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教育 4.0 的現在進行式:當 AI、雲端與數據重塑教學現場,老師與學校該如何「全面升級」?

教育 4.0 的現在進行式:當 AI、雲端與數據重塑教學現場,老師與學校該如何「全面升級」?

近年來,AI 不再只是科技領域的專有名詞,而是深刻改變人類生活與學習方式的核心驅動力。從產業運作到個人知識獲取,人工智慧的全面化應用已重塑你我的工作流程與思維模式,也開啟了全新的學習生態。

在教育領域中,AI 的影響同樣深遠。無論是教師的備課設計、課堂互動,抑或學生的學習歷程與回饋分析,AI 已成為教學現場中不可或缺的助力。隨著生成式 AI、雲端運算與學習數據分析的普及,教育正邁向「自動化」、「數據化」與「個人化」的嶄新階段,讓過去的「教育 4.0」概念正式成為現在進行式。

即將於 11/13 至 11/16 在台北世貿一館登場的臺灣教育科技展就以「看見 AI 進行式」為主題,匯聚國內外教育科技的創新實踐,從課堂應用、行政管理到跨域學習,全面展示人工智慧如何具體改變教與學的面貌。這不僅是一場科技的展演,更是一場關於未來教育的深度對話,讓所有教育者與學習者共同思考:在 AI 時代,學校與老師如何憑藉科技,讓教育真正走向以人為本的智慧升級。

11/13 至 11/16 於台北世貿一館登場的臺灣教育科技展透過最前沿的教育科技應用,讓大眾看見 AI、雲端與數據如何重新定義學習的未來。

對於站在教學第一線的老師,以及作為學習核心場域的學校與教室而言,當「教育 4.0」的浪潮席捲而來,面對這場由 AI、雲端與數據驅動的變革,教育者該如何應對?又該如何讓教學與學習模式完成真正的「全面升級」?這些問題,正是當代教育發展所必須回應的挑戰。

在這股趨勢之下,全球教育界正積極思索,當人工智慧與雲端技術加速滲透校園,傳統的教育體系該如何調整自身結構,培養能在未來社會中持續學習與創新的新世代?而這,也正是「教育 4.0」的核心命題,一場由科技啟動的教育革新。

什麼是「教育 4.0」?

「教育 4.0」的概念呼應了後工業革命時代「工業 4.0」所帶來的科技創新與生產模式轉型。當人工智慧、雲端運算與大數據分析等技術快速推進,人類社會正邁向更高程度的智慧化與自動化,教育也在這股潮流中迎來全新的發展階段。

因此我們可以將「教育 4.0」看成是一種以科技為核心驅動、強調智慧化、數位化與創新教學形式的嶄新教育模式。它以「學習者為中心」,透過像 AI 這樣的 新興科技,打造更具彈性與個別化的學習體驗,使學生能夠培養應對未來挑戰的關鍵能力與跨域素養。這樣的革新不僅改變了學習者的角色,也同步推動教師、課程設計、校園環境與教育資源配置的全方位轉型。其最終目標是讓科技成為教育的助力而非目的,讓每一位學習者都能在智慧科技的支持下,實現自主、創新、永續的學習旅程。

教育 4.0 強調以學生為中心,培育獨立自主、創新的學習能力。

根據美國學者 Arthur M. Harkins 與 John F. Moravec 所提出的 Education Futures 理論,未來教育的核心在於「創新知識」(Innovation-Producing Learning)。此理念主張教育應從單純的知識傳遞,進化為能夠催生創新與價值的學習歷程,並以跨界連結與協同創造為驅動力,而這正是「教育 4.0」的精神所在。

回顧過去的演進階段,教育 1.0 著重於記憶與經驗傳承,教育 2.0 依賴網路促進資訊流通與知識分享,而教育 3.0 則透過技術強化知識的生成與應用。教育 4.0 進一步邁向「創新知識」的層次。它強調跨領域的整合與創客精神,鼓勵學習者透過數位科技、設計思維與團隊協作,培養自主創造、解決問題與實現價值的能力。

四大科技創新發展路徑,成為「教育 4.0」落地關鍵

根據世界經濟論壇 (World Economic Forum, WEF) 於 2022 年發佈的《推動教育 4.0》(Catalysing Education 4.0) 報告指出,未來教育發展有五大科創方向,透過科技賦能推動教育創新,其中包括數位技術實現無所不在的學習體驗、專案導向的協作與溝通能力培育、打造個人化與自主學習方式、理解數據與分析應用、以及培養高情商與倫理觀…等,我們也可以從中彙整成為四個主要的科技發展路徑:

雲端錄播打造混合教學環境

傳統的授課形式,學習活動往往被侷限於教室與課堂時段內,當學生因故缺席時,不僅難以及時銜接課程進度,教師也需額外投入心力安排補課或補救教學;而若要推動跨班級、跨校甚至跨區域的協同教學,更經常受到時間與人力的限制。

