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財團法人高等教育評鑑中心基金會

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數位學習發展策略及效益評估──以國立清華大學為例

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  • 發布單位:高等教育評鑑中心
  • 編輯者:mitchell

文/焦傳金.國立清華大學教務長
  周秀專.國立清華大學教學發展中心主任
  林勤富.國立清華大學教學發展中心組長
  曾建維.國立清華大學教學發展中心助理研究員

國立清華大學(簡稱清華)教務處自97年成立教學發展中心,其中「學習促進與研究規劃組」負責推展數位學習課程,包含:「開放式課程」(OpenCourseWare, OCW)、「磨課師課程」(Massive Open Online Courses, MOOCs)及「大學先修課程」(Advanced Placement, AP),旨在協助教師改進教學方法,激勵學生自主學習,善用線上學習資源營造優良的創新教學環境,迄今已錄製160門全影音課程、數位教材1,502筆、網站訪客數達553萬人次、課程點閱數達3,700萬次。

數位學習願景及目標

本校近年榮獲多項國內外開放式課程優秀課程獎項,如:物理學系林秀豪教授於102年至103年獲得全球開放式課程卓越獎、資訊工程學系吳尚鴻教授「深度學習課程」榮獲109年Google Faculty Award課程獎。開放式課程每年拍攝5至8門課程,每年訪客數達50萬人次、課程點閱數約300萬次,隨時隨地均可學習,實現學習無藩籬,並達到終身學習的目標。103年起透過「台灣聯合大學系統計畫」,推動「台聯大雲端磨課師課程」,迄今錄製65門磨課師課程;同時自104起積極爭取教育部「磨課師課程推動計畫」、「行動磨課師課程推動計畫」、「磨課師系列課程推動計畫」與「大學深化數位學習推動與創新應用計畫」,每年皆獲得教育部經費挹注。截至110年共計44門課程獲得補助,為全臺最多磨課師課程受到教育部補助的學校,顯示本校已具備組織與經驗發展數位課程。透過教師提前錄製之影片,於開課期間使用者可與教師、助教進行課業輔導,並提供文字及虛擬討論室等線上互動。清華雲平台迄110年7月訪客數約216萬人,課程總瀏覽數約4,165萬人次。此外,校內教師應用磨課師課程進行「小規模翻轉教室線上課程(Small Private Online Course, SPOC)」,可同步於網路開課,截至110年已開設63門校內SPOC課程,修讀4,228人次,本校學生通過課程者授予學分。教學發展中心每年規劃發展3至5門磨課師課程,目前已完成人工智慧、物聯網、金融科技、智慧聯網、核心生物學等系列課程,同時已著手組織系列課程,預期規劃為「數位學習在職專班」,將以「財務金融碩士數位學習在職專班」為現階段發展目標。

另外,高三生於每年5月透過繁星推薦或個人申請等招生管道取得「準大學生」資格,自103年起,已有19,606人次準大學生選讀本校先修課程,大學招生委員會聯合會(簡稱招聯會)106年起設置「準大學生先修課程聯合認證平台」,彙整國內線上、實體AP課程,提供準大一新生更豐富的課程,修課結束並通過實體考試可認抵全國大學學分。清華自103學年度起辦理「大學先修課程」,除了提供本校學生新的學習管道外,更開放頂尖大學師資供全國新生選讀,目前提供8門大學基礎學科的線上磨課師課程(包括:微積分一、普通物理一、普通化學一、生命科學導論、程式設計導論、經濟學原理、資訊工程導論與Python程式語言入門),估計每年約有300位新生選讀本校線上大學先修課程,約占入學新生數15%。本校於106年至110年提供的AP課程皆占招聯會總修讀人數之50%以上,106年先修課程報名人數為1,307人,課程瀏覽數為125,557人次,110年報名人數成長為2,748人,課程瀏覽數為250,345人次,本校近兩年大學先修課程占全國先修課程選課之70%(圖一),110年先修課程計有333人次申請清寒生免費課程選讀,顯示本校的先修課程已獲得全國準大一學子認同,清華將持續推展優質課程與分享、善盡大學社會責任(University Social Responsibility, USR)。

國立清華大學數位學習發展的長程目標,係將清華磨課師平台變成本校往後校內的數位學習示範平台,成為全國大學高等教育標竿,除了持續將高品質線上教育資源跨出大學校園向下紮根,善盡國內頂尖大學高等教育的社會責任之外,更創新線上學習概念,讓實現「翻轉教學」往前邁進了一大步,本校實際規劃作法如下:
一、設置「國立清華大學學士班基本科目測試免修辦法」,學生入學前經過磨課師課程選讀與實體考試後,可認抵相關課程學分(包含:必修課程、核心通識課程等),讓學生入學後能有更充裕的時間充實自我,並修習更多知識。
二、結合本校既有「金融數學」、「人工智慧與應用基礎」等學分學程,並規劃未來設置「醫學預科課程(Pre-Medical Courses)」(圖二),教師可透過磨課師課程開設翻轉教學,提供學生多元選課的方式。


