AI科技教育的成長和潛力

人工智能的發展在近日再度掀起話題,社會普遍認為人工智能將為世界帶來巨大轉變。它具備搜索、整合和分析數據的功能,可以成為人類一大助力,是未來的大勢所趨。因此,社會需要培養理解並懂得運用人工智能的未來主人翁,學界在當中擔當着舉足輕重的角色。香港教育城早在2018年便舉辦與人工智能有關的活動及比賽,鼓勵學生運用人工智能分析數據,提升解難及機器學習的能力。

其中一個比賽便是「AI大比拼 – 天氣預測比賽」,當時東華三院伍若瑜夫人紀念中學的學生於比賽中展現出編寫程式、改良演算法、數據分析等卓越技能,因此成功奪得冠軍。事隔四年,隨着科技日新月異,人工智能教育有何轉變呢?今期教城電子報請來東華三院伍若瑜夫人紀念中學的STEM統籌老師黃偉強先生分享該校人工智能教育的演進及經驗。


(黃偉強老師運用科技進行混合式教學)

從初中打好編程根基和培育興趣 訓練邏輯思維

黃老師表示學校從初中課程便加入編程和微電腦元素,培養學生對編程的認知和技巧。學校讓電腦科和設計與應用科技科跨科協作,開設編程與設計並重的課程,加入Micro:bit和Arduino等微電腦工具,融入物聯網(IoT)概念,以智能家居為項目主題,培養學生的邏輯思維和設計思維。黃老師表示這些學習思維為學生打好根基,有助日後學習較複雜的編程和人工智能等進階概念。至於高中課程,學校在資訊及通訊科技課程中選修了「單元D:軟件開發」,讓學生學習編寫程式語言。


(學生運用微電腦進行智能家居設計)

至於人工智能課程,學校暫未將其納入常規課程,主要安排以課外活動方式進行。黃老師表示學校有兩個大方向——第一是以比賽為目標進行訓練。老師會鼓勵和推薦學生參加相關比賽,並為學生安排訓練;第二,以課外活動方式進行,提升學生的知識及興趣。以電腦學會為例,學校購入了一個機械人,讓學生可以在參與學會活動時學習如何透過編程對機械人下達指令,更可在開放日等特別日子操作機械人與參觀的小學生互動等,從生活化的經驗中提高對編程和人工智能的認識和興趣。


(學生運用編程技巧操控機械人來合作進行早會分享)

黃老師認為教授人工智能有兩個難處。首先,理解、改造並創造人工智能對學生的邏輯思維要求十分高,而訓練邏輯思維則需要多學科配合,配以長時間的訓練。因此,讓學生學習人工智能課題不能一蹴而就,需要花時間學習和鍛鍊。此外,引發學生對人工智能的興趣也是難點之一。學生年紀尚小,學習過程時間比較長,因此未必能即時見到學習成果,以致失去學習興趣。黃老師認為教師可讓學生體驗人工智能在日常生活中的應用,才能具體展現人工智能的影響力和效用,提升學生的興趣和好奇心。

人工智能提升學教評效率 照顧學習多樣性

被問及人工智能對學教評的影響,黃老師持樂觀態度。他認為人工智能是一個對學界助益甚大的工具,甚至改變了學教評的規則。

在「學」,以往學生的知識由教師傳授,遇到難解的問題可以求助於網上,但教師始終難以照顧所有學生,而網上的答案有時也不能完全對焦問題。但現在,受助於科技發展,人工智能成長成學生的好助手。學生可隨時隨地向它問問題,進一步實現「學習無邊界、無時限」。而且學生的問題各有不同,但人工智能也能回應解答,能夠照顧不同程度學生的需要,照顧學習多樣性。

在「教」,教師製作教材的效率大幅提升。黃老師表示以往他製作一份教材,需要一至兩小時的時間,但現在借助人工智能的幫助完成大部資料分析及選材,快捷地得到一份初稿,只需要加以修改,便成為完整作品,整個過程只需時十至二十分鐘。教師更可為不同學生度身訂造多元教材,學生也因此受惠。黃老師也提到教師角色的轉變,人工智能的進步讓教師成為了給予指導的角色,而人工智能就是學生的廿四小時導師。

在「評」,人工智能也強化了「促進學習的評估(Assessment for Learning)」。教師可運用人工智能更有效率地出題,增加學生接受評估的機會,讓教師更能密切觀察學生的表現,繼而作出適當的教學調整。與此同時,學生也可善用人工智能為自己出題,增加練習及評估機會。黃老師特別重申「學習多樣性」的實踐,認為學習較落後的學生可以透過人工智能的輔助來補足自己的弱項,讓學習得以進步。

黃老師最後提醒,人工智能是有益學生的學習工具,但學生也需要先學習基礎知識,才懂得運用人工智能取得成效。

教育界需要與時並進,引用人工智能等創新科技有助提升學教評效能。同時,教育界也肩負着培育未來人才的責任。因此,需要設計具前瞻性的課程,讓學生及早學習重要的未來技能,迎接多變的時代。東華三院伍若瑜夫人紀念中學便是例子之一,數年前開始培養學生對人工智能的認識和應用,擴闊了學生的見識和出路。今年,香港教育城將與Microsoft合辦「Master Code編程大賽 2022/23」,以「AI創想氣候藍圖」為主題,冀提升學生對氣候變化的關注,以及加強教師和中小學生對數據驅動決策、AI及機器學習的認識。教師可組織有興趣的學生報名,一起開拓創新科技之路。