修課如遊戲？臺大電機這麼教！

葉丙成/臺大電機系副教授（教學發展中心教師發展組組長）部落格：http://pcyeh.blog.ntu.edu.tw/

恩師的啟蒙記得在二十三年前，我是建中小高一。剛開學時，聽說教我們數學的是邱顯義老師。在當時數學課本還是由國立編譯館的委員們編的。委員多是大學教授，邱老師是當中極少數的高中老師。能被如此名師教到，大家在第一堂數學課前都極其興奮、殷殷期待。

終於，第一堂數學課了。理著平頭不苟言笑的邱老師一進教室，同學都靜下來了。大家想知道這位名師會怎麼教我們。沒想到老師的第一句話，就把我們都嚇到了。老師說：「我，不講課的。」大家都以為老師在開玩笑。莫非不苟言笑的他是冷面笑匠？老師又說了：「我不講課，上課只讓你們問問題。你們今天回去念第一章頭兩節。」

小高一們依然認為老師在開玩笑，臉上都是嬉笑的表情。但是隔天第二次上課，老師一上臺就問：「大家對於這兩節有什麼問題？」想當然耳，沒人舉手。老師就這麼站在臺上不講話，整整一節課。下課前老師又指定我們回家念的進度。第三次上課時，老師再次要大家問問題，依然沒人舉手。老師這時大概也受不了，就說：「你們都沒問題，那就換我問。問了答不出來的，就站到下課。」他開始一個個點名問，每個人都答不出來罰站了一整節課。這堂課之後，大家發現這傢伙是玩真的！為了不想被罰站，回家莫不好好念，上課踴躍發問。我是其中最積極發問的，也因此得到老師很多的指導跟啟發。

過了一兩個月開家長會，我母親回家說家長會砲聲隆隆。每位爸媽都在痛罵怎麼會有老師不教課的？到底在搞什麼？不過邱老師依然堅守自己原則，沒有一絲改變。說也奇怪，班上的數學段考成績都是全校第一、第二。後來這位不教課的老師，非常受我們的愛戴。老師在我們高二的時候退休，我提議訂製大型匾額送給老師。在老師最後一堂課，我跟同學把「杏壇清流」的大匾額抬出來送給老師。老師當時紅著眼眶的硬漢形象，至今歷歷在目。

困惑與蛻變十二年後，我在密西根大學念博士當助教，開始了我的教學生涯。隨著之後在密大擔任講師、回臺大電機系教書，時間匆匆的就過了十年。在這十年當中，我的教書理念所追求的是「把課講述的很清楚，讓學生聽得很有趣。」我一直在這樣的路上前進，在教學上也得到相當的快樂，在2010年也僥倖的拿到了教學傑出獎。但我常問自己，教書十年之後，我在教學上是否該有新的追求？得獎後沒多久某天在上課的時候，我依然使盡渾身解數。大多數的同學都認真聽，可是還是有人打瞌睡。這給我很大的刺激。我回去一直想著，如果老師把課講的清楚有趣，可是還是有人不想聽。作為一個老師，是該安慰自己總是有人沒動機學習，笑笑就算了；還是該想辦法來改變這樣的狀況？

這個問題，讓我輾轉整夜難眠，忽而想起高中時的邱老師。老師當時也不講課，不苟言笑也不有趣，可是為什麼他讓我們那麼懷念？為什麼他能讓我們很多人都有學習的動機？想到高中恩師，心裡逐漸清楚接下來我該追求的是什麼。在教書十年之後，我的新理念，是要讓每位學生都能有學習動機！


設計與實踐新的教學理念成形之後，這時候剛好開始要準備下個學期要教的電機系必修課「機率與統計」。該如何讓學生有學習動機呢？看著電視一堆XX online的線上遊戲廣告，我突然有了一個念頭：如果我把課程變成線上遊戲，那學生是不是就會比較有學習動機？現今的年輕世代，國外稱之為「數位世代」。這個世代的年輕人，遊戲已經變成是每個人生活的一部分。如果我能把課程跟遊戲結合的話，那他們應會更有學習動機。有了這個想法之後，我開始打造我們的線上遊戲網站。這當中多虧了我的研究生姜哲雄的幫忙，因此我取了我們兩人英文名字的首字母，將之命名為：BJ-Online！

