AI 走入中學 免費教材開放自學

AI 走入中學 免費教材開放自學

回想初接觸 STEM ,很多人表示要中小學生,甚至幼稚園生學 STEM 不是易事。只是短短數年光景,不少人已能輕鬆講解,情況有如初接觸電腦一樣。其實推動 AI 教育也可以做到,香港有熱心推動的組織及機構,公開發放教材兼舉辦比賽。

早前有兩則 AI 與學生的新聞,十分有意思。其一是 10 歲女孩 Samaira Mehta ,設計了 CoderMindz ,這是一款適合 6 歲或以上人士學習 AI 的棋類遊戲。另一是 13 歲男孩 Rishab Jain ,於美國青年科學家大賽( Young Scientist Challenge 2018 ),他運用圖像化技術,開發出胰臟癌深度學習系統,準確率達到 98.9% ,可讓放射治療時能準確率大大提升。

13 歲男孩 Rishab Jain 於設計了胰臟癌深度學習系統,並獲得 Young Scientist Challenge 2018 獎項。

13 歲男孩 Rishab Jain 於設計了胰臟癌深度學習系統,並獲得 Young Scientist Challenge 2018 獎項。

10 歲女孩 Samaira Mehta 已設計了兩款 STEM 類別 AI 棋類遊戲。

10 歲女孩 Samaira Mehta 已設計了兩款 STEM 類別 AI 棋類遊戲。

CoderMindz 是一款適合歲 或以上的 AI 棋類遊戲。

CoderMindz 是一款適合歲或以上的 AI 棋類遊戲。

https://www.youngscientistlab.om/entry/1664

CoderMindz: http://www.codermindz.com

從上述兩個例