我的課有一萬個學生：Coursera線上教學經驗

2013年台灣大學受邀在Coursera開課，筆者投入第一波的課程開設，在2014年的二月和十月分別開了工程圖學的課程。在今年二月的學期，學生共有來自112個國家，超過兩萬人註冊學習，取得修業證明有435人，而取得傑出修業證明（成績90分以上）有387人。

在這個近萬名學生的線上課程裡，教師必須先把教材重新整理成較容易理解的小單元，在攝影棚裡錄製，透過精心的課程安排與作業設計，將工程知識傳遞給網路上的學習者。

這兩次實際的開課經驗，筆者深刻地了解到網路課程的無遠弗屆，也理解了工程教育在資訊時代的無限可能。故撰文整理過去一年多的經驗，希望能拋磚引玉，讓更多的工程界先進投身。

圖1  Coursera線上課程（coursera.org/course/graph）

Coursera線上課程簡介

拜數位與網路科技的快速躍進，也同時推進著教育革新，從實體教室推進到網路型態，而其中之一是近期擴張迅速的MOOC（Massive Open Online Course，簡稱MOOC）大規模網路免費公開課程型態。這場知識革命，在2002年由MIT發起開放課程計畫OCW（OpenCourseWare），將實體教室授課的影音檔與教材講義，免費開放在網路上。當時，並未建構許多網路學習系統，但已為未來免費網路開放學習課程，播下一顆希望種子。2006年，哈佛與MIT的畢業生Salman Khan創立了Khan Academy （可汗學院），開創了免費大型線上公開課程（MOOC）的先河。課程設計教材與資訊，納入使用者設計的觀點，融合人類學習特性與線上學習的最佳化需求，如將課程以15分鐘為段落，並搭配小測驗來提升線上學習者的持續專注力等。到2012年，更是MOOC大爆發的一年， Stanford的Sebastian Thrun教授設立的營利機構Udacity，同時Andrew Ng與Daphne Koller也創立了Coursera。 截至2014年7月Coursera已與包含台灣大學在內超過一百間大學教育機構合作，提供670門線上免費課程。線上課程除上述的組織之外，亦包括最早經營線上課程網站的Lynda；超過100萬用戶的輔助教學平台Schoology；涵蓋了許多技藝型課程領域的Skillshare （如街拍、網站設計、廚藝、創業等）。近年，全球線上教學以多元趨勢發展，有不同的教學方式、不同的學習領域，也有不同的線上教學平台紛紛推陳出新；學習者也得以依據個人不同的學習需求，挑選合適自己，有趣也有效率的學習選擇。

課程製作經驗

筆者在Coursera網路課程開設的課程是『工程圖學』，身為台大土木系一員，對於工圖學課程應該不陌生。雖然我已經教授土木系工程圖學課程近9年，對於必須在6週這麼短的時間內，將工程圖學課程重要製圖與識圖觀念完整傳達，又不能讓學生覺得艱深難懂，我在課程設計、教具開發、繪圖工具、作業安排上花了相當大的功夫。

1. 課程設計

開設此學門的挑戰除了實體教室教學2D、3D轉換概念問題外，需如何在沒有面對面的虛擬空間裡內，運用教材及數位教具，清楚傳遞三度空間幾何立體概念？為解決必須面臨的問題，我和博碩士班學生、拍攝團隊，組織了coursera工程圖學製作團隊，成員中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，希望課程能夠提高學生學習成效。

圖2  Coursera製作團隊討論實景

圖3  Coursera影棚拍攝實景

2. 教具開發

在台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描繪能力，在2008特別設計研發了EG Cube的教具，在輔助教學過程成效卓著。相同地，為了提昇線上學習的學生對於2D及3D轉換想像能力，團隊設計了一個學習互動平台（http://eg3d.caece.net/），這是一個為了輔助工程圖學課程教學所設計的網站，提供了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看到的情況，協助使用者理解立體物件到平面三視圖的轉換。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。

圖4  虛擬工程圖學教具

3. 繪圖工具教學

實作方面，採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，因為筆者認為，身為一位專業工程師，在與合作夥伴溝通時，應該具有徒手繪製自己設計想法的能力，所以在實作課程設計上採手繪及電繪技巧同時併行。手繪課程目標希望同學對生活週遭的物品能具有簡單快速的描繪能力，課程設計採一步一步片段方式教學，希望學生能從中得到徒手繪製點重技巧。

由於CAD軟體在工程設計圖說數位化過程扮演著相當重要的角色，所以筆者在課程設計了簡單的圖例，內含基本指令的運用技巧，親自一步一步操作教學，以循序漸近方式教學，讓學生學習電腦輔助繪圖（CAD）的技巧，並能舉一反三地應用這些技巧在作業製作上。課程最後，因希望同學能將學到的手繪及電繪技巧實際應用，在最後兩週的專題製作設計上以較全面性應用為設計原則，採專案性教學方式，進行測繪台灣大學小福樓步驟，從無到有將小福樓平面、立面等工程圖說繪製過程錄製成教學影片，提供同學參考。綜合以上課程設計說明，筆者希望能讓更多人擺脫學習門檻的限制，也無需工程背景，就能夠接觸與認識此學門，所以在Coursera開設工程圖學，是用最淺顯易懂方式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，希望能讓更多人了解工程圖學的概念，並應用在日常生活上。

圖5  影片剪輯介面

學生回饋

課程結束後，筆者做了簡單的問卷，了解同學的學習成效。對於工程圖學這門課程在設計安排上，學習工程圖學的圖學觀念或是繪圖技巧上，對個人最有幫助的看法，有38%的學生認為課程設計在圖學之觀念很有幫助，36%的同學認為課程設計在繪圖的技巧很有幫助，26%的同學認為不論是在圖學觀念或是繪圖技巧上都佷有幫助。

對於Coursera所開設這門工程圖學的喜歡程度的看法，有69%的學生認為很喜歡本課程，28%的同學喜歡本課程，只有3%的同學認為一般程度喜歡，並没有同學表示不喜歡。學生表示很喜歡這門課原因有難度適中，又因為時間關係，授課內容設計精簡，但又不會比實體課程所教授的內容減少。加上課程層次、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，加上授課生動有趣，作業安排設計創意多元，像筆者自己的畫像、太極圖、台北101大樓等作業都很好玩，能調動學習的積極性和持續性，且與實際生活相聯繫，學以致用。

綜合上述結論，coursera工程圖學課程，97%學生對於課程整體是滿意的。學生應用課程所學電繪及手繪技巧，發揮個人創意想像，從作品上可看出學習成效相當卓著。

反思回饋

這兩次的線上教學經驗，筆者非常驚訝在網路上有這麼多積極學習的朋友，年齡層分布非常廣泛，有勤奮好學的中學生、正在專業教育的大學生、年輕的專業人員、家庭主婦、甚至退休人士。大家雖然從未見面，卻透過網路一起學習討論，互相激勵的效果，往往比學校裡的學習更多元，更多可能性。筆者也嘗試用錄製的影片於正式學校的課堂裡，實行翻轉教室，發現教學可以由單向的傳授，轉變成雙向的互動。

由於時代的轉變，網路科技已成為現代的高等工程教育不可或缺的元素，各一流大學也都投注資源在線上課程製作與經營。這個時代的趨勢，似乎已經無可抵擋。