師也參與團隊舉辦的研習,在研習過程中也對新的資訊設備如何融入該領域課程有著濃厚的興趣,期待未來在不同領域發展資訊融入課程的可能性。明年也已經有數學領域與英語領域對資訊融入有極高興趣,期待他們的課程設計。

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