BJ-Online 的遊戲，主要是建構在課程作業之上。有很多臺大同學習慣每學期修很多學分，在同時間應付很多課程時，學習方法往往會走偏（我曾針對這部份寫過一篇文章「回想我過去不堪回首的學習方式」，請參閱：http://goo.gl/C85CJ ）。很多時候，作業不見得有時間好好寫。同學常會看作業的式子，再去比對是課本哪邊出來的，然後就只片段的看那部分後寫作業。另外也會有人參考坊間賣的習題解答。為了改變這些流弊，我的設計是：「我不出作業，讓學生自己出作業！」

上課的時候我教同學該怎麼設計題目。我教他們怎麼從課本中找到重要的元素後，如何將他們結合成一個好題目，再用文字把這些元素隱藏其中成為一個好的應用問題（題外話：很多臺大學生很會證明，但是不大會處理應用題。因此我認為要讓大家多做應用題，以後做研究才能真正解決問題）。在教會他們出題之後，我把學生分成三人一組，每次教完一章後，就給大家三天的時間出題目，之後每組上傳自己設計的題目跟解答到BJ-Online。為了避免出題組的題目或答案有瑕疵，我們的系統會在每組上傳自己設計的題目跟答案時，即時挑選其他三個組來review題目跟答案的正確性。唯有三組都accept的題目才能放上線，有任何一組reject的話，出題組都應該回去針對缺失revise題目後再上傳。這樣的設計，讓有瑕疵的題目數量大幅減少。


出完題目之後，我們有一週的時間讓各組去攻破別人的題目。我們的系統會即時的讓大家看到各組攻破哪些組的戰況，如圖一所示。當同學看到別組陸陸續續攻破很多組題目時，他們就會有迫切感要趕快開始做作業。攻破越多題目，分數就會越高。在我們的地圖上就會跑得越快，領先別人越多，如圖二所示。

給學生出題，最大的困難在於老師跟助教怎麼批改這些學生設計的題目？我們設計了一個方式可以讓老師和助教們很輕鬆的處理批改的工作。每次當某組同學攻破一題並完成上傳答案的時候，BJ-Online系統會給他們看出題組的答案，看完後批改自己對或錯。另外系統也會即時通知出題組來批改對或錯。當攻題組跟出題組都覺得攻題組的答案是對的，或是都覺得是錯的時候，這時批改結果是沒有爭議的。只有在攻題組自覺是對而出題組認為是錯的時候，助教才需要出來仲裁爭議。依據過往的經驗，每次作業出現需要仲裁的情況相當少。因此批改的工作是相當的輕鬆的。

但是這樣的遊戲，最怕的是同學之間互相交換各組答案作弊。這該怎麼防止呢？我苦思許久，設計了一個算分的方法：每一題一千分，由解對的各組評分。我在上課的時候，跟同學說：「老師教你們怎麼作弊！」我告訴他們，以第一組同學為例，他們可以拿他們解出來的三題，去跟第二組交換另外其他三題的答案。拿到第二組所解出的三題之後，第一組可以再拿第二組辛苦解出的那三題，分別去跟第三組、第四組、...去交換收集其他題目的答案。結果到最後，第一組拿了第二組解出來的那三題，去跟別人交易到了所有的題目答案。可是第二組他們辛苦解出來的那三題，卻因為很多組都有答案，而嚴重貶值。同學聽我說了，眼睛都睜大了！最後我問他們一句：「你們，真的都能相信你們的同學嗎？」

以賽局理論來說，這樣的遊戲只有兩個穩態，大家都不作弊跟大家都作弊。不過因為我刻意的告訴他們這樣的作弊方法，在大家都知道別人也知道可以這樣作弊的時候，大家反而會因為不敢相信別人而不敢作弊了。透過這樣的恐怖平衡，我們的賽局，就落在大家不作弊的穩態上！作弊的問題，就此解決了！

