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線上教學的幾個訣竅:遠距教學該如何讓學生投入又有歸屬感?

人機共生你我它_96
・2020/04/10 ・5095字 ・閱讀時間約 10 分鐘 ・SR值 504 ・六年級

  • 作者/楊期蘭 (感謝沈奕超提供編輯建議)

“We do not learn from experience… we learn from reflecting on experience.”
― John Dewey

圖/Nam Hoang @ Unsplash

近期為了防止近日流行傳染病疫情擴散,各校開始建議老師們以遠距授課,各位突然被授與這任務的老師們在準備過程中是否有點措手不及?

不過別擔心!根據人機互動領域的研究,本篇將分享幾個遠距教學的不同進行訣竅、使用時機與注意事項。幫助各位老師運用不同線上媒體,產生比實體班級授課更有效的教學體驗。

班級的存在感與歸屬感很重要

首先,為了讓學生有動力學習授課內容,班級經營是不可或缺的一個元素但虛擬課堂班級經營時需要多花點心力。虛擬課堂(線上授課)與實體班級其中一個較不同的地方在於,虛擬課程容易缺乏同學的存在感(awareness of others)與班級歸屬感(sense of community)3,使得學生們不容易感覺到自己在一個班級裡與其他師生共學。

在實體班級中,學生可以知道什麼時間要上哪堂課、這個時間旁邊會坐著哪些同學、誰有來上課誰缺席、其他同學對這堂課是不是感興趣、班上同學是不是都很認真吸收老師講的內容、我的問題是不是對其他同學有貢獻、我是不是班級上的一份子等。

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但換到虛擬課堂中,學生們都是獨自在自己房間裡跟大家「虛擬」地聚集在一起(alone together),線上軟體也不全都有提供這些資訊來幫助遠距共學的學生們明確感受到自己並不是孤軍奮戰,因此在虛擬課堂中學生們比較難持續投入 1,3

圖/Mikael Kristenson @ Unsplash_

利用聊天室與社群媒體,讓學生感覺不孤單

為什麼線上共學的歸屬感重要?因為當學生們感受到自己隸屬於某個學習群體時,就會因為各種社交因素讓自己更加投入學習中;而向同儕學習、與同儕討論也對個人學習、理解有幫助1,7

為了讓班上同學在虛擬課堂中感受到更多班級的存在感與歸屬感,進而讓學生線上學習時更加投入、更有動機3,各位老師們可以嘗試制定固定的線上共學時間,其中一個作法是:

開一個線上聊天室讓想要一起自習的同學們在同一時間裡加入聊天室,大家開視訊一起自習,也可以安排 TA、RA 讓學生們問問題。

這個目的主要是讓學生們明確知道彼此現在都一起在學習,就如同考前大家在 K 書中心 K 書的感覺,學生們看到其他人也很認真讀書,自己也會受群體氛圍影響。

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如此一來,除了能夠讓同儕的存在感更明顯,也能隨著時間的累積營造線上班級的歸屬感,因為學生們會在這過程中感受到自己是在跟一個班級裡的某些人一起努力,當學生們在虛擬課堂中能感受到其他同學的存在感與班級歸屬感時,就會更有學習動力。

此外,善用線上數位學習平台(moodle、iLMS  etc)或一些線上社群軟體(slack、 discord、skype etc),讓同學們知道現在班上有誰在線上、幾個人已經繳交作業,讓大家擁有更多社交線索得知自己並不孤單。

圖/ Mimi Thian @ Unsplash

三種虛擬課堂的進行方式

接著,當我們為班級建立好遠距學習的歸屬感後,接著可以根據授課內容需求(概念課、實作課、討論課)、班級規模、課堂設計偏好選擇以下三種不同的虛擬課堂進行方式。

小班教學、小團體討論:透過視訊會議讓師生即時互動

小班教學時,如果老師希望有比較深入的團體討論、並想即時關注每個學生學習狀態的話,可以透過視訊會議的方式直接對談,有許多遠距會議軟體可以運用(Skype、Google hangout、Zoom、Discord etc)。

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執行上,可以先與班上同學確立一套線上溝通模式,例如什麼時候希望沒發言的人先把自己的麥克風靜音、想發言的時候製作明顯的色卡放在螢幕前讓其他人看到、提醒學生在沒有其他背景噪音的環境下加入視訊會議、或是適時在別人發言後給出「嗯」「聽到」等回應,發言的學生有線索知道自己有被聽到。

我想讓學生有更多線上課堂討論,該怎麼做?

