【人物專訪】專訪中小學人工智慧教育推廣計畫參與教師——林信廷老師(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。本文邀請到參與計畫,在教學現場實地帶領學生認識AI領域的引路人——臺南市和順國中林信廷老師,來談談在計畫在校園中實際執行的情況,以及執行過程中遭遇的問題和解決方式。

採訪、撰文|李  密

審定|林信廷 老師

 

上課鐘響,只見一群學生興奮地圍著教室地板上的一張跑道地圖,地圖上三兩臺小型的自動駕駛車正繞著軌道行駛,學生們興奮討論著該如何讓車子更順利地在跑道上前進。這是臺南市和順國中資訊教室時常會出現的景象,而帶領著他們討論人工智慧原理,並實際在課堂中動手操作的人,正是和順國中的資訊組長——林信廷老師。

早在四年前,和順國中就將人工智慧教材內容納入課程中,從七、八年級的AI語音小幫手、井字遊戲,再到九年級的影像辨識自駕車、迷宮自走車,發展至今日,除了各年級皆已有完善的人工智慧人才培育規劃,社團課也提供難度更高的AI硬幣分類器、文物科技鑑賞等課程,供有興趣鑽研的學生在正課之外選修。

 

中小學人工智慧教育的先行者  盼用AI改變教學現場

原先並無擔任行政職的林信廷老師,自任教以來就只擔任導師與專任理化教師,從未想過往行政職位發展。回首八年前接下校內資訊組組長一職,他開玩笑說是「交到壞朋友」,因學校行政職要負責的業務較繁雜,多數老師較沒有意願擔任,但礙於教務主任的請託,林老師扛著不會寫程式、網管的壓力,接下資訊組長的職位。原本只答應當一年,後來卻因為「做出興趣」所以持續任職到今天,也開啟了林信廷老師鑽研人工智慧的道路。

「我後來回想,覺得自己蠻有創新的勇氣,遇到事情會喜歡嘗試看看。」一如當兵時期自告奮勇前往馬來西亞擔任替代役,林信廷老師在接任資訊組長後,開始四處參訪其他學校,也因此有機會接觸到Arduino。正是因為提早接觸到資訊領域,林老師比其他教師多具備了人工智慧基本認識與實作的能力,也使他得以在教育部推行人工智慧教育的第一年,就順利通過計畫的申請。

不過,作為人工智慧教育的開拓者,勢必會面臨種種艱辛難題。說起最初「影像辨識自駕車」課程準備期間,林老師發現只有一些成人教育機構或私人社群有提供學習課程,網路上的自學資源也不多,只能透過慢慢摸索、整理,一點一滴拼湊教材。「如果教材能系統性地整理好,就會像站在巨人的肩膀上往前,能節省很多時間。」林老師認為,最初影像辨識自駕車課程並不扎實,學生在課堂上玩得開心,卻不太清楚自駕車的原理。上課過程中,老師也會擔心因為自身不是資訊背景出身,若學生想鑽研更深入的問題,沒辦法提供實質的幫助或解答。而計畫辦公室提供的資源補足這方面的不足,例如配置輔導教授、規劃經費等支援,不僅讓教師建構更完備的知能,也讓學生透過系統性教材與多元化的學習工具,理解知識層面、數學理論等內容。

「也許很多老師覺得要花時間去學、去教人工智慧,但我覺得AI是教學工具,它可以作為一種載體,提升教學效能。」林信廷老師以去年全球風行的ChatGPT為例,作為人工智慧應用於生活中的體現,教師們都應該思考在科技融入教學的過程當中,從投影機、平板再到人工智慧,這些工具如何應用於課堂?透過參與中小學人工智慧推廣計畫,林老師希望設計出讓教師可以輕易上手的AI課程,藉此加速AI擴散到中小學界的速度。

 

階段式課程設計  跨域教案提高學生學習動力

按照實際操作難度與資訊科技課程的進度,和順國中的人工智慧課程透過階段式的設計,讓學生能銜接每個年級所學。雖然林信廷老師的人工智慧學習道路以影像辨識自駕車為起點,不過考量到多數老師認為自駕車的實作難度較高,因此在進行最基礎的AI教育入門課程後,七、八年級課程安排以操作Scratch為主,用Scratch實作AI程式如語音小幫手、井字遊戲等等,課程操作難度較低。而九年級則加入難度中等的「系統平臺、資料處理、影像架構」,與影像辨識自駕車、迷宮自走車實作課程搭載在一起,除卻課本內容之外,也會於資訊專題課實施。社團課則置入操作難度最高的跨域課程,例如與故宮博物院合作結合文物鑑賞的「細數清明上河圖」課程,或「AI硬幣分類器」。

實作影像辨識自駕車|來源:林信廷老師提供

在課程進行之初,林老師觀察到多數學生對於理論內容較沒興趣,更喜歡實作的教案。為了提高學生學習動機,林信廷老師認為教師可以先示範AI應用於生活中的實例,先帶領學生體驗部分成果,再從中加入人工智慧辨識失敗的案例,藉此引導學生透過後續課堂內容尋找解方,並在課堂當中穿插知識與實作,交互進行以提升學生的專注力與興趣。不過也因為人工智慧並不在課綱內,有時會面臨學生認為與考科無關,在課堂中興致缺缺,這時跨域課程就會成為解方之一。

「跨域課程能讓教學更生活化,畢竟生活中遇到的問題並不是一科就可以解決。」為了讓教案內容符合生活情境,林信廷老師積極尋找其他科目老師的支援,不過跨科課程容易因為各科課程進度緊湊,難以在正課時間進行,因此多選擇在社課時間執行跨科教案。以「細數清明上河圖」課程為例,林信廷老師申請故宮博物院的創課列車活動,以故宮文物推廣為目標,設計人工智慧跨域課程。教案發想來自於林老師的兒子喜愛的遊戲書《威利在哪裡》,「找到最後都覺得好累,於是就有了透過AI辨識威利的想法。」因此老師透過物件辨識模型YOLO (You Only Look Once) 演算法迅速辨識威利,並活用在與故宮合作的教案。選用文物清明上河圖,讓學生尋找圖中翠玉白菜化身的精靈「小翠」,並在尋找的過程中一邊觀察清明上河圖的場景,同時也會有歷史老師輔以解說。

 

📖 延伸閱讀:《【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)》、《【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(下)

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