除了作業算分的特殊設計外，為了獎勵大家設計好的題目，系統還有投票功能讓大家票選設計最好的題目。故意刁難人的題目通常都不會受到青睞。被票選最高票的組，會得到數百分的獎勵。而投給設計最好的題目的這些組，也有樂透彩的方式讓他們得到額外的加分，獎勵他們對於題目的「好品味」。另外上課抽問也可透過BJ-Online隨機選組的功能來選人回答問題（這想法源自資工系林守德教授上課抽問同學的設計），答對的人也可以得到BJ-Online的獎勵分數。我還記得第一年用BJ-Online上課抽問同學時，有同學因為我按的太快，本來選到他們又跳過了變別組。他們因為沒被抽問到而跟我抱怨。居然有同學跟我抱怨上課抽問沒抽到他們！我聽了真是太高興了！

成果與分享透過這個遊戲，學生的學習動機提昇了。除了遊戲本身的趣味性跟競爭性之外，傳統課程老師出題、批改的權力下放給學生，也是提昇動機的主要原因之一。這跟現在素人節目「American Idols」、「星光大道」走紅的原因是一樣的。以學生為主體的學習，會讓他們更有興趣與動機，這也就是我常說的「素人教學」。

另外因為分組的關係，同組的同學如果有人擺爛會影響整組的戰績。因此，同學們會互相提攜。也因此在使用了這個系統後，考試成績很明顯的標準差變小了，平均成績也提昇了。同學對於題目的品味也提昇了。例如林鼎棋、魏振宇、黃俊衡三位同學設計的題目，一個機率的題目可以把蘇格拉底跟柏拉圖對愛情的看法入題，這是多麼的令人驚艷！

另外其他同學設計的題目也都超級有趣。每次作業出題期限到的時候（通常是半夜三點），我半夜在床上檢閱同學上傳的題目，動不動就狂笑不止。被我吵醒的太太，常常覺得我半夜不睡亂笑一通像個瘋子。這點倒是我當初沒想過的。經過兩年，我們已經累積了兩百多題的經典機率題目。我跟同學說我們要來出版一本「臺大電機機率銘題一百」。我很有信心出版後，大家一定會對同學們的創意設計激賞不已！

在過去兩年，我曾陸續將我的設計與電機系、數學系、物理系的老師分享， 目前也有老師用在他們自己的課程中。 我也曾與國外老師分享。美國萊斯大學電機系的Sabharwal教授就應用了我的設計在他的消息理論課程中。隔個學期，他很興奮的告訴我：「It was a big hit!」。有些老師的課可能不適合由學生出題，老師也可以改變方式，鼓勵學生自己從不同的教科書中找出他們覺得最好的題目，做出解答後上傳到系統給其他組做。我試過這種方式，結果同學們非常認真的遍覽群藉找好題目，效果很不錯！

為了讓其他老師可以方便使用，目前BJ-Onilne系統設計採取開放式。如果臺大老師有興趣使用這樣的系統，可以讓我知道。只要系統可以負荷的話，我很歡迎大家使用BJ-Online將自己的課程遊戲化。能夠幫助更多老師讓學生更有學習動機，這是我的夢想！

感動與感謝上個學期接近期末考時，在臉書看到一位同學說：「電子學快要考了，還有好多沒有念完，可是還是忍不住上去BJ-Online又多解了兩題機率。」看了感動到眼淚快掉下來。 真的有同學像沉迷線上遊戲似的沉迷在機率課的學習！目前我們正在撰寫論文投稿國際工程教育期刊，同時也在設計更多的遊戲特色，希望能讓同學覺得更好玩、更有趣。

回首這一切，都源自於我高中時碰到的那位極不平凡的老師。他即使不講課，也能讓我們學的好。是他啟發了我，在講課之外追尋更多的教學可能性。

邱顯義老師，謝謝您！