建置參考指引

前瞻基礎建設計畫-國民中小學校園數位建設校園智慧網路與智慧學習教室建置參考指引

壹、前言-迎向以學生為中心的下世代智慧學習

  隨著數位科技與網際網路快速發展,不但改變人類的生活與工作型態,也改變了學習的樣貌及方式,未來更是充滿機會與挑戰。資訊科技的學 習及應用,已不僅僅在電腦教室中發生,在一般的課堂教室、在各個學習領域、乃至於校園內、外,已漸普及運用於教與學。正是因為資訊科技的 發展,以學生為中心的差異化教學、學生自主與適性學習、縮減城鄉落差等均得以實現。
  資訊科技的普及應用,學校課堂中的學習方式已逐漸轉變,從最基本的數位輔助教學、到互動教學、再到創新教學應用,強調合作學習、翻轉 學習、專題學習、問題導向學習、探究學習等深度學習(deeper learning)方式或是跨校、跨國遠距學習,將豐富學生學習內涵及教育模式,有助 於實踐以學生為中心,培養未來關鍵基礎能力。
  教育部於前瞻基礎建設計畫的中小學校園數位建設,推動方向即以「扎實基礎」及「前瞻未來」為基本思維,回應教育現場資訊科技融入教學 及數位學習情境的需求,在符合基礎需求之上,同時鼓勵延伸規劃具前瞻性的智慧學習特色發展,導引帶動校園網路資訊環境的提升,打造具前瞻 性的下世代智慧學習環境,期以資訊科技協助教師教學及學生於各領域的學習、自主與適性學習、探索學習、問題解決、溝通表達或合作創新等能 力,並培養因應數位經濟時代的未來人才。

貳、建置目標

  本次前瞻基礎建設之校園數位建設,包括建設校園智慧網路及智慧學習教室,其主要係將普遍完備校園內之順暢網路接取環境, 以配合教室內 數位教學活動能有良好足够的網路頻寬,同時搭配提升教室數位教與學的相關資訊設施,以充分支援教師及學生應用資訊科技的需要,其目標如下:

一、建設校園智慧網路

  • (一) 因應雲端及智慧化學習,改善校園整體網路建設,確保有線、無線頻寬順暢,更新教室資訊網路接取環境,支援教師於教室內順暢進行資訊 科技輔助教學,進而導入互動教學及創新教學之應用,打造無障礙且便利的網路環境。
  • (二) 建立校園網路智慧管理系統,提供學校端及縣市教育網路中心透過遠端視覺化管理介面,強化網路管理自動化及智能化,以降低校園資訊網 路環境維運之人力成本及提升網路妥善率。

二、建設智慧學習教室

  • (一) 全面滿足教師教學上最基本的資訊科技應用於數位輔助教學需求,並擴散應用於互動教學及創新教學。
  • (二) 提供師生簡便、穏定及具親和性的資訊整合應用環境。
  • (三) 促進以學習者為中心的合作學習、翻轉學習、專題學習、問題導向學習、探究學習等深度學習(deeper learning) 方式或是跨校、跨國遠 距學習,導入新興科技應用,豐富學生學習內涵及教育模式。

參、情境概述

  資訊科技的普及,將可促進教師及學生在課堂中彈性且便利的運用雲端資源及數位工具來協助教學活動,因此校內的網路環境及教室設備需相 互搭配,以達到教學情境需求。

一、校園智慧網路 主要強化校園內之有線及無線網路環境,以支持教學活動所使用的線上資源、科技工具、電腦及行動載具等,能有彈性 且順暢的上網服務。

  • (一) 提供師生穩定順暢的網路環境:每一位師生皆能安心、無障礙的使用網路進行學習活動、存取教學資源及與同儕溝通分享。
  • (二) 建立完整的校園網路管理機制:學校管理者能掌握校園內網路的連線狀況,任何一個網路節點發生問題,皆能即時通知管理者處理。管理者 能透過視覺化管理機制,控制網路節點的啟用與阻斷,排除網路問題。
  • (三) 發展有效的遠端支援服務:縣市教育網路中心可以透過視覺化管理機制,協助學校管理與排除網路問題,並掌控所有學校的網路狀況,進行統計數據分析。

二、智慧學習教室
  提供師生教學與學習歷程中的需求情境為主,並藉由一般教室內的資訊科技設備及必要的網路接取環境及介面,滿足輔 助教學、支援互動教學 及發展創新教學三種層次的應用需求。

