臺灣科技領導與教學科技發展協會榮譽理事長
壹、緒論
新興科技(emerging technologies)像是雲端運算 (cloud computing)、擴增實 境和 3D 列印等，正在改變我們的教育。在不斷創新的科技形式中，歸納各國 的發展趨勢，有八種科技應用在現在與未來的教室中：擴增實境(augmented reality)、3D 列印(3D printing)、雲端運算(cloud computing)、線上社交網絡 (online social networking)、軟性顯示器(flexible displays)、生物識別技術：眼球 追蹤 (biometrics: eye tracking)、多點觸控螢幕(multi-touch LCD screens)、遊戲式 學習(game-based learning)，以多點觸控螢幕為例，讓使用者透過數隻手指達到 電腦圖像應用控制的輸入技術；從過去的黑板、白板到大型觸控式螢幕，讓學 生可以使用更大的互動介面。多點觸控螢幕可以讓學生圍繞在大型的平板旁，
藉由滑動螢幕來操控和拖曳圖片等( Hongkiat, 2017)。上述八種科技元素所組成 的多元型態的未來教室，正影響世界各國的教師與學生及學校使用科技的型 態，也影響國內的教學現場的創新與改變。
隨著資訊科技與網路科技的爆炸性發展，數據的累積與解析越來越受重 視，而大數據(big data)更是成為讓人琅琅上口的新名詞。大數據(big data)，又 稱巨量資料，是指透過新型的資訊科技方法快速擷取、處理和分析大量資料，
成為可解讀有用的資訊，以供理解現象、預測趨勢和決策之參考。現在舉凡天 文學、大氣學、醫療、社群網路、警政治安、交通路況、電子商務等，都有在 藉由數據的分析來提高作業效能或開發商機 (維基百科，2017)。而現在教育界 也搭上了這一個大數據的潮流，將從教學中產生的大數據來促進教師專業成
長。基此，本研究之目的係從教學大數據中提取重要的訊息以促進教育的發 展，教師可以透過「醍摩豆智慧型議課廳」(TEAM Model Smarter Observation Lounge)採集課堂中的教學訊息並進行數據分析，幫助教師提升其專業能力。本 研究之目的如下：課堂中師生之間的互動情況能數據化分析，對於教師發展以 學生為中心的課堂教學會有幫助。教學中教師所使用的教學方法能統計且數據 化，對於教師找出最能提升教學成效有所幫助。課堂中教師與學生之間的提問 與回應都能有效記錄，對於改善師生之間的互動有所幫助。
貳、醍摩豆智慧教室意涵與設計哲學 一、醍摩豆智慧教室意涵
「醍摩豆」三個字代表 TEAM Model 智慧教室系統所創造的教育價值和改變 世界的力量。其意涵為：「醍醐灌頂、觀摩學習、希望種子」，「醍摩豆智慧教 室」可以幫助老師給予學生醍醐灌頂的指導，創造智慧連環的精彩課堂。醍摩 豆也代表修煉、學習與希望，是發展智慧課堂的完美狀態。採用「醍摩豆智慧 教室」支持系統的智慧課堂，必須重新提煉整合「技術、教法與內容」的智慧 模式，這種教學法稱之為「智連環教學法」，智連環教學法之課堂活動，可以大 幅提高師生的「有效互動」。簡言之，在「醍摩豆智慧教室」裡，採用「智連環 教學法」，可以創造「醍醐灌頂、智慧連環」更完美的現代課堂。換言之，
TEAM_Model 這套系統是幫助教師整合教學、評量、診斷、補救等四大環節的 教學專家系統，也是助力學生完成課前自學、課中合作和課後複習的自主學習 系統。TEAM Model 是教學 (T) 、評量 (E) 、診斷(A) 、補救 (M) 等四大 e 工程，各取一個英文字母組成為 TEAM，意指團隊、整合之意(HABOOK Information Technology, 2016)。
