產業永續發展所需之 科技人才培育與數位學習（e-Learning ·...

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產業永續發展所需之科技人才培育與數位學習（e-Learning）

上野 晴樹

國立情報學研究所（NII） 榮譽教授．特任教授

綜合研究大學院大學 榮譽教授日本工學學院 會員

2008年 台日科技高峰論壇 2008. 9. 8-9 台灣

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內容

1. 日本的產業競爭力分析及考察

2. 科技與文化的關係

3. 科學－ 技術－ 工學

4. 大學的角色變遷及教育多樣化．國際化

5. E-Learning系統WebELS的概要

開發背景及設計理念

系統概要

WebELS內容（Contents）案例

國際合作

6. 總結與國際合作

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IT領域的日美競爭力比較

日本以材料、零件技術為強項，系統領域則較不擅長。美國則以系統技術、網際網路、軟體為強項。

領域別優劣之對美比較

（資料來源：產業競爭力會議資料（1999年）、科學技術政策研究所（2000.3）、美國OSTP資料（1994年）等）

××△△○△△△○○××○×○△×○×日本的技術水準(對美國)

語音合成

語音辨識

終端機

基地台、交換機

系統

程式語言

構成零件︵

記憶、顯示裝置等︶

感測器

電子．光學材料

電子元件

智慧適應系統︵

人工智慧等︶

影像資訊處理

語音資訊處理︵機械翻譯等︶

語

音

資

訊

處

理

資訊管理︵大規模資料庫︶

超級電腦

電腦系統

資訊家電

光通訊

網際網路

行

動

設

備

通

訊

軟體元件人機介面電腦科學網路

技術領域

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原因為何？日本的特徵分析（vs美國）

單一文化 － 多文化“不言而喻＂

協調 － 競爭

共識 － 爭論

情緒 － 邏輯

努力 － 才能

重視和諧與協調，同時排斥獨創與異端的文化。以技術改良為強項，但目的導向較弱。

日本 美國

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日美教育理念的比較恒吉 僚子『人格形成的日美比較─隱藏的課程 』中公新書、1992年典型的都市型小學之日美比較（Ph.D論文)

美 國 日 本

培育邏輯思考能力 培育感情移入能力

個人行動及自立 團體行動與協調性

能力為天賦（Giftedness） 努力更勝於能力（努力更勝於天才）

性惡說（人皆會犯錯） 性善說（兒童是純真無暇的）

提問：如何選擇？．美國的自立是“個人自立與責任更勝於對組織的忠誠度”．日本的自立則是“擁有判斷力與責任感的組織人”

美國：以培育可在競爭中勝出的人類為目標.日本：以培育具備同理心的人類為目標.

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工學的歷史：Newcomen的蒸氣引擎（1712）＊資料來源：Wikipedia

Water

Vacuum pulls thisside down.

Copyright 2001Carl Lira

WaterReservoir

Weight pulls this side down.

Condensate return

Feedwater

Steam

A

C CondensingWater

SteamPiston

D E

BoilerMain Pump

(Can be located underground in mine)

AuxiliaryPump

F G

H J

Newcomen Atmospheric Engine

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虹吸式咖啡壺

酒精燈

燒瓶

漏斗

發明Newcomen引擎發明：

採煤必須排水技術的關鍵在於虹吸管？

（Newcomen 是第一次工業革命之父）

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James Watt的蒸氣引擎（1765）

閥門 2

閥門 1 機軸（Crankshaft）：上下－＞旋轉運動

泛用引擎化

不必進行水冷卻，可提升效率

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工學始於1712年的Newcomen之蒸氣引擎（英國）。

