陳德懷 Tak-Wai Chan

研究

數位學習是一個典型科技與人文結合的領域，包含軟硬體技術、教育理論、認知科學、以及網路與人機介面等理論與技術。這是一個新興且急速發展的研究領域，也是未來教育改革最大的動力。

陳德懷教授是台灣此研究領域的主要奠基者之一，引領著台灣教育脈動，貢獻及影響擴及亞洲甚至全球。陳教授於1989年在博士論文提出智慧學習同伴概念及建構原型系統（AI在教育方面的研究），而後到中央大學任教，迄今30餘年，始終致力於數位學習之研究與實踐。

陳教授致力於數位學習研究，持續進行開創性研究，除了AI在教育外，也包括網路學習系統、電腦輔助合作學習、數位教室、線上學習社群、教室反饋系統、行動與無所不在學習、電子書包、一對一電腦輔助學習。並因這一系列研究，與一群頂尖歐美學者提出「無縫學習」(seamless learning)概念。近年則致力於如何增強學生對語文與數學的學習興趣，且與一群亞洲學者建立「興趣驅動創造者理論」（簡稱「趣創理論」），指引亞洲未來教育創新方向。最近則推動「無縫趣創理論」，提倡全球數位學習教授共同合作，在每個國家及地區建立「無縫趣創實驗及典範基地」。

陳教授的研究歷程可以分為三個時期：新興技術取向研究(emergent technology-oriented research)、採用取向研究(adoption-oriented research)、人文取向研究(humanity-oriented research)。

新興技術取向研究(1980s & 1990s)：

這是有關探索新興科技對未來教育潛在應用的研究。主要在1980s中期博士研究到在中央大學前10年的研究，前後10多年。

1. 智慧學習同伴：於1988年博士研究所提出，持續至今仍在進行研究。近年機器人研究，以及最近流行聊天機器人如ChatGPT，顯示80年代所提的智慧學習同伴觀念已經接近實現可能。

2. 網路學習系統：這是1989年陳教授任教後首個國科會計畫，是全世界第一套專門為網路學習而設計的系統，支援網路連線合作學習以及競爭遊戲式學習。

3. 未來智慧教室：自從發展第一套網路學習系統之後，在中央大學的電腦實驗室進行一連串不同方式的網路學習實驗，例如網路合作學習、網路同儕互教、連線遊戲式學習等，並且採用AI技術發展智慧學習同伴與家教，輔助不同方式的學習。

採用取向研究(1990s & 2000s) ：

這是證明在現實世界實踐中，可大幅推廣研究成果的研究。主要是在1990s中後期至整個2000s，前後也是10多年。

1. 「亞卓市」(EduCity)：1994年在陳教授領導下，成立「國科會學習科技重點實驗室」，這個實驗室經過持續的研究，2000年時，在教育部補助下建構全球第一個網路學習城市「亞卓市」。邀請李遠哲作為亞卓市榮譽市長，另外包括我在內的四位大學校長做為市政顧問。這是第一次掀起臺灣社會認識數位學習對未來教育的影響。在Web2.0與雲運算等名詞尚未出現之前，這些技術就已被應用來建構「亞卓市」。市中「網路全民學校」有1,000多門課程，供亞卓市民學習應用。也與實體的台北市，接為姊妹市。2004年，在臉書和智慧型手機誕生前，「亞卓市」已有超過1,700所學校、150萬名學生參加。在「亞卓市」成立後，歐亞地區才相繼出現類似的大型整合性網路學習平台。在2010年美國歐巴馬政府「國家教育科技白皮書」中，「亞卓市」是唯一一個亞洲案例，並稱「亞卓市」為全球第一個「學習社會」(learning society)。除了各種創新網路學習之外，2003年，臺北市SARS防疫期間，亞卓市提供臺北學生在家各項網路學習資源。計畫結束後，亞卓市技術轉移到中華電信經營。

2. 「一對一數位學習」(One-to-one technology enhanced learning)：這是有關每位學生都有一台無線數位裝置進行學習的研究。2001年，因電腦體積越來越小、重量越來越輕、價錢越來越便宜，故在一些學校推行「教室反饋系統」、「電子書包」（即現在「一生一平板」或「生生用平板」的實驗，那時稱為tablet PC）。後來「電子書包」成為教育部常態性推動的計畫。

3. 「行動學習」(mobile learning)：差不多同一時間嘗試使用行動載具，即輕便型、能夠無線上網的手持裝置PDA（智慧型手機前身），從教室學習連結到戶外進行學習活動，換言之，大自然也成為學生學習的「大教室」。行動學習研究是全世界進行的最早，也最受到國際重視。「行動學習」後來也是教育部常態性推動的計畫。

