第一章

智慧教育之理念與實踐

自111年（2022年）起，教育部《推動中小學數位學習精進方案》針對全國中小學1年級至12年級全面推動數位學習精進計畫，規劃「數位內容充實」、「行動載具與網路提升」及「教育大數據分析」計畫，達成「教材更生動」、「書包更輕便」、「教學更多元」、「學習更有效」和「城鄉更均衡」目標，進而達到「班班有網路、生生用平板」政策目標（教育部，2022a）。盱衡國際以美國各州為例，在2016年起就陸續進入「班班有網路、生生用筆記型電腦」的時代。生生用電腦（1-to-1 student computing）最早在1990年代末期，由各學區陸續引進美國中小學教室。2002年，緬因州成為美國第一個以由州政府層級、全州推動生生用電腦的州。在那之後，隨著筆記型電腦普及，生生用筆電（1-to-1 laptopp initiatives）陸續成為美國各州教育當局大力推動的政策，至2013年間推動力度到達高峰，據美國教育部統計，2013-2014學年度，全美各公立學校總共採買了2300萬台筆記型電腦。2016年起，「生生用筆電」首度覆蓋全美過半公立學校，到如今已經幾乎完全普及（曾多聞，2022；曾多聞，個人通訊，2022年11月5日）；美國教育週刊（Education Week）也指出，K-12學校為每位學生提供筆記型電腦（laptop computer）的努力提高了學生的成績，並適度提高了他們的「21世紀技能」（21st-century skills）（Herold, 2016）。

除此之外，「生生用筆電」計畫的後設分析研究發現，筆記型電腦對學生學業成績（英語、寫作、數學和科學）均有顯著且正向的影響（Zheng, Warschauer, Lin, & Chang, 2016），而學校領導者在引領校內「生生用筆電」措施時，扮演著重要的合作角色（Milman, 2020）。然而，2022年9月新學期一開始，美國就收到一份令各界備感焦心的「全國成績單」。國家教育進展評測（NAEP）針對九歲學童的測驗結果顯示，自疫情爆發以來，孩子的閱讀和數學成績大幅下滑，退步程度是30年來最大（羅儀修，2022）。值此後疫情時代，我國教育部所推動的《中小學數位學習精進方案》，是否也能夠同時縮減城鄉數位教育落差，值得所有教育工作者期待。

「生生用平板政策」（One Laptop Per Child）是實踐「生生用平板」實踐一對一（one to one）教學理念的基礎，其成功關鍵是在於一人一機的學習方法與策略，此可追朔到美國教育大師布魯姆教授「1：1」教學實驗研究，「1：1」是一對一家教式教學簡碼，布魯姆結果顯示，「1：1」教學效果可達兩個標準差（2 sigma），如圖A（如圖1-1）。兩個標準差，差異是多少呢? 這項研究發現，採用一對一家教式實驗組學生的平均成績，優於98%之控制組學生。換言之，實驗組學生有半數學生的成績表現，可達到控制組學生的第一名位置。如圖B示意（如圖1-1），實驗組50位學生，其中有25位成績表現可達控制組之第一名位置。每兩位學生就可以培養出一位第一名的學生，足見一對一家教式教學效果顯著。只可惜一對一家教式教育投資成本實在太高，不是一般平民老百姓負擔的起。古代帝王子女的教育就是採用一對一，甚至是多對一的家教式教學，也因此更容易培養出可以接班的下一代帝王。而運用AI人工智能和大數據的新一代教學軟體，可以充分利用生生用平板學習環境，實施素養導向、合作學習、多元評量、數據決策及因材施教等現代教學法與先進理念，讓學生學習更精進，也協助教師教學更省力。生生用平板政策若能實踐一對一教育理念，就是把帝王級教育平民化的偉大政策（如圖1-2）（吳權威，2021a）。

第一節　智慧教育的效益

智慧教育的推動有其程序與步驟推進，從智慧教室的建置、到智慧校園的實踐與智慧學區的延伸，從智慧課堂的實作、到智慧教師的培訓以及智慧模式的擴散與複製，都需要許多人的共同努力與規劃。智慧教育的最高境界是「以學生為中心實踐一對一教學理想」（如圖1-3）（張奕華、吳權威、曾秀珠、張奕財、陳家祥，2020），其發展路徑包含教學科技力與科技領導力兩個層面。在教學科技力方面，包含採用現代教育理念的「智慧教師」，每一學科都是採用創新流程的「智慧模式」，每一堂課都是實踐三動三精三適的「智慧課堂」；而在科技領導力方面，包含建構智慧教育的基礎建設—「智慧教室」、班班都是智慧教室—「智慧學校」、校校都是智慧學校—「智慧學區」（張奕華、吳權威，2014）。教育部全面推動《中小學數位學習精進方案》的目的就是為了以新一代的數位學習環境，結合108課綱素養導向教學的推動，進而讓學生學習成效能有所提升。以下說明透過智慧教育支持系統，證明學習成效可以提升的四個案例（醍摩豆智慧教育研究院，2022a）：

