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交大團隊讓數學變藝術,用科學讓會考作文拿高分

「過往並沒有任何一個軟體,是專為老師的教學而設計的」,交大教授陳明璋團隊開發出一套「數學結合藝術」的教學軟體,持續向國中小學教師推廣,也將協助高中因應新課綱,開設跨領域的多元選修課。「大學應該為國中小做更多」,這是他的核心理念,還意外創造出國中會考作文拿高分的祕訣......

陳明璋的辦公室掛著一幅幅深深淺淺的山水畫,但這些畫作並非手工繪製,而是用國人自行研發的教學軟體畫出來的。劉潔萱攝

走進交通大學通識教育中心陳明璋教授的辦公室,牆上掛著一幅幅深深淺淺的山水畫,但不說不知道,這些畫作並非手工繪製,而是用國人自行研發的教學軟體畫出來的。「一開始只是五根樹枝,然後從末端以倍數複製再複製,最後成為一大片的碎型圖案」,陳明璋熟練的操作著電腦滑鼠,不到5分鐘,彷如水彩渲染過的山水畫就這樣成形了。

這套軟體是陳明璋投注18年心血,自創的AMA (Activate Mind and Attention) 結構式複製繪圖法。它可以外掛在一般人都熟悉的PowerPoint上面,當初設計原意是協助教師輕鬆掌握數位教材。「過往並沒有任何一個軟體,是專為老師的教學而設計的」,陳明璋說,18年前正逢國內第一次教改,加上資訊科技興起,交大的校長和老師們就希望,運用本身專長來協助中小學教師將資訊融入教學。

這套繪圖系統應用了幾何的平移、旋轉,加上國中數學等差、等比數列等基本概念,製作出山水畫中常見的雲、山、海等大自然美景,或是像古典神廟、鑲嵌玻璃這樣複雜的對稱構圖,透過複製但不相似的排列,意外創造出許多美麗圖形,只需一堂課就能完成一幅創意畫。

「我們提供這套有別於書本的學習管道,不是為了讓數位技術取代傳統的美術課,而是希望在跨領域課程中,培養學生美感欣賞、視覺設計的能力」,目前這套軟體已申請好幾個專利,並持續向國中小學教師推廣。未來進一步要做的,則是協助高中開設多元選修課,像是數學史與藝術史的結合,就是一套已有現有教材、可執行的模組。團隊已與高中數學學科中心合作,展開種子教師培訓。

AMA工作群除了以陳明璋為首的多位大學教授,還有6、70位國中小教師,其中台北大學師資培育中心的李俊儀教授被封為「故事長」,經常出現在各國中小的教師研習場子,用說故事的方式,向老師們宣導如何將AMA與PowerPoint結合,雖是從數學概念發展出來,但功能並不侷限在數學教學上。目標是讓教學變成「可操作」,成為教室裡一個吸引學生的數位內容展演、 繪本寫作和創意設計的平台。

AMA工作群每周三下午,固定在交大辦公室討論工作進度。劉潔萱攝

李俊儀先把這套系統引進龍潭國中,接著由教務主任黃秋琴主導,號召所有國文科老師,建立課程地圖和嚴謹架構,打破原本課本的單元配置,例如把三篇屬性相近的抒情文放在一起教,在步驟式、展演式教學下,學生更容易看出幾篇選文共通的脈絡,及段落間的關連性,學生從被動聽講到主動在腦中建構脈絡,可以自己解構一篇文的目標,「達到當下翻轉的目標」。實驗3年下來,龍潭國中今年全校國三生會考,作文得到四級分以上居然高達91.2%,「連原本語感不好、低成就的孩子都能帶起來,這讓人非常感動」,李俊儀這樣形容著。

為了鑽研這套軟體的各種功能,多年來以研究室為家的陳明璋,被夥伴們戲稱,「每天待在電腦前,玩到眼睛都搞壞了」,但他堅持「大學應該為國中小做更多」,鄉下長大的陳明璋自我解嘲說,「我從小數學不好,美術也不好,能走上學術之路,靠的是很多老師的幫助;現在好不容易有能力協助更多人,用課本以外的方式學習,雖然每天很累卻很開心」,已快到退休年齡的他,培養了不少接班人,將會把他們所信奉的教學理念,繼續傳播出去。

陳明璋當場操作給記者看,只見他把簡單的線條和圓形交錯複製後,瞬間成為濃淡不一、有層次的水墨畫,雖然只是同樣圖形的複製,卻亂中有序,還能製造出線段疊合的細緻紋路。數學變藝術,雖是陳明璋設計軟體時始料未及,卻意外讓學生的學習興趣大增。

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