三、規劃設置「計量金融數位學習碩士在職專班」,提供給有需求社會人士持續進修管道,讓學習者能夠利用空閒時間持續進修相關知能,不受時間、空間限制。由於清華磨課師平台目前為本校自行建構,具備平台修改、擴增功能彈性,將新增影音會議室功能,並規劃平台符合教育部數位學習碩士在職專班之規格。
四、持續積極與境內外平台課程合作:自104年與北京清華大學「學堂在線」合作、105年與中國大陸高等教育出版社「中國大學MOOC」合作、106年與深圳大學「優課在線UOOC」合作、108年與英國「FutureLearn」平台合作;本年度持續於FutureLearn開設「應用預測方法於商業分析」等全英文磨課師課程;110年度透過本校全球處與東亞研究型大學協會(Association of East Asian Research Universities, AEARU)合作,進行「全球學習計畫」(Global Learning Initiatives),提供境外會員學校師生線上學習,並授予國際學生本校遠距課程學分。同時與國內亦與其他單位合作,本校於107年與「中華開放教育聯盟OpenEDU」、109年與交通大學「育網eWant」合作與簽屬合作備忘錄。清華磨課師亦成為教育部磨課師策展網站(https://taiwanmooc.org)第五個介接的磨課師平台,本校未來亦積極國內平台合作,建立清華磨課師課程品牌。
五、清華雲人工智慧(AI)學習歷程:規劃發展為校內未來數位學習平台,未來可結合外部人力資源就業並與企業界合作,提供企業選才可靠且值得信賴學習履歷依據,並可提供校務研究(Institutional Research, IR)調查學習歷程,分析大學四年學習軌跡,而非單純以成績、GPA等為參考。因應教育部推展新課綱的多元選修、自主學習需求,清華雲在110年決定延長大學先修課程開課,並開設自主學習專區,除了傳統的線上測驗結束後提供的「修課證明」,清華雲提供具備特色之「人工智慧(AI)學習歷程」,高中將可選讀部分課程作為自主學習使用,可用來納入未來大學入學時的學習歷程檔案,而非過往需要閱覽所有課程方可通過線上測驗,實現學習無藩籬,教育資源的城鄉平衡,以盡國內頂尖大學的社會責任與教育義務。

數位學習發展支持團隊

因校內資源有限,將進行策略性的管理思維,推出屬於清華特色的數位課程。校方長期支援教學發展中心發展磨課師課程,相關推動計畫由本校教育副校長擔任計畫主持人,教務長與教學發展中心主任擔任計畫共同主持人。自104年起本校研究副校長所控管的台達電子補助校內計畫,每年皆編列經費支援本校發展磨課師課程。教學發展中心同時負責校內開放式課程與磨課師課程,在人力資源與設備資源的使用,將以最有效率之方式進行課程拍攝,並與開課教師規劃課程製作。相關的網路控管與伺服器等設備由計算機與通訊中心協助管理,同時並委託本校國際產學營運總中心下設之智財計轉組,編制之法務專員協助審查磨課師合作計畫合約、相關法規與磨課師課程素材智財權審查,本校數位學習推動組織架構,如圖三。

數位學習永續經營策略

一、開發即時銷帳金流平台

一般的磨課師平台、開放式課程平台或是學習管理系統(Learning Management System, LMS)較少設置收費系統。「清華磨課師平台」的金流服務,也是本校第一個自動「收帳、銷帳與對帳系統」。109年所開設的大學先修課程,四個月內共有3,189人次選讀課程,共計1,805筆訂單紀錄,皆透過系統自動收帳、銷帳與對帳,同時提供線上繳費證明,降低本校出納組人力負荷與配合政府節能減碳、減少紙本收據開立的浪費。

二、收費課程、課程證書與AI學習履歷

(一)收費課程

本校自106年起與招聯會合作設置「準大學生先修課程聯合認證平台」,提供大學先修課程,基於大學社會責任每門課收費300元,其中低收、中低收、特殊境遇、身心障礙生,以及其他經濟短缺生(可由教師直接寫推薦信),可線上免費開通課程與免費參與實體免修考試,本校基於社會公益開設先修課程,並將此營收用於課程助教、教師鐘點費等必要支出,剩餘經費則持續拍攝優質課程,形成正向的教育永續發展循環。

