翻翻翻 機器人—一個學習障礙學生翻轉學習的故事
游美雯 彰化縣大村鄉大西國民小學校長 林國楨 國立彰化師範大學教育研究所副教授兼所長一、緣起
Abeysekera & Dawson(2015)描述「翻轉課程」的若干特徵:諸如:課堂 時間運用的改變、課外時間運用的改變、課堂上做傳統課程所謂的「家庭作業」、 課外上進行傳統課程所謂的「課堂學習」。翻轉課程注重學生的主動學習(active learning)、同儕學習(peer learning)及問題解決(problem-solving)、課前學習 活動、課後學習活動、科技的使用等等;自 Lage、Platt 與 Treglia(2000)「反 轉教室」(inverted classroom)以及 Baker (2000)提出之「課堂翻轉」(classroom flip)的概念發展至今,已成為最受歡迎的課程進行方式之一。本文即以此教學 模式來探究,R4M 機器人任務課程如何翻轉一個學習障礙學生(化名:少平) 學習的故事,本研究對於翻轉課程比較偏重在學生課堂上主動學習、同儕合作學 習以及問題解決的運用及其對學生產生的影響。 研究者以質的方式,進行個案研究,資料蒐集則透過深度訪談,邀請少平的 媽媽、任課老師及四位學生進行半結構訪談,謄寫逐字稿,文中以標楷體表示訪 談內容的引用,並進行詮釋、歸納。以表 1 說明資料編碼及其意義。 表 1 資料編碼及其意義 資料編碼代表 代表意義 2018061001 師訪談 2018 年 6 月 10 日訪談 1 號老師 2018061001 生訪談 2018 年 6 月 10 日訪談 1 號學生 20180620 少平媽訪談 2018 年 6 月 10 日訪談少平媽媽
二、一個善良但沒自信的孩子
本研究的主人翁少平(化名),在五年級的時候被鑑定為學習障礙的學生, 主要的障礙在於語言學習,認識的國字很少,導致除了國語科外,也影響了其他 科目的學習,學業成績低落,學期評量經常是全班最後一名,害羞內向,對自己 沒有自信。 我(少平)不喜歡國語,因為學很久都不會,生字認不起來(2018061001 生訪談)從一二年級知道他(少平)國字比較弱,我們會一星期複習一課的生字,我 (少平媽)叫他寫幾次他就乖乖地寫幾次,我唸,他寫。但很快就忘了,他很配 合我,吃過飯,每天複習一個小時,叫他寫注音他就寫注音,就他寫圈詞他就寫 圈詞,一個星期一個星期複習,但沒效果,每次考試都讓他更沒信心,成績不好 就認了,我也不敢逼他,唸他,看他表情就知道,責備他他會更難過,我每天幫 他複習效果不彰(20180623 訪談少平媽) 他連比較亮的衣服都不敢穿,他不活潑,悶悶的,太內向,對國字認識太少, 有障礙,信心一點一點消失(20180610 少平媽訪談) 但少平很善良,謙和,會禮讓同學,對媽媽更是貼心,想要買個貴重一點的 東西(如腳踏車),一定會等家裡葡萄(家裡唯一的收入來源)收成有收入的時 候,即使不能如願,也不會怨天尤人,埋怨家人,是個貼心乖巧的孩子。 他(少平)很善良,同學霸道,他會讓同學,不要跟同學起衝突,他可以讓 就讓,而且很聽老師的話,很禮讓同學,比較沒個性。(20180610 少平媽訪談) 我(少平媽)種葡萄,這兩年天氣不好,重創,不敷成本,少平五年級想買 腳踏車上學,他就要等採收有收入,但葡萄被颱風吹光,沒收入,他也就沒跟我 說他要,他也不會跟我鬧,靜靜地等,到六下,我心想:還是要買給他練習,等 他上國中才能藉此上下學,最後,他指定要腳踏車當生日禮物。他會體貼葡萄沒 收成,不會鬧。如果他要買比較大的東西,他會跟我說:你什麼時候要賣葡萄? 很貼心,會看情況。(20180610 少平媽訪談)
