臺灣化學教育

大學化學實驗課程設計與線上教學：海洋大學普化實驗線上遠距教學及其多元學習評量–因應疫情紀實錄

賴意繡、黃志清

國立台灣海洋大學
生命科學暨生物科技學系
d0095@email.ntou.edu.tw

huanging@email.ntou.edu.tw

n  前言

一、第一期普化實驗線上遠距教學：

110年5月18日因新冠肺炎疫情升溫，教育部宣布全國各級學校及公私立幼兒園停止到校上課，普化實驗線上遠距教學正式開跑。本該實作的化學實驗課程，卻因 COVID-19 肆虐全球，各種習以為常的實驗教學現場，因學生被迫留在宿舍或家裡，從電腦遠端進行化學實驗學習，改變所有師生的教學和學習模式。筆者從5月18日至學期末，總共有4個實驗班要進行4週的實驗線上遠距教學，從毫無預備到學期結束，從慌亂中到冷靜沉著面對教學現場的巨大轉變，實在是教書30年來第一次的洗禮。

二、第二期普化實驗線上遠距教學：

結果意想不到的是，110年9月開學，竟然疫情尚未減退，教育部宣布大學仍採線上遠距教學，直到110年10月12日才恢復實體教學，學生才陸陸續續回到學校。依筆者自己的授課班級，本籍生10月12日以後都回到學校，唯有外籍生有諸多因素，陸陸續續回到學校，時間從 10月12日至11月30日都有。所以筆者上課時除要顧慮實體現場學生，還要顧及鏡頭前的遠距外籍生，因此第二期的線上遠距教學難度更高，簡述原因有2點，如表1所列：

表1   二期普化實驗線上遠距教學比較表

分析項次	第一期普化實驗線上遠距教學	第二期普化實驗線上遠距教學
教學時空	大一下學期師生已有默契，了解老師上課模式，對實驗室空間環境很熟悉	大一新生，師生間皆未曾謀面，同儕互不認識
教學模式	統一遠距教學，採同步與非同步雙混成教學	實體教學和遠距教學雙軌並行，採實體、同步與非同步參混成教學

筆者不敢說成功地完成了普化實驗線上遠距教學，更多的是反思：這二次難得的教學經驗，到底為將來若再次面對大環境黑天鵝（見維基百科）來臨時，我預備好了嗎？筆者撰文，想要為這二期的普化實驗線上遠距教學，留下紀錄，提供各界集思廣益，經由所有化學武林好漢齊聚著筆，為教育界留下寶貴經驗，而能彼此互相學習琢磨。

n  背景介紹：海洋大學化學實驗課程規劃

海洋大學化學實驗課程是由生命科學暨生物科技學系的化學專長師資群所組成的授課單位，本校簡稱化學教學中心（或化學教學小組），負責全校16-18個不同學系班級的實驗授課，共有三種類型的實驗課程，分別是［普通化學實驗］、［分析化學實驗］和［有機化學實驗］。空間規劃：2間大型實驗室，3間儀器室、1間配藥室、1間助教辦公室。人員配置：3小時實驗課程進行中，每班有大助教一名（專任助教）和小助教三名（研究生TA），每班共24個實驗組別，每組約2-3位學生（參見海大化學教學中心網站）。

n  普化實驗課線上遠距授課方式

一、硬體設備

1. 網路攝影機Webcam（內建麥克風）：5月中旬學校統一發放給授課老師

2. 手寫繪圖板：原先已採購

3. 攝影機：DV 數位攝影機和手機，原先已採購

4. 攝影棚燈學校提供租借

二、軟體裝置

1.     遠距教學平台：本校教學系統 TronClass 內嵌有 Microsoft teams，透過此平台師生同時上線，進行共享螢幕同步教學以及和學生互動交流，可透過平台內的軟體，例如分組、投票或抽籤。

2.     線上直播平台：利用YouTube 直播串流平台，3位研究生TA現場操作進行同步實驗操作，並和學生遠距即時互動QA問答。

    以上2平台進行時，皆會同步螢幕錄影，課後將影片掛在 TronClass，提供課後學習之教學資源。

三、第一期普化實驗課線上遠距教學方式（110年5月18日至6月18日）

1.     教師端：同步遠距教學（教師即時講授）和非同步遠距教學（播放視聽教材）混成教學雙軌進行（教育部大專院校遠距教學課程與線上教學指引）。同步遠距教學重點在（實驗原理講解）以及和學生QA互動，確定學生線上出席。非同步遠距教學重點在（實驗操作過程影片觀賞），此影片是筆者和研究生TA事先錄製拍攝，部分影片已剪輯放在筆者經營的YouTube影音頻道（化為所學 Because Chemistry）。

2.     學生端：為確保學生有在螢幕前認真學習，課程進行中，會提早告訴學生課程結束前有線上小考，3份不同卷別，考前一分鐘才公告學生作答卷別，限時作答，書面檔案考卷上傳至TronClass，考試內容是給予該實驗內容的現場實驗數據，請同學根據換算公式進行方程式演算以及Excel 製圖或其它指定內容，示範教材（見圖1）。

