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本節首先說明創新設計之主動學習教室的概念,並列舉國內外配合學習者中 心教學法所採用之創新教學與學習空間,再彙整學習空間配置對教學與學習影響 之相關研究,與主動學習教室之相關研究,然後從相關研究反思本文之研究設計,

作為發展本研究之基礎。

一、主動學習教室之概念與種類

創新設計的主動學習教室(Active learning classroom, ALCs)係指於教室中 採用可自由旋轉及移動的桌椅取代傳統行列式桌椅配置,讓教師及學生可配合教 學方法自由變換座位排列方式。於教室四週牆面皆配置有投影螢幕及書寫牆面,

讓教師可自由於教室中移動,多元且清楚呈現教學內容,教室四週的書寫牆面亦 可作為學生分組討論及呈現學生作品之區域。再者,教室中融入最新教學科技,

例如教師講桌配置有豐富的電腦設備,可同時於不同牆面呈現不同的教材及教學 內容,亦可於呈現教材的同時,透過錄影機或實務投影機將現場實作及示範的情 形投影於四週牆面的大螢幕讓所有學生皆能清楚看見教師的教學情形。再者,每 組學生皆配置電腦、網路、PRS 系統等,或提供插座讓學生連上自身的筆記型電 腦等,讓學生可運用電腦及網路與外界資訊連結並進行討論及合作學習。

上述教室空間設備的創新設計主要是為了呼應學習者中心教學法強調學習 的社會性和情境性,設法於教學過程增進師生互動及討論,幫助學生接觸多元觀 點。為達到建構知識的良好情境,教師需設計與學生生活經驗有關的任務,讓學 生透過人際的互動交流及討論,嘗試探索及解決問題。因此學習空間得透過硬體 設備的配置鼓勵學生相互合作並參與學習活動,這樣的空間應能讓學習者看到彼 此並進行對話,共同於團體中工作,運用多元的方式進行互動,能將工作成果公 開呈現以教導他人或獲得回饋。除方便學習者與他人互動外,亦能與外在資訊互 動,支援學生進行討論、研究、探索及解決問題,甚至參與於模擬、虛擬實地考 察及角色扮演(陳衛東,2012;Attard et al, 2010;Daniel, 2005)。

國內外許多學校都設置了以合作學習為導向的主動學習教室(Active learning classroom, ALCs),例如美國麻省理工學院、田納西大學及國內中正大 學的 TEAL 教室(Technology Enhanced Active Learning)、墨爾本大學的學習實 驗室(the learning lab at the University of Melbourne)、美國愛荷華大學的 TILE 教室(Transform、Interact、Learn、Engage)、北卡羅來納州立大學的工程合作 教室(Engineering Collaborators)、田納西教學與學習中心搭配翻轉教學法之學 生中心主動學習教室(‘scale-up’ rooms)、印第安那大學的主動學習教室(Active learning classroom)、國內板橋高級中學的創客教室等。以下簡要介紹國內外主 動學習教室的範例。

(一)TEAL 科技促進主動學習教室(Technology Enhanced Active Learning)

麻省理工大學 TEAL 教室的設立,一開始是為了解決基礎物理課程學生學習

成效低落的問題,將原本以講述式教學法為主的教學方式,轉變為互動式的教學 與學習方法,以結合講述、問題解決和實驗實作的方式設計課程(Breslow, 2010)。

將課程調整為在二十分鐘的講授式教學後,便要求學生進行小組合作,運用白板 討論的方式解決問題並進行實驗給老師看,此種新教學模式的學習成效是舊教學 方法的兩倍( Dori et al, 2003;Tennessee Teaching and Learning Center, 2010)。

TEAL 教室即是支援此種教學模式而設立之教室,在 TEAL 教室中,學生被分配 置三人一組的團隊中合作解決問題並進行實驗。每組配置一部桌上型電腦,電腦 中安裝所需軟體但鎖住上網功能以避免學生收信和瀏覽不相關資訊。教室中配置 十三張圓桌,每張圓桌可容納九位學生,教師講桌位於教室中央而非前方以改變 傳統聽講式的教學習慣,教師電腦具有控制所有教室科技的功能。於教室四週配 置多個白板和投影螢幕以方便所有學生清楚閱讀投影片內容、視覺教材及教師示 範。室內柱子也安裝白板作為小組討論使用,並安裝一台可轉向任何一面白板牆 面的攝影機,只要學生按下裝置即可將他們於白板討論的成果呈現給全班同學 (Breslow, 2010)。有鑑於麻省理工學院的成功經驗,國內中正大學物理系教授帶 團至麻省理工學院觀摩,並請麻省理工學院工作團隊至臺灣協助建置 TEAL 教室。

目前中正大學有兩間 TEAL 教室,一間位於共同大樓,室內配置有 11 張大圓桌。

一間位於理學院物理館 502 教室,依據共同大樓 TEAL 教室的用後感想重新改良 設計而建成,室內配置有 13 張大圓桌。每張桌子配置有九張可滑動的椅子,分 成三種顏色,讓坐在同一顏色的三位同學分為一組,因此一張圓桌可以容納三個 小組。每張學生圓桌除有寬敞的工作空間外,亦配置有隱藏式的電源插座、麥克 風、電腦、PRS 學生即時反應裝置、置物櫃等,學生在使用上非常方便。教師的 桌子位於教室中央,除配置有多個螢幕以呈現不同內容,亦提供有攝影機,讓教 師直接示範動作,即時錄影上傳至螢幕讓同學觀看和瞭解。教師甚至可以將螢幕 操控裝置安裝於筆記型電腦中,用小推車搭配無線麥克風於整間教室任何地點進 行講課。兩間教室皆相連一個儲藏空間,可放置上課所需教具或作為教師休憩場 所。

