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2025第五屆【未來教育 臺灣100】
成果展現

未來已來,打造AI學習方程式

蘇漢哲/新竹市育賢國中教師、莊佶達/臺中市五權國中教師、許校紋/臺中市梧棲國中教師
專案簡介

一、近年來人工智慧(AI)技術快速發展,教育正處於重要的典範轉移階段。隨著 ChatGPT、Gemini 等平台出現,AI 不僅改變科技面貌,更逐漸影響教與學。本專案由蘇漢哲發起,與莊佶達、許校紋共同推動,期望將 AI 真正融入國中數學與跨域課程,解決學生學習痛點與教師備課壓力,並推動教育資源的公平化。

二、計畫核心聚焦四大目標:

(一)開發 AI 解題輔助系統,能即時診斷學生盲點並提供多元思路;

(二)建構 AI 教案與教材生成工具,協助教師快速產製客製化內容;

(三)運用 AI 技術創造視覺化、互動化的數學素材,提升學生興趣並打破刻板印象;

(四)建立 AI 家教系統,提供全天候個人化學習輔導,以縮小城鄉與經濟差距造成的教育落差。

三、

(一)蘇漢哲老師認為,AI 已不只是輔助,而是推動教育革新的關鍵契機。他的願景是打造「人機共學」課室,透過 AI 讓教師能更專注於陪伴學生學習歷程,最終實現Bloom's 2 sigma的教育環境,1:1教學實驗研究結果顯示,效果可達兩個標準差

(二)莊佶達則指出,AI 在課堂上的應用能加速教師備課,並成為學生思考夥伴。他運用「四學模式」與 AI 家教「e度」的結合,讓學生先以小組推理與假設探索,再透過 AI 檢視與比較不同思路。此過程能培養批判思維與數位素養,並藉由遊戲化情境與視覺化素材激發學習動機,使數學由抽象轉為具體,從被動轉為主動。

(三)許校紋則推動跨域課程「用 AI 話未來」,讓學生透過 ChatGPT 探索職涯,再以 AI 繪圖呈現夢想職業,並公開發表成果。這樣的學習歷程不僅增強資訊判讀力、表達力,也培養生涯規劃能力,展現教育多元共融價值。總體而言,本專案的終極目標是透過 AI 串接數位教材、實施精準補救教學,並創造活潑有效的學習環境。「人」與「AI」的協作能讓每位學生找到專屬的學習方程式

專案具體內容

一、背景脈絡:從疫情到AI素養教育

自2021年疫情爆發後,臺灣教育界在數位設施與載具上的投入顯著增加。平板、電腦等硬體普及,搭配教育部及地方政府推動的數位平台,逐步改變教與學的模式。此發展大致可分為三個階段:

(一)數位教學1.0(2023):以「教師會用數位設備」為主軸,協助老師熟悉數位平台與工具操作。

(二)數位教學2.0(2024):平台內容更加豐富,並開始引導教師嘗試使用 AI 書寫教案、簡化備課流程。

(三)數位教學3.0(2025):核心轉向「AI素養教育」,教師不再只是工具使用者,而是將AI應用於教學設計、課堂互動與學習扶助,真正落實「AI+教育」的深度整合。

二、學習歷程:三位教師的AI探索之路

本案的三位數學教師——蘇漢哲、莊佶達、許校紋,自2021年即投入平板與數位設備的應用。2022年,他們開始透過 iPad 與雲端平台建構數位課程,讓學生的數學學習更具互動性與趣味性。

隨著 2023 年起 AI 的快速崛起,他們依不同年份的AI發展特徵,逐步擴展教學應用從2024上半年:ChatGPT-4 穩定,開始大量應用於「文生文」——生成教案、考題與學習單。

2024下半年:文生圖片工具如 MyEdit、DALL·E 開始普及,AI圖像生成融入數學教材。

2025上半年:AI跨入影音領域,Sora、Pika Labs 等平台穩定,並結合 ChatGPT-4 與 Gemini 2.5 的圖片辨識,讓數學學習進入「文、圖、影」三合一的新時代。

此過程展現出我們「邊學邊用」的精神,並以「TPACK(科技、教學法、內容知識)」與進階的「AIPACK」為理論基礎,不斷調整課程設計。

三、開展歷程:AI導入教學的三階段

1. 第一階段:研究AI平台能力

探索 ChatGPT、MyEdit、DALL·E 等平台的文本與圖像生成功能。

測試 ChatGPT-4 與 Gemini 2.5 的圖片辨識與數據分析潛力。

熟悉影音生成工具(Sora、Pika Lab)的操作,準備應用於課程。

2. 第二階段:簡化教學流程,建構「人腦+AI腦」課堂

使用AI自動生成教案、題目與教材,並與傳統教材數位化串接。

運用 AI 視覺化與影音化能力,製作生動數學概念圖解,提升學生興趣。

強調人機協作:教師保有專業判斷,AI 提供多元內容,實現差異化教學。

3. 第三階段:建置AI家教與數據追蹤系統

整合 AI 解題、教案生成、動態素材於「一站式平台」。

發展後台數據分析,精準掌握學生學習盲點,支援補救教學。

推廣與培訓:將成果透過研習、工作坊擴散,促進全國數位教育升級。

四、課程實踐案例(依年份整理)