4. 「無縫學習」(seamless learning)：2006年，因前述研究，陳教授認為需要大概念，以描述未來數位科技支持下的未來學習環境，與17位頂尖數位學習學者，主要是歐美學者，提出「無縫學習」的觀念，意味著學生只要好奇，在任何情況下隨時學習，且可以使用個人設備作為仲介輕鬆快速地從一種情景切換到另一種情景。這些情境包括個人學習、與另一名學生、小組或大型線上社群一起學習，可能涉及教師、導師、家長、圖書管理員、工作場所專業人員和其他支援性社區的成員，面對面或在課堂、校園、家庭、工作場所、動物園、公園和戶外等地點遠端。無縫學習後來成為數位學習的重要研究議題，除大量期刊論文發表外，國外相關專書也出版了7本。

人文取向研究(2000s, …) ：

從人文出發，科技僅作為一種輔助工具，發展學習興趣與個人潛能，並透過教育，培養全球福祉價值觀的研究。這主要是在2000s後期至今仍進行中的研究。

1. 「明日閱讀」(Reading for Tomorrow)：在此時間點，如何在教育現場讓教師及學生有效使用網路及輕便平板（一生一平板）進行教學，必須深入研究。經過幾年準備與探索後，2009年開始，陳教授與團隊在一個三年級班級進行了一年的閱讀和寫作實驗。學生們有兩個任務：基於一種「身教式持續安靜閱讀」(MSSR)方式進行廣泛與大量閱讀書籍，這是「明日閱讀」關鍵組成部分，以及基於閱讀文章、自由寫和同儕回應的文章寫作。一年後，每位學生平均讀了約170本書，且他們在寫作方面表現水準大約為六年級。實驗後，該校其他教師對「明日閱讀」產生高度興趣，並開始自行在課堂「明日閱讀」。自2012年，在教育部補助下，目前已有逾1,700所學校推行「明日閱讀」。

2. 「趣創理論」(IDC Theory)：2009年的實驗結束後，陳教授認為需要一套理論解釋其成果，特別是「明日閱讀」讓學生愛上閱讀。事實上，2000年開始，包括台灣，一些亞洲國家推行閱讀，但在國際閱讀評比中顯示，越推動閱讀，學生越不喜歡閱讀。陳教授於是與23位亞洲數位學習學者，前後經過10年的討論，就亞洲教育現況建立「興趣驅動創造者理論」 （簡稱「趣創理論」，英文為Interest-Driven Creator Theory，或IDC Theory）。簡單說，「趣創理論」假設學習是由三個概念組成的過程：創造、興趣和習慣。每個概念包含三個元件，成為一個環（例如：興趣環包含好奇、心流與意義），首先學習活動可以設計為知識創造活動，如果創造活動能激發學生興趣，並且將這種知識創造重複在日常活動中，興趣驅動創造就會成為習慣，學生不只享受學習、學習表現優越，最終促使他們成為終身興趣驅動創造者。

3. 「數學島」(Math Island)：「數學島」將數學概念用互動遊戲形式呈現，以教育部課綱為主軸，組織1,700多個小學數學概念（含40,000多道題目），採課程地圖方式，讓學生進行線上數學學習。系統會依學生的作答給予即時回饋，提供機器學習與大數據分析，讓學生可以規劃與經營自己的學習進度，透過興趣驅動學習方式，提升學生自我效能與興趣，避免學生出現數學焦慮。教師與家長也可透過學習歷程清楚掌握每位學生的學習狀況與進度，給予學生建議與幫助。數學島現今已累積596所學校，逾44,000位學生使用。

4. 「趣創者國際實驗教育機構」：為深入探究根據「趣創理論」所設計的學習活動與實驗，陳教授自2016年透過實驗教育，建立一個小型實驗基地，發展不同領域的「趣創課程」，並進行實驗。學生興趣與表現突出，受到國際學者關注，並合作發表該實驗機構的期刊論文。

5. 「無縫趣創理論」(Seamless IDC Theory)與全球倡議：「無縫學習」是有關在數位科技支持下未來學習的環境與工具，「趣創理論」則是有關未來學習活動的設計理論，而「無縫趣創理論」是結合兩者對於數位科技支持下的未來學習設計理論。建構「無縫趣創理論」是陳教授正結合數十位國際學者進行中的研究，並且提倡每個國家或地區建立「無縫趣創實驗基地」，讓全球學者跨國合作，為未來學習掀開新的一頁。

前述三種不同取向的研究，也代表數位學習研究領域不同階段的發展。首先出現「新興技術取向研究」，當技術稍微成熟後，就出現「採用取向研究」，但是新興科技持續冒現，兩種取向的研究同時進行。後來再出現「人文取向研究」，三種取向研究就同時一起進行。最後，可以預見，因為新舊技術的融合加速，數位學習未來10年的發展速度將是過去的發展速度好幾倍。

