談小學STEAM新發展──AI Thinking

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。

蔡世鴻

中華基督教會協和小學（長沙灣）校長。1990年投身教育界，2004年始擔任校長。由於早年於香港大學取得資訊科技教育碩士，多年來一直熱心推動資訊科技教育，現為教育局STEAM小組及小學科學科小組委員、香港考評局及香港公共圖書館管理委員會委員。學校位處深水埗，故積極投入社區服務工作，現為深水埗中南分區委員會主席。2016年起加入教育評議會，並於2022年擔任教評會主席。教學方面，為教育局校董課程班導師、教育局新入職校長班導師、浸會大學擬任校長班兼任講師、教育局校長認證評審員及中華基督教會香港區會中央校董。

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