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人臉辨識用於科學教育 將有助掌握學生進度落實適性教學

2022-12-26 發佈 吳晨琳 臺北
邱美虹教授(右二)與研究團隊運用認知衝突情境,分析學生面對既有概念被推翻時,所產生的臉部微表情。

邱美虹教授(右二)與研究團隊運用認知衝突情境,分析學生面對既有概念被推翻時,所產生的臉部微表情。

國立臺灣師範大學邱美虹教授與研究團隊,在國科會的支持下,利用認知衝突的情境,分析學生在面對與直覺相反的科學概念時,所產生的臉部微表情。希望透過研究成果,不僅可以探討學生的學習情況,也將提供教師更即時的回饋,協助程度不同的學生,給予適當的指導。
 

在國科會長期的支持下,國立臺灣師範大學科學教育研究所邱美虹教授,運用荷蘭臉部辨識與表情分析軟體(FaceReader),分析我國高中與大學生在進行科學教育時,若經歷概念改變所產生的幾種表情。實驗成果將有助於探究學生的學習進程,幫助老師調整教學方式,更符合學生的需求。

 

邱美虹教授與她的研究團隊,運用冰塊降溫使沸水瓶內氣壓下降,造成水再次沸騰的反直覺式現象,引發學生對既有概念的質疑;團隊將其替換為預測滾球速度的實驗,也出現相同的反應。依據六大主要的表情進行統計後發現,學生的臉部微表情與科學概念改變有密切相關。

 

像是驚訝、難過、噁心等較為負面的表情,是預測學生改變科學概念的重要指標。邱美虹教授說明,藉由認知衝突情境,將有助於提升學生學習的好奇心,以及進行科學概念的建構。

 

邱美虹教授最後也表示,人臉辨識除了能夠預測學生的學習表現,希望未來也可以將這項研究成果應用在教學上,透過人臉辨識的系統與分類,給予老師即時的回饋,針對學生的反應辨識其理解的程度,更加落實適性教學。

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