三、翻轉的機器人
機器人任務課程主要是讓學生知道科學與創造的態度與認識,並且將創意思 考融入積木,讓學生可以透過巧思及創意設計一個會跑、能夠執行指定任務的機 器人,其運用歐巴馬提倡之 STEAM(Science, Technology, Engineering, Art and Mathematics)等五個領域發展,培養學生在科學(Science)、科技(Technology)、 工程(Engineering)、藝術(Art)以及數學(Mathematics)五個構面的學習和發 展。(取自 https://www.worldgreenmech.com/tw/tw_about_01.asp?id=2),其運用的 科學原理詳如下表 2表 2 STEAM 的意義及其運用的科學原理 縮寫 字母 意義 運用的科學原理 S Science(科學) 藉由實際拼裝的過程中,可應用所學科學原理,幫助學童 更理解科學知識。 T Technology(科技) 能讓學生了解能源科技和運輸科技,更可以實際運用資訊 科技,操作軟體讓資訊互通,以落實科技實踐的目的。 E Engineering(工程) 學生在操作的過程中,必須讓機關結構更為穩定,物體運 作更為流暢 A Art (藝術) 透過組裝,培養美感概念 M Mathematics(數學) 學童必須運用公式,了解比例和對稱方式,更要能掌控物 件彼此力道的平行,能充分應用數學概念 資料取自 https://www.worldgreenmech.com/tw/tw_about_01.asp?id=2 少平在六年級開始接觸機器人課程,學習的過程中,改變一點一點在進行… (一) 種下希望的種子-同儕分組合作學習 呂文郁(2016)指出,分組合作學習,能以異質性的組成團體,運用學生的 差異,使不同特質的學生在團體中能各盡所能,發揮所長,各得其所。透過角色 分派與責任分配,讓孩子肯定自己能為小組盡一分心力,貢獻其所長。在小組中, 每個人的角色都是獨一無二且不可或缺的,都有必須承擔的責任,所以必須培養 責任心,才能為小組貢獻一己之心力。並且產生互賴的關係,機器人任務課程是 採同儕分組合作學習,少平在這個過程中,習得 1. 學習人際互動,型塑互賴關係 少平在機器人任務課程分配在 B 組,該組共有四人,每一位任務不同,少 平負責機器人組裝、測試、修改等任務。在任務執行時,少平會和他人合作,一 起討論,學會表達自己與他人互動,並培養互賴的關係。 學機器人碰到困難會測試、討論,有時候會幫助其他人,其他人也會幫我(少 平)……喜歡假日來上機器人,很喜歡和同學組裝、喜歡和同學一起破關卡,遇 到卡住的時候,會一起討論改裝……在小組的任務為測試,不好的地方會跟寫程 式的同學反應,改善。測試成功很開心。…..組裝也是我,不會的話他們會教我, 他們不會我會教他們,一起幫忙。(2018061001 生訪談) 碰到困難時會問老師,一起想出解決辦法,我出意見,他(少平)幫忙想出 怎麼做,跟他合作的感覺很好,他可以無怨言的付出,有耐心的組裝,碰到困難 時,有解決的能力。(2018061002 生訪談)