如果希望鼓勵學生們線上討論課程內容,可以試著讓學生分成 3–5 人線上小組,並在討論前告訴學生們可以自行協調出一個會議主持人(moderator),讓這個主持人調配大家的發言比例、協調發言順序,避免大家同時講話而聽不清楚。

除此之外,也可以透過額外溝通管道來鼓勵學生分享想法,像是在 Q&A 階段鼓勵大家透過打字的方式分享問題與想法,如此一來大家除了口頭討論外,也可以透過文字多看到不同人的問題與意見。透過文字互動的另一個好處在於當班上不是每個學生都有穩定網路可以視訊時,就可以暫時開啟語音通話就好,透過打字來「插嘴」或是補充想法。

圖/ Edvin Johansson @ Unsplash

大班授課:老師當實況主,單方向直播課程

當一個班級大約20~30人以上時,也許視訊會議就會讓場面太難以控制,這時候可以透過直播教學內容的方式講課,現有許多直播平台可以使用,像是 Microsoft Teams、 Zoom教育版的功能(此軟體近期因資安問題教育部建議停用)、YouTube 直播、Twitch 直播等,或是直接開視訊會議要求其他人以靜音方式加入,透過聊天室打字方式來得到學生的即時回饋。

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畫面擷取自ZOOM官網

直播教學課程困難點在於考驗老師的多工訊息處理能力(這時候就知道實況主不好當啊~),因為需要同時講自己想講的內容、適時分享螢幕、同時看文字聊天室內同學們有沒有問題、回應學生的問題等5

這時候就很需要TA、RA的協助,在直播教學的時候,可以安排 1~2 位 TA 幫忙分享螢幕畫面、整理聊天室裡的問題、安排問問題先後順序、分享相關資訊給同學等,如此一來能讓直播的過程更加順利,也能盡量減少被打斷、互相協調的時間。

除了直播平台提供的文字聊天室外,也可以使用線上問答服務,像是 SlidoPiazza,讓同學們即時在一個線上空間發問,如果大家看到別人問的問題自己也想知道,就可以透過按讚來表示自己也有類似疑問,如此一來可以讓老師更好安排問題回應順序。

圖/ ConvertKit @ Unsplash

翻轉教室:預錄課程,學生自主學習

先自行把講課內容錄下來,讓學生自己觀看就比較像是 MOOCs 現在的進行方式。這種形式對老師的困難點在於,要對著空氣自言自語,對不習慣的老師會因為沒辦法看到聽眾而難以對著電腦講課;另一方面,為了錄影品質也可能需要規劃基本腳本、搭配適當螢幕畫面分享來掌控內容流程,進而吸引學生注意力。

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學生觀看線上課程會遇到最大的障礙在於難以專心投入看完整部影片,因此如何製作出讓學生可以吸收的教學影片需要費不少功夫6

圖/ Hal Gatewood @ Unsplash

針對開放式線上學習平台的研究,研究者整理出了幾種教學影片製作方式,能讓學生比較投入觀看6

  1. 將一大段課程拆成許多小段落,每一個段落小於 6 分鐘。並在段落結束後,搭配簡單測驗、或是引導學生們討論幾分鐘。
  2. 畫面以投影片內容為主時,將老師同步講課的頭像放在畫面小角落,也會讓學生更投入。
  3. 在一個背景看起來較休閒的環境錄影,學生看影片的投入程度會比背景是教室或是太正式的空間來得高。
  4. 透過像可汗學院這種投影平板內容的呈現方式,比單純呈現投影片或是分享程式編譯軟體畫面能夠讓學生投入。
  5. 相較於直接上傳高畫質老師在傳統班級授課的影片,事後剪輯過的分段小短片反而會讓學生更投入。
  6. 當老師語速比較快,又用比較有熱誠的語氣講課的時候,學生觀看影片也會比較投入。
  7. 學生對於講課式與實作式的內容吸收方式不同。研究建議如果課堂類型屬於講課式,影片製作時可著重於觀賞體驗;如果是實作式的,製作時可著重於內容有明確段落可以讓學生重複回放或快速瀏覽。

製作完畢後,如果要讓學生觀看預錄內容,建議可以制定一共同時間讓大家一起在線上觀賞。一來是為了文章開頭提到的共學存在感,學生在學習時,也會同時受身旁的人影響,如果知道朋友看完了什麼課程,自己也會更有動力看完;二來是能在每個小段落結束後帶領學生討論或是讓大家發問,營造討論氛圍也有助於學生投入線上課程的程度。

如何得知學生學習狀態?

