教學資源之應用與建置：以個人所建構網站經驗為例

國立台灣師範大學 物理學系黃福坤

2007/03/21於崑山科技大學

個人所建立主要網站1. 物理教學 /示範實驗教室 (1996-)

http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/ 6

2. NTNU Virtual Physics laboratory (1996-) http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/ 6

3. 物理問題討論區 (2001/4-)http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/ 5

4. 科學園 (2003/1-) http://enjoy.phy.ntnu.edu.tw/ 5

demolab

Ntnujava smf

Demolab/phpBB

enjoy

Google pagerank

educity

noname

Demolab/log

Demolab old

CoLoS Tools

phpBBwhosonline

whosonline2

網頁特殊之處？

物理教學示範實驗教室 http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/ 最初目的：推廣物理示範演示實驗 轉變：物理教學資源建立

日常生活中的物理： 物理動畫 => 英文網頁 Virtual Physics Laborator

y

緣起：物理示範實驗演示 87 年：

5 月 16日：本系 教材教法實驗室（遠哲基金會：科學教師成長工作坊） 5月 20 日：盧州 三民中學（台北縣） 5月 25 日：石碇 中學（台北縣） 6月 3 日： 板橋 海山中學（台北縣） 6月 6日：台灣師大科教中心 STS 教師專業能力成長研習營 6月 24日：國立台灣科學教育館 7月 14日：新竹女中 （資優物理科學營） 8月 10-18 日：韓國 亞太青年科學營（我國示範實驗展示代表） 11月 19日：基隆市建德國中（台灣科學教育館巡迴展） 12月 7 日：新竹 實驗高中 （以網站介紹為主）

88 年： 1 月 1-3 日：高雄 科工館。（實驗活動設計成果展示）

1月 12日：台北縣中和高中 2月 4 日：桃園農工。 2月 9 日：台北縣三重商工。 4月 3 日：台北市建國高中。（示範實驗演示） 4月 x日 : 台灣大學 物理系 ( 網路輔助教學) 4月 30日：台北市成功高中。（網站介紹） 6月 4 日：台北市萬方高中（電腦與網路） 6月 16日：台北縣江翠國中（電腦與網路） 7月 21日：台北縣福和國中（日常生活中的物理） 8月 4 日：高雄市中山國中（高雄市教育局：玩科學教師研習） 8月 25日：國立台灣科學教育館（示範實驗演示） 8月 27日：台中逢甲物理教學與示範研討會（網站介紹與示範實驗演示） 9月 10日：台北縣南山高中（java動畫程式） 11月 4日：台北縣海山中學（物理與生活） 11月 15日：台北市天母國中（物理教學）

89 年 : 3 月 29日 : 五堵 百齡國中(示範實驗演示與教學)

5月 20日 : 台北縣 永和國中 7月 27-29 日 : 新加坡 (示範實驗演示)

回顧過去 (1996-1998) 1996: 計算機在物理上的應用課程 (9 月 ) 1997: 登錄動畫於 TOP/VLAB (http://physweb.org/) 1998:

獲頒教育部第 三屆『台灣學術網路 TANet 傑出貢獻人員獎』

法國百科全書光碟版中（第四版）將 25 個動畫收錄成專輯單元

代表國科會參加漢城舉辦第一屆 APEC 青少年科學營，並展示物理示範實驗 .

英文動畫網站 ntnujava 全球有超過 77 個複製鏡射網站(Mirror sites)

Physicsweb search Fu-Kwun

教育部貢獻獎

法國百科全書 CD V4

ntnujava home

回顧過去 (1999) Johns/Childers “Contemporary college physics” 輔助教學光碟中收錄全球 75 個物理教學動畫 , 其中 25 個是本網站的動畫

物理教學示範研討會兩場專題演講

Johns/Childers

物理教學示範研討會

回顧過去 (2000) 天下雜誌教育特刊 : 12 月份主題『網上學

習』，評選出國內外 200 教育標竿網站。本輔助教學網站列『自然與科技類』 38 個網站第一位。

參加 ICCE/ICCAI international conference, 獲最佳論文提名

代表國科會參加新加坡舉辦第二屆 APEC 青少年科學營，並展示物理示範實驗 .

