電子書包導入雲端技術之未來教學趨勢
*謝進益 **溫嘉榮 *樹德科技大學資訊管理系碩士班研究生 **樹德科技大學資訊管理系教授 壹、前言 在全球化的激烈競爭下，各國欲維持國家經濟與國家競爭力的成長，教育科 技的發展具有極大影響力，教育科技計畫帶動各項科技化教育產品的市場規模與 成長性。數位學習與電子書包的發展是現今各國當前教育推動單位特別重視的議 題，未來教育的新趨勢。 所謂數位學習，即學習者和教學者透過網路學習的特性，突破時間與空間的 限制，在方便的環境下進行學習，學習者可依自己學習環境，規劃適合自己的學 習進度與順序（賴彥儒，2004）。「電子書包」是一種可以隨身攜帶，具電腦運 算、儲存和傳送數位資料、無線通訊、提供互動教學、互動評量等功能，並支援 使用者在不同場地，進行有效學習方式的工具（陳德懷，2002）。電子書包依學 習的主題，可分為WebPad、平板電腦或筆記型電腦等，「電子書包」作為可擕 式電腦，透過域網和互聯網的方便和快速連接，讓學生在任何時間和任何地點進 行學習。未來教室「一對一數位互動學習」就是每位學生擁有一台輕便的電子書 包，可以隨身攜帶，在家裡、學校，或者戶外使用。「互動」是學習的關鍵，學 生在學習過程中透過電子書包能促進與同儕、教師有更多的互動。 雲端技術是近來推展教育的新科技，結合雲端技術的應用，政府將推動「教 育雲」，讓教學零距離。所謂「教育雲」是指透過雲端儲存技術經網路連接到教 室內所有電腦的一套系統，將書包、教材、測驗等教學資訊放在雲端，再藉由雲 端桌面服務的方式讓老師和學共享資料，建構成資訊共享的教育平台，希望能藉由教育雲讓學生學習能夠不受時空限制，並提升學生的自主學習能力（電子商務 時報，2011）。 未來在資訊教育及數位學習的推廣上，將可大幅降低硬體和軟體成本。所謂 「雲端」其實就是泛指「網路」，名稱來自工程師在繪製示意圖時，常以一朵雲 來代表「網路」。因此，「雲端運算」是一種基於網際網路的運算方式，透過這 種方式，電腦和其他裝置可以按需獲得共享的軟硬體資源和資訊服務（黃重憲， 2009）。 結合雲端技術網路服務平台方式，電子書包可透過網絡系統，教師可運用 網路現有資源、數位教材，做為老師創新教學以及互動教學的平台；學生可按課 堂或學習上的需要，使用電子書包瀏覽檢索、或使用網際網路上的學習資源，方 便學生自學以及補救教學。 在本文以使用效能的角度來探討電子書包導入雲端技術的效益，及從將推展 的教育雲端進而發展出一個適合行動學習的教學模式，希望本文對想要將雲端技 術導入電子書包的專家學者具有參考價值。 貳、電子書包的應用與發展階段 數位學習時代的來臨，教育科技已成為促進今日教育革新的重要工具，但是 如何將數位科技整合並融入教學且適當的呈現教學內容，且有效的利用數位學習 科技，將教學內容的資訊轉換為有意義的知識及能力。在2000年，台灣開始進行 一項大型學習科技研究計畫，其中包括線上學習社群：「亞卓市」，及研究未來 教室，在未來教室的學校教育，「電子書包」終將取代現在的紙本教科書（陳德 懷，2011）。 一、電子書包的教學應用 隨著網路通訊科技與生活的應用越來越息息相關，資訊科技結合電腦與網路