(一)2023年的實驗與初探

(1)新手學正負數加減法(莊佶達)

以學習吧與均一數位平台為核心數位平台,結合平板、觸碰筆進行均一影片自學、小組討論與發表 及Quizizz即時測驗,旨在協助國中新生克服正負數加減法難題,並熟悉數位學習操作與協作能力。

(1)因數倍數速數找(莊佶達)

結合均一、Wordwall、Quizizz 等數位平台。採「四學模式」:自學、共學、互學、導學。運用遊戲化、素養導向學習單,培養探究與應用能力。(成果:教育部數位教案佳作。)

(2)一步之遙(許校紋)

跨領域結合數學、健體與綜合活動。運用 Padlet、Google 地圖與測距儀,引導學生實地測量與探究「每日步數與健康」。(成果:臺中市PBL教案設計優選。)

(二)2024年的AI深度整合

(1)具象化的數學課 feat. AI(莊佶達):利用 MyEdit、Luma AI文字生圖 將學生想法轉換成2D/3D圖像。讓抽象數學概念(對稱、三視圖)具象化。(成果:臺中市互動課堂設計優等。)

(2)好玩的特殊四邊形(蘇漢哲):整合因材網、Genially、Desmos 等平台,設計情境式遊戲化學習。透過數據追蹤提供適性補救,強調「減負增效」。(成果:教育部數位精進計畫特優。)

(3)用AI話未來(許校紋):將 ChatGPT 與AI繪圖導入職涯探索,讓學生生成「夢想職業」圖像。與家長分享成果,強化親子共學。(成果:臺中市數位學習創意教案設計甲等。)

(三)2025年的AI家教深化

(1)AI家教e度融入一元一次式(蘇漢哲)學生先人工推理,再透過 AI「e度」比對。四學模式+數位工具(Lumio、Padlet、YouTube魔術影片)。(特色:香港何世敏博士觀課。)

(2)臆測等比規律 feat. 類E度家教(莊佶達):融合 ChatGPT 與因材網,強化等比數列探究。運用「臆測教學法」——造例、猜想、驗證、一般化。將素養題與真實情境結合,如疫情傳染病、複利計算。(特色:AI家教系統,學生步驟化學習知識)

(3)十字交乘法解一元二次方程式(許校紋):整合 Quizizz 與因材網進行診斷與補救。強調混成學習策略:課前預習、課中互動、課後補救。評量方式多元,包括線上測驗、口頭發表、同儕互評。

我們將所學應用於教學上,知道那些AI能用、好用,並讓學生好上手,學生有效學習、快樂上課、成績進步。

五、核心理念與教育願景與實踐

三位教師的共同理念是:

(1)AI是輔助而非取代:教師專業依舊是教育核心,AI提供多元可能性與個人化學習。

(2)人機協作的課室:結合「人腦+AI腦」,讓學生同時培養批判思維與數位素養。

(3)素養導向:課程皆強調真實情境應用,讓數學不再只是公式,而是解決問題的工具。

(4)教育公平:AI家教能突破時空限制,縮小城鄉差距,讓更多學生獲得即時學習支持。

(5)跨域價值:不僅於數學,還能擴展至職涯探索、綜合學習,培養學生全方位能力。

我們將理念藉由超過20場的公開授課,讓超過60名的教師知道數位不難、AI便捷、學生有感,三人加總超過80場的領域對話、研習、線上直播,告知職場中的上千名老師,跨入數位、體會教學改變、增進自我AI科技授課技能。希望能讓更多老師跟著我們一起學習。

六、總結

從疫情後的數位教學1.0到2025年的AI素養教育,本專案展現了數位與AI結合的完整演進。三位教師在教學實踐中,透過AI工具將數學教學從「抽象」轉向「具象」、「被動」轉向「主動」,並以「四學模式」與「臆測教學法」為核心,培養學生探究、批判與應用能力。前後測數據證明,此創新教學法使實驗組學生學習表現與概念掌握度顯著提升,成果豐碩,學習成效卓越。未來,他們希望持續推動人機共學,將AI真正融入教育本質,使每個孩子都能在數位浪潮中找到專屬的學習方程式與生命藍圖。