圖1 實驗數據線上處理示範教材

四、第二期普化實驗課線上遠距教學方式（110年9月20日至11月30日）

1.     教師端：同上

2.     學生端：同上

3.     研究生TA端：經過第一期的經驗，筆者於第二期增加研究生TA的工作份量，最主要的原因是，第二期遠距教學的學生都是大一新生，大家未曾謀面，筆者一人在螢幕前實在無法顧及50位以上的學生，加上新生從未進過本校化學實驗室，對現場環境完全陌生，筆者擔心一旦學生回到學校會適應不良，會影響後續實體實驗的進度，所以增加研究生TA和學生的互動，企圖解決上述問題的操作方式如下：

（a）於筆者遠距同步教學課程結束後，3位研究生各自帶領約16位學生，進行線上分組討論，討論內容或QA問題大綱，筆者會事先提供給TA，在內容設計上會朝向活潑、有趣，目的不是要考倒學生，乃是要他們盡情在螢幕前說話，學生在線上踴躍發言會增加彼此熟悉度，在TA帶領下會漸漸產生學習向心力，從陌生變熟悉，建立感情是首要。

（b）有關實驗操作，第二期利用YouTube 線上直播，由3位研究生TA現場一邊操作，一邊指定螢幕前學生回答TA的問題，目的是和遠距學生即時互動，TA操作時所產生的實驗數據，學生要及時抄下來，寫在結報內。

第二次的遠距教學，不再像第一期一樣，提供事先預錄好的影片和當天同步螢幕錄影影片，因為筆者發現第一期學生觀看預錄影片次數只占全班人數的50%左右，藉由這一次的調整，筆者發現學生因為沒有事後影片可以觀看，當天遠距上課時的熱忱度明顯提升。

n  線上遠距教學之多元學習評量方式

普化實體實驗課學習評量方式包含：出席率、預報和結報、實驗操作考…等，而遠距實驗教學評量需考量學生沒有親自做實驗，所以結報評量方式修改為：線上限時數據整理運算，此方式筆者覺得效果極好，因為每位學生都剛好坐在自己的電腦前，用電腦Excel馬上照著要求，完成學習目標，比原先實體實驗課，在課堂上聽老師講解數據整理後，由於課堂上無法提供每人一台電腦，學生只好回家完成作業，這樣就失去師生間問與答的即時解惑了。為什麼筆者覺得這個評量方式很好呢？因為大一下學期學習重點是利用Excel 進行方程式運算和製圖，學生通常很會做實驗，但不會整理數據，剛好透過遠距師生都可以共享螢幕，所以只要一位學生有盲點，大家都會同時看到，真的是大大降低老師的教學負擔和提升有效率的學習。

n  結語

就這次疫情的經驗，讓我們快速學習「遠距教學」所需要的軟硬體知識，從原本陌生和排斥，到後來的得心應手，進而有很大的成就感。這新發芽的遠距教學模式，可以應用在「實體課程」，例如：利用線上直播，將老師操作的細部過程放大投影至單槍螢幕，就不會發生50多位學生擠在示範桌看老師操作了。

臺灣趨勢研究報告以三級警戒對親子關係、工作及學習等面向之影響做調查，報告指出，學生長時間在家線上學習，在學生的感受方面，50.2%的學生認為線上學習的成效較實體課程來得差，而有 37.2%認為差不多，沒有太大改變（周秩年、邱士榮、李家如、黃怡姍，2021）。

普化實驗線上遠距教學是大環境發生劇烈變化，而不得不採用的方式。若要去衡量學生是否能有效學習，筆者認為須慎重評量，因為實驗課著重在親手操作，遠距學習勢必無法取代實體實驗課。但是大環境發生改變，都不是可預測的，人類之所以優秀是因為我們能從劇變中，學到經驗，利用經驗產生創新與精進的做法。以下2點，是筆者提出可以努力的方向。

1.     教育主管機關應審慎規畫改善學生端的通訊網路品質和提升電腦視訊設備，因為教師端 的網路品質和電腦視訊設備，皆是各級學校大量補助協助改善，但學生端的部分，卻是依據學生家庭經濟狀況來改善，筆者認為會影響學生的公平受教權。

2.     教師端的部分，筆者認為教師要能走出舒適圈，跨出數位教學的藩籬，善用國內外諸多單位建立的教育雲資源，利用媒體科技增加教學彈性，讓遠距教學不只是單一線形的教學方式，藉由媒體科技互動增添學生學習動機。

提筆至此，僅就筆者在這次因應疫情下所進行的普化實驗線上遠距教學現場紀實，提供各界參考。

n  參考資料

周秩年、邱士榮、李家如、黃怡姍（2021）。第三級警戒下防疫新生活調查：工作學習及親子篇。台灣趨勢研究。取自

https://www.twtrend.com/trend-detail/COVID-19-L3-life-survey02/

n  附錄

內文相關資料，有興趣讀者可額外參酌

化為所學 Because Chemistry，YouTube影音頻道。取自https://www.youtube.com/channel/UC5kEG7x8wqjNpjWfhbi1FjA/videos

海洋大學化學教學中心。取自 https://chem.ntou.edu.tw/bin/home.php

黑天鵝理論: 維基百科。取自https://zh.wikipedia.org/wiki/黑天鵝理論

「教育部大專院校遠距教學課程與線上教學指引」。取自https://sites.google.com/view/univ-elearning/首頁

彭賢恩、石安伶、謝宜儒、陳韋辰（2021）。第三級警戒下防疫新生活調查：生活篇。取自
https://www.twtrend.com/trend-detail/COVID-19-Level3-new-life-survey01/