[營建知訊轉載] 線上開課 工程圖學磨課師(MOOCs)經驗談 康仕仲(2014.09)

康仕仲 國立臺灣大學 土木工程學系教授
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2014 年台灣大學受邀在 Coursera 開課，這是一個由美國史丹福大學教授所創立的線上教育科技公司，包含哈佛、史丹福、MIT 等世界級名校都有許多名師透過 Cousera 平台在線上開課。而MOOCs 指的則是「大規模開放線上課程」（Massive Open Online Courses）。

筆者有幸參與首批在 Coursera 開設中文網路課程的行列，以工程圖學課程為試金石。身為台大土木系一員，筆者在系裡擁有 9 年的工程圖學課程教學經驗。然而，對於必須在 6 週如此短的時間內，完整傳達工程圖學課程的重要製圖與識圖觀念，同時又不能讓學生感到艱深難懂，在課程設計上著實花了一番相當大的功夫。

網路課程設計 全新挑戰

開設此學門的挑戰，除了實體教室教學 2D、3D 轉換的概念問題之外，更重要的是，該如何在如此短的時間內，運用教材及數位教具，清楚傳遞三度空間的幾何立體概念？為解決勢必將面臨到的問題，筆者籌組 Coursera 工程圖學製作團隊，成員中包括有 20 年技職教育教學經驗的教師參與教材製作設計、有專業課程影片錄製小組、程式設計工程師協助製作工程圖學的互動學習教具，同時也有心理師從學習心理層面瞭解學生學習問題，如此背景完整的團隊無非是希望課程內容引人入勝，提高學生的學習成效。
 
 虛擬互動 取代實體互動
  
在臺灣大學土木工程系工程圖學課程裡，為增加學生對於物體 2D 及 3D 的描繪能力，2008 年特別設計研發 EG Cube 教具，在輔助教學過程中成效卓著。同樣地，為了提升線上學習的學生對於 2D 及 3D 轉換的想像能力，團隊並設計一個學習互動平台(http://eg3d.caece.net/)。這是為了輔助工程圖學課程教學所設計的網站，提供許多三維模型虛擬互動體驗。使用者可以透過旋轉，觀察一個物體從不同角度所看到的情況，協助使用者理解立體物件到平面視圖的轉換。網站裡的三維模型提供立體透視圖（人類真實視覺感受）和等角透視（不受觀察者距離影響的透視）的切換，讓使用者能夠透過來回切換，理解各種投影所帶來的效果。

循序漸進教學 實際應用
  
在此課程中，必須透過影片教授手繪及電繪兩種繪圖方式。在手繪部份特別強調徒手繪製能力，這是因為，身為一位專業工程師，在與合作伙伴溝通時，應具有徒手繪製自己設計想法的能力，因此在實作課程設計上採手繪及電繪技巧同時並行。手繪課程的目標是，希望學生對生活週遭的物品能具有簡單快速的描繪能力，而課程設計則是採取一步一步的片段方式教學，希望學生能從中得到徒手繪製的重點技巧。

為了利於網路上教授技術，須把連續的課程切分成許多小片段，並透過影像後製，將各種觀念以視覺化方式呈現出來，這是極大的挑戰，必須從課程設計、教材製作、影像錄製、影像後製各方面下功夫，希望經由一步步的操作，以循序漸近方式教學，並利用一些反思的問題，讓學生舉一反三，擴散學習成果。

由於 CAD 軟體在工程設計圖說數位化過程中扮演著相當重要的角色，因此在課程中設計簡單的圖例，內含基本指令的運用技巧，親自一步一步以循序漸近方式進行操作教學，讓學生學習電腦輔助繪圖(CAD)的技巧，並應用這些技巧在指定作業的製作上。

課程結束前，為使學生能實際應用所學的手繪及電繪技巧，在最後兩週的專題製作設計上，以較全面性的應用為設計原則，並採專案性教學方式，進行測繪臺灣大學小福樓步驟，從無到有將小福樓平面、立面等工程圖說的繪製過程錄製成教學影片，提供參考。而學生則必須選擇自己喜歡的一幢建築物，分別發展手繪工程圖以及電腦繪圖。

透過此網路課程，希望讓更多人擺脫學習門檻的限制，無須工程背景、無須到學校註冊，就能夠接觸並認識工程圖學此一學門。Coursera所開設的工程圖學，用的是最淺顯易懂的方式，來傳達工程圖學讀圖與繪圖的重要概念，以較簡化且清晰的方式說明，讓更多人了解工程圖學概念，並應用在日常生活上。
  
學習狀況 問卷分析

 筆者在 Cousera 課程開課期間，共有來自 112 個國家、11,924 人註冊學習，其中取得修業證明者有 435 人，而取得傑出修業證明者(成績 90 分以上)有 387人。而從 2014 年 1 月開課截至 7 月為止，共有 17,184 人參與本課程。

課後做了一項簡單的問卷，包含兩個面向：有效度及喜好程度。在學習有效度方面，38%的學生認為，課程設計對於加強圖學的觀念很有幫助，36%認為，課程設計對於增進繪圖的技巧很有幫助，26%則認為，不論是在加強或增進圖學觀念或是繪圖技巧上，都佷有幫助。至於對課程喜好程度的看法，69%的學生很喜歡本課程，28%喜歡本課程，只有 3%是一般程度的喜歡，然而，並没有學生表示不喜歡。從學生的文字反饋裡可以發現，大多數人認為課程層次、思路清晰，要點言簡意賅，由淺入深，既有基礎知識又有向課外延伸拓展。
  
萬人線上修課 累卻值得
 
開設這門課程的確非常累人，花費的時間幾乎是實體課程的十倍。每每想到有上萬人在修課，不由得在設計、錄製、後製、上傳、課程經營上更加兢兢業業。這門課結束後，筆者正好在 Coursera Partner’s Meeting 遇到 Coursera 的創辦人，也是史丹福資工系的知名教授 Daphne Koller，並共同分享開課經驗。還記得當時 Koller 教授曾微笑著問筆者：「你覺得值得嗎？」筆者說：「值得」。這一次的開課，雖然只有小部分的人完成學業、拿到認證，但卻超過個人在台大九年所教的學生總人數，並且也讓筆者對這個學科有了更多了解、更多體認。Koller教授也說：「我問了許多開課老師，每一個人都說很值得」。

Coursera工程圖學課程在今年9月份會再上線，歡迎大家前來參考觀摩：
https://class.coursera.org/graph-002
 



(本篇刊載於營建知訊380期第54-58頁)