成果與效益

(一)數位教學成效: 所有開發的教案,學生的學習意願都能提升,因課程的多樣且能動手操作,讓學習成效都有顯著的提升,2025莊佶達老師的教學,採取比較組與對照組的實驗,結果如下:以教師為中心的控制組:有16名學生,他們的前測平均分數為30.56分,後測平均分數為54.12分。經過校正後,後測校正平均分數為62.164分。結合生成式AI之數學論證策略教學的實驗組:有27名學生,前測平均分數為59.33分,後測平均分數為90.57分。經過校正後,後測校正平均分數為84.446分。利用AI工具進行教學,可讓學生能夠利用臆測的結果精煉並造例,與利用類E度機器人,能讓學生知道素養題目中不明白的部分,進而突破難點而完成素養題目。

(二)數位資源易分享: 數位教案與試題容易分享與複製,可透過網路快速傳播,擴大影響範圍。

製作AI教學機器人-ChatGPTs,無償分享如下網址 https://reurl.cc/3MMX7O

【AI話數】B5-AI教案設計、B4教案設計(數位指引3.0)、探究式學習單教案、不分組教案設計、素養命題系統、學生自學系統、非選批改師、會考數學與類題命題系統、解題與微課程教學、演易文化數學命題系統、自主學習單、polya解題策略解題

【AI話術】素養導向題組系統、校本課程-素養導向教學設計、POE教學法教案設計、自主學習單、成績比對排序助理、素養題批改師、檢核系統思維迴圈圖、國小自主學習教案、跨域學習、英文科命題、國文科命題、自然科命題、社會科命題

【AI畫術】人像側寫、景物描繪、動物世界、美食描繪

【AI畫數】函數、立體圖、用AI話未來教學模組、素養數學題組生成

(三)實體教師擴散模式:接觸眾多AI軟體,並利用Padlet平台串接AI平台功能使用方式,錄製影片教導老師操作歷程。且三人皆具有教育部數位精進計畫A1~A3、B1~B5的數位教學講師認證,能夠切合AI輔助教學,能夠藉由工作坊、研習將知識、經驗分享與現職中的教師,我們也在縣市的手把手入校入班,帶領校內教師從0開始,再運用於課室中。

(四)線上教師擴散模式:本專案與多個數位平台合作,包括以下 YouTube 頻道「教育部因材網」、「教育部科技輔助自主學習」、ViewSonic 及 Lumio 嘉穎科技等,透過多元管道推廣專案成果,進一步擴大觸及更多教師、教育工作者。

(五)獎項肯定提升能見度:成員獲得多項獎項肯定,提升專案的能見度,獎項如下

【蘇漢哲】

2017 教育部-有效教案-優選

2018 親子天下-教育創新100

2021 遠見-未來教育台灣100

2021 台大SUPER教案獎

2021 ViewSonic創新教師獎-優等獎

2022 ViewSonic創新教師獎-最佳互動

2023 台大SUPER教案獎

2024 教育部-數位精進計畫-數位教案-特優【國中組第1名】

2024 教育部-數位精進計畫-績優領航員【全國僅10位】

2024~2025 新竹市手把手領航教師

【莊佶達】

2023 教育部-數位精進計畫-數位教案-佳作

臺中市112學年度數位學習創意教學教案設計-特優

臺中市113年度數位學習創意教學活動互動課堂設計--優等

2025 台中市手把手領航教師

【許校紋】

110年My Viewboard國中組數位教材優選

111年ViewSonic創新教師獎-最佳跨域設計

教育部111年數位學習推動優良教案自主學習組優選

111、113年年教育部中小學校人工智慧教育計畫績優學校

教育部113年數位學習績優徵選優良教案-PBL 學習組國中組佳作

臺中市114年教學卓越獎

臺中市114年SUPER教師獎

影響力及擴散性

(一)影片、講座分享影響力及擴散性: 透過YouTube頻道分享互動教案與研習活動,擴大專案的影響力。

YouTube透過”教育部科技輔助自主學習”、”ViewSonic創新教室”、” 嘉穎科技 互動科技”等頻道分享的數位互動教案影片,累計已超過6000人次瀏覽,讓更多教師能夠學習如何設計互動式教案。將互動式教學的理念傳播給更多的教師。此外,專案獲得的各項獎項肯定,也吸引了更多教育界的關注,提升了專案的影響力。這些策略都旨在將專案的影響力擴展至更廣泛的範圍,讓更多的學生受益於互動式數學教學。

(二)國際分享影響力及擴散性:

(1)113年12月香港中文大學何世敏博士,率團到校觀課,蘇漢哲教師於AI tutour 因材網e度於課程中的應用

(2)114年4月 美國數學學習參訪,蘇漢哲教師向史丹佛教育學院院長,分享AI tutour 因材網e度於真實課程的四學應用