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嘉義市港坪國小
2030年會呼吸好空氣的教室
改變契機
港坪國小教師團隊有感於身處於嘉義市區，感受到日漸嚴重的空汙問題，期待以今年度的「數位任務」設定，帶領學生們從「2030年」未來的視野角度思考，並藉由資訊科技的輔助，設計學習的任務歷程，於生活經驗中落實並累積行動及實踐經驗。透過對於嘉義地區空氣汙染議題的理解，與2030年呼吸到好空氣的期待，展開一連串尋找問題的解決方案，每位學生都化身為「超智氣」的未來設計師。
情境任務介紹
嘉義的前輩畫家陳澄波曾在市中心遠眺玉山，並留下許多經典的畫作。但時至今日，有感於全球現在面臨日趨嚴重的各種環境問題，嘉義市區更因受地形、氣候、境外汙染等因素影響下，淪為全國PM2.5平均濃度最高的地方，PM2.5不僅影響人體的健康，更會造成記憶力的下降，在學習方面也會受到影響。
而教室是孩子一天停最久的學習場域，因此教學團隊意識到現今面臨的問題，結合上今年設計學習2030未來感的主題，期待引導孩子藉由觀察教室空氣、研究並試圖釐清造成空氣品質不好的原因有哪些？再透過數位科技、運算思維以及數據分析、物聯網等協助，試圖解決問題，製作出2030年會呼吸好空氣的教室模型，以此做為今年「設計學習」計畫數位類的任務。透過孩子們展現創意的發想，落實改善生活的可能性，從未來的視野角度尋找問題的解決方案，以符應智慧科技時代的來臨。
任務信
各位未來教室數位設計師：
八十年前陳澄波在嘉義市市中心可以遠眺玉山，並留下許多經典的畫作。而時至今日，受到地形、氣候、境內外汙染源等因素影響下，嘉義市卻淪為全國PM2.5平均濃度最高的地方。PM2.5濃度過高不但影響人體的健康，亦會造成記憶力下降，在學習方面也受到影響。教室是大家一天停留最久的學習場域，希望各位數位設計師們能透過彼此溝通、合作，藉由不斷的腦力激盪與思辯，發揮創意並學習運用數位科技、運算思維、大數據分析、AI人工智慧、物聯網等工具概念，製作出2030年會呼吸好空氣的教室模型。
任務一：空污放大鏡
針對嘉義市空氣汙染的情況，進行兩週以上的實地偵查，依實證資料解說校內及教室空氣品質及變化情形。能蒐集與分析資料，與同學討論，歸納空氣汙染對學習及身體的可能影響、影響及維持教室空氣品質的五大因素。
任務二：AI幫幫忙
能利用網路搜尋出國內外各地對抗PM2.5濃度有效學習環境模式，透過認識各種數位科技、AI人工智慧、環境物聯網數據分析，提出降低教室PM2.5濃度的數位解決方案，並畫出未來教室的設計圖，利用簡報軟體或海報等方式進行發表。
任務三：呼吸好空氣
能發揮設計思考力，運用資訊數位科技工具及運算思維，建立教室好空氣的指標，如降低PM2.5濃度，並能共同製作出「會呼吸清新好空氣」的「未來教室」模型。
請你經過深思考慮、想像與選擇，用心建構你我的未來，一起為「港坪國小」設計一個前所未見「2030年會呼吸好空氣的教室」。
學生創意
★展現在思考
「我在這學期的任務挑戰中，學習到許多東西，例如在遇到問題時，能自己思考並解決困難，而不是尋求他人的協助，又或者是在發現問題時，能與小組成員思考、討論並得出解決方案。」
「點子實驗室我覺得很有趣又自由，學習的主導權又回到學生的手上，而課程中我們必須自己查資料和辨明真實度。」