最後,老師們該怎麼得知學生在家有沒有學好呢?這時候可以善用線上社群平台經營線上共學社群,像是透過 Moodel, iLMS、 eLearn、Piazza 等數位學習平台,或是 Slack、Facebook group 等線上社群軟體,讓大家有個線上互相問答、分享資訊、課後交流討論的空間。

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在這裡要注意的是,為了讓學生們得知自己主動提出的問題跟想法確實有被看到3,建議老師們與 TA 們可以定期給予學生回饋,像是按讚、回應等,維持線上討論熱度;另外也可以透過共同筆記的形式讓學生們一起做一份線上課堂筆記,運用Google Document、Dropbox paper 等協作功能,讓學生們有和大家一起學習的感覺;同時也能讓老師們在這些筆記中或課後線上問答的過程中觀察學生理解與不懂的地方,進而調整線上教學方式。

圖/ Brooke Cagle @ Unsplash

各位老師們可以趁這個機會建立起自己習慣的一套虛擬課堂流程,觀察哪些類型課程內容適用於文章分享到的三種不同遠距教學模式,也可以根據課程設計混搭不同的遠距教學與遠距師生互動方式。在設計虛擬課堂時,可以試著把握這兩個原則

  1. 經營線上共學的歸屬感3
  2. 讓遠距的每個學生與老師都能了解彼此的活動狀態2,例如現在是否理解、連線是否順利、有沒有話想說、投入程度等。

只要建立起一套師生遠距溝通模式,搭配適當線上媒介(直播軟體、社交媒體、溝通軟體、視訊會議軟體等),也能讓遠距教學達到甚至超越實體課堂教學品質。

把遠距教學或虛擬課堂流程建立起來,除了能讓大家共同度過防疫難關外,也是一個讓台灣加速推廣偏鄉教育的契機。實現文中提到的幾個方式,前提都在於每個學生有足夠軟硬體資源取得線上學習資源,包含網路頻寬、連線穩定度、家中電腦、通話設備、安靜的空間加入虛擬課堂等。希望各位老師們在設計虛擬課堂時也可以留意學生們各自擁有的資源差異,適時提供幫助。

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延伸閱讀:教育部為不同學習階段的學生還有老師整理的線上學習與教學說明

 

參考資料

  1. Kulkarni, C., Cambre, J., Kotturi, Y., Bernstein, M. S., & Klemmer, S. R. (2015, February). Talkabout: Making distance matter with small groups in massive classes. In Proceedings of the 18th ACM Conference on Computer Supported Cooperative Work & Social Computing (pp. 1116–1128).
  2. Neale, D. C., Carroll, J. M., & Rosson, M. B. (2004, November). Evaluating computer-supported cooperative work: models and frameworks. In Proceedings of the 2004 ACM conference on Computer supported cooperative work (pp. 112–121).
  3. Zheng, S., Rosson, M. B., Shih, P. C., & Carroll, J. M. (2015, February). Understanding student motivation, behaviors and perceptions in MOOCs. In Proceedings of the 18th ACM conference on computer supported cooperative work & social computing (pp. 1882–1895).
  4. Zheng, S., Wisniewski, P., Rosson, M. B., & Carroll, J. M. (2016, February). Ask the instructors: Motivations and challenges of teaching massive open online courses. In Proceedings of the 19th ACM Conference on Computer-Supported Cooperative Work & Social Computing (pp. 206–221).
  5. Lu, Z., Heo, S., & Wigdor, D. J. (2018). StreamWiki: Enabling Viewers of Knowledge Sharing Live Streams to Collaboratively Generate Archival Documentation for Effective In-Stream and Post Hoc Learning. Proceedings of the ACM on Human-Computer Interaction, 2(CSCW), 112.
  6. Guo, P. J., Kim, J., & Rubin, R. (2014, March). How video production affects student engagement: An empirical study of MOOC videos. In Proceedings of the first ACM conference on Learning@ scale conference (pp. 41–50).
  7. Menekse, M., & Chi, M. T. (2019). The role of collaborative interactions versus individual construction on students’ learning of engineering concepts. European Journal of Engineering Education, 44(5), 702–725.
  8. 葉家興. (n.d.). 雲端的美麗,數位的哀愁|葉家興/吐露台客|獨立評論. Retrieved from
  9. 【投書】在家隔離也不怕!遠距教學能不能成為防疫功臣?|簡志峰/多元發聲.讀者投書|獨立評論.

