【人物專訪】專訪中小學人工智慧教育推廣計畫主持人——李建樹教授(上)

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面對人工智慧浪潮的勢不可擋,教育部107年就嗅到先機,著手推動「中小學人工智慧教育推廣計畫」,邀請有志的大學教授、領域專家、中小學老師一同編撰教材與教案範例,並鼓勵中小學老師跨域合作組成團隊,開授人工智慧課程,達成人才培育的目標。本文邀請到計畫主持人李建樹教授,來談談人才培育計畫的推動初衷與執行的情況。

採訪、撰文|李密

審定|李建樹 教授

 

來源:李建樹教授提供

去年11月底,人工智慧聊天機器人ChatGPT橫空出世,在全球掀起一波「聊天熱潮」,也引發各界對人工智慧的熱烈討論。面對人工智慧浪潮的勢不可擋,教育部107年就嗅到先機,著手推動「AI人工智慧技術及應用人才培育計畫」。其中子計畫「中小學人工智慧教育推廣計畫」徵求有志的大學教授、領域專家與中小學老師,以AI原理為核心,一同編撰教授監督式、非監督式學習等的《和AI做朋友》教材與教案範例,並鼓勵中小學老師跨域組成團隊、參與徵件,開授人工智慧課程以提升學生對新知的理解,達成人才培育的目標。

 

人才培育從教育著手  國內外壓力加速計畫茁壯

民國107年,時任教育部資訊及科技教育司(以下簡稱資科司)司長詹寶珠認為人工智慧必會落地生根,然而臺灣相較英、美、德等早已啟動人才培育的國家,教育資源多集中在大專院校,因此有必要及早將人才培育延伸至中小學。教育部故著手推動人才培育計畫,並邀請臺南大學資工系教授李建樹擔任計畫主持人,帶領計畫團隊規劃與執行。

前身為師範學院的臺南大學,一直都是師資培育的重鎮,校內多數師資對中小學教育體系也十分熟悉。主要研究領域為電腦視覺與影像處理的李建樹,憑藉多年教學經驗,他觀察到人工智慧對初接觸的人而言較不易理解,因此教學更須透過日常生活實例解釋課本中要傳遞的知識。小至串流影音演算法、手機語音辨識系統,大至自動駕駛汽車,人工智慧作為未來無所不在的存在,機器學習教育向下紮根已成為必然。

「對現代成年人來說,不只有學會開車很重要,懂得使用AI也很重要。」李建樹以汽車駕駛為例,工業革命後汽車替代原先的交通工具,學會操作、駕駛就成為成年人重要能力之一。而原本因光線較暗、位置不當,容易導致無法準確偵測的人臉辨識、車牌辨識技術,也受惠於人工智慧的輔助,縮減人類試圖透過電腦解決問題會出現的鴻溝。綜觀前兩例,汽車達成人類的行動自主,而AI達成人類透過電腦解決生活問題的目標。李建樹也強調,計畫也希望使學生理解人工智慧的發展是經歷無數前人的努力改善,藉此讓學生體認到累積知識的重要性。

編撰教材的工程剛起步,團隊便遇上中國大陸出版號稱「全世界第一本」的人工智慧高中教材,民間企業如鴻海不甘落於人後,隔年也緊接著出版自家編寫的教材。面對對岸與民間都搶先的壓力,團隊快馬加鞭,最後也不負眾望,中小學人工智慧教材《和AI做朋友》推出後不僅獲得國內中小學老師的好評,馬來西亞方面也請求教材授權。

秉持著「以終為始」的精神,《和AI做朋友》系列教材以「引、問、例、釋、操、練」的步驟為準則,教學最初由教師導入多媒體工具「引」發學生興趣,以提「問」方式激發思考,並透過講解範「例」讓學生歸納後,由教師解「釋」原理。最後藉由互動性教具「操」作、講解,讓學生自主「練」習。

李建樹強調,為引發學生學習興趣,國小、國中階段課程設計特別著重介紹人工智慧的應用,並輔以監督式、非監督式學習的介紹。另外,因人工智慧為資料導向 (Data-Driven),課程也新增資料蒐集介紹,使學生理解人工智慧起步於資料蒐集。教案細部則依國小、國中具備的背景知識,設計不同內容;至於高中生因已具備足夠數理基礎,因此新增增強式學習與深度學習的課程。

 

千里之行始於足下:「點狀」推廣階段

計畫實行四年多以來,執行時程大致可分為三階段。首先,第一階段以開發中小學教材、教案與舉辦推廣研習為主,因應疫情線上課程崛起,團隊也與時俱進製作AI「磨課師」(Massive Open Online Courses, MOOCs) 線上課程。為協助中小學教師引發學生興趣,計畫辦公室也開發動畫供教師使用。教材、教案與線上課程教學資源建置完畢後,由教育部舉辦大型徵件補助計畫,爭取有意願開設AI課程的中小學老師參加。至於現正進行中的第三階段,是由計畫辦公室偕同資科司培育教練,再由教練培育種子教師,待種子教師數量達到目標,將轉介至國教署,盼未來能全面推動中小學人工智慧課程。

為了預防教案偏離計畫精神,通過徵件計畫的教學團隊在計畫核定後,須至計畫辦公室說明課程設計,若審核委員評估教案已偏離計畫宗旨,就會由輔導委員協助團隊導正,啟動「正軌救援」。教案執行一學期後實施「期中考核」,每所學校向計畫辦公室回報執行狀況,辦公室則協同主持人、相關專業委員,給予學校反饋。最後,教案執行期滿一年即進行「期末考核」,計畫辦公室會從中挑選具特色、符合計畫精神的學校,評定績優團隊、給予敘獎,績優團隊也會彙整教案回報至辦公室,由辦公室整理並提供給其他學校參考。另外,對於非初次申請的學校團隊,計畫辦公室也會要求課程必須比第一期更加豐富,並賦予團隊推廣任務,協助辦公室推動更多學校參與。

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