通訊的應用，逐漸成為新世代個人使用的資訊裝置，使得學習專用的電子書包概 念得以實現。現代資訊科技進步，人類閱讀的方式已經從紙本演進到數位化閱讀 方式，電子化閱讀模式已成為未來的發展趨勢（藍源德，2008）。「電子書包」 學習模式也成為國內、外將資訊融入教學之重要發展模式之一（高震峰，2006）。 電子書包已邁入新學習紀元的契機，改變傳統學習型態，利用電子書包，將 大量的紙本書籍以數位形式儲存於電子書包內，電子書包通常很輕，可減去學生 背負書本的重量。針對書包減重問題，依照國外研究，小學生書包的重量應該是 個人體重的10%至15%間最適合，教育部採取折衷方式以體重的12.5%做為標 準，亦即每個小學生的書包重量以不超過體重的八分之一為原則（胡六金， 2003）。電子書包具有學習模式的高互動性，能促進學生在學習過程中有更多的 互動教學效果，待學校全面實施數位化教育，電子書包將取代傳統書包。 老師可與學生透過電子書包進行私下交談，了解他們的學習情況，進行個別 指導；同時電子書包應用範圍也會從學校課堂延伸到學生家庭，像數位化的筆記 本、作業簿、隨堂測驗和家庭聯絡簿等。電子書包可提供學生電子書、知識和教 材，學生也可以透過電子書包在任何時候和任何地方的下載或上傳家庭作業、聯 絡簿及報告等學習模式（圖 1）（Chang & Sheu, 2002）。
圖1 電子書包學習模式
二、電子書包的實驗發展階段 國內相關資訊產業的技術成熟與穩定，讓孩子利用資訊技術提高學習成效， 藉由資訊科技和網路來開拓他們的視野，透過多元及創新的學習方式，以培養適 應環境的能力，有關減輕學童書包之「電子書包」相關議題再被重視，為了建立 及評估「電子書包導入教學與學習模式」及確定此學習輔具是否能有效的融入教 學之中，「電子書包在教室教學上應用實驗」從2002年開始推動。教育部在98年8 月推動「電子書包實驗教學試辦學校暨輔導計畫」，初期協助導入5所學校電子書 包教學，並規劃可行的學習環境與模式，讓試辦學校能夠順利的應用電子書包於 教學上，期許透過試辦計畫，增進學生於學習及生活中運用資訊科技的機會，以 促使學生運用資訊科技解決問題的能力。「電子書包實驗教學試辦學校暨輔導計 畫」選定台北縣建安國小、花蓮縣長橋國小、台北市忠義國小、大湖國小及高雄 市左營國小等5所試辦學校，將進行為期2年試辦計畫，並已請國立成功大學邀請 十餘所大學專家教授，成立專屬「輔導團隊」協助輔導試辦學校導入相關教學模 式及相關配套措施，另也將針對「學生身心發展影響」、「學生學習」、「教師 教學」、「課程設計」及「教學設備」等面向進行分析與比較，並整體評估未來 推動可能性及執行方向（教育部電子報，2009）。 5 所電子書包教學實驗試辦學校，特色課程規劃大多以專題導向學習方式實 施。以 PBL（P r o j e c t - B a s e d Learning, P B L）導入高層次思考應用於行動 學習活動上，讓學習者利用行動載具進行數位化學習，透過同儕間群體智力的互 動，讓學習者在問題的解決的歷程中，建構出屬於自己的知識與技能（溫嘉榮； 鄭國明；郭勝煌，2010）。PBL 專題導向學習以小組合作方式，找出一個和自己 有切身關係的主題進行探討，大家在找出相關文獻資料，加以整理，並且分享心 得給同儕。學生藉由此種方式，比自己從教科書獲取知識更能得到相關領域更深 的知識，並能增進自我學習及問題解決能力。
各縣市也相繼推動電子書包實驗教學計畫，高雄市 也 自100學年起 於 5所 學 校 試 辦「 智 慧 校 園隨 身 學」計 畫，希 望 透過新科技的整合與應用，成為未來 教育的新趨勢。經濟部工業局執行數位學習與典藏產業推動計畫，於100年舉辦 了三次智慧教室工作坊，在第三次工作坊商討過程中，以台北市資訊教育推動計 畫為案例，台北市預計在2012至2015三年內，完成每年提供各校電子書包實驗計 畫經費100萬元（資策會數位教育研究所，2011）。 現階段教育部及各縣市政府所推動電子書包教學實驗計畫，著重於電子書包 教學與學習效能，並成立專屬「輔導團隊」主要針對「學生身心發展影響」、「學 生學習」、「教師教學」、「課程設計」及「教學設備」等進行全面向影響評估。 