當AI實現大腦外包:科技融入教學該何去何從?
宜蘭縣中山國小資訊教學組長林穎俊老師,多年來致力於數位融入教學與AI教育。今以兩大框架TPACK與SAMR模型來分享他的教育新觀點:生成式 AI 的迅速崛起,挑戰教學的既有想像,教師更需要理解「科技如何有意義地融入教學」,並思考如何設計出能培養學生進行高階思考與 AI 素養的教學活動。
生成式AI崛起,如何避免學生「思考外包」?科技融入教學將迎來更大挑戰。圖:林穎俊老師提供。
過往談到如何將科技整合到教學框架,最常被提到的就是TPACK與SAMR 框架:
框架一:TPACK 科技教學內容知識
TPACK 全名是Technological Pedagogical Content Knowledge(科技教學內容知識),該模型強調教師知識的三個主要領域及其交互作用:
- 學科內容知識(Content Knowledge, CK)
- 教學法知識(Pedagogical Knowledge, PK)
- 科技知識(Technological Knowledge, TK)

TPACK 科技教學內容知識架構圖。圖:林穎俊老師提供。
而三者交匯的中心則是「科技‐教學法‐內容知識(TPACK)」,代表教師將科技、教學法與學科內容融會貫通的整合性知識。提醒我們科技融入教學不應是為了科技而科技,應考量特定學科內容、教學法以及可用的科技工具,將三者結合來設計和進行教學。
換言之教師在設計教學時,應考量學生、學科領域知識、教學脈絡,以及科技在其中的角色。
生成式AI崛起,科技知識內涵更複雜
隨著生成式 AI 的快速發展,我們是否還能把影片剪輯、文書處理、協作、教學管理、線上測驗等軟體與 AI 歸類為同一種「科技」?這樣的分類方式是否已經過於簡化?
例如:教學生使用Google Doc文件,重點在於介面功能的操作與報告排版;但教學生使用 ChatGPT,卻需要談論生成式AI的原理、提問策略、偏見與幻覺、倫理、情感依附,甚至「大腦外包」等更為複雜的問題。
這是否也意味著TPACK中的T(科技知識)所涵蓋的內容,已遠超過我們過去所熟悉的科技工具。生成式 AI 不僅是技術工具,更可能深刻改變我們的學習與教學方式,甚至挑戰原本教學法的框架。
框架二:SAMR模型
而SAMR模型將科技融入教學的方式,由低到高分為四個層次:
- 替代(Substitution)
- 增強(Augmentation)
- 轉化(Modification)
- 重新定義(Redefinition)

SAMR模型架構圖。圖:林穎俊老師提供。
教師可利用 SAMR 模型,來檢視自己課程中科技運用所處的層級,並據此思考如何進一步深化技術整合,以促進學生學習。我曾在2021年以寫作教學為例曾做如下分類:
替代(Substitution):
指僅以科技工具直接取代傳統工具,對任務本質沒有功能性改變。
- 例如:讓學生用 Google Docs 取代紙筆寫作。
增強(Augmentation):
科技不僅替代傳統工具,還帶來功能上的改進。
- 例如:學生善用Google Doc上的插圖、影片等功能強化表達,讓學習體驗更豐富,但仍屬於傳統教學任務的改良。
轉化(Modification):
科技使學習活動得到實質性重新設計,改變了任務的執行方式。這個層次的科技融入已帶來課程活動的結構轉變,允許出現傳統方式難以達成的學習方式。
- 例如:學生將文章發表於 Blogger跟同學一起線上共編即時協作,將作品進行公開展示與互動。
重新定義(Redefinition):
科技應用創造出過去無法想像的新任務,徹底變革學習形式。
- 例如:學生以 Google Forms 創造多重結局冒險故事,甚至模擬歷史人物開設 IG 並與同學互動。創造傳統教室難以實踐的學習體驗。
我過去有段時間不是很喜歡SAMR的原因在於:它過於強調科技的重要,教學設計的重點很容易放在如何運用科技,而忽略了學習者的主體性與學習的脈絡,加上每個層次定義不夠清楚,容易讓教師誤以為「只要應用科技,就是有效的科技整合教學」。
以AI技術為核心,重新設計教學
但在生成式AI的浪潮下,若我們刻意地把SAMR疑慮轉化為特點呢?也就是說,我們更積極一點以生成式AI技術為核心,重新設計教學,試著在活動中有意識的發展孩子高階思考能力的話呢?
當我們以生成式AI為基礎來設計寫作教學,或許可以想像成:
- 替代(Substitution):學生輸入指令,直接讓 AI 直接生成一篇文章。
- 增強(Augmentation):學生先提出想法,由 AI 協助建構大綱,再依此撰寫初稿,過程中遇到困難時再由AI協助發想與補充。
- 轉化(Modification):學生透過Vibe Coding,設計一款多重結局的遊戲,讓同學透過互動參與創作世界。
- 重新定義(Redefinition):整合學習科學與AI的多模態生成、數據分析能力重新設計,以生成式AI作為底層架構的教學新模式。

以生成式AI技術為核心重新設計教學。圖:林穎俊老師提供。
當生成式AI有可能讓學生將大腦外包,讓學習停留在最簡單的「替代」層級時,我們更要有意識地設計出超過「替代」的教學活動,讓學生投入學習體驗,並從中發展高階思考能力及AI素養。
生成式AI不只是教室裡的新玩具,或是代替學生完成作業的工具,而是一股可能重新定義「學會」與「教學」本身的力量。面對這樣的轉變,我們需要的不只是更新科技使用的技能,更是對教學的重構與反思。
備註:本篇文章發想、草稿及編輯皆由作者本人完成,但在過程中ChatGPT協助提供想法及修改建議。
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