建立研究社群

陳教授在中央大學任教初期，意識到自己在美國以數位學習作為博士論文畢業，再回到亞洲教書極少數學者之一。為了迎接數位學習對未來教育影響越來越大的趨勢，陳教授認為，在改革動力的河流中，培養上游的研究人才是最重要的工作。於是建立平台，讓學者（特別是年輕學者）有機會在這重要未來領域發展所長。在1993年與在1997年分別舉辦了兩個會議：International Conference on Computers in Education (ICCE) 和 Global Chinese Conference on Computers in Education (GCCCE)，經過多年經營，分別成為亞太地區和全球華人地區數位學習水準最高的年會，後來也陸續成立兩個相關學會APSCE 及 GCSCE（中央大學是兩個學會的總部）與兩個學會的期刊(Scopus Q1)。除了ICCE會議之外，陳教授也協助APSCE學會成立了CTE-STEM、ICFULL、MetaACES三個主題國際會議系列。

此外，陳教授提倡國內學者組織「主題研究群」(SIG)。2005年左右，陳教授當時注意到數位學習將會在下一個10年蓬勃發展，數位科技一定會影響到教育各個方面，研究議題也百花齊放，走在前端的學術界，更需要培養年輕的學者，包括博士研究生，因而在國內、全球華人地區、亞洲地區，大力倡議成立各種既有與新興研究議題的「主題研究群」。長期下來，透過研究者「主題研究群」成員間的相互切磋與學習，進行更深入的互動，一同成長與提升，以增加具有相同興趣的研究者之間的身份認同，形成穩固且有力量的研究社群。近年ISI的研究統計顯示，台灣在數位學習領域的論文數和衝擊指數(impact factor)上的表現傑出全球排名第二，僅次於美國。這表明台灣在數位學習的領域，有一個活躍、高水準及人數規模相當不少的研究社群。這是經過非常多資深與年輕學者的努力，才有的成果。

除了建立國內外研究平台之外，為了推動台灣成為終身閱讀社會，於2016年創辦「中華明日閱讀協會」，每年舉辦「明日閱讀日」與「明日閱讀週」。

陳教授曾獲得不少重要獎項，主要是在工程技術方面，例如：「行政院傑出科技貢獻獎」、「教育部學術獎」、「潘文淵文教基金會研究傑出獎」等，而「教育部國家講座主持人獎」這個獎項，則屬於社會科學領域。工程技術及社會科學兩個領域的審查委員背景不同，都能夠獲得他們的認同，殊為難得。從研究到實踐、從人工智慧到網路技術、從數位學習內容設計到教育理論，陳教授確實是跨領域研究的典範。

教學

陳教授在自己的教學方面喜歡創新。舉例來說，近年大家談「運算思維」(Computational Thinking)。抽象地說，「運算思維」的目的是希望現代人都要知道電腦怎麼想或如何溝通，實際上就是人們要了解電腦如何按照我們給它的指示（電腦程式）進行工作，這已然成為現代人的基本素養。程式語言是一種特別「語言」，能夠與電腦溝通的語言。90年代初，陳教授在中央大學電機系任教時，為了教授程式語言設計（現在稱為計算思維），發展了7個小程式語言，每個小程式語言代表一個程式語言的重要概念，例如abstract data type, functional programming, list processing等。這種方式讓學生對每一個程式語言的概念能夠掌握得更堅固，同時也注意到，一種程式語言的表達模式等於是電腦解決問題某種模式，不同程式語言就有不同解決問題的模式。有一些畢業生返校分享，以這種創新方式學習程式語言，對他們有很大助益。最近陳教授也跟一些教授提倡「機器人思維」(robot thinking)，主要因為機器人在10年內大量出現，人與機器人的溝通變成一個重要議題。但機器人的思考方式，畢竟與人類不同，使得了解機器人如何使用AI思考成為每個人的必修課。

至於課堂上課，陳教授喜歡採用一種「找惑解惑」方式，亦可稱為「自我提問驅動學習」方式。課前學生先預習課程內容，並自我訂出問題。在課堂中，學生進行小組討論，討論自訂的問題。過程中，可能會增加新的問題，也可能把不同問題合併，這種方式讓學生更理解自己問題及可能答案，然後教師帶動全班討論，藉此機會進一步解釋及釐清尚未掌握清楚的概念。「找惑解惑」方式的好處是學生帶著自己的問題來上課，即帶著需求上課，而需求就是尋找答案。另外，問題是屬於他們自己的，會讓他們有一種擁有感，使得過程及答案都會讓他們印象更深刻，並更願意延伸原來的問題及答案。