醍摩豆(TEAM Model) TBL (team-based learning)智慧教室高度整合 HiTeach 互動教學系統、IRS 即時反饋系統、HiLearning 系統、HiTA 智慧助教等教學支 持系統，讓教師能在課堂中隨時啟動 TBL 團隊合作學習模式與策略。教師能在 課前透過 IES 完整掌握每一個學生的自學情況，從而調整自己的教學策略；在 課堂中方便而有效率地收集、彙整、分類學生討論的成果、即時掌握各個團隊 的學習成效，發揮團隊合作學習的優勢並強化團隊合作學習的成效；課後學生
可以透過智慧學伴進行課堂複習，並透過診斷報告了解自己的學習難點，進行 補救學習。在 TBL 智慧教室中(見圖 1)，學生座位分為多個小組，每一個小組 配備一台平板
圖 1 TBL 智慧教室
電腦，作為學生收集、產出與回饋的工具；每一個學生則持有一個 IRS 即時反 饋裝置，能對課堂中的問題、調查、互評等活動提供個人化的回饋。教師則是 使用 HiTeach 互動教學系統，在電子白板或觸控螢幕上呈現課堂教材、彙整學 生的討論結果、檢視各組學生的學習成效，並可使用智慧手機上的 HiTA 智慧 助教進行智慧巡堂，隨時拍攝熱烈討論的狀態、團隊實作的成果或個別學生特 別的思考與作品，並可立即向全班展示與分享，讓教學素材更加豐富。
二、醍摩豆(TEAM Model)設計哲學
醍摩豆(TEAM Model)是實現「教學」(T)、「評量」(E)、「診斷」(A)與「補 救」(M)四大 e 化工程的理想系統。TEAM 分別代表四大工程的其中一個英文字
母，包含課堂教學服務(e-Teaching)、評量服務(e-assEssing)、診斷服務(e-diAgnosing)及補救教學服務(e-reMediation)等四大子系統，為一全新的科技應用 服務模式(見圖 2)。「科技服務教育，科技服務教學，科技服務學習」是醍摩豆 (TEAM Model)系統在開發時的出發點，回歸教育的基本面，徹底改變以往僅從 科技角度看待教學的錯誤思維。
圖 2 醍摩豆(TEAM Model)智慧教室
醍摩豆(TEAM Model)基於教學與學習的應用需求，研發可以有效能地服 務各種教學方法與策略的軟硬體工具。例如，傳統講述法、問題導向學習法 (problem-based learning, PBL)、TBL 團隊合作學習、精熟學習法(master
learning)、一對一學習(one to one learning)等教學方式與策略，都可以應用智慧 教室的協助，提升品質與效能。科技是否發揮在「教」與「學」上的應用價 值，可以從三個面向來評估，分別是：使用便利(Convenience)、展現效能 (Efficiency)、科技智慧(Intelligence)，這三個面向簡稱為 ICE 評估指標(見圖 3)。簡言之，以醍摩豆(TEAM Model)為主要核心的 e 化教室，能提供教學者 ICE 之科技輔助，具有教學、評量、診斷、補救等四大服務的教室，稱為「醍 摩豆(TEAM Model) 智慧教室」。
圖 3 ICE 評估指標
參、智慧型議課廳之環境設計與人工智慧 一、環境設計哲學
醍摩豆智慧教室是一套整合軟硬體和雲端服務的教學專家系統，而醍摩豆 智慧型議課廳，是在微觀教室或公開授課的醍摩豆智慧教室裡，建置蘇格拉底 教學行為數據分析系統，即蘇格拉底分析系統，使「議課廳」變成運用科技智 慧、能自動分析教學行為的「智慧型議課廳」。醍摩豆智慧型議課廳是一個提供 議課專家與教學現場的老師們一個精進教學的場所，主要的模式有大教室模式
