PBL 跨域課程背景知識

教育部115年「中小學新興科技輔助PBL跨域課程實施計畫」
整理日期:115年8月14日 依據:徵件須知・說明簡報・教育部新聞稿

1PBL(專題導向學習)的定義

PBL(Project-Based Learning,專題導向學習/專案式學習)是一種以學生為中心的教學方法,強調讓學生透過長時間、投入真實情境的專題探究過程,主動建構知識並解決真實問題。學生不再只是被動接收知識,而是像「真實世界的問題解決者」一樣工作,在過程中發展批判思考、協作、溝通與創造等高層次能力。

本計畫所稱「PBL跨域課程」,指以 PBL 為課程設計核心,橫跨兩個以上學科領域,並導入新興科技(如 AI、IoT、AR/VR、GenAI)與倫理議題的統整性課程,最終培養學生運用科技回應真實社會(含永續發展)議題的能力。

2PBL 的核心要素(Gold Standard PBL)

國際權威機構 PBLWorks(美國 Buck Institute for Education)提出的「Gold Standard PBL」包含七項學生學習目標與七項教學實務,常作為本類計畫課程設計之對照基準。

(一)七項學生學習目標

(二)七項教學實務

  1. 挑戰性問題或驅動問題(Challenging Problem / Driving Question)
  2. 持續探究(Sustained Inquiry)
  3. 真實性(Authenticity)
  4. 學生發言權與選擇權(Student Voice and Choice)
  5. 反思(Reflection)
  6. 批判與修正(Critique & Revision)
  7. 公開成果展示(Public Product)

3PBL 的學習歷程

本計畫課程實施多採「感受覺察→建構知能→想像實踐→公開分享」四階段的 PBL 學習歷程,並結合設計思維(Design Thinking)循環:

  1. 感受覺察:從真實生活/社區情境出發,覺察問題與需求
  2. 建構知能:探究主題相關知識、同理使用者需求(Empathize/Define)
  3. 想像實踐:方案設計與實作(Ideate/Prototype),運用新興科技產出作品
  4. 公開分享:發表成果、蒐集使用者回饋(Test)、反思並優化作品(Rolling Revision)

4本計畫的模式:P6BL 結合設計思維

教育部115年計畫透過「P6BL」與設計思維的跨域學習模式,引導學生從真實社區議題出發,透過自主探究、同理使用者需求、方案設計與實作、蒐集使用者回饋等歷程,發展回應社區需求的 AI 作品。P6BL 為「中小學數位學習深耕計畫」多年發展之深化模式,在傳統 PBL 基礎上加入更多關鍵元素(如 Place-based 場域實踐、Partnership 夥伴協作、Product 成果產出、AI 倫理等面向),使學生在做中學、在解決真實問題中成長。

計畫以「STEAM PBL + AI 倫理」為核心理念,目標是培養具跨域跨界能力的「Boundary Spanners(邊界跨越者)」,使學生能在新興科技與人類之間協作、整合並創造價值的未來公民。對應 UNESCO 2024《AI competency framework for students》之倡議,強調教師可透過專題導向學習(PBL)、系統設計思維與新興科技學習,培養學生永續與新興科技能力。

5新興科技在教育中的應用

科技說明課程應用示例
AI(人工智慧)機器學習、影像/語音辨識、生成式AI等AI圖像辨識辨別植物病蟲害、AI羽球拍輔助運動分析
IoT(物聯網)感測器聯網蒐集與分析資料智慧藥箱、智慧家電、環境品質偵測器
AR/VR沉浸式體驗與情境模擬AR識詐情境遊戲、虛擬情境探究
GenAI(生成式AI)生成文字、影像、影片等內容AI協作備課與教案生成、學生AI作品創作
機器學習以資料訓練模型進行預測/分類智慧判斷與預測的專題實作

6AI 倫理教育的融入

本計畫以「AI 倫理融入 PBL 跨域課程」為 115 年度核心主軸。教師在學生學習 AIoT、AR、機器學習等技術的同時,應融入 AI 倫理情境,引導學生反思 AI 應用的效益與風險。常見的 AI 倫理面向包括:

課程設計技巧:不是問「誰的錯?」,而是學會「如何讓科技更安全、更符合 AI 倫理」;可透過「加深」(在既有模組中加入倫理議題)或「加廣」(新增模組導入倫理準則與跨情境實踐)精進課程,並加入公民行動(如將作品帶入真實生活情境蒐集使用者回饋)。

7十二年國教核心素養與 5C 關鍵能力

本計畫課程呼應十二年國民基本教育課程綱要「自發、互動、共好」理念,培養學生核心素養(自主行動、溝通互動、社會參與),並以「5C 關鍵能力」作為學生能力發展指標:

另本計畫強調提升學生在科技應用、跨域整合、高層次思考與倫理判斷等方面的關鍵能力。

8永續發展目標(SDGs)對應

聯合國永續發展目標(SDGs)17 大目標為解決人類生存與發展的根本問題(UNESCO《Sustainable Development Report 2024》顯示至 2030 年僅可達成約 16% 目標)。本計畫課程普遍結合 SDGs 議題,如:

9本計畫的背景與演進

教育部「中小學數位學習深耕計畫」(107-114年)推動八年,以「新興科技 × PBL跨域學習 × 永續發展」為核心,已開發 216 套課程、培育超過 20,500 師生人次、推廣 2,531 校次、走進全臺 22 縣市,並孕育多位師鐸獎得主與「教育創新100」入選學校。

自 115 年起計畫邁入新階段,透過「教練學校→推廣學校→衛星學校」三級網絡與縣市政府協力,將成熟課程擴散至更多學校(預估串聯逾 200 校)。115 年 4 月 29 日已於成功大學舉行啟動典禮,參與縣市包括臺北市、新北市、桃園市、新竹縣、臺中市、臺南市、高雄市、嘉義市、苗栗縣、南投縣、屏東縣及花蓮縣等 12 縣市。

衛星學校定位:由縣市政府自辦徵選與輔導,屬推廣性質,任務包括參與縣市辦理之工作坊、出席縣市成果交流會議,並在校內推動 PBL 跨域課程,讓更多學校、更多教師與學生受益,是計畫成果向下扎根的重要擴散管道。

10素養導向評量

計畫要求課程須設計素養導向評量,以了解學生在科技應用、跨域整合、高層次思考與倫理等面向的學習成效。常用方式:

11主要參考資料

  1. 教育部資訊及科技教育司:115年「中小學新興科技輔助PBL跨域課程實施計畫及沉浸科技導入素養導向教學實施計畫」徵件須知(附錄1)
  2. 教育部資訊及科技教育司:115年徵件說明簡報(115年1月23日線上徵件說明會)
  3. 教育部:115年PBL跨域推動計畫啟動典禮新聞稿(115年4月29日,資訊及科技教育司)
  4. PBLWorks(Buck Institute for Education):Gold Standard PBL 網站
  5. UNESCO(2024):AI competency framework for students
  6. 教育部:中小學數位學習深耕計畫歷年成果(216套課程、資訊月暨臺灣教育科技展)
  7. 計畫官方網站:https://pbl.dlearning.ncku.edu.tw/