回顧過去 (2001) 美國 National Science Teacher Association 將

NTNU Virtual Physics Laboratory (Java 動畫英文網頁 ) 列入 useful online content SciLINKS DATABASE 中。(accurate content and effective pedagogy)

美國科學網路教學資源網站 Merlot (www.merlot.org)專文特別推薦

美國物理教師學會 (AAPT www.aapt.org) 2001 年年會邀請演講 invited speaker

新加坡邀請前往主講動畫設計製作研習營。 成為歐洲 Conceptual Learning of Science(CoLoS)

組織成員 colos.org

回顧過去 (2002) 物理學會年會 , 中日科學教育研討會 ,

上海教育論壇邀請演講 (plenary talk) 澳洲 / 英國 / 德國等歐洲各國相繼要求授權使用動

畫於教學網站光碟中 英國期刊的執行主編 Dr. Lorna Uden 邀請擔任

International Journal of Web Engineering and Technology (IJWET) 與 International Journal of Learning Technology (IJLT) editorial board member

上海教育論壇

IJWET

IJLT

IJLT FuKwun

回顧過去 (2003)EDMEDIA2003 論文” Easy Java Simulations: An Int

eractive Tool for Conceptual Learning of Science”,返國後收到 Interactive Multimedia Electronic Journal of Computer Enhanced Learning (IMEJ) 期刊告知從與會近 700 篇論文中挑出六篇”EDMEDIA2003 best works”, 並邀請將論文重新改寫後投稿 ( 經審查後已刊登於IMEJ Volume 5, Number 2, November, 2003 首篇論文)

獲邀參加 EUROCON2003:International Conference on Computer As Tools: Integrated Web Tools For Science Learning (invited)

IMEJ best work

IMEJ Hwang

EUROCON hwang

回顧過去 (2004) 獲邀參加美國於 Eckerd college, Foldria 舉辦的

open source physics workshop 演講 web based Easy java simulation and SVG drawing tools (invited talk)

代表國科會參加北京舉辦第三屆 APEC 青少年科學營，並展示物理示範實驗

MPTL9(Multimedia for Physics Teaching and Learning) 會議 , 發現被歐洲物理教育學會挑選為全球十個多媒體教學精選網站之一 (Graz)

師大學報科學教育類 ( 編輯委員 / 主編 )

Multimedia Material for Teaching Mechanics

R. Sporken, University of Namur (Belgium)

MPTL-9 9. – 11. September 2004 - Graz

Participants

EUPEN working groupM. Benedict, E. Debowska, H.J. Jodl, L. Mathelitsch, R. Sporken

MERLOTT. Bradfield, T. Colbert, L. Keiner, B. Mason, T. Meldor, S. Sen, J. Rauber

Criteria (EPS) Motivation User-friendliness (4) Attractiveness (5) Clear description of purpose and work assignment (3)

Content Relevance (2) Scope (2) Correctness (2)

Method Flexibility (3) Matching to target group (3) Realization (2) Documentation (4)

Evaluation procedure (EPS)

Eliminate bad material

Evaluate good material in more detail

Recommend excellent material (top ten)

MERLOT Review Process

1) Potential Effectiveness as a Teaching and Learning Tool

Potential is Key! What happens depends on how it is used.

2) Posting of Reviews Work with authors Provide information to help teachers use

materials.

Criteria (Merlot)

Quality

Potential effectiveness

Ease of use

Evaluation procedure (Merlot)

Initial sorting by editorial board Review, do not review or remove

Review by two reviewers Result combined into a single review

Review sent to author Post review in Merlot (if author OKs or does

not respond)

Recommended examples

ExploreLearning

Pendulum Lab

Virtual Physics Laboratory

Physlets

Chaos and nonlinear dynamics

Recommended examples (2)Uni Kaiserslautern

Particle motion Forced oscillation Coriolis force

Nasa Glenn Research Center Aeronautic resources Free software (Gaslab)

Paul Falstad

Schockwave

回顧過去 (2005-2006) MPTL10報 告 Designing Technology-Enhance

d Learning Environments: An Instructional Model for Science Learning..