（如圖 4）、簡易開放教室模式（如圖 5）、以及一個中間隔著單向透視玻璃的觀 課室模式（如圖 6）。在醍摩豆智慧型議課廳中老師使用 HiTeach 互動教學系統 進行教學，教學實況透過 ezStation 智慧型錄製系統錄製，專家則在課堂的教學 現場觀察（如圖 4、5），或是專家們直接透過單向透視玻璃觀察（觀課室模 式，如圖 6）。每位專家都配有一台裝有蘇格拉底議課介面的行動載具，專家們 可對自己所觀察到現象即時輸入或標記，並彙整到「蘇格拉底教學行為數據分 析系統」進行處理。
圖 4 智慧型議課廳―大教室模式
圖 5 智慧型議課廳―簡易開放教室模式
圖 6 智慧型議課廳―觀課室模式
二、教育數據與人工智慧
人工智慧（artificial intelligence, AI）亦稱機器智慧，是指由人製造出來的 機器所表現出來的智慧，通常人工智慧是指通過普通電腦實現的智慧
(Wikipedia, 2017)。人工智慧的出現讓「因材施教」成為可能，而個性化教育已 經成為教育人工智慧探索的一個方向，要實現個性化教育，其一個關鍵點是數 據的採集與分析。教育數據產生於各種教育活動和整個教學的全過程，人工智 慧要想更好地應用到教育中，首先面臨的就是數據採集的問題 (互聯網教育中 心，2017)。「醍摩豆智慧型議課廳」，可以大量「自動」和「半自動」採集大量 教學行為數據，進而充分運用 AI 機器學習(例如獲取數據、分析數據、建立模 型與行為預測)的成熟技術，發展出教學行為數據特徵分析系統-蘇格拉底分析 系統(見圖 7)。蘇格拉底分析系統協助議課專家與聽課老師們，更科學的、有效 的進行議課、教研活動。在「醍摩豆智慧型議課廳」中，課堂中的教學行為會 透過 HiTeach 互動教學系統自動記錄，並自動上傳至雲端平台，接著教學行為 大數據雲服務就會自動生成「教學行為數據分析報告」，協助議課專家與聽課老 師們，進行議課與教學研究。
根據教師課堂教學策略與教學行為，醍摩豆智慧型議課廳可以自動收集相 關教學行為並進行數據分析。這些數據如下：
1.主動趨勢數據：顯示這堂課的師生互動情況，是由教師主導或以學生主導為 主。
2.有效互動數據：顯示這堂課的有效互動頻率，計算師生、 生生間互動行為數 據後，產生有效互動點數，包含全班與各小組互動點數。
3.工具使用數據：顯示這堂課的智慧教室工具使用情況，呈現工具使用頻次統 計、時間比率，以及各項工具使用時，所引發的互動強度。
4.方法應用數據：顯示這堂課的方法應用趨向，系統根據教學片段，分析教學 行為數據後，呈現課堂中教學方法應用的特徵。
5.提問標記數據：顯示這堂課中，專家使用蘇格拉底議課介面認可的有效提問 標記，以補充、或修正 AI 的不足。
6.回應標記數據：顯示這堂課中，專家使用蘇格拉底議課介面認可的有效回應 標記，以補充、或修正 AI 的不足。
圖 7 課堂教學行為數據「採收」架構 肆、發展現況與應用案例 一、「紫藤雲」模式的智慧型議課廳
位在四川成都高新區的成都師範銀都紫藤小學，在全校導入了醍摩豆智慧 教室後，為了培養專業智慧教師，持續促進教師專業成長，因此建立了全球第 一間醍摩豆智慧型議課廳 ─「紫藤雲」，以提升教師提升專業實力。「紫藤雲」
位在四川成都高新區的成都師範銀都紫藤小學，在全校導入了醍摩豆智慧 教室後，為了培養專業智慧教師，持續促進教師專業成長，因此建立了全球第 一間醍摩豆智慧型議課廳 ─「紫藤雲」，以提升教師提升專業實力。「紫藤雲」