面对人工智慧浪潮的势不可挡，教育部107年就嗅到先机，着手推动「中小学人工智慧教育推广计画」，邀请有志的大学教授、领域专家、中小学老师一同编撰教材与教案范例，并鼓励中小学老师跨域合作组成团队，开授人工智慧课程，达成人才培育的目标。本文邀请到参与计画，且将「人工智慧」教育融合入校内行之有年的食农教育课程的苗栗中山高中掌舵人——黄善华校长与他的重要左右手——李孟雪主任，来谈谈他们如何将人工智慧教育结合本校既有的特色课程，打造行动学习新模式。
采访、撰文｜李 密
审定｜黄善华 校长、李孟雪 主任
走入田野的人工智慧 建构地瓜分类决策树
为了使人工智慧更全面地融入校园，并达成民国108年拍板定案的特色课程三大领域——「人工智慧」、「国际教育」与「精致农业」，校内教学团队穷尽心思，年年都致力於优化、设计创新课程。在「精致农业」方面，中山国小历年推行的食农教育远近驰名，学校提供两分地作为学习场域，从插秧到收割，每个环节都被列入农作课中进行。「精致农业必须纳入科技，不改变就会待在原地。插秧到收割中间大概有十个步骤，小朋友根本做不完。」黄校长以高年级正在进行的分米课程为例，分米的困难度高，透过让学生学习辨识特徵、科技化分类，藉此达到筛选的效果。
此外，学校也参与农委会食米学园计画，让新生从认识米食开始，中年级则走入农田、学习种植，高年级再连接科技学习。也因为两分地皆不使用化肥农药，因此学校多会选择栽种时令当季的蔬果，例如今年三月份栽种的地瓜，就是这学期国文课的「阶层式分群」教材。学生首先在课堂上分组，讨论地瓜特徵，再将地瓜拍照，并用平板查资料，绘制「超级好吃地瓜」、「普通好吃地瓜」、「烂地瓜」的分类表格。最後，将所有照片放入机器中训练，藉此让机器学习地瓜分类，再评比分类最准确的组别。
「我们把现有的课程跟AI结合，让孩子从生活经验出发，学习栽种、体验农夫的辛苦，最後回到课程当中去建构知识，在学习的过程中找到他的天堂。」对李主任而言，小朋友是否能在课堂上完全理解「监督式学习」或者「非监督式学习」并不重要，而是要在「辨识特徵」与「分类」的过程中，建构「策略」的概念，并从中学习找出最佳解方。
消弭城乡教育落差 英文课也可以简单又有趣
人工智慧不仅为中山国小的田野特色课程增添趣味，同时也帮助中山国小突破双语资源缺乏的困境，减缓英语能力M型化的现象。「我们的英文师资流动率很高，也比较容易碰到老师不愿意在这里深耕，想要调离的状况。」说到校内英语课，李主任忧心忡忡，教育资源不均的现象在双语领域尤其明显，而在偏乡师资不足的情况下，无法补习的弱势学生就会被迫放弃英文，更加速学童英语能力差异扩大。
於是中山国小人工智慧教学团队灵机一动，也将「分类」概念纳入英文课中。课堂上学生须分组，将各式英文单字用颜色、数字、形状加以区分，并且被规定全程只能说英文。至於英文程度不错的同学，教师也会辅以难度更高的教材进行差异化教学。学生也能透过不断练习发音，让学英文像在玩游戏，提升学习兴趣与参与感。课後李主任也惊讶地发现，学生不只在英文学业表现明显成长，以往需要翻译协助进行的外师活动，如今学生也不太需要翻译老师就能理解课程内容。
「不过有时候也会碰到老师发音不标准的问题，这时候人工智慧就可以发挥功效。」黄校长表示，目前预计下学期要推动国小全民英检，另外也想募资一台能用英文聊天的机器人，放置在校门口供学生练习英语口说，让小朋友能沉浸式学习英文。
翻转教育 让学生成为课堂主体
不论是将人工智慧应用在田野课或一般学科，中山国小教学团队始终秉持着「问题导向」教学的理念，鼓励学生反思日常生活经验，并从中发现问题。以田作课的「驱赶机器人」为例，苑里正面临着农民高龄化的危机，农友无心力解决福寿螺问题，往往选择购买农会贩售的药剂，虽可暂解问题，但长久会导致土地受损。於是李主任将这个发现带到课堂中，让学生们寻找解方，制作四个宝特瓶放在田中的四个出水口、入水口，协助捕捉福寿螺。
而学生也透过实作的过程，发现深色的宝特瓶更容易捕捉福寿螺，进而去改良装置设计。「这些过程不仅培养他们问题解决的能力，也是在激发他们的想像力与创造力，不断地去思考，我该怎麽解决生活中的这些问题？」黄校长认为，未来也许也有机会将捕捉福寿螺的工具加以改善，或许能申请专利，大范围解决问题。未来课堂发展也会逐渐迈向全面的跨领域课程，鼓励教师不再只是照本宣科。
也正是因为强调动手实作、创意思考，中山国小的人工智慧课程并不以考试或回家作业衡量学生的学习成效，而是由教师在观察学生课堂表现後填写课程评监表，以质性描述或等第给分的方式，以「充分学会」、「部分学会」、「还不会」表述，或者针对个别特殊案例给予评语。期末也会在成绩单上注记特殊专长，藉此告知家长人工智慧课的成果。同时，为了促进课堂成果的交流与进步，黄校长也希望未来能透过中山新闻台的XR主播台，让学生将心得历程呈现於平台上，再发送到全苗栗县分享。
开启通往世界的大门 培育台湾科学人才
「富兰克林不是有一句名言吗？『告诉我，我会忘记；教导我，我或许会记得；让我参与，我便能学到。』中山国小就是希望小朋友能在『做中学』的过程中成长。」参与人工智慧人才培育计画历时两年，黄校长认为现今教育现场普遍太过重视结果、强调升学，反而容易忽略在孩子在学习过程中，应被启发的创意与问题解决能力，也容易限缩未来蓝图规画与视野。
以中山国小推行多年的行动学习为例，透过融合行动装置（平板）教学，让小朋友能透过行动装置开启更多元的学习管道，而这些措施都会在无形中影响学生未来想就读、就业的领域。李主任以自己的儿子为例，「他以前会被问说，为什麽你妈妈是老师，你可以这麽笨？」虽然学业成绩表现不是顶尖，不过也正因为三年级在中山国小接触到行动学习，也因此开启他对於未来职涯的想像，後来国中加入校内职能教育班，学习电子相关技术。现已可以透过科技产品组件一台滑板车、空拍车，也会定期回中山国小分享制作技术给需要的教师。
谈到近日新闻大篇幅报导的技职学校退场风波，黄校长与李主任都无奈摇头，因少子化造成技职体系成为高中职退场的重灾区，不仅可能会连带影响未来产业出现技术人才缺口，也会让对学习实作技术有兴趣的孩子无法继续延伸学习。人工智慧技术及应用人才培育计画作为奠定中小学生接触、认识，进而学会应用人工智慧的基石，高中职、大专院校也应有相对应的学习管道持续培养技术人才，方能使台湾往「科技立国」的方向迈进。
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