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[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)

9/24/2014

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康仕仲 國立臺灣大學 土木工程學系教授
​

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。
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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。
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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。
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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。
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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)
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