與蔡金中研究計畫共同發表” Content analysis of online discussion on a senior-high- school discussion forum of a virtual physics laboratory” 已刊登於 2006 七月份 journal Instructional Science(SSCI) 34: 279-311.

回顧過去 (2006) 前往 U.C. Berkeley 訪問 (Web-based Inqui

ry Science Environment:WISE 計畫合作 ) GIREP2006 conference 荷蘭 : 主題 Modeli

ng in Physics and physics Education 受邀提供 plenary talk. ( 演講題目 : Modeling with Simulation/1 hours)

Modeling with simulations:How to help student build their own model with simulations

Fu-Kwun HwangDept. of Physics

National Taiwan Normal University

hwang@phy.ntnu.edu.twhttp://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/ (English)http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/ (Chinese)http://enjoy.phy.ntnu.edu.tw/ (Chinese)GIREP 2006/8/25 in Amsterdam,

GIREP pictures

GIREP2006 conference2006/08/20-25Modeling in Physics and Physics Education

2007 活動 1/19-20:NSC SIG group( 日月潭 ) 3/21 崑山科技大學 /4/9: 華梵大學資訊管理學系演講 6/30-7/6:(Computer based Learning in Science)CBLIS2007 7/15-19:Centre for Information Technology / Universiti Mala

ya AAPT Topical Conference: Computational Physics for Up

per-Level Physics Program conference and workshop from July 27 through July 28, 2007

In addition, I would like for you to give a half hour invited talk at the AAPT national meeting immediately following the Topical Conference

2007 Publications 1. Hsu, Ying-Shao, Wu, Hsin-Kai & Hwang, Fu-Kwun ,”Fosteri

ng high school students’ conceptual understanding about seasons: The design of a technology-enhanced learning environment. Research in Science Education. (SSCI accepted).

2. Hsu, Ying-Shao, Wu, Hsin-Kai & Hwang, Fu-Kwun , "Factors Influencing Junior High School Teachers' Computer-Based Instructional Practices Regarding Their Instructional Evolution Stages" Educational Technology & Society (SSCI accepted).

3. HSIN-KAI WU*j, YING-SHAO HSU and FU-KWUN HWANG (2007) “FACTORS AFFECTING TEACHERS’ADOPTION OF TECHNOLOGY: IN CLASSROOMS: DOES SCHOOL SIZE MATTER?”, International Journal of Science and Mathematics Education(TSSCI accepted).

Google Hwag_C

Ntnujava google

剛收到邀請函

建立有效的教學資源是辛苦的工作 the process of creating learning materials

are labour intensive and time consuming, even with the existence of a detailed course descriptions and lesson plans.

While it is possible to change without improving,

It is impossible to improve with changing!

I hope students can enjoy the fun of physics as I do!

資訊科技的角色

提昇能力的工具 資料儲存與數學 / 邏輯運算、資料 / 圖表提升組織、思考與判斷能力。

提供經驗的媒介 模擬動態演變因果關係，熟練操作或提供虛擬的經歷。

建立溝通的管道 分享經驗或訊息資訊，牽動腦力激盪 / 供情緒交流或宣洩。E 世代的新新人類在網路環境中已經形成了新的社會行為與互動模式。

MediaSocial actor

Tool

Computer

Increase capability

Provide experience

Create relationship

Making job easier

Mind Tools (Mental representation: imagery/verbal

….

