財團法人高等教育評鑑中心基金會  

 

核心素養課程改革系列② 挑動惠文校園的數位脈衝
文/王沛清
  臺中市立惠文高級中學校長
 /陳志南
  臺中市立惠文高級中學秘書

在教育改革及十二年基本國民教育推行浪潮下,培養學生帶得走的能力,也是個人適應現在生活與面對未來挑戰的知識、技能與態度的「素養」,已是刻不容緩的要務,教育本質屬間接服務,教育的效益在於使服務對象(學生)能因接受現在的教育而習得面對未來生涯發展挑戰的能力,教育工作是百年大計也是希望工程,我們相信「優秀是教出來」(隆.克拉克,2004),透過教學的歷程除了培養專業知識,培育專業人才,以提供生產力,創造經濟富足的工作,還包括為社會塑造出優秀的公民。

而因應教學學習活動需求,惠文高中除校園建築設施做系統性空間規劃外,新課綱校務系統發展,整合各系統的資料庫,以學校行政組織業務職掌,維護各相關業務資料的更新,以API(Application Programming Interface)及中介檔案架構方式,全系統的資料庫同步維護更新,全校教職員工生以單一帳號使用學校任何空間和所有教學學習資源,舉凡全校空間結合安控、環控和監控的智能管理系統,使任一學習空間的環境參數均能即時提供教師和學生運用;教師的缺代補調課和學生出缺席等學習資料,均能運用通訊技術即時適時提供內外部顧客掌握;亦能以人工智慧和務聯網架構支援教師課程設計發展、學生生涯規劃及同步、非同步學習或教學等。

翻轉校務行政與課程教學整合系統

惠文高中歷經創校18年的淬鍊後,無論教師或學校行政人員個人專業知能均有所提升,但也對某些傳統的行政作為或發展歷程產生質疑,企求以創新思維和科技運用的系統整合,導入物聯網的資訊應用觀念和大數據的統計分析技術,使惠文的學校行政效能和課程教學的發展,能更具系統性、連貫性和統整性,無論垂直的階段銜接、資料轉銜或橫向的跨科課程教學、資源分享均能在科技進化的挹注下,能更以宏觀的視野,客觀的數據參酌。因此,在整合各科各領域的意見後,經由陳志南秘書主持的核心團隊,群策群力腦力激盪下,以心智圖的思維為本校設計了惠高智能校園系統圖(如圖一)。

圖一  惠文高中智慧校園架構圖

整合人工智慧系統(AI)、應用物聯網(IOT),透過大數據(Big Data)分析與通訊資訊科技運算建構智慧校園,有效提供行政管理、教師與學生同步、非同步教學資源與支援系統,落實有效的課程及補救教學,是整個系統的主軸架構,整體規劃分期施工是學校系統發展過程中的必要,是現實經費的無奈和以往系統開發經驗的覺悟。

本校智慧校園系統,強調單一帳號與單一基本資料庫,資料庫建置維護權責與學校行政組織業務權責相應,教職員工資料由人事室負責,學生資料維護由教務處註冊組負責,各處室所轄業務所需使用的應用系統規劃設計時,必須以API或中介檔案架構方式結合該資料,期能全系統的資料庫同步維護更新。

惠高智慧校園的現況與未來

一、惠高智慧校園的現況(第一期)

Haeckel和Nolan認為一個可以使訊息自由流通與分享的整合式環境,可以使組織內收集資訊、管理資訊與使用資訊的方式產生改變,同時也提升組織的效能,使組織可以掌握致勝先機,而促使訊息可以在組織內部自由流通的關鍵則在網路環境的基礎建設,為使本校發展的智慧校園在運作上得以更為順暢,除了校內有計畫的建置10G的光纖骨幹網路外,更透過GPON架構的佈建,提供全校各班教室更高頻寬與更高速的傳輸效能,以利各項數據資料的傳送。

在10G光纖網路與GPON架構的布建之外,各系統平台的登入整合機制亦是相當重要的一環,過往由於各項系統獨立建置,使用不同的資料庫,因此,使用者面對不同的主機有不同的帳號與密碼的設定,為使用者增加相當多的不便利性,為改善帳號過多且零散的問題,本校透過Google OAuth認證機制,整合各平台之間的認證模式,透過單一帳號認證,提供使用者方便與友善的介面,減少各系統在管理與使用上的障礙並降低個人的帳號數量,最後達成以單一帳號登入各項校內系統的目標,以圖書館系統為例,透過圖書館讀者資料庫與學務系統與門禁系統之整合,當轉學生轉入本校完成資料建檔的同時,亦即同時完成圖書借閱系統的註冊及門禁系統權限的授與,大大地節省人力資料建置的時間,且可達到有效管理的目標。