(二)修課證明與AI學習履歷

課程完畢後通過教師評分的準則,學員可自由選擇是否下載付費修課證明。同時,清華雲學習平台透過線上學習者的行為軌跡,包括:完成率、撥放速度、暫停、回看等,採用人工智慧深度學習神經網路模型的分析,和之前通過課程成績優異的學習者比對,就能診斷出個別學生在每一個時間點的學習成效,因此可提供除了修課證明以外的「AI學習履歷」。學員除了可自由選擇是否下載付費履歷外,亦可選擇是否支付課程經營助教的費用,以利課程永續開設與經營。

三、永續經營策略:法規制定

本校基於磨課師永續發展,於106年制定「國立清華大學磨課師(MOOCs)課程經費收支管理要點」,是國內第一所頂大制定磨課師收支要點的學校,明確指出磨課師課程衍生的收益用於項目,教師課程授權使用費可分配30%,增進效益並獎勵教師發展磨課師課程,鼓勵本校教師應用磨課師進行創新教學。

數位學習執行亮點

一、 全國唯一獲得三項「磨課師標竿課程獎」之大學

教育部自104年啟動磨課師課程推動計畫,截至107年全臺大專院校共計341門課程通過教育部審查,於107年舉辦磨課師標竿課程評選22門課程,本校分別以生命科學系焦傳金教授「感覺與知覺」、中國文學系楊佳嫻教授「細讀張愛玲」以及資訊工程學系黃能富教授「電腦網路概論」,3門課程獲得「磨課師標竿課程獎」的認可,同時是全國唯一獲得3門標竿課程的大學。

二、天下雜誌專訪AI學習履歷

本校教務處教學發展中心周秀專主任與曾建維研究員於109年10月份接受天下雜誌專訪「AI學習履歷x學習地圖 清大《清華雲》為高中生訂製個人化數位學習」,針對線上學習特性,清華打造一系列適合高中生的AP課程,更結合AI技術,創造出實體課程無法做到的「精準學習」效果。周秀專主任說明,自行發展平台更能在上面開發創新教學工具,並且透過對個別學習狀況的掌握,提供更精準的科技化服務。像是能更依據個別學習者的線上學習軌跡,預測學生每一堂課、每一個時間點的學習效果;透過Line聊天機器人主動告訴學生的AI學習診斷分數(Percentile Rank, PR值)與診斷知識地圖,以及課程當下進行的線上考試、作業、輔導訊息,解決學生收取電子信箱低落,促進學習效率。

三、 焦傳金教授榮獲「教育部第九屆全國傑出通識教育教師獎」

本校生科系焦傳金教授開設的通識課程「腦與心智」,109上學期有近千位學生搶修,教室只能容納300人,但利用遠距教學讓400多位學生都能上到這門課,從中帶領學生揭密人腦和心理,成了清華最夯的通識課。焦教授更於109年獲頒「傑出通識教育教師獎」,教育部希望藉由標舉典範,持續引領各大專校院對通識教育發展的重視,願意投注資源未來發展-建構「同步影音監考系統」在校內推動通識課程教學相關革新措施,為學生營造優質的學習環境。

未來發展-建構「同步影音監考系統」

在COVID-19疫情趨使下,遠距教學與線上評量將逐漸成為主流模式之一,本校亦考量到遠距監考的發展可能性,未來將開發「同步影音會議室監考系統」。市面上已有多種影音會議室系統,如:Google Meet、Microsoft Teams、Cisco Webex、Adobe Connect等,但這些系統的進階功能(如:錄製功能、線上點名)需要付費版本方可支援,同時尚有資訊安全外洩可能性、無法掌控使用者紀錄檔易衍生測驗糾紛等。未來清華磨課師平台將透過「同步影音監考系統」進行遠距虛擬教室監考,仿照國外Pearson VUEOnVUE線上監考測驗軟體,線上監考測驗將安排監考人員遠距監督考試,如同實體測驗可設置一監考人員對一考生,或一監考人員對多考生遠距監考,透過考生的麥克風和網路攝影機即時監督,透過實名制點名與網路攝影機查閱具照片之有效證件,在測驗時透過卷積神經網絡(Convolutional Neural Network, CNN)結合影像辨識,偵測學生異常作答畫面,透過人工智慧輔助的即時遠距監考,監考人員一旦發現作弊,便能夠立刻終止異常考生的考試,提供新型態的監考機制。

 

結論

由於COVID-19疫情的衝擊,遠距教學與線上教學遂成為主要的學習方式,然而遠距教學對於師生而言都是相當大的挑戰,相較實體教學完整且全面規劃的教學活動、課堂互動、學生互動與評量練習,教師需要克服其數位教學能力,因此資訊融入教學已成為教育領域的重要發展趨勢與研究議題。清華基於多年在數位課程、數位教學技術的研發,將持續投入數位學習發展能量,建立有效數位教學的資源與學習平台,提供校內教師創新教學輔助工具,並有效確保學生之學習品質,提高學習動機與創造有效的學習環境。

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  • p36-41 數位學習發展策略及效益評估──以國立清華大學為例 pdf
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