【人物專訪】專訪中小學人工智慧教育推廣計畫參與者——黃善華校長、李孟雪主任(下)

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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,且將「人工智慧」教育融合入校內行之有年的食農教育課程的苗栗中山高中掌舵人——黃善華校長與他的重要左右手——李孟雪主任,來談談他們如何將人工智慧教育結合本校既有的特色課程,打造行動學習新模式。

採訪、撰文|李  密

審定|黃善華 校長、李孟雪 主任

 

走入田野的人工智慧 建構地瓜分類決策樹

為了使人工智慧更全面地融入校園,並達成民國108年拍板定案的特色課程三大領域——「人工智慧」、「國際教育」與「精緻農業」,校內教學團隊窮盡心思,年年都致力於優化、設計創新課程。在「精緻農業」方面,中山國小歷年推行的食農教育遠近馳名,學校提供兩分地作為學習場域,從插秧到收割,每個環節都被列入農作課中進行。「精緻農業必須納入科技,不改變就會待在原地。插秧到收割中間大概有十個步驟,小朋友根本做不完。」黃校長以高年級正在進行的分米課程為例,分米的困難度高,透過讓學生學習辨識特徵、科技化分類,藉此達到篩選的效果。

此外,學校也參與農委會食米學園計畫,讓新生從認識米食開始,中年級則走入農田、學習種植,高年級再連接科技學習。也因為兩分地皆不使用化肥農藥,因此學校多會選擇栽種時令當季的蔬果,例如今年三月份栽種的地瓜,就是這學期國文課的「階層式分群」教材。學生首先在課堂上分組,討論地瓜特徵,再將地瓜拍照,並用平板查資料,繪製「超級好吃地瓜」、「普通好吃地瓜」、「爛地瓜」的分類表格。最後,將所有照片放入機器中訓練,藉此讓機器學習地瓜分類,再評比分類最準確的組別。

學生在課堂上討論地瓜的特徵,繪製分類表格|來源:李孟雪主任提供

「我們把現有的課程跟AI結合,讓孩子從生活經驗出發,學習栽種、體驗農夫的辛苦,最後回到課程當中去建構知識,在學習的過程中找到他的天堂。」對李主任而言,小朋友是否能在課堂上完全理解「監督式學習」或者「非監督式學習」並不重要,而是要在「辨識特徵」與「分類」的過程中,建構「策略」的概念,並從中學習找出最佳解方。

 

消弭城鄉教育落差 英文課也可以簡單又有趣

人工智慧不僅為中山國小的田野特色課程增添趣味,同時也幫助中山國小突破雙語資源缺乏的困境,減緩英語能力M型化的現象。「我們的英文師資流動率很高,也比較容易碰到老師不願意在這裡深耕,想要調離的狀況。」說到校內英語課,李主任憂心忡忡,教育資源不均的現象在雙語領域尤其明顯,而在偏鄉師資不足的情況下,無法補習的弱勢學生就會被迫放棄英文,更加速學童英語能力差異擴大。

於是中山國小人工智慧教學團隊靈機一動,也將「分類」概念納入英文課中。課堂上學生須分組,將各式英文單字用顏色、數字、形狀加以區分,並且被規定全程只能說英文。至於英文程度不錯的同學,教師也會輔以難度更高的教材進行差異化教學。學生也能透過不斷練習發音,讓學英文像在玩遊戲,提升學習興趣與參與感。課後李主任也驚訝地發現,學生不只在英文學業表現明顯成長,以往需要翻譯協助進行的外師活動,如今學生也不太需要翻譯老師就能理解課程內容。

「不過有時候也會碰到老師發音不標準的問題,這時候人工智慧就可以發揮功效。」黃校長表示,目前預計下學期要推動國小全民英檢,另外也想募資一台能用英文聊天的機器人,放置在校門口供學生練習英語口說,讓小朋友能沉浸式學習英文。

 

翻轉教育 讓學生成為課堂主體

不論是將人工智慧應用在田野課或一般學科,中山國小教學團隊始終秉持著「問題導向」教學的理念,鼓勵學生反思日常生活經驗,並從中發現問題。以田作課的「驅趕機器人」為例,苑裡正面臨著農民高齡化的危機,農友無心力解決福壽螺問題,往往選擇購買農會販售的藥劑,雖可暫解問題,但長久會導致土地受損。於是李主任將這個發現帶到課堂中,讓學生們尋找解方,製作四個寶特瓶放在田中的四個出水口、入水口,協助捕捉福壽螺。

而學生也透過實作的過程,發現深色的寶特瓶更容易捕捉福壽螺,進而去改良裝置設計。「這些過程不僅培養他們問題解決的能力,也是在激發他們的想像力與創造力,不斷地去思考,我該怎麼解決生活中的這些問題?」黃校長認為,未來也許也有機會將捕捉福壽螺的工具加以改善,或許能申請專利,大範圍解決問題。未來課堂發展也會逐漸邁向全面的跨領域課程,鼓勵教師不再只是照本宣科。

也正是因為強調動手實作、創意思考,中山國小的人工智慧課程並不以考試或回家作業衡量學生的學習成效,而是由教師在觀察學生課堂表現後填寫課程評鑑表,以質性描述或等第給分的方式,以「充分學會」、「部分學會」、「還不會」表述,或者針對個別特殊案例給予評語。期末也會在成績單上註記特殊專長,藉此告知家長人工智慧課的成果。同時,為了促進課堂成果的交流與進步,黃校長也希望未來能透過中山新聞台的XR主播檯,讓學生將心得歷程呈現於平台上,再發送到全苗栗縣分享。

老師與學生共同討論|來源:李孟雪主任提供

 

開啟通往世界的大門 培育臺灣科學人才

「富蘭克林不是有一句名言嗎?『告訴我,我會忘記;教導我,我或許會記得;讓我參與,我便能學到。』中山國小就是希望小朋友能在『做中學』的過程中成長。」參與人工智慧人才培育計畫歷時兩年,黃校長認為現今教育現場普遍太過重視結果、強調升學,反而容易忽略在孩子在學習過程中,應被啟發的創意與問題解決能力,也容易限縮未來藍圖規畫與視野。

以中山國小推行多年的行動學習為例,透過融合行動裝置(平板)教學,讓小朋友能透過行動裝置開啟更多元的學習管道,而這些措施都會在無形中影響學生未來想就讀、就業的領域。李主任以自己的兒子為例,「他以前會被問說,為什麼你媽媽是老師,你可以這麼笨?」雖然學業成績表現不是頂尖,不過也正因為三年級在中山國小接觸到行動學習,也因此開啟他對於未來職涯的想像,後來國中加入校內職能教育班,學習電子相關技術。現已可以透過科技產品組件一台滑板車、空拍車,也會定期回中山國小分享製作技術給需要的教師。

談到近日新聞大篇幅報導的技職學校退場風波,黃校長與李主任都無奈搖頭,因少子化造成技職體系成為高中職退場的重災區,不僅可能會連帶影響未來產業出現技術人才缺口,也會讓對學習實作技術有興趣的孩子無法繼續延伸學習。人工智慧技術及應用人才培育計畫作為奠定中小學生接觸、認識,進而學會應用人工智慧的基石,高中職、大專院校也應有相對應的學習管道持續培養技術人才,方能使臺灣往「科技立國」的方向邁進。

 

📖 延伸閱讀:《【人物專訪】專訪中小學人工智慧教育推廣計畫參與者——黃善華校長、李孟雪主任(上)》、《【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)》、《【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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