在基本網路架構與帳號整合之架構成型之後,本校依據校務發展需求與課綱發展之精神與理念,規劃整合型智慧校園架構,並以整體規劃分期施作的方式,逐步落實智慧校園發展。現階段除已規劃的網路架構之外,並結合國教新課綱的發展,於各班教室門口建置10吋螢幕刷卡機,除提供刷卡點名之用外,亦提供課程資訊,同時於學生簽到刷卡時,透過使用者介面,提供學生缺曠課通知紀錄,使學生能及時掌握出席狀況並辦理請假事宜。

此外,全校刷卡機並同時整合門禁系統(班級教室與專科教育及會議空間、自主學習小間),配合調代課系統與空間管理系統整合為即時授權之門禁系統,提供空間使用者授權機制,使用者預約成功之後,可以以教師識別證或學生證開啟磁力鎖門禁,該功能在因應新課綱實施選修課程、自主學習、社團活動發展與各項教師或學生團體之討論時,看以提供多元且彈性的空間運用與管理,減少鑰匙借用與歸還等人工作業,除可提升效能外,亦可有效資源利用。

另外,本校透過門禁系統、調代課系統、人事差勤系統及線上點名系統之整合,一方面提供各班教室即時課程調動資訊,另一方面亦提供教師即時點名功能,同時將點名後之結果透過API直接回寫學務系統,達到無紙化且節省人工作業之目標。同時,亦為跨班選修課程之點名提供良好解決方案,此外,該系統亦搭配電子郵件通知功能,家長可於教師點名完成同時,接收學生之缺席通知,亦可透過APP即時了解學生在校的各項學習狀態。

為了使各項數位資源便於整合,並提供多樣性與富有變化的教學環境,本校於各班皆建置整合型數位講桌,同時結合即時影像教學系統與實物投影機,提供教師友善的數位化教學環境,同時,透過數位廣播系統(校園及教室內共130臺65吋顯示器)的建置,整合多功能室內環境偵測系統(80間國高中教室及專科教室),除可進行各項即時訊息推播之外,亦可即時傳送學生活動照片、影片及榮譽事蹟表揚等,讓學生有獲得同儕認同的資訊管道。另外,藉由數位廣播系統與環境偵測系統的結合,提供各空間環境品質指數,除可以有效提升生活品質之外,亦可將所收集之各項數據資料,做為教師與學生融入課程中使用,為素養導向之課程發展提供最直接且具體的生活經驗素材。此外,本校數位廣播系統同時結合公車到站資訊系統,提供校園周邊於放學時間之各項公車到站資訊,便捷且有效的資訊提供,深獲師生認同肯定。

▲圖/取自維基百科。

二、惠高智慧校園的未來(第二期)

● 教師課程教學系統

十二年國教新課綱的發展除了著重在學生的學習之外,亦關注在教師的課程教學設計,如何透過素養導向的教學設計,結合學校發展願景,培養學生能力,以符合未來公民資質,是各校積極努力的目標,為了實現此一目標,本校於智慧校園架構中,規劃學生生涯發展與課程諮詢輔導系統,透過各項測驗量表的資訊收集與輔導歷程,了解學生之學習需求,以提供教師進行課程發展所需;而在教師課程發展系統中,則以學習內容管理系統(Learning Content Management System, LCMS)為基本架構,建構一種以教學用途為導向的內容管理系統,透過系統化教學設計模式建構網路課程發展系統,除了提供教師快速便捷的教學資源收集方案之外,也能有效分享教學素材與資源,以集體的力量協助教師完成個人或社群之課程開發,同時整合校內課程計畫平台與選課系統之規劃,將發展完成之課程,直接納入選課系統中,一方面可提供學生選課時的清晰資訊,有利於學生個人學習地圖的建構,另一方面則可利用課程設計中所引用的各項素材,提供學生於課後自主學習或補教教學之使用,亦可用於提供翻轉教學的環境。

