創科廣場|中大與老師共創AI課程 模組化結構靈活施教

2022-03-04 09:35

人工智能(AI)被公認為改變世界的通用技術,全球多個國家都推行AI教育,香港獨角獸商湯也在內地推出了中小學課程,出版《人工智能基礎》高中版,而香港近年亦開始在中學推行AI教育。

商湯課程較集中以國內高中生為對象,香港一直缺乏本土課程。2019年,香港賽馬會慈善信託基金捐出款項,與香港中文大學的工程學院及教育學院合作推動了《中大賽馬會「智」為未來計劃》,計畫為期三年,開發針對本港中學AI課程雛形。

AI涉及多種應用,包括視覺運算、自然語言處理、模擬推理等多個不同範疇,然後又衍生多種不同實際應用,中大是首家推出AI本科的本地大學,在AI基礎研究有多年經驗,不過開發針對中學教材,仍面對不少挑戰。

首家推AI本科本地大學

《中大賽馬會「智」為未來計劃》先導學校有6所,第二年參與學校達12所,第三年達20所,而同行學校有17所,網絡學校亦達8所,參加中學達63所。中大向第二年參與的同學調查發現,九成以上參加同學,加強了AI科技知識及理解AI的重要性,八成以上增強學習的信心和動機,顯示在中學階段講授AI,有助促進AI興趣,鼓勵中學生未來進修AI。

計畫首席負責人任揚教授表示,中大工程學院可說是本港研究AI搖籃,校內有研究不同AI應用專家,不少更領導國際上AI學術研究。計畫副負責人暨負責課程發展小組的蒙美玲教授為例,本身為AI語音技術專家,正擔任「博智感知交互研究中心」主任,科研成果已入選政府的「InnoHK創新香港」平台,正與海外著名大學合作,科學園設立AI實驗室。

工程學院多位專注AI教授,參與了制訂課程,包括商湯聯合創辦人林達華教授,林達華亦有份開發商湯國內AI中學課程;亦是視像運算的專家。中大研究團隊在各AI領域,均有開發專屬技術,比市場AI開源工具,用途更廣泛,功能更強大。

模組性配合不同節奏

不過,開發中學講授的AI課程,屬於正規課程;既要考慮學生因材施教,又要配合不同理解、能力的教師,以及教學上的節奏,部分教師甚至來自文科,理科根底較弱,設計上有不少難度和考慮。

蒙美玲說,工程學院與教育學院團隊,以及參與老師,不斷反覆討論,根據教學實際情況反饋,不斷修正課程,開發出《香港人工智能初中課程-教學資源套》,可說是與教師共同創建。課程框架也不限於技術層面,AI全靠數據模型訓練,數據有時會帶偏見,採集時又涉及私隱,執行也有道德考慮,所以加入倫理道德原則。

課程內容傳輸AI基本概念,由淺入深,從AI概念和知識開始,輔以互動和實習,又特別加入AI倫理原則;包括透明度、正義與公平、責任和隱私,並不單從實用出發,而從各個角度探討AI。

動態調整教學方式

課程另一特色則是非常模組化;內部分12個章節,從意識、知識、倫理、互動和能力強化等5個角度,再劃分55個模塊,全部可獨立成章,教師自行選取模組,根據學生的能力興趣,因時制宜,自行決定授課的節奏和先後,配合學生興趣和技術水平。

蒙美玲說,模組化設計讓中學自行調節節奏,也具備更多彈性,針對不同年級和進度,以及內容的趣味性,動態調整教學方式,可按學生興趣增減。

課程傳授AI知識,亦配合了互動教學,學生可掌握AI各項實作,亦透過實驗掌握操作。中大甚至自行製作一部CUHK-JC iCar智能遊戲車;透過簡單電子元件,教師可向學生演示AI實驗。

雖然市場上有多款AI遊戲車,工程學院設計的成本更低,成本二千元以下,功能卻更多,除了人臉識別追蹤,以及自動駕駛的巡綫行駛功能,亦可用於模擬撞車時,模擬自動駕駛所陷道德困境。

任揚表示,AI遇到倫理困境,如交通意外的各種取捨,同學可深入討論和反思。

此外,中大也開放數據中心的算力,學生上網進行AI實驗,課程輔以網上的資源。不過,AI訓練有時可涉及大量算力,能否向中學提供更多算力,則涉及經費和分配等。

即使如此,課程的發展已為本港AI的教育實驗,邁出了重要一步。

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