2. 天生我材必有用,建立學習信心 少平他在分組任務達成率高,同組的同伴肯定少平對小組的貢獻,證明少平 的價值,是同組不可或缺的一員,少平也承擔起責任,能為小組貢獻一己之心力; 如此,有效建立起自信心、成就感,大大提升學習成效。 他(少平)對任務的達成率大概會在八成,基本上他不要太過緊張,只要正 常的操作,他會很穩定的。他的表現其實很穩定,在拿分數上是很穩定的,該做 哪些事情,他都有做到,確實地做到,除此之外還會去觀看其他人的狀況。 (2018062301 師訪談) 他(少平)測試,我負責寫程式,還有組裝機器人,他很厲害的是可以記得 住機器人的模組,怎麼組裝,車體是他最會的,他能夠做出一些小東西來完成任 務,他有耐心。(2018061002 生訪談) 他們同組會信任少平,少平練習時常常達成所有的任務,同學對他有信心。 (2018061004 生訪談) (二) 枝葉扶疏—主動學習的能力 學生是學習的主體,學習權自然要回歸到學生身上,激發學生在學習上化被 動為主動,學習成效才能事半功倍。少平在學習機器人任務課程的過程中,並未 受學習障礙的影響,常常展現主動學習的動機,非常難能可貴。 1. 孩子你是教室的主角,提高學生參與學習 我上課方式:主要是採取提點的,我不會希望學生只是為了參加比賽而參加 比賽,可以從中學到很多玩機械的方法,我會告訴他們:你可以怎麼做?我不會 主動組裝給他們看,除非是技術上的東西,他們轉不過去,只要是他們做得到的 東西,我都會用提點的方式,告訴他概念,讓他自己完成後續的組裝(2018061001 師訪談) 2. 鼓勵學生自我指導 A、B 組是互相學習,互相幫忙,比如說:我的方法比較好,你就來看我的 方法,你的方法不錯,我教你怎麼做這樣,我們現在遇到什麼狀況,我們一起改 善。少平是 B 組,他會跟同伴一起討論。(2018061001 師訪談) 組裝時,他(少平)會加了零件,加那些東西,比同學做起來的更強,更厲 害,以前都沒有參加活動,參加機器人之後比較有目標,然後找到自信,想要改
變,加什麼東西會更強,裝了什麼東西比同學更厲害,我聽了,比較安心。參加 機器人,讓他贏過別人,信心增加。(2018061001 少平媽訪談) (三) 滿室馨香--問題解決能力的養成 蔡麗娟,陳芳慶(2008)問題解決可以說是學習者在學習知識的過程中,經 由訊息處理而找出合適的解決方法或途徑之思考過程或能力。少平在學習機器人 任務課程的過程中,會不厭其煩地從反覆練習中,找到合適的解決策略,陷入瓶 頸的時候,會發問,找出方法,主動地去做,養成主動解決問題的習慣。 碰到困難,會問老師,老師會過來看程式,然後告訴他們(少平他們)怎麼 修改,反覆的測試找出解決辦法。(2018061004 生訪談) 他(少平)會幫助其他同學,C 組一開始比較不好,他有試著幫忙一起解決, 還有同學的車子功能限制太少了,後來改成功能比較齊全的車子,在改的過程中, 他有去教他(別組的同學),幫忙一起想解決的策略。(2018061001 師訪談) 當學習陷入瓶頸,基本上他(少平)不太會放棄,他會一直尋找方法解決, 找不到就會問我,跟我一起討論,當我提點他一些方法,他會馬上主動地去做, 我講 A 他就會馬上想到 B、C、D,他會說,老師我可不可以做這個?我說:好, 那你去做。他就會主動地完成後面的 B、C、D,因為有些學生他們還是會等我 做完 A、B、C,留 D 給他,他才會說:好,謝謝老師。所以我覺得他是一個很 主動會解決問題的學生。(2018061001 師訪談)
四、我不一定出類拔萃,但絕對是獨一無二
—省思、建議與結語
