我在5月寫了一篇關於科幻畫的文章,今次想跟大家談談STEM的另一熱門議題──學習AI 。
筆者曾於2017年參與教育局常識科及電腦科課程編訂,當時大家都認同小學要引入Computational Thinking ,但後來我們嘗試將這想法應用在常識科上,又發覺有點格格不入,最後也打消了兩者結合的念頭。到今年四月,筆者與教育局的同工到珠海交流,我在車上對其中一位負責人說:「我們之前覺得常識科未必用得上Computational Thinking ,但我覺得可以教AI Thinking。」那知他立刻說:「我也有這種想法呀!」
要學Python嗎?
最近有小學標榜教授AI的Python軟件,筆者也忍不住上網嘗試自學,發覺對小學生來說,學習這個軟件並不容易,加上我曾讀過一篇文章,當中「深度學習」的巨頭 Yan LeCun指出,Python已落後,谷歌、Facebook和其他公司正研發不同的新軟件,所以我不贊成小學生一窩蜂地學習Python ,要學,不是先學AI軟件,而是先學習AI Thinking,學習簡單的概念和方法,有了個大概,等他們上到中學,才學習當時使用的軟件。
小學的AI Thinking
那麼小學要學什麼的AI Thinking?我覺得要和常識科結合,因為學校如只掛着追趕潮流,樣樣新事物都要教,實在沒那麼多時間。我認為配合常識科的專題研習,可教授兩個AI Thinking 的主要概念,那就是「數據處理」和「機器學習」。
我正嘗試在自己學校引入這兩個課程,我們預算在四年級的專題研習,以 「健康生活──數據收集與分析」為題,教授學生處理數據。我們會購置兩個具記錄和分析功能的AI鏡頭,一個安裝在小賣部,一個放置在圖書館,然後記錄同學們購買小食(飲食健康)和借閱圖書的習慣(精神健康),AI鏡頭會以Heat Map的形式顯示數據,當中我們可教導學生如何收集和分析數據,雖然簡單,但過程會有不少得着。
五年級方面,配合常識科的環保專題,我們會在特別室安裝一個AI鏡頭(智能感應器),讓學生決定它在多少秒後運作,例如我們設定「當有人進入或離開課室後3秒,感應器便會自動運作,控制光管開關」,有別於智能感應光管,它更人性化,我們可因應房間的設計、大小,進入者的需要、用室安全等不同因素,設定智能感應器的運作時間,學生可透過反覆的設定和比較不同秒數的數據,從而決定最好的節能方案來。以上兩個例子,正如AI的深度學習,不過不是由較複雜的Python主導,我們把學習場景簡單化,讓學生擔當電腦,分析數據,不斷改善學習,找出最好的答案來。
我們六年級的專題是「未來的智慧城市」,當中老師可教授「機器學習」的概念,讓學生明白電腦是如何深度學習的。我們可教授學生「建立特徵」:我們教AI 電腦分辨什麼叫「樹」,要指出樹要有樹葉、根、樹幹等幾十至幾百個特徵,同學們可透過討論和分析,嘗試為電腦定下物件的特徵和分辨要素,教導電腦深度自學,另一方面,電腦在自我學習時,會收集到大量的數據,如何歸納這些資料,有系統地深度學習?這時,我們亦可簡單教授分類(Classification)、集群(Clustering)、迴歸(Regression)和降維(Dimension Reduction)等演算法和概念,這些方法與我們的「創意十三式」很相近,都是思考和分析資料的方法,透過圖像簡單說明,能夠讓學生對「機器學習」有一個初步的認識,對將來學習AI很有幫助!除此之外,我也嘗試引入「智慧校園」的概念,在校內裝上不同的智能設施,有了這樣的環境,才能刺激學生的創意思維和學習動機。
說了一大堆關於 AI Thinking 的學與教,我們老師懂得教嗎?我想暫時未能完全掌握,所以我們會和商業機構合作,簡化數據分析的內容和技巧,配合常識課程,提供教師培訓,教導我們機器學習的概念。至於效果如何,還要拭目以待,在此我歡迎各方高人聯絡指導,互相交流討論,教學相長。
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