計畫內容

建構工業4.0科普學習平台

如同建築橋樑之前必須先設計藍圖一般,教師在進行教學之前必須先對於整個教學活動規劃出一系列完整的計劃,擬定教學設計,一般統稱為「教案」。教學是一種動態過程,在教與學的互動中,教師如果能發揮創意,讓教學成為有趣、有效,通常比較能達到「教」與「學」的目的。創意教學除了是發展和使用新奇的、原先的或創造性的教學方法之外,最終的目的在於達成教學或教育的目標,引起學生注意和維持學習動機,以產生有效的學習。創意教學是教師自身發揮個人的創意,施行於教室內、外的實際教學行動。ERIC Thesaurus的定義「創意教學」是發展並運用新奇的、原創的或發明的教學方法」 (Development and use of novel, original, or inventive teaching methods)。「創意教學」是教師發揮創造力設計新奇且有價值的課程,並展現多樣性的教學方法、多元評量方式,鼓勵學童思考,熱於學習,以達成教學的理想。

科學博物館,這種在學校以外的場所進行非強制性的教育,其教育活動之教育目標與方式,更因各有不同特色,方式會有較大的差別,因此更需要新奇多樣的教案設計來吸引參觀民眾選擇博物館來進行學習,無庸置疑的科學博物館是實施科技教育活動的極佳場域,利用博物館既有的學習情境,尤其更甚的是配合展品、物件或展示主題所設計的教材教具,確是非一般學校環境可達到的。讓博物館的教育功能彰顯突出,在輔助正規教育上更占了舉足輕重的角色以有別於學校提供的科學教育,透過本計畫希望整合科工館、大學及高中職合作學校科技領域學習資源,盤整三方專業之能合力設計並推展出具創意的「建構工業4.0科普學習平台」科學教育課程。

發展目標

以科工館「物聯網展示教育專區」及「智慧製造體驗專區」內容為基礎,結合科技應用與多樣化展示方式,發展全新的體驗感受及開創科普知識加值,其具體目標如下:

(1) 結合大學及高中職學校的專業知識,與十二年國教課綱結合,發展出創意教案並透演示教學教推廣科技領域教學並普及新興科技之認知,厚植人文與科技素養。

(2) 結合創客教育延伸展示體驗,創客教育可為識推廣的載具,創客活動與展示廳內容的結 合,為展示體驗的延續,將展示內容的互動體驗提升至相關之實作設計。

(3) 加強正式與非正式教育之間的合作,提供所有民眾和各個教育層級上多樣的學習途徑,加強正式學校教育和科工館之間的合作。

(4) 結合科工館展示廳的資源,應用現有資源於教學現場,並開發課程與推廣建立聯繫管 道共同推動科技領域教育。

(5) 透過本計畫完成創意教案可提供各級學校融入教學模式,而教學研究分析可作為博物 館、學校各項工作研發改進或者教學設計的參考依據,以持續提升專業知識技術與科 學教育服務。

核心服務內容

引用傅學海(2002)所提出的觀點:一份具有創意的教學模組,應該與眾不同,以新穎而具有創意的教材教法,傳達教學內容。既然是「創意」,本來就沒有一定的模式可循。他於創意教學與模組一文中提到,有創意的教學模組,必須具備四要件,缺一不可,包括: (1)動手做:器材或儀器盡可能在日常生活中可以取得。(2)融入科學原理:在「嘉年華」式的情境之外,能有一些知性的回味,同時也注重技能、態度等。(3)量化:是科學的內涵之一,藉以進行比較與運算。(4)有趣、與眾不同:有趣不一定與眾不同,但是創意強調的是與眾不同。而與眾不同也常能引起興趣。在創意培養中,多元是一個非常重要的因子。本次的計畫核心服務內容的主軸必須涵蓋上述要件。根據上述四個創意教案具備的四要件,規劃與建構「建構工業4.0科普學習平台」科學教育課程,核心服務內容如下:(1)混合多元教材教案;(2) Maker教案教具教材設計製作;(3)演示教學觀摩與學習成效研究,詳細說明如下:

(1)混合多元教材教案設計製作

根據物聯網展示教育專區:「愛的萬物論-探索物聯網」特展及建置完成智慧製造體驗專區--「產業機器人」及「智慧車輛」展示內容為基礎,開發「認識工業4.0發展」混合多元教材教案,教案當中電子書(動畫或繪本型態),搭配互動遊戲、桌遊及互動教具編寫教案內容。並依據尤菊芳(2002)則提出編寫教案的四大原則:撰寫教案時應把握多樣性(Variety)、彈性(Flexibility),連貫性(Coherence)及步調調整(Pacing)四大原則,方能使教案的撰寫真正發揮最大功效。本教案可以分開主題,依據教師課程時間來進行教學,也可以合併一起成為一整套兼具科技、人文及歷史的混合多元教材,符合教案編寫的四大原則。

(2) Maker教案教具教材設計製作

三配合科工館既有的創客工場軟硬體設計創客體驗課程,並智慧製造體驗專區--「產業機器人」及「智慧車輛」及物聯網展示教育專區:「愛的萬物論-探索物聯網」特展之展示內容發展出與其主題相關之創客學習教具兩項,而Maker教案教具教材可搭配「認識工業4.0發展」教案進行教學使用。讓學習者不僅是聽講知識,更可以透過多元的教材教具及動手作活動發覺該議題的趣味性,進一步探索該議題親近發掘科學樂趣。

(3) 演示教學觀摩與學習成效研究

舉辦演示教學觀摩會,學習評量的部分,擬以前後測問卷或李克氏特量表來進行參與者的學習行為研究與分析。規劃教學流程研究方法設計、教學評量執行、問卷設計、結果分析,透過教學與行為紀錄分析研究,建立學習者學習行為模式,據此優化並持續改善科工館創新服務與加值應用。