面對這些挑戰,課程數位化與雲端錄播技術的導入,正為教育注入新的解方。透過錄播系統,教師的授課過程能即時被數位化保存,成為可重播、可分享的學習資源。這不僅讓學生能依自身步調進行學習,也使學習不再受限於時間與空間,真正落實「隨時學、隨地學」的目標。更重要的是,雲端錄播的普及讓偏鄉與資源相對不足地區的學生,也能透過網路取得高品質的教學內容,縮短教育落差,實踐教育公平與終身學習的理想。雲端科技的導入,不只是技術革新,更是讓學習權利普及化的關鍵推手。

透過全數位教學環境與雲端錄播機制的整合,讓教學也能做到同時顧及實體與遠端的混合形式。

現階段,教學內容數位化已不再是艱鉅的任務,隨著科技設備的整合與普及,教室端可輕鬆串聯攝影、收音與投影系統,將攝影機、麥克風與螢幕投影等多訊源內容同步整合至單一畫面,形成具備多視角切換的智慧化教學影片。透過這樣的架構,教師不僅能一鍵完成錄製或即時直播,還能依據課表自動排程,建立檔案命名、分類與雲端存取的自動化機制。這不僅大幅減輕教師的技術負擔,也讓課程紀錄與後續應用更有效率。

生成式 AI 與學習分析

在傳統的大班制教學中,教師經常面臨難以兼顧學生個別差異的挑戰,當班級人數眾多,教師無法即時掌握每位學生的學習進度與理解狀況,導致教學內容與評量方式沒辦法精準對應學生需求,也使得回饋機制不足,增加了備課與出題的負擔。

生成式 AI 將成為老師備課、綜合評量學生學習成果甚至提供客製化學習內容的最佳助手。

生成式 AI 的導入,為這樣的問題提供了解方。教師可將教材、講義與題庫等資料導入大型語言模型 (LLM),由 AI 依據學生的學習歷程與表現,自動生成對應的客製化教材與評量內容,甚至能動態調整題目難度與素材呈現方式,讓教學更具彈性與精準度。

同時,結合「學習分析」(Learning Analytics) 機制,AI 可整合學生的作答紀錄、影片觀看次數、互動頻率與學習完成率等多元數據,並以視覺化儀表板的形式呈現。教師能一目了然地掌握班級整體與個別學生的學習走勢,及早辨識高風險學生與學習盲點,進而提供即時的輔導與支持。

AI PC 加速生成式 AI 本地運算普及化

生成式 AI 已逐漸成為教育現場的重要推手,其關鍵在於「本地算力」、「資料安全」與「節能高效」三大面向,近年來,AI PC 的發展更是為這些需求提供了具體解方。藉由內建 NPU (神經網路處理器) 的新世代處理器,AI PC 能將眾多 AI 工作負載從 CPU 與 GPU 釋放出來,實現更快速、更節能的運行體驗。

Intel® Core™ Ultra 系列處理器的出現,帶來 AI PC 的革命浪潮,內建 NPU 的新世代架構讓輕薄筆電也能擁有出色的 AI 運算效能。

在教學應用中,這意味著從語音辨識、即時字幕生成、影像處理等日常任務,到圖像生成、文件摘要、本地語言模型等進階應用,都能在端點設備中直接完成,不僅提升效率,也避免資料上傳雲端時的隱私風險,大幅強化資訊安全。

全新 Acer Swift Go 14 AI 內建新一代 Intel® Core™ Ultra 9 處理器,符合 Copilot+ PC 規格標準,也能成為教育 4.0 時代的利器。

有鑑於此,Acer 積極與 Intel 推動 AI PC 的普及化,如 TravelMate 商務系列、Swift 消費系列皆導入支援 NPU 的最新 Intel® Core™ Ultra 處理器,主打高效與輕薄兼具,搭載 P-core、E-core 與低功耗 E-core 的 3D 效能混合架構,省電更具效率。這些裝置能以更高能源效率執行生成式 AI 功能,如即時翻譯、智慧摘要與影像強化,協助教育工作者輕鬆打造結合 AI 的教學日常,真正邁向「教育 4.0」時代。

互動顯示與沉浸式體驗,讓學習從被動轉為主動

傳統以黑板或白板為主的教學形式,難以有效呈現抽象或高層次的概念,課程內容多以單向講述為主,學生的參與及互動有限。特別是在跨域專題實作、設計思考或工作坊型課程中,缺乏適切的師生協作工具,更限制了學習的深度與創造力的展現。

透過 VR / AR 技術與頭戴顯示器,提供學生更具臨場感的學習體驗。

隨著數位顯示技術的成熟,教室環境正迎來革新。透過整合多裝置投影、多人觸控與即時互動功能的「大型互動顯示器 (Interactive Flat Panel, IFP)」,教師能以更動態、直觀的方式呈現教學內容,學生也能同步參與、共同操作與即時回饋,打造高度互動的學習氛圍。