參、導入雲端技術之教學趨勢 一、雲端概念 雲端運算（Cloud Computing）服務是一種整合資訊、通訊及安全技術的網 路概念，一種基於網際網路的新的IT服務，透過大量及可擴充性的網路資料中心 架構，可達到高服務、可用性及資源最佳化的虛擬資訊服務環境。雲其實是網路， 過去常用雲來表示網際網路，雲端運算提供通用的網路業務應用，可以透過瀏覽 器等軟體或者其他 Web服務來存取。 2007年10月，Google與IBM建立藍雲全球資料中心，並在開始在美國大學校 園，包括卡內基美隆大學、麻省理工學院、史丹佛大學、加州大學柏克萊分校及 馬里蘭大學等，推廣雲端運算的計畫，這項計劃希望能降低分散式運算技術在學 術研究方面的成本，並為這些大學提供相關的軟硬體設備及技術支援，「雲端運 算」一詞正式誕生，同年11月，IBM宣佈將把雲端運算（Cloud Computing）帶入 商業應用市場，也開啟了網路應用上的革命（江政哲；張迺貞，2010）。
美國市調機構 Yankee Group 依據雲端服務的性質和市場特徵，將雲端服務
區分成四大類，包括提供儲存空間的雲端服務（Storage as a Services）、提供基礎
架構的雲端服務（Infrastructure as a Services）、平臺即服務（Platform as a Services） 和常見的軟體即服務（Software as a Services）。第一類的儲存雲端服務主要提供 了線上儲存空間，讓用戶可以透過 API 來存取資料。第二類是提供 IT 基礎架構 的雲端服務，讓用戶可以建立自己的作業系統環境。第三類是平臺即服務，不同 於第二類只提供硬體環境，平臺即服務主要是代管用戶應用程式的執行平臺。最 後一種則是目前最成熟的雲端服務，也是許多人經常使用的軟體即服務，例如 Google 地圖、Yahoo 信箱服務等（王宏仁，2009）。
資策會身為雲端科技服務的推動者(Cloud Technology Enabler)，積極參與行 政院推動、經濟部主導的「台灣雲端運算產業聯盟」運作，共同推動台灣成為全 球雲端服務整案輸出大國，引領全球雲端運算最新技術與服務的發展。根據台灣 IDC（2009）的研究預測，全球雲端服務產值將會從 2008 年的 US$16,235M（百 萬美元）成長到 2012 年的 US$42,270M（百萬美元），約 27%的年複合成長， 很多傳統的產品與服務也都將以雲端為供應平台。美林證券估計，未來五年全球 雲端運算市場規模將達到 950 億美元，占全世界軟體市場的 12%（張玉琦，2008）。 目前先進國家政府皆積極投入雲端運算政策規劃，企望能透過雲端運算提升 政府效能，協助產業轉型與發展。經濟部（2010）「雲端運算產業發展方案」中 有關世界各國雲端運算計畫與預期效益如表1所示： 表1世界各國雲端運算計畫與預期效益 國家名稱 推動計畫內容 預期效益 英國 2009 年 6 月提出「數位英 國（Digital Britain）」計畫， 規劃打造全國光纖網路，預 計 2017 年達到光纖覆蓋率 於 3 年內打造 G-Cloud 平台，讓地 方可以分享中央所擁有的應用軟體 與雲端服務。
