ChatGPT 賦能數學教育7 : 以學習者為中心的 ChatGPT 融入式教學設計

第七節:以學習者為中心的 ChatGPT 融入式教學設計

近年來,數位學習模式不斷發展,機器人或人工智慧助教的崛起亦使教育者在教學設計上有了更大的想像空間。以學習者為中心的教學設計強調學生在教與學的過程中扮演主動角色;此種模式不但能提升學習動機與自主性,也能透過進一步的討論、協作與反思來深化學習成效。ChatGPT 及其相關代理機器人功能的導入,讓這樣的教學理念更容易落實。

1. 以學習者為中心的教學設計原則

傳統的教學往往以教師為主軸,而「以學習者為中心」則力圖扭轉此結構。其核心在於:

  • 主動參與: 學生不僅被動接收知識,也能通過提問、探索與實踐來「構築」學習內容。
  • 個別化學習步調: 依照學生的程度與興趣,彈性調整教學內容和深度。
  • 多元評量方式: 除了紙筆測驗,也注重過程檔案、作品發表或專案成果等評量方法。
  • 反思與回饋循環: 強調學生隨時能針對自己的學習情況進行反思,並獲得即時回饋。

2. ChatGPT 與代理機器人的角色

ChatGPT 作為一種自然語言理解與生成模型,可在課堂或線上教學中扮演多樣化的角色,例如:

  • 專家講授: 在特定主題上提供「迷你講座」式的內容,協助學生快速掌握背景知識或重點概念。
  • 協作討論夥伴: 模擬學生或研究助理角色,與學習者進行對話、提出質疑或建議,激發更深入的思考。
  • 問題解決引導者: 透過一步步提問或提示,引領學生思考並解決較複雜的課題或情境問題。

3. 融入代理機器人的教學模式

以學習者為中心的教學並不限於單一形態,實際運用上可結合多種模式,使學生在不同階段經歷講授、討論、專題式學習以及動手做。以下為幾種具代表性的設計:

  1. 講授模式: 由 ChatGPT 先進行核心知識的傳授,學生隨時可就不理解的部分提出問題,教師與 ChatGPT 共同回應與補充。
  2. 討論模式: 讓 ChatGPT 以「教學助理」或「討論促進者」的身分,參與學生的討論、提出問題,引導學生彼此間釐清概念。
  3. 專題式學習: 學生以分組或個人方式,透過 ChatGPT 搜集資料、設定專題目標與步驟,最後整合成報告或成果展示。

4. 提升學生主動性與互動性

為了讓學生真正成為學習的主角,教師與 ChatGPT 的互動設計可以多下功夫。例如:

  • 問題引導: 由教師或 ChatGPT 主動拋出具挑戰性的問題,鼓勵學生反覆試錯並分享想法。
  • 任務分配: 結合小組合作或角色扮演,讓學生在專題或遊戲化任務中積極參與、貢獻。
  • 即時回饋: 運用 ChatGPT 即時回答學生的問題或糾正迷思概念,教師可補充人文或實務經驗。

5. 實作範例:在數學課堂中的應用

以數學為例,教師可在設計教案時,運用 ChatGPT 與學生進行互動,如:

範例情境:

學生須探究二次函數的圖形與性質,教師安排分組活動:

  1. 讓 ChatGPT 以「高中數學助教」的身份,先大致介紹二次函數的頂點與開口方向等觀念。
  2. 學生分組嘗試解釋如何在圖形中找出頂點座標、判斷函數最值與對稱軸,並在此過程中不斷詢問 ChatGPT。
  3. 組內討論後,要求學生自行繪製二次函數圖形或利用相關工具,最後透過 ChatGPT 的即時回饋修正錯誤觀念。

6. 結論:從被動到主動的轉變

「以學習者為中心的教學」強調的是一種由內而外的動能轉化,學生不再是課堂中被動的訊息接收者,而是主動的探索者與創造者。ChatGPT 及其代理機器人的導入,能在不同層面上支持這樣的轉變,包括資源提供、討論引導與即時回饋。教師可在此基礎上靈活設計教學流程、互動任務與評量方式,真正將學習重心放在學生身上,培養長久且可遷移的學習能力。