圖 5 左為麻省理工學院 TEAL 教室,右為中正大學 TEAL 教室

資料來源:Tennessee Teaching and Learning Center, 2010;研究者自行拍攝

(二)TILE 教室(Transform、Interact、Learn、Engage)

愛荷華大學設有 TILE 教室,係指變換(Transform)、互動(Interact)、學習

(Learn)及參與(Engage)的教室。教室中,除每位學生皆可看到的教師專屬 大型螢幕外,於每張學生桌子旁皆配置一個學生區的展示螢幕,教師可控制大螢 幕和所有學生區螢幕。學生電腦皆可連至網路,每張桌子皆設有麥克風及其他支 援呈現資料和多媒體內容的設備(如 DVD、藍光機、實物投影機等)。教師的 講桌不再主導整間教室,整體空間家具配置是鼓勵和促進學生合作的,每張桌子 可以坐 8 個人,配置有可移動的椅子,提供充裕的學生工作平台(如白板、玻璃 白板或石板),可把學生筆電上的成果投射於任何一個位於桌子旁的大型螢幕,

桌子和書寫表面可以讓學生以小團體的方式進行學習和工作。這間教室結合主動 學習的教學方法,結合科技和教室設備,配合教師進行教學方法的轉換,因應不 同學科的需求,促進主動學習和學生合作,是方案學習或團隊本位學習的夢幻空 間(University of Iowa, 2011 ;Van Horne, et al, 2012)。

圖 6 為愛荷華大學 TILE 教室的配置 資料來源:Van Horne, et al, 2012

(三)ALC 主動學習教室

印第安那大學的主動學習教室(Active learning classroom),教室中設有多 張 D 形桌,每張桌子皆設置可從桌面翻上來的電腦及專屬螢幕,每個小組可安

排六位同學,學生可將自己的筆電連結至每張桌子的螢幕,教師可以選擇學生筆 電內容呈現於牆面螢幕中,投影牆面可同時呈現所有學生團體的作品。每張桌子 也有麥克風,可以讓各小組發表成果(Bruff, 2015)。中國醫藥大學也設有主動 學習教室(Active Learning Classroom),教室可容納 64-72 位學生,8 位學生一 組,進行翻轉課堂教學及小組討論等教學方式。教室中配置有中控台(可控制教 室內教學設備、對全體組別廣播)、實物提示機、外接筆電、平板、手機等進行 教學。學生桌面亦配置有 55 吋液晶電視、桌電、無線手寫版、可移動式椅子。

教室內四周牆面以白板漆粉刷,學生可用白板筆直接於牆面上書寫。

圖 7 左為印第安那大學的主動學習教室,右為中國醫藥大學主動學習教室 資料來源:Bruff, 2015;中國醫藥大學(無日期)

(四)學習實驗室(the learning lab)

墨爾本大學的學習實驗室(the learning lab at the University of Melbourne)支 援團體式及合作式的教學與學習方法(Peter, 2008),可容納 40 人左右的班級,

設置有五個活動區域,每個區域配置一張旋轉桌提供小組工作使用,提供資訊科 技設備。每個活動區域可提供八位學生進行分組工作,可分成八位學生五組或四 位同學十組。每個區域皆配置有團體共用的電腦、筆電接點、實物投影機、大型 LCD 螢幕,這個大型螢幕可由中央控制,亦可由各小組使用,或由各小組將資 料呈現給其他小組使用。此空間可彈性進行重組,重視主動學習,更體認空間環 境可作為學習的中介,進而影響學習(湯志民,2013;Lippman, 2010)。此實驗室 支援多種不同教學與學習方式,希望透過新式教學空間的提供,鼓勵教師們嘗試 和發展出不同的教學方法,改變師生的互動方式,發展學生參與團體討論及使用 多樣新式科技呈現科學知識的能力(Peter, 2008)。這間教室另一特點在於學生可 順暢的使用電腦、線上資源和科技,設法將科技融入於課程中,例如在學生團隊 任務要求上網查詢相關資料、期刊和電子資源。學生團隊可透過電腦、實物投影 機或其他資源控制各區的大型螢幕,分享資源給他們的團隊成員。也可由中央控

制將資源分享於教室主要螢幕或各區螢幕中。學校建置有線上化學資源網,學生 可直接進入該網站使用相關資源進行學習。教室設備亦用於播放化學實驗注意事 項及課程簡介,並配置有個人回應系統,以瞭解學生學習情形。此間學習實驗室 雖具備豐富的科技設備,但強調使用的關鍵在於有效的學習經驗,活動必須聰明

制將資源分享於教室主要螢幕或各區螢幕中。學校建置有線上化學資源網,學生 可直接進入該網站使用相關資源進行學習。教室設備亦用於播放化學實驗注意事 項及課程簡介,並配置有個人回應系統,以瞭解學生學習情形。此間學習實驗室 雖具備豐富的科技設備,但強調使用的關鍵在於有效的學習經驗,活動必須聰明