雖然不能改變少平學習障礙的事實,但經過近一年機器人任務課程的學習, 發現少平本身及他人對他看法,有明顯的改變。 (一) 上帝關了這扇門,但開了另一扇窗 少平他在傳統的學科學習不如人,但在機器人任務課程的學習,老師發覺他 身上有優於他人的智能,甚至是天分。 我覺得他(少平)上機器人課是有天份的,也肯努力,叫慧根吧!有時候有 些學生對這種東西,想努力也不見得可以馬上搞懂很多程式的邏輯。對空間掌握 的 SENSE,我覺得他有這方面的慧根,還不到才能,但是經訓練或練習,一定 是有機會的,而且他本身也夠努力,他會很認真地操作,會一直想辦法解決、練 習。(2018061001 師訪談)。老師除了覺得少平在機器人的學習上有天份外,也讚賞他的學習態度。 很認真在玩機器人,基本上他(少平)的自律的情況比其他人好很多,因為 電腦教室有電腦、有網路,學生看到電腦很喜歡上網玩遊戲,一般而言,大部分 的學生都要我多講很多次,少平我講一次就會離開,我覺得他的自律能力很強。 (2018061001 師訪談)。 (二) 信心是命運的主宰 少平在一次一次機器人任務挑戰達成目標,漸漸構築對自己的信心,也贏得 同儕對他的信任,尤其參加縣長盃比賽獲得全縣第三名的殊榮,更加強化對自我 的認同。 成功的話會很有成就感,出去參加比賽拿到獎,讓我(少平)覺得成功,很 開心,覺得自己很厲害。學國語數學不覺得自己厲害。(2018061001 生訪談) 他(少平)學機器人比較快速,比較容易學起來,他對機器人比較有興趣。 想對少平說:少平加油,你很棒!(2018061002 生訪談) 比賽得第三名很滿意、開心……我(少平)有信心再參加世界賽,繼續改得 更好……中午會自願來練習,想把機器人改得更好,可以拿獎,我願意花更多的 時間來學機器人,因為我覺得我什麼都不會,在學機器人讓我有成就感,比較有 自信,一開始覺得不會拿獎回來,但比賽拿了獎很開心,覺得自己是有實力。…… 我相信有努力就會有成果……想對一起學的同學的說:不要放棄,跟同學一起學 機器人很開心。(2018061001 生訪談) 信心也讓少平開朗了 還沒學機器人時,蠻內向又沒自信,有問題都講不清楚又不敢講,什麼都不 敢講,學機器人後,有成就,回去之後都一直講,他(少平)表現多厲害的本事, 在家裡講個不停,參加一節回去講好幾天,有好多心得。(20180610 少平媽訪談) 他(少平)上了機器人之後變得比較活潑,之前他在教室幾乎都不跟別人講 話的,他寫程式的能力也變得比較好,比較有自信(2018061004 生訪談) (三) 具體建議 從上述的研究 ,翻轉教學,也翻轉了一個學習障礙的孩子,透過同儕分組 合作學習、課堂的主動學習以及問題解決能力的培養,我們找到孩子不同的亮點、 成功的經驗,做到了傳統教學做不到的事。據此,機器人任務課程在特殊教育教
學與實踐的具體建議如下: 1. 特殊生也許有障礙,但教學方法可以多元運用,並可減少使用其障礙的教學 媒材,藉由適宜他的教學方式,達成有效的教學。 2. 身心障礙的學生,除去其障礙的感官,其他的智能也許與正常發展的學生差 異不大,應給予相同的受教機會。 3. 教育主管機關應鼓勵學校廣設不同性質的社團課程,提供給不同智能的學生 選擇,藉以開發學生職能的自我探索。 (四) 結語 教師的最大幸福是把孩子送往理想的彼岸。當勤於給一棵棵稚嫩的幼苗鬆土、 澆水、捉蟲、施肥的園丁,迎來爭奇鬥妍的春天時,心中的喜悅是無以言喻的。 教育影響深遠但緩慢,身為教育工作者,願意一步一腳印耕耘這塊園地,在孩子 的需要裡,發現我們的責任,讓更多的孩子肯定自我、實現自我,老師的成就, 莫過於此。 參考文獻 呂文郁(2016)。分組合作學習樂。師友月刊,586,56-60。 高博銓(1999)。善用教學策略促進學生主動學習。師友月刊,389,44-47。 蔡麗娟,陳芳慶(2008)。問題解決模式的合作學習--以紙飛機為例。生活 科技教育月刊,5,41-90
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