此外,結合虛擬實境 (VR) 與擴增實境 (AR) 的沉浸式教學應用,讓學生能在三維空間中探索、操作與體驗,特別適用於科學實驗、歷史重現與設計創作等抽象概念的學習情境。再加上可於牆面或地面進行動態投影的互動技術,更進一步擴展了學習場域的靈活性與創造性,特別適合 STEAM 專題課程與展演活動的需求。

Acer 的大型互動顯示器具備獨立運算能力,同時能整合多元資訊,並透過觸控與書寫筆直接互動。

智慧校園治理,從教學到管理的全面升級

除了針對教學歷程與學習互動的技術創新外,學校在推動教育 4.0 的過程中,也必須以更宏觀的視角思考整體校園的智慧化發展。這不僅關乎課堂教學的轉型,更涉及校園資訊治理、行政流程與學習場域管理的升級。

以日常的班級管理為例,傳統紙本課表與公告更新往往耗時且難以即時維護。透過導入數位看板與內容推播系統,學校可將課程資訊、公告與教學內容動態整合,並依照課表排程自動顯示於各班教室中,確保學生在上課時就能取得最即時、最符合現況的教學資訊,實現校園資訊流通的即時化與智慧化。

採用電子紙顯示器並能透過系統管理內容的 Acer 電子班牌系統目前已經在多個國內校院中實裝。

同時,面對行動學習的普及與各式平板、筆電等教學裝置的大量使用,學校亦需導入集中化的管理機制。透過統一部署與權限設定的後台系統,教師可在課堂上即時控制裝置的教學模式、限制非教學用途的應用程式,維持課堂秩序與數位學習的合規性。

Acer 的智慧廣播系統進一步強化校園內的智慧治理能力。

因應教育 4.0,老師的教學如何「與時俱進」?

在「教育 4.0」的浪潮下,教師的角色更偏向於「引導者」。面對 AI、雲端與數據分析驅動的新學習環境,教師不再只是課堂主講人,而是透過學習設計、科技整合與數據解讀,帶領學生探索知識、發展能力的關鍵。正因如此,老師也需從單純的「授課者」,轉變成為「學習設計師」,核心能力也得考量下面三個面向的升級:

  • 教學設計力:以問題導向與專題導向的思維,將課綱內容轉化為具挑戰性的任務,設計多層次學習活動與協作流程,讓學生能在差異化學習中培養思辨與解決問題的能力。
  • 數據解讀力:理解 AI 與學習分析系統的運作邏輯,善用學習數據、互動紀錄與評量報表,掌握學生學習進度與痛點,滾動式調整教學策略,讓教學決策「有據可依」。
  • 科技整合力:熟悉並有效運用各類教育科技工具,如互動顯示系統、雲端錄播平台、智慧場域管理等,將科技融入教學設計與實作過程,形成從備課到回饋的完整教學生態。

老師的角色從單純的授業者轉而成為「引導者」,需要懂得活用科技、理解數據來完善教學設計。

以科技驅動教學的時代來臨,老師與學校都需要「版本升級」

隨著「教育 4.0」在全球教育體系中逐漸成形,教師與學校都必須加速完成自身的「版本升級」:從課程設計到數據運用,從互動教學到評量策略,從專業能力的精進到跨領域的整合。唯有透過這樣的轉型,教育才能真正與時代脈動接軌,培育具備全球視野、創新能力與學習韌性的下一代。

迎接教育 4.0,教學方式與學校硬體設備、功能性都需升級,滿足新時代人才培育的基本需求。

要達成這樣的願景,勢必要深入理解教育科技的最新發展,並從中找到可實踐的路徑。而「臺灣教育科技展」正是串聯教育與科技的重要平台。透過展覽、論壇、示範教學與方案展示,活動讓教育工作者能與科技業者面對面交流,洞察教育創新的最新趨勢與實際應用案例,進一步啟發未來教學的可能性。

搭載 Intel® Core™ Ultra 處理器的 Acer TravelMate P6 14 AI。

在科技教育領域深耕多年的 Acer,也將於今年展會中推出以「永續 AI 智慧教室」為核心的整合解決方案,結合軟硬體技術,從師生健康、教學資訊與永續校園三大面向出發,打造兼具智慧化與人本關懷的教育場域。現場還展示 TravelMate P6 14 AI、Swift Go 14 AI…等配備 Intel® Core™ Ultra 處理器的一系列 Acer AI PC,非常值得教育相關人士親臨現場,獲取最新的未來教學趨勢與轉型策略。

Axiang Chin
作者

阿祥,本名秦庭祥(Axiang Chin),是一個專注於3C領域、尤其是行動通訊領域的部落客,自2004年10月開始經營部落格超過20年之久,長期關注3C產品資訊與應用,也有豐富的講師經驗。

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