Feedback

Modeling behavior/attitude

Social support

Explore cause-and effect relationships

Provide motivate experiences

Human-Computer Relationship

preparing learning materials finding good document sources relevant to the topics and

to the audience. selecting more specific parts of documents that could be

reused, in particular graphics, tables, images, which have a high illustrative power, and creating new material that can be adapted for personalisation and future reuse.

defining the sequence in which documents and fragments about some concepts should be accessed or presented

defining the curriculum planning that would fit with the pedagogic approaches, and that will hopefully adapt to the actual learner.

Casey and McAlpine (2003) http://www.gla.ac.uk/rcc/staff/mhairi/

可重複使用 According to Dahl and Nygaard (1966), the

key notions behind learning objects are that they can be used and reused in different (and multiple) learning contexts.

Duncan (2003) considers learning object as something tangible that is produced by bringing together subject knowledge and pedagogical expertise

The current focus in the e-Learning domain has predominantly been centred upon the development of technical infrastructures that support reusability, interoperability, durability and accessibility of learning content

Characteristics of Learning Objects The following entails the core characteristics that relate to learning objects (Longmire,

2000; Knolmayer, 2003): a unit of learning material that should ideally not need to be redesigned or modified. have the ability to be subjected to any type of Instructional Strategy and not lose its

meaning or be altered. the reuse of such material in the construction of further new or different new material. there is no need to alter, or know exactly what is inside a specific object. to be taken from its knowledge structure and reused by placing it seamlessly into a new

knowledge structure to form a new course as desired. refers to a set of steps whereby learners can search for a specific object, and if they

require this object for their new course, to simply choose it and insert it into their specific requirements.

able to be searched. the ability for the Learning Objects to be used on multiple hardware. enable the learner to integrate the disparate strands of instruction of the learning object

into a concrete holistic result.

many features and tools are often left unused

What I believe:

Students and teachers should concentrate most of their effort to learning/teaching instead of technology!

物理教師需要懂得： 網頁製作軟體以設計學習單元 / 撰寫內容 (FrontPag

e) 繪圖軟體繪製對應的彈簧系統 (小畫家 /PhotoShop) 如何在網頁上加上數學方程式 (MathType) 繪製科學函數圖形：如正弦函數的軌跡 (Gnuplot) 處理實驗數據 : 如 excel 上傳檔案到伺服器 (Ftp/ 網頁介面 ) 更進一步：設計動態網頁 DHTML 或物理動畫

Forte/ VisualAge for java/Jbuilder/Visual J++ Authorware/Director/Flash 資料庫 /script(PHP/perl…)…

教師的負擔太重了 !

以製作完整彈簧受力簡諧運動網路教學單元為例以製作完整彈簧受力簡諧運動網路教學單元為例

webeditor

Equation editor

SVG plot

SVGplot2

SVGplot3

Physlet resource

Physlet code

Physlet Builder

Animator Efield Bfield Optic Bench Wave

Physlet GUI

Jacob電荷 /磁場微觀動畫

十年的心路歷程 :

製作動畫提供教師使用 ( 網路使用 ) 期望教師設計學習單配合動畫進行教學

動畫設計製作工作坊 : 企圖教導教師設計動畫

動畫宅配送 : 提供完整的系列動畫 讓教師可以輕易修改網頁與教學資源 離線使用

動畫功能展示

Apply Newton’s law to Teachers/Students Teacher/Student remains his/her own way of

teaching/learning, unless he/she is compelled to change by an external influence.

The rate of change is proportional to the magnitude of the imposed influence and inversely proportional to the inertia of the teacher/student.

To every reaction there is always opposed an equal reaction. (Interactions) Do not push too hard on teachers/students Less is more

資訊科技融入教學的五個層次

入門 /摸索 :電腦的基本操作、軟硬體的安裝 採納 /嘗試 : 資將訊科技引用於教學活動中 適應 /調整 :如何達到特定的教學效益 善用 / 分享：規劃設計 /整合於教學活動中 轉變 / 推廣：反思教學方式，信念改變 /角色

轉變 ( 教 -> 學 )

大家一起來！改變學升的角色！觀察者操作者創造者

結束！歡迎提供建議