90％的目標。 美國 2009 年底，針對各政府機 關開設雲端運算技術和服 務的網站（Apps.gov）。 導入雲端運算技術成為歐巴馬政府 削減成本、提升效率、綠化環境等 政策的重要基礎。 中國 除了於無錫高新區引進 IBM 雲技術外，2010 年更 在江蘇省丁崗鎮建立中國 第一個政府用「雲計算服務 平台」 實現無縫共享，業務流程順暢開展。 日本 2009 年 5 月日本總務省提 出「數位日本創造計畫 （Digital Japan Creation Project）」， 預定 2015 年 完成名為「霞關 （Kasumigaseki）Cloud」的 資通訊技術基礎建設。 強化政府各部門間資源整合共享， 打造創新型電子政府。政府專用的 雲端運算設施，使政府各機構免去 各自建立相關系統、以共享資源， 大幅提高運作效率並節省了重複投 資的浪費。 歐盟 2009 年建立歐盟雲端服務 平台（EuroCloud），開發下 一代的增值應用 成為歐洲第一個雲端生態系統發展 的推動及商業交流平台。 加拿大 企業採用雲端運算比例高 達 67％，是全球比例最高的 積極運用其既有優勢，企圖成為雲
國家。 端運算領先國家。 南韓 2009 年底提出的「雲端運 算活化性綜合計畫」展開四 大領域（政府、服務基磐、 技術研發、環境形塑）、十 大細部計畫，並規劃投入 8 項軟體即服務（SaaS）的示 範事業。 提 升 南 韓 企 業 在 全 球 雲 端 市 場 的 市 佔 率 至 10%。加 強 南 韓 資 訊 科 技 的 競 爭 力 。 資料來源：經建會部門計劃處, 2010 。 二、教育雲端服務 我國政府於 2010 年通過《雲端運算產業發展方案》，選定由經濟部提報之跨 部會雲端運算發展方案 15 項推動計畫，推動執行，5 年內挹注 240 億元經費於 雲端產業，預期可以普及雲端運算應用，其中有 16.5 億元將會投入於教育與學 術雲端運算環境，教育服務的雲端化，提供讓教學與學校相關業務的便利性（許 惠美，2011）。隨著網路及各項行動裝置的快速發展，根據 Gartner 的預測，雲端 運算的整體市場產值將於 2013 年達到 1,500 億美元的規模，未來雲端運算將對 許多產業的發展帶來衝擊與改變，就教育層面而言，雲端運算技術打造的「教育 雲」，佈建全國性教育雲端優質學習環境，及可解決城鄉教育資源分配不均問題。 教育雲端服務方面，教育部將推動 5i 學習服務模式（Internet-透過雲端環境 進行學習、Interactive-透過雲端環境進行人與人互動教學、Integrate-透過單一簽
入整合各式雲端學習資源、Incentive-透過雲端（web2.0 概念）培養教學分享動 機、Innovative-創新），達到以學習者為中心之數位教育學習環境，提升學習效 果。 2008 年 1 月 30 日，Google 宣佈在台灣啟動「雲端運算學術計畫」，將與台 灣台大、交大等學校合作，將這種先進的大規模、快速運算技術推廣到校園（張 德厚，2008）。2011 年 5 月台東縣政府在微軟及神通科技的協助之下，採用微軟 的 MCloud 解決方案，導入全球夥伴學習計畫，在台東縣東海國小啟動「教育無 限計畫」，讓師生的學習打破時空限制，在雲端平台上就能一起上課、共同做作 業，即時分享上課內容與心得，未來則目標可以打造「台東雲端大校園」，讓雲 端應用可以多面向協助提升教育品質。 三、電子書包導入雲端技術之行動學習 Kynaslahti（2003）認為行動學習具有便利性、權宜性、立即性三種意義與 價值。Hoppe、Joiner、Milrad 和 Sharples（2003）則強調使用行動載具與無線 傳輸。Chang、Sheu 和 Chan（2003）認為行動學習有三個必需的要素，分別是 行動學習裝置(the mobile learning device)、基礎溝通建設(the communication infrastructure)、學習活動模組(a learning activity model)。對於行動學習定義，廣 義的說是可以在任何時間、任何地點、任何裝置上接受學習，謂之行動學習 （Chabra & Figueiredo, 2002）。