之後，英國的科技教育逐漸朝科學傾斜，工學教育的水準日益下滑。目前工程師的社會地位已低到難以置信的地步。

另一方面，日本的工學教育的起端，則是約140年前招聘英國的工學教育者Henry Dyer 。

Dyer懷抱著在日本實現理想的工學教育之夢想，建構了科學、技

術、工學、及實踐的體系教育。

將Engineering翻譯為「工學」是誤譯，但因此日本的工程得以被

視為一門學問，帶動技術者能力提升，促進產業發展。

遺憾的是，由於日本的工學體系係由海外輸入，因此並未萌生以實踐為基礎、建構學問的思想。

這在推動應用．改良日本工學及產業技術之導向、及創新競爭中，成為一大弱點。

日本的工學（工程）教育起源

Henry Dyer, 1848-1918

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Science科學

Engineering工學

Technology/Technique技術/技能

Technicians

日本的定義：

科學者 工程師／技術者 技能者EngineersScientists

歐美的定義：

日本的「工學」概念範圍較廣！

研究 － 開發 － 設計 － 生產 － 維修

Science Technology Engineering

ScientistsEngineering Scientists Engineers

Technique

TechniciansTechnological ScienceEngineering Science

Engineering Technology

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英國的產業工程師功能狹隘！

研究 開發 設計 生產 維修

Science Technology Engineering

ScientistsEngineering Scientists Engineers

Technique

Technicians

Technological ScienceEngineering Science Engineering Technology

Scientists Engineers Technicians

知識的流程（出現障礙）

Technologists

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Science科學

Engineering工學

Technology/Technique技術/技能

Technicians科學者．工程師 技術者 技能者

EngineersScientists

日本的產業技術者功能廣大（強大的秘密）

研究 R&D 設計 生產 維修

科學者 技術者 技能者

知識的流程（暢通無阻）

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日本型工學教育

幸運- 理想的工學理念、體系、教育方法已根據英國的經驗完成建構。

不幸- 缺乏由實踐開始建構學問的經驗。

日本型工學教育的特徵：工學是科學的應用。學習理論，透過實驗理解技術，並運用至產業上。企業則透過實踐學習問題解決能力及技能（OJT）。

強項：團隊精神“製造業” 精神

改良．改善

弱點：概念建構立基於獨創的創新

提案：建議將傳統文化的差異轉為科技競爭力的泉源。

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零式戰鬥機（Zero Fighter）

1940年左右的日本工學成果案例（戰前的工學教育是否成功？）

成為戰後的日本產業復興技術基礎

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科技與傳統文化的相關性

科學（Science）：不可思議的發現與說明

技術（Technology）：將夢想化為有形

工程（Engineering）：將型態化為具體物品（工學－工程）

傳統文化（Traditional culture）：在悠久的歷史中培養，承繼的文化

自然環境影響等

立基於傳統文化的技術（Culture-based Technology）：

技術的形態受到文化影響而各不相同重視共生、惜物，是日本的傳統文化創造獨創技術之際，傳統文化意識更顯重要。

提問：科技是否為全球共通？ 答案是Yes and No.

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針供養： 供養針的靈魂所展開的宗教儀式（神道）

“物品或道具皆擁有靈魂” －＞ 若浪費物品，可能遭到“天譴” 。

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機關人形（端茶娃娃、江戶時代）

日本的的人形機器人技術獨步全球？對機器人萌生友情。

ASIMO是日本文化帶來的天賜之子？（www.geocities.com/ qubestrader/ASIMO.HTML）

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無論基於外部觀點或內部觀點，近現代的日本人必須時時自問自答．他問自答．自問他問的「日本風格」，已徹底打破建築思想，赤裸裸的受到批判、遭受挫折。針對上述「日本風格」的痕跡，作者彷彿試圖將不確定的對象轉為精緻的設計圖般，加以徹底記載。並未加以肯定或否定。但「日本風格」的“某種本質＂則急速浮現。

建

築

中

的

﹁日本風格﹂

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工學教育的大學角色變化（教育多樣化、國際化）

“大學教育 + 研究所教育”中，以正規的全時學生為對象。主要為教室型教育

重點轉向正規學生的研究所教育，社會人學生亦逐步增加。透過教室型教育 ＋ Internet實現的e-Learning

研究所的國際化趨勢日益顯著，透過教室型教育 ＋ Internet實現的e-Learning

社會人學生的再教育及終生學習日趨增加，利用Internet實現的e-Learning

國際合作的Ph.D教育持續發展利用教室型教育 ＋ Internet實現的e-Learning課程開發的國際合作課堂及研究室的國際合作學位指導的國際合作研究的國際合作

