TPACK掌握AI融入全球STEM教育 臺師大開創共學新契機

(中央社訊息服務20260826 16:39:48)在人工智慧技術蓬勃發展的推波助瀾下，全球的教學模式與科學探究方法正經歷一場深遠且徹底的變革。國立臺灣師範大學教務處網路大學辦公室於7月29日舉辦「Mastering Artificial Intelligence (AI) Integration in Global STEM Education via the TPACK Framework」線上講座，吸引92位教育界人士及民眾同時上線聆聽。本次講座由教務處網路大學辦公室蔡明剛主任主持，特別邀請任職於愛爾蘭都柏林大學學院化學系的馮寬文博士（Dr. Fun Man Fung）進行分享，深入探討AI在全球STEM教育中的發展現況與應用策略。

AI引爆點與科學思維的典範轉移

馮博士指出，我們正處於AI發展的「引爆點」，科技的進步促使人類解決問題與思考的方式發生重大轉變。他說明，過去的科學研究多仰賴「演繹法」，即學習理論、應用理論並進行測試；然而，在AI時代，思維已轉向「歸納法」，由科學家與機器共同分析數據、生成主張並驗證其穩健性。在這樣的轉變下，死記硬背大量理論已不再是重點，更重要的是理解、應用知識，並能游刃有餘地應對未知與沒有標準答案的問題。

全球頂尖大學STEM課程的現況與挑戰

在實務應用與課程規劃方面，馮博士的團隊針對全球51所頂尖大學的化學系所進行了課程審查。研究結果顯示，儘管許多學校開設了計算相關課程，但多數缺乏「運算思維」的深層訓練。此外，在頂尖大學的化學系中，不到一半的系所提供與AI或機器學習相關的課程，且現有的運算課程往往未能與機器學習有效連結，顯示出跨領域整合的錯失與不足。馮博士強調，各領域知識不應在各自孤立的「沙盒」中教授，而必須建立系統性思維來連結不同學科。

TPACK框架與「副駕」心態的建立

談及AI在教育領域的影響，馮博士引入了TPACK（學科內容、教學法與科技知識）框架。他提醒，若學生缺乏堅實的學科基礎知識，便無法具備批判性思維去判斷AI提供的資訊是否正確。如果只是盲目依賴AI給出答案，不僅浪費時間，更會因為基礎不穩而完全受制於AI。為此，馮博士建議師生應將AI視為「副駕」而非「自動駕駛」。副駕模式代表人類與AI共同思考、互相挑戰；而自動駕駛則是將問題完全丟給AI去複製貼上。他警告，過度依賴AI可能會削弱學生的精熟度，並讓大腦因為缺乏鍛鍊而變得怠惰。

教育模式的轉型：師生共學與評量調整

面對AI的挑戰，傳統教育中的權威模式也正在轉型。馮博士提倡雙向夥伴關係的「共學模式：教師擁有豐富的經驗與專業知識，而年輕學生掌握科技的速度更快，雙方應相互學習與信任。在教學與評量方法上，針對人文學科、文學與創意寫作等重視批判與同理心的領域，馮博士建議採取6到12人的小班制研討會，創造心理安全的空間，讓學生放下手機、專注於面對面的討論與思考。同時，他主張在考試中應回歸「紙筆測驗」，藉此確保學生大腦的專注力與獨立思考能力，避免對科技工具的過度依賴。總結而言，唯有透過循序漸進的課程改革與教師技能提，才能在AI世代中維持並提升全球的高等教育品質。

最後，教務處網路大學辦公室蔡明剛主任特別感謝馮寬文博士百忙之中蒞臨國立臺灣師範大學，分享其長期投入科學教育的親身觀察與研究成果；馮寬文博士為美國化學學會化學教育領域的新任會士，其所提供的寶貴觀點，相信必能激發國內科學教育社群，為更好的教育理念與環境加速推進。

講座影片：https://youtu.be/Abx3ttN3SGQ