壹、《國家教育研究院十二年國民基本教育國語文教學模式的研究計劃》成果

承上所述，智慧教育以實踐「一對一」的教學理想為最高境界，惟其始自於智慧教室的建置，輔以智慧教師、智慧模式以及智慧課堂的呈現，才能達到創新教學又適性揚才的目的。由此對應到國內現況並檢視其成效，以《國家教育研究院十二年國民基本教育國語文教學模式的研究計劃》成果為例，實驗組的語文能力表現均優於控制組，且實驗B組（運用TEAM Model智慧教室）又高於實驗A組，無論是標準化測驗還是聽寫測驗的成績差異均達到顯著，從統計結果中還發現低分組的進步幅度最大。總而言之，新的語文教學模式能顯著提升學生的語文能力，而且對學業能力較弱的學生最有幫助；此外，新的語文教學模式若有智慧教室的系統支持，會達到更好的成果（網奕資訊，2016）。

貳、桃園市大有國中教育會考減C大作戰

在2003年成立的桃園市大有國中，學校的願景是健康、活力、科技進步，全校都有Wi-Fi覆蓋，有53間PBL教室；除此之外，學校還有AR和VR科技，曾經和韓國三星、世新大學合作，開發VR教學類課程。大有國中自2016年開始逐步導入智慧教室支持系統，至2017年短短不到一年的時間，學校已經成為桃園市智慧學校的典範。超過八成的教師都改變了上課的方式，超過90%的課堂，已經能常態化運用智慧教學系統。更重要的是，大有國中利用「智慧教室能有效縮減學生學習成效之差異，自學校建置智慧教室後開始分析段考成績，依第一年初步的實施成果，利用智慧教室上課的班級學生段考成績標準差，明顯小於未使用智慧教室的班級。」2013年是國內舉行的第一次教育會考，大有國中在英語跟數學上面跟全國差不了多少，都將近有三分之一的孩子是C，但經過幾年的努力之後，2018年（在大有國中使用智慧教室1.5學年之後）大有國中教育會考成績C大幅度地降低，降了非常多。有一個很清楚的數據顯示除了C降低之外，A也提升了。與桃園區和全臺灣進行比較，大有國中的C比全國少非常多，都是透過智慧教室整個理念的灌輸才能夠達到的效果。大有國中在105到107年A的比例的狀況，也是一樣不斷地大幅度在提升。

參、桃園市立光明國中導入生生用終端的智慧教室

桃園市立光明國中創立於1999年，從2015年何信璋校長上任之後，持續推動智慧教室，利用醍摩豆智慧教室讓5C學生比率逐年下降，5A學生持續上升，快速躋身桃園市的智慧學校示範點之一，是桃園市唯一『班班有冷氣，班班有飲水機，班班是智慧教室』的學校。智慧教室的推動工程浩大，光明國中能在1年半內成功全校導入智慧教室，有賴校長的決心、有效的策略，以及教師在教學前線的實踐（網奕資訊，2019）。換言之，桃園市立光明國中成功的關鍵在於全校導入生生用終端的智慧教室，成功提升學生的會考成績，在公立高中職錄取率逐年提升，5C學生比率逐年下降，5A學生持續上升（網奕資訊，2019）。

肆、菲律賓八打雁省Bayorbor National High School 教學研究案例

放眼國際，新冠肺炎對全球造成巨大衝擊，尤其教育層面深受影響，疫情迫使所有學校在授課時要立即切換不同的學習方式，如線上遠距學習（online distance learning）、紙本單元式遠距學習（modular distance learning）。菲律賓八打雁省Bayorbor中學的教師們，透過「AI智慧HiTeach 5教學系統（TEAM Model AI Smarter HiTeach 5 Teaching System）」，打破了傳統線上教學的模式，讓線上教學也能夠達到高效能的互動，以及數據化的呈現教學歷程。