至於指導研究生方面，陳教授認為研究生就像學徒，學習教授做研究的態度及如何做研究。學生固然需要教授帶領進入學術殿堂，但教授並非完人，陳教授會提醒學生學教授好的一面，見到不好的一面就要警惕自己。陳教授也時常提醒學生：先學做人，才做學問。30多年以來指導20多位博士生畢業，他們進入社會工作（學界或業界）的風評，用功勤奮之外，為人謙虛、與同事合作無間，也常常為學術或其他社群服務。

陳教授有一些教育小故事。他常跟研究生說：「先學做人，才做學問。」此外，對學生個人未來發展，也至為關注。曾經有一位碩士生，個性靦腆低調，卻是極具潛力的研究者。畢業時，就像他的同儕一樣想找一份待遇好的工程師工作，陳教授勸說他幾次，如果對研究有興趣，就要念博士，將來在學界發展。他最後留下來念博士。畢業後，因為教授缺極少，就準備念博士後。那年陳教授有兩位博士生畢業（另一位是他的學長），但陳教授實驗室的博士後職缺只有一位，另一位就要到其他研究單位，工作內容就與數位學習領域有些落差。很明顯，留在實驗室比較理想。該生就主動跟陳教授說，他想把實驗室的博士後職缺讓給學長。陳教授有些生氣，跟他說：「學長的研究興趣與能力不見得適合留在學界，可以到業界發展。你不要禮讓而失去精進自己研究的機會。對你及學界的未來都是一種浪費。」陳教授的話語，讓該生當場潸然淚下。

博士後結束後，他到一所私立大學教書，過了幾年順利升為副教授。因為研究表現出色，轉往一所頂尖大學任教。有兩三次與他同單位的教授，同時也是該大學的校長，跟陳教授說他表現出色、為人謙遜。過了兩年，該學生連續好幾個月，每個月都親自送小禮物給陳教授，陳教授有點好奇，後來才發覺他在那所頂尖大學，兩年內就從副教授升為正教授。但他就是沒有告訴陳教授這個值得慶祝的事。

另外，陳教授長期大力推動閱讀活動，成立「社團法人中華明日閱讀協會」，為此，一位在業界的畢業生，捐了一筆不小數目的錢。曾有人問他為什麼捐這麼多錢，他說：「只要對教育有幫助，只要陳老師高興，就可以了。」另一位在一所頂尖大學教書的畢業生（不是前文的學生），極為支持陳教授推動閱讀，常常上山下海，遠赴許多偏遠地區的學校推廣閱讀。

陳教授一本初衷，對於「數位科技如何轉變教育，讓學習更為人性？」這個問題，始終存在心中，也是他學術及教學生涯想要解決的問題。對於「學」與「教」，陳教授認為「教，是榜樣和關懷；學，是好奇與入迷。」他的教學理念及方法，也始終以此為出發點。他經常勉勵學生終身學習，數位學習應「以人文為懷，藉科技為助」，過程中品格培養和典範塑造尤其重要。

展望未來

160多年前，英國文豪狄更斯在《雙城記》小說第一句話這樣說：「這是最好的時期，也是最壞的時期；這是智慧的時代，也是愚蠢的時代；這是信念的年代，也是疑惑的年代；這是光明的季節，也是黑暗的季節；這是希望的春天，也是失望的冬天……。」現在，人類壽命延長，但新冠疫情全球死亡人數已經超過684萬(Our World in Data, 2023)；人工智慧可以改善未來人類生活，也可以對人類做出愚蠢的事；我們為科技進步歡呼，卻為氣候變遷、自然資源衰竭、環境污染、貧富懸殊等問題而憂愁；數位化讓所有人能連線溝通，卻因不同信念爭吵不斷；線上遊戲讓玩家沉浸其中，孩子的沉迷卻可能成為學習的災難；聊天機器人可以進行各種知識工作，亦可能取代許多人的工作；元宇宙是代表光明的未來世界，還是即將降臨的黑暗深淵？與狄更斯所處時代一樣，現在是希望的紀元，也是失望的紀元。

全球處於危難邊緣，未來人類的幸福是什麼？教育可以扮演什麼角色？曼德拉說：「教育是最有力量的武器，你可以用來改變世界。」的確，教育是未來世界的希望，未來整體人類的圖像與命運，由今日的教育決定。世界的未來，繫於今日的中小學生，2040年他們30多歲，是社會的棟樑。孩子成長不會停止，現在設計未來的教育，等於設計未來的世界。

歷史有重量，讓人站穩現在；歷史有高度，從過去看未來，讓人看得更遠。我們已經邁入21世紀第三個10年，全世界教育面臨各種挑戰，需要同心協力，結合不同社會力量長期努力，不只克服挑戰，還要從教育開始，造就一個和諧幸福的地球。