「我學到了要運用運算思維去解決事情，也可以用上網查資料方式找到要設計的程式，讓我更會解決問題，會用Micro:bit設計未來教室的模型。」
學生們在點子實驗室中，可以掌握自己的學習主動權，透過自己找資料，決定自己想解決問題的方向；學生體驗學習的課程中，透過有層次引導思考步驟完成搬運物品的任務，讓思考進而操作、除錯變的重要，同時應用在執行任務時使用Micro:bit寫程式連接感測器時，也以這樣摸索探究的過程，體會到自己思考並且解決問題的快樂。
★展現在表達
「我覺得最難的地方是畫畫，在畫畫時要想那個東西到底要怎呈現，而且還要想到2030年教是會是如何。我跟我的組員一起討論我們該畫、該寫什麼。」
「展覽時，我獨挑大樑把開場介紹結束，我很高興我把課程裡的東西都做完了，因為大部分的東西都是我發想或做出來，我了解了，慢工出細活裡真正的道理，認真細心才是生活中最重要的重心，而不在於成績高低和知識的多寡。」
在思考空氣汙染的問題時，學生們的創意，善於以生動有趣的圖像來表達這樣嚴肅的議題，小組們的心智圖海報，可以看到討論空汙的各種問題；而在實際進行模型製作時，也先透過平面海報的製作，表達出自己的模型創作理念及解決行動方案。
★展現在行動
「為了製造出能解決空氣汙染的方法，我們還用Micro:bit寫的程式連接感測器，這讓我們很有成就感，也讓我們體會到自己思考並且解決問題的快樂。」
「設計程式很辛苦，要蒐集網路上的資料，然後要將每條線接上正確的接孔，還要調整程式的bug，讓程式順通流暢。」
「完成這學期的任務挑戰，我覺得我變得出去時會更常搭大眾運輸工具，減少二氧化碳。」
為了要製作出可以真正解決偵測空氣品質的裝置，學生們透過運用Micro:bit軟體寫入偵測程式，利用煙霧模擬空汙情境，使用科技工具解決問題遭遇到困難時，學生們試著分解問題，一次又一次的嘗試，試圖排除錯誤；並將這樣的裝置放入小組製作模擬未來教室的模型中，展現學生這一學期「玩真的」任務挑戰。
教學策略
「這次大膽勇於嘗試，帶領全班孩子參加廣達設計課程，透過學生自主提問、自主討論、自主選擇、自主創造、自主領悟、自主體驗的過程，進而激發學生思維，培養創新精神，開發學生的無限潛能。」
「參與設計學習邁入第三年，設計學習最大的不同在於師生角色的對換，讓孩子主動去發現和發想，而非教師一貫地說跟教，讓孩子同時是教學者與學習者。」
港坪是第三年參與廣達「設計學習」計畫，今年首度挑戰數位任務的教學團隊，也把校長拉進來，除了積極主動詢問課程進度外，並且協助團隊們尋找關於運算思維課程的外部資源。團隊們以「多樣化」、「彈性化」的教學方法，提供更多教學、充電站內容來幫助學生完成學習，增加師生與同儕之間的更多互動、資料的給予及討論，引導與設計學生對於議題有感，進而引起他們學習的動機。善用點子筆記本，讓學生們蒐集的資料及創意、程式語言的過程都記錄下來，主動去發現問題、除錯，經歷知識及智慧建構的過程。
展覽呈現
港坪師生執行2030年主題的任務，最後以「2030年會呼吸好空氣的教室」特展呈現這一學期成果，如同一個小型的產品發表會，為各位觀眾呈現出學生們透過網路資料搜尋及觀測空氣品質後，共同討論出周遭環境面臨空氣品質不良的困境，並發表其改善措施，再運用感測元件的測試、統計、尋找相對應的數值來設定空汙品質的監測裝置。他們為未來的教室發展出：透過溫度感測啟動冷氣、濕度感測啟動空氣清淨機、PM2.5感測器啟動窗戶自動開關等設備；孩子們第一次嘗試學習機電整合，並作出原型作品，實在令人欽佩！