大學教育的國際合作同樣不斷進展

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工學教育的e-Learning背景

加速科技進步的過程中，必須重新建構教育系統：- 在大學中學得的知識快速腐化- 為了維持高度的問題解決力，必須推動終生學習。

終生學習是維持- 個人、- 企業、- 國家

競爭力時不可或缺的要素。

再者，在全球化時代，為推動國際合作，必須活用個人、企業、及國家的強項，展開協調與競爭。

必須建構全球實用型的e-Learning平台 －＞ WebELS

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更嚴重的問題（上野、‘97）

大學的問題：日本的大學衰退及復活模型：

少子化 ＋ 豐裕的社會 －＞ 士氣衰退、失去鬥志、喪失目標 －＞

學習不足 －＞ 學生素質低落 －＞ 大學教育水準衰退 －＞

大學的品牌價值衰退 －＞ 大學衰退 －＞ 大學淘汰 －＞

需求／供應均衡 －＞ 大學復活（2050年）

何謂應有的大學面貌？

大學國際化EU在波隆那（Bologna）宣言中推動地區共享Internet加速國際化

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WebELS的概要內容（Contents）共有型泛用e-Learning平台

重點： 1） 支援研究所教育多樣化．國際化

2） 一般教師亦可自行製作內容（Contents）、並加以傳輸

3） 可執行個人學習、遠距課程、Internet會議的All-in-One系統

4） 僅需JRE（Java執行環境：免費），不必使用其他軟體環境

5） 多重OS：完全支援Windows、 Mac、及Linux等6） 低速Internet亦可享受高品質畫面

7） 遵循GNU GPL的開放原始碼（Open Source）（免費軟體）提供

8） 對日本的科技教育國際推廣做出貢獻

9） 透過實用．利用的評價，更進一步推動研究開發

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設計理念

e-Leaning的分類： 同步型（教室型）、非同步型（Web型）、融合型教育管理型（LMS)、內容（Contents）管理型（CMS)＊基於優異的教材是教育核心之理念。

教育特徵差異：

K-12： 不知道何者為未知，也不知道是否已正確理解CAI型（QA型）

大學教育： 教科書的課程為主體，必須發揮掌握理解的功能教育： 課程、演習、實習教材： 教科書、教材評價： 考試、報告

研究所教育：教育與研究融合、教育內容（Contents）普遍存在、重視會議研究會

教育： 課程、研究、研究會、學會等教材： 文獻（論文、資料、影片等）評價： 報告、學會發表等

WebELS：以研究所教育為主要對象的內容（Contents）共有型泛用e-Learning環境

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基於e-Learning平台觀點所見的研究所教育特徵：

－教育與研究融合：既為學生，同時是研究夥伴： 課堂與會議

－使用多樣化的教材：學術論文、研究用資料、影片、影像等多樣化教材、教師擁有的資料

－簡便系統：非IT專家亦可將已擁有之內容（Contents）輕鬆轉換為e-Learning內（Contents）可因應科技急速發展，隨時皆可輕鬆修訂

－支援多重OS：完全支援Windows、Mac兩種OS的e-Learning環境以Java開發，可支援多重OS

－主要功能為以PPT重現課程內容：基本型態為將PPT與語音．游標組合，進行編輯及同步播放

影片將對儲存、傳輸產生龐大負荷

－國際支援：在全球化的狀況下，推出多語言介面支援低速Internet，同時保證高品質

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基本功能

利用PPT重現課程內容利用Internet瀏覽器，下載伺服器，在客戶端PC上觀賞使用PPT的課程，則可於自己的電腦上重現

共享PPT的Internet會議

擁有獨創的語音線路，可實現國際環境下的多團體同時會議遠距教學及公司內部教育，則可使用低速低速Internet

強大且簡便的編寫功能具備非電腦專家亦可利用自己的PPT、pdf、或已收錄的影片，非常輕鬆的製作內容（Contents）之編寫功能

Online Meeting/ Lecture功能使用PPT、 pdf、 影片的遠距會議、遠距教學更為簡便

擁有獨立的語音線，同時不必使用特殊軟體

Online 白板功能

可在投影片上書寫，使用白板進行討論

分散系統功能在多個伺服器間更易於共享或傳輸內容（Contents）

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WebELS系統概念圖

• 多重OS(Java-based)