Bayorbor National High School成立於1970年，最初是Mataasnakahoy的一所小型中學。建校50年來致力於為學區內的中等教育學生提供高品質的教育，大大提高當地學生的學習能力以及生活水準，在學術以及非學術領域都有極大貢獻，是該學區最大的公立中學。2020年起，COVID-19席捲全球，菲律賓全國學生面臨停課困境，遠距視訊線上教學已漸漸成為趨勢，關心學習品質的校長Gregorio T. Mueco也看到了這點，立即於同年6月正式建置醍摩豆AI智慧教研中心，並緊鑼密鼓的在7-8月間完成種子教師的培訓，可見學校在轉型AI智慧學校的決心。在菲律賓八打雁省的兩所學校除了發展科技創新教學外，在教師專業發展上，更是透過AI智慧教研中心，結合專家顧問與AI智慧教練，快速輔導了兩校超過10位的種子教師，產出豐富的經典課例，已成為相當成熟的AI智慧學校，不僅建立了完整的智慧教學課程體系，也為菲國智慧教育奠定良好基礎與推動的力量。為了有效提高教與學的質量和效率，研究人員（即教師）進行了一項關於使用AI智慧HiTeach 5教學系統來進行教學的研究。該研究將學生分為實驗組20名學生（E）和控制組23名學生（C），於實施AI智慧HiTeach 5教學系統來進行教學之前，先使用三十項高階思維技能（HOTS）之選擇題模式進行前測，確定學生的先驗知識，前測測量了一般的知識（重要性與交互作用性）。E組的教師們使用AI智慧HiTeach 5教學系統約六週，而C組則以「紙本單元（modular print）」之遠距學習的方式進行了同樣的操作。為了評估E組和C組學生獲得的知識，進行了後測。量測出了學生在教學後的學習質量（重要性與交互作用性）。該研究使用四點評分量表（4-Point Rating Scale）來解釋學生對AI智慧HiTeach 5教學系統實施後的成效。總體而言，實施AI智慧HiTeach 5教學系統的實驗組學生之學業成績與使用模組化輸出（即紙本單元）學習模式的對照組學生之學業成績有顯著的不同。學生對AI智慧HiTeach 5教學系統在提高學生學業成績方面的評價，平均分3.70，意即非常認同（Strongly Agree）。實驗組和對照組的平均百分比得分，前測分別為 43.650% 和 40.793%，而後測分別為 90.952% 和 78.888%（見表1-1）。這指出與使用紙本單元模式（the Modular-Print modality）的對照組學生相比，實施AI智慧HiTeach 5教學系統的實驗組學生的學習成績更高。

第一章

智慧教育之理念與實踐

自111年（2022年）起，教育部《推動中小學數位學習精進方案》針對全國中小學1年級至12年級全面推動數位學習精進計畫，規劃「數位內容充實」、「行動載具與網路提升」及「教育大數據分析」計畫，達成「教材更生動」、「書包更輕便」、「教學更多元」、「學習更有效」和「城鄉更均衡」目標，進而達到「班班有網路、生生用平板」政策目標（教育部，2022a）。盱衡國際以美國各州為例，在2016年起就陸續進入「班班有網路、生生用筆記型電腦」的時代。生生用電腦（1-to-1 student computing）最早在1990年代末期，...

作者序 (3)
第一篇 智慧教育實踐生生用平板政策 001
第一章　智慧教育之理念與實踐 003
第一節　智慧教育的效益 005
第二節　智慧教育的理念 010
第三節　智慧教育的實踐 019
第二章　素養導向之智慧教與學 029
第一節　建構SMARTER 教與學環境 030
第二節　建構生生用平板學習環境 072
第三章　生生用平板之教學方法及應用案例 089
第一節　合作學習 092
第二節　多元評量 095
第二篇 智慧評量與診斷分析 105
第四章　評量數據與學習表現分析 107
第一節　智慧教室評量數據與統計圖表 108
第二節　評量數據與教學決策 115
第三節　全班課堂學習表現數據總表 125
第五章　智慧化評量與測驗模式 131
第一節　同步評量和非同步評量 132
第二節　作業發布、繳交與批閱 155
第三節　出版社題庫出題與匯出的隨堂考試 166
第四節　智慧評量模組設計 173
第六章　智慧化診斷與補救及應用案例 185
第一節　雲平台題庫建置與命題雙向細目分析 186
第二節　試題分析工具應用舉例 194
第三節　學情分析與學習分析工具應用舉例 203
第四節　 雲平台Aclass ONE 重點複習與錯題補救 227
第三篇 AI 輔助TPCK 科技增能與數位觀議課 235
第七章　AI 輔助TPCK 科技增能 237
第一節　提煉TPCK 智慧教學模式 237
第二節　AI 蘇格拉底TPC 指數 243
第三節　應用AI 數據輔助科技增能 248
第八章　數位觀議課教室與AI 蘇格拉底影片 257
第一節　數位觀議課專用教室簡介 257
第二節　AI 蘇格拉底觀議課平台架構簡介 263
第三節　AI 蘇格拉底數位觀議課 265
第四節　AI 蘇格拉底觀議課平台數據輸出 268
第五節　AI 蘇格拉底觀議課焦點類型 278
第九章　AI 輔助數位觀議課之應用案例 287
第一節　全球大師盃同課異構數據分析應用 287
第二節　 北市大附設實驗國民小學公開觀議課數位化 296
第三節　成都銀都紫藤小學 301
第四節　廣州市花都區智慧教研管理平台 302
參考文獻 306

作者序 (3)
第一篇 智慧教育實踐生生用平板政策 001
第一章　智慧教育之理念與實踐 003
第一節　智慧教育的效益 005
第二節　智慧教育的理念 010
第三節　智慧教育的實踐 019
第二章　素養導向之智慧教與學 029
第一節　建構SMARTER 教與學環境 030
第二節　建構生生用平板學習環境 072
第三章　生生用平板之教學方法及應用案例 089
第一節　合作學習 092
第二節　多元評量 095
第二篇 智慧評量與診斷分析 105
第四章　評量數據與學習表現分析 107
第一節　智慧教室評量數據與統計圖表 108
第二節　評量數據與教學決策 115...