  • (一) 應用層次一:輔助教學 輔助教學係指教學者利用智慧學習教室所提供的資訊科技與設備,將課前備妥的教學材料,清晰地傳遞給教室內的所有學習者,以達成教學 的目標,發揮學習的成效。此種教學模式下,師生間的訊息主要係以單向(教師對學生)傳遞,表現於常見的教學型態如講述、示範、說明等 活動, 以提供學生良好的視聽感官經驗來進行學習。智慧學習教室應配備相關設備以滿足此一應用層次的需求,常用的資訊設備諸如:個人 電腦、單槍投影機或大尺寸顯示器、影像/聲音廣播系統等。
  • (二) 應用層次二:互動教學 互動教學係指教學者在教學活動進行的過程中,利用智慧學習教室所提供的資訊科技與設備,依據學生學習的狀況與需求,動態地即時將學 習者所需的學習材料傳遞給教室內所有的學習者。此種教學模式下,師生必須密集地進行雙向(師生間)的訊息傳遞,表現於常見的教學活動 中如提問、討論、操作等,藉由提供學生充分的發表、回饋及練習經驗來進行學習。為了進行互動教學,宜考量因應各種行動載具或周邊裝 置的連接需求,諸如筆記型電腦、平板電腦或手機、視訊攝影機、無線感測輸入裝置等。
  • (三) 應用層次三:創新教學 在教學活動中,教室內的訊息傳遞已不再侷限於教學者與學習者,而更進一步擴及於學習者與學習環境(包含人與人、人與物)間的多向互動, 引導學習者在教學活動進行的過程中,經由探究、實驗、實作、溝通、分享、合作,獲取真實的學習經驗,統整學習內容,達成學習目標。 藉由智慧學習教室提供的環境,學習活動能打破傳統教室時間及空間限制,發展行動學習、探究學習,以及差異化、個別化學習等創新教學 模式,進而鼓勵教學者嘗試導入行動載具、感測裝置、穿載裝置、AR/VR 設備、微型運算或人工智慧等新興科技,開拓新一代智慧學習的應 用典範。

肆、規劃原則

  各直轄市政府教育局及縣(市)政府(以下簡稱各縣市)應成立(或結合)輔導團隊,以統整規劃所屬各校之網路資訊環境,同時應完備盤點各校 現有資訊相關設施及網路環境。另應優先滿足各校班級教室之輔助教學應用情境所需,再依實際狀況,進階規劃互動及創新應用教學。如學校現有 設施可滿足前述情境應用需求且功能仍能正常運作者,則毋須進行更新,僅需參考本指引之規劃建議,評估以現有設施之功能強化、效能提升或品 項補足方式辦理教室設備更新或建置作業。 一、校園智慧網路建置

  • (一) 校園網路盤點與規劃
    1. 1、進行各校網路設施與架構的盤點。
    2. 2、完成新建網路設施及架構圖的規劃。
  • (二) 校園主幹網路
    1. 1、完成以光纖或Cat 6 雙絞線建置校園主幹網路。
    2. 2、完成校園主幹網路測試報告。
  • (三) 網路設備
    1. 1、完成校園網路交換器建置或更新
    2. 2、配合智慧網路管理需求完成各項設定。
  • (四) 學校教室網路佈建
    1. 1、完成每個班級教室至少 2 個 GE 網路點設置。
    2. 2、匯集至機櫃的網路線需採用跳接面板收納。
    3. 3、完成各節點網路測試報告。
  • (五) 無線網路佈建
    1. 1、應能滿足以下的教學需求
      1. (1) 執行輔助教學型態時,教師在教室內可使用行動載具上網教學。
      2. (2) 執行互動教學及創新教學時,可滿足全班師生使用行動載具同時上網教與學。
    2. 2、配合智慧網路管理需求完成各項服務設定。
    3. 3、須與智慧網路管理系統整合(可直接管控或透過無線網路管理系統管控),提供帳號及連線紀錄,並提供TANet Roaming 服務。
    4. 4、完成各校無線網路訊號熱感圖。
  • (六) 智慧網路管理
    1. 1、網路管理系統具備以下功能:
      1. (1) 視覺化介面。
      2. (2) 對異質網路設備進行監測及控制。
      3. (3) 以API 方式提供網路管理資訊。
    2. 2、具備網路拓樸自動產出,並與網路管理功能整合之能力。
    3. 3、具備以各類行動載具進行網路管理的能力。
    4. 4、具備可客製化之即時警訊通知功能。
    5. 5、具備可客製化之監控資訊面板(dashboard)。
    6. 6、具備可客製化之統計報表功能。
    7. 7、具備將網路設備以分層授權方式透過各類載具進行管理之功能。
    8. 8、具備 SNMP GET、SET、TRAP 等功能,且可載入各設備之專有 MIB 以擴充管理能量。
    9. 9、具備NetFlow/sFlow 產生、接收、分析、統計、再傳送等處理能力。