• 多地(Internet-based)

． 多語言

製作教材PPT/pdf/影片語音/游標

Internet

IB M

WebELS伺服器

上傳

學習課程會議

控制／語音

必要的軟體由伺服器上自動下載。

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WebELS的首頁http://www.webels.ex.nii.ac.jp

日文 英文

＊介面語言將根據瀏覽器語言自動切換

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NII之WebELS的部分公開內容（Contents）（無PW者可自由觀賞）

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生命科學研究科（綜研大）嶋本教授的WebELS正規科目範例

（自行研讀英語教材，提出報告）

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包括影片在內的投影片（資料來源：嶋本教授教材）

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使用WebELS Meeting的Internet會議．課程示意圖

32使用UNESCO課程PPT的遠距課程／遠距會議範例

語音對話

串流控制

投影片控制

發表者

聽課者

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利用WebELS Meeting展開綜研大考生Internet口試的景象（共享由伺服器下載之PPT的高品質畫面）

泰國的考生（N君） NII的口試官

WebELS 伺服器(at NII)

Internet

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使用WebELS，由NII遠距參與泰國的國際會議

泰國留學生的presentation景象（NII) Prof.岡田、Dr.Uchichai及2名泰國留學生

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WebELS的合作案例

綜合研究研究所大學 國立遺傳科學研究所

清華大（中國） 朱拉隆功【Chulalongkorn】大學（泰國）

36http://www.soi.wide.ad.jp/soi-asia/about/index.html

UNESCO與SOI的合作

37影片串流傳輸案例（SOI專案、慶應大學）

38將影片串流轉為WebELS內容（Contents）的案例

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與日本的Internet遠距課程：攝影機的Internet傳輸方式案例（日本－台灣－泰國）

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亞洲‧非洲科技新教育計畫

---全球各大學教育模型提案---

亞洲化學主導小組

記 錄

平成２０年(２００８年)５月２８日

日 本 學 術 會 議化學委員會

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Complex Functional model for GUC

Real

Imagi

nary

Time0

LectureR

Experiment LectureR

internship

I(e-Learning)

I(e-Learning)

1 2 3 4

全球教育新體系的基本構想範例：多函數模型（鯉沼）率先推動Internet 環境進化的教育國際化計畫

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SCJEAJ

GUCC2 C2

eg.UEST/PJ

C2

Universities

CSTP

JSPS

JST

NEDO

JICA

MEXT

METI

MOFA

Laboratories Industries

Ｇｌｏｂａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ（ＧＵＣ)

Global University Complex 模型概要（鯉沼）

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目標

系統技術

R&D

工程評估

(D&P)

大學／研究所（研究機構）(Prof. & Ph.D)先進國家的尖端技術 授

權

目標導向型研究開發的三角模型

社會與產業

應用

需求

授權

授權

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今後的課題

異文化交流是創造性的基礎，可刺激創新意願。

由於日本係接受已於歐美確立、並完成體系化的科技做為教育體系，因此喪失了在實際世界中學習，建構全新概念及理論的學習機會。

推動國際競爭力及產業持續發展之際，立基於國際合作的科技教育不可或缺。

透過高度活用Internet的e-Learning平台活用、所展開的國際合作，最適用於呼應全球

化時代的多樣化教育需求。

展開豐富優質的教育內容（Contents）共同開發及傳輸，推動高度科技者培育國際合作，及Ph.D計畫國際合作之際，融合型e-Learning平台將可發揮高度效用。

WebELS 可望充分因應上述需求。