根據Johnson、Levine 和 Smith（2009）在指標性報告（The Horizon Report 2009 Edition）的預測，Mobile Learning行動學習將於未來的一~二年內成熟，在 2010年的報告更是重申了這個預測，行動學習從去年開始，已經是國外數位學習 發展的重要趨勢。雲端技術從2009年起，就是廣泛被討論的項目之一，而其中雲 端程式讓使用者可協同合作與分享的特性，可以作為學習的應用，因此現在的發
展重點將會著重在如何應用與管理雲端的技術於學習中（吳欣蓉，2010）。電子 書包具有行動學習功能，也就是說學習者可以透過行動裝置進行數位學習，也因 為行動裝置帶來的行動性，讓學習者由室內走向戶外，不受任何時間、地點的限 制，以同步或非同步的方式自由的取得想要學習的知識。電子書包改善學校軟硬 體設備的不足，或固定場所學習等困難，將為電子書包的機動性教學所克服，而 形成「隨意教室」、「隨身學習」以及「高互動學習機制」（許建平，2002）。 教育部 2009 年推動「電子書包」計畫，學生透過網路連線方式，隨時隨地 都可以學習，未來有了教育雲打造的教育平台，學生透過可上網的行動裝置等， 就能夠打開自己的雲端書包做功課，藉此計畫將相關教育服務雲端化。學生學習 方式從課堂學習至行動學習，電子書包不僅可以減少學生課本之攜帶量，增加師 生及同儕間於課室外繼續互動學習的機會，電子書包儼然成為學生的「行動學 習」，學生走到哪裡就可以學到哪裡，這種高度的機動性、連結性和功能性，似 乎更能滿足學生彈性學習的需求。 四、結合雲端技術與電子書包之實施參考方案： 電子書包利用雲端技術可無限延展的軟 /硬體與儲存設備，把對學生學 習效果有顯著幫助之資訊在雲端資料中心處理，學生只需透過電子書包即可連結 使用網際網路上的學習資源，達到行動學習的效果，並讓課堂教學更有趣，學生 學習更多元，教授內容更豐富。 以下列舉幾點結合雲端技術與電子書包之可行實施參考方案： 1、建置完善的校園e化設備 建置完善的校園e化設備，透過校內網路資訊系統與電子書包、電子白板、 單槍、無線手寫版、無線廣播系統等多元電子化設備，並結合雲端服務所提供的
網路數位化教材進行教學，讓教學環境更充足多元。 2、雲端學習平臺 建置雲端數位化課程學習管理系統，結合學校課程分享數位化教材及進行題 庫教學與學生評量。「雲端學習平臺」之線上課程學習管理系統應具立即性回饋 及高互動性等系統功能。 3、設計雲端專題式課程 透過「雲端學習平臺」設計PBL專題課程運用，融入學校課程領域教學，學 生進行主題式探索，學生可分組進行問題探究及合作學習。PBL課程教學模式融 合電子書包，讓學生自主學習，達成學生主動思考，培養問題解決能力。 4、多元化評量 在校園e化數位學習環境之下，雲端技術結合電子書包之行動學習載具，讓 校園成為無所不在之隨處學習環境，並透過學校實施特色課程之創新教學，進行 學生多元化評量，如製作多媒體互動評量教材及IRS 即時反饋系統進行評量，讓 學生在紙本評量之外，還有多元、互動、遊戲式評量的選擇。 肆、結語 雲端技術應用於教育層面，不僅能滿足學生應用的需求，也能夠削減許多伺 服器的硬體成本和人員成本支出，結合雲端技術之電子書包的發展，將會使數位 學習、行動學習呈現多樣化，未來的學習將不再侷限於單一電腦、網路，而是隨 時隨地的利用手邊的電子載具與環境、人互動。本文探討電子書包導入雲端技術 所帶來的行動學習優勢，並期望未來在校園內能大規模應用雲端科技後，帶給教 師和學生更好的學習效率和使用者體驗。
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