而透過學校校務行政系統和課程教學系統的整合,提供學校教師課程設計製作、教學資源管理和教學資源分享、教學空間分時使用的預約等,每學期初任課教師就其任教班級及科目,生成任教班級學期教學計畫,結合各班學生刷卡出缺席管理系統,發展線上數位化教學日誌,教師在當節點名完成後,每節下課自動完成教學日誌,提升課程教學輔導管理的效能。

● 學生適性輔導系統

除了建構支持課內學習的系統之外,並整合該教師課程教學系統、學生學習評量系統及學生輔導系統,以及本校現有課程諮詢輔導中心能量,依其主(學生意願、輔導教師專業解釋等)客(各種測驗工具資料分析等),運用實體環境諮輔或線上選課系統,輔導學生選課,協助學生建構學習地圖與升學資訊提供的生涯輔導等。

本校亦規劃發展學生學習歷程記錄系統,在學生學習歷程記錄中,以學校願景發展HIME之4Q(HQ、IQ、MQ、EQ)指標為基礎,結合活動管理系統與HIME點數系統,並透過單一帳號與個人課程學習地圖進行整合,一方面保留更完整的個人學習資料,另一方面家長與教師亦可透過完整且全面的資訊取得,提供學生生涯規劃之具體協助。尤其是多元選修線上選課系統的媒合,避免以時序性的優先篩選方式,將參酌學生學習地圖呈現的數據為優先篩選的權重參數,以能符應其生涯發展學習需求,達到多元適性的教育目標。

● 校園安全能源管理系統

除了關注在教師課程發展與學生學習的整合之外,配合十二年國教新課綱的發展,校內空間的彈性與多元運用亦將日益重要,伴隨空間多元使用則需面對空間管理與能源管理的問題,本校在空間管理上規劃除了透過線上預約系統進行空間彈性運用外,並整合門禁系統與能源管理系統,於授權使用時間內啟動能源,並於授權結束後關閉能源與空間,達成有效能的空間與能源管理。

亦即運用本校各班教室現有的學生出缺席刷卡系統及多功能室內環境偵測系統,作為班級門禁管理與能源管控系統的資訊來源,以學生刷卡系統主動的教室內人數記錄和多功能室內環境偵測系統被動的空氣指數差異判讀,來認定教室使用狀態,由系統主動提供該教室設備、設施的電源供應與否,並將各班安全狀態及能源使用數據及時提供相關處室與人員掌握。

● 設備設施公物管理系統

運用本校各班教室現有的學生出缺席刷卡系統,於每節任課教師進入教室刷卡後,各班電子講桌先呈現該教室或任一教學空間內所屬設備設施的公物清單,提供任課教師即時檢視各教學空間所屬設備設施狀況或功能運作情形,如有異常點選該項設備設施後,即時傳送相關單位,如總務處等列表控管處理。各節各班任課教師必須完成確認後,系統方進入學生出缺席管理系統,呈現該節該班修課學生名單提供教師點名即實施教學,以能落實學校公物維護管理人人有責的精神。

結語

現代管理學大師Drucker(2003)在談論有關非營利組基的績效時認為「善意無法取代績效」,在工作內容變化快速且日益繁重的現代社會,非營組織在運作上更需透過績效的提升才可以吸引更多人的投入。而微軟創辦人Bill Gates(1999)也認為「收集、管理與使用資訊的方式決定了輸贏」,誰可以讓資訊在組織內暢行無阻且發揮最大的學習效果,就會是贏家,本校積極致力於智慧校園的規劃與建置,無非就是要提供一個能提供支持教師、行政、學生與家長在教學設計、教師成長、行政效能、課程學習、個人發展及親師生友善互動的績效環境。然而,「科技源自人性」,任何系統功能的發揮、效能的建立和持續,端賴全體惠高教職員工生的共識認同和人才的培訓,讓惠文高中的每一份子能深刻體認「投入才能深入,付出才能傑出」,方是至要關鍵。


◎參考文獻

隆.克拉克(2004)。優秀是教出來的。臺北:雅言文化。

教育部(2005)。十二年國民基本教育。取自http://12basic.edu.tw/

Drucker, P. F. (2003)。杜拉克談未來管理(王嘉源、王柏鴻、羅耀宗譯)。臺北:時報文化。(原著出版於1992)。

郭生玉(2004)。教育測驗與評量。臺北市:精華書局。

Gates, B. (1999). Business @ the speed of thought: Using a digital nervous system. New York, NY: Warner Books.

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