本文轉載自人機共生你我它,原文為〈還在為線上教學煩惱嗎?遠距教學怎麼做才能讓學生投入又有共學歸屬感?〉

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由致力於人機互動研究(HCI, Human-Computer Interaction)的研究者與實務工作者所創立,我們定期發表人機互動相關文章,與讀者一起思考科技對社會生活帶來的好處與限制。

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不是不會髒,而是更難沾:耐污馬桶的表面科學
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/09/22 ・3364字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 Panasonic 合作,泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享,不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上,「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水,但過不了幾天,馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑,甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢(黏質沙雷氏菌)。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」,讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看,世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制,並非打造完全不沾染髒污的材質,而是調整表面的物理與化學屬性,使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力,透過日常水流沖刷,便能輕易地將髒污帶走。

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為什麼垢「黏不住」? 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」,我們得先像偵探一樣,拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇:

  1. 水垢與礦物沉積*1:我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時,這些離子會逐漸結晶析出,變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
  2. 生物膜與有機物*2:包含尿液中的無機鹽、油脂殘留,以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物,所組成的黏滑防禦大本營。
關鍵不是沖水,而是「這些污垢如何抓住表面」

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」,前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼,材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢?答案就藏在「表面能(Surface Energy)」與「濕潤性(Wettability)」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時,水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠,還是迅速攤平開來?這取決於表面的特性:

  • 疏水路線(Hydrophobic)*1:具備低表面能的疏水表面,能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠,當水珠滾動滑落時,就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走,這就是著名的「自清潔效應」。
  • 親水路線(Hydrophilic / Superhydrophilic)*2:相反地,極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子,在材料最外層形成一層薄薄的「水化層(Hydration Layer)」。這層水化層就像是實體的液體盾牌,讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底,只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻:傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆,髒污就像攀岩者,需要找到落腳點並用力撐住才能攀附;而我們做的是抽掉把手點,或是在把手上塗上潤滑油,讓髒污找不到施力點,自然難以停留。

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材料科學的核心:想辦法讓污垢「抓不住」

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢,下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢,在微生物學中被稱為「生物膜(Biofilm)」。細菌並不是孤立生長的,當單顆細菌落在表面後,如果覺得環境舒適,它就會開始分泌胞外聚合物(EPS),這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起,並築起堅固的防禦堡壘,這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出,要阻止生物膜形成,除了化學上的抗菌,材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論(Attachment Point Theory)」:

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  1. 粗糙與微孔洞表面:如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞,細菌(體積通常約 1 到 3 微米)就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點,還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
  2. 極致平滑與微結構表面:相反地,如果材料表面做到極致平滑,完全沒有微米級的缺陷;或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構,細菌的足跡構造(如鞭毛或纖毛)就無法在表面找到穩固的「接觸附著點(Contact Points)」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時,它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外,現代衛浴結構在設計時,也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角,等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

阻止細菌、生物膜找不到「落腳點」

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何,我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系:【材料層(低附著力)】+【結構層(無縫平滑)】+【動態流體層(泡沫與水流剪切力)】= 高效清潔!

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例,就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表:

1. 材料層:有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」(以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料,這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩)。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性,水滴不易長時間攤平停留;材質堅固、不易破裂,耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試,這種素材配合泡沫洗淨,在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌,從源頭阻斷細菌定殖。

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2. 結構層:無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上,A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計,減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫,並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計:

  • 泡沫防護:在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層,有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺;
  • 外圍防護:馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔,防止液體延著外壁滴落至地板;
  • 測漏防護:便座與馬桶本體採用不外露的防護設計,避免液體從縫隙飛濺滲漏。
Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶

3. 動態流體層:雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時,A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污,再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙,徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著,配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」,利用旋轉產生的流體剪切力,一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外,Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技,釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污,維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆,但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計,到微觀幾何的附著點控制,再到流體力學的水流沖刷,一座現代抗污馬桶的演進,縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而,A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破,展示了材料科學的另一種聰明思維:不靠強酸強鹼硬打,而是透過物理與化學邏輯,將「污垢固著」的機率降到最低。

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當材料科學與現代衛浴技術結合,刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持,我們得以從繁重的家務勞動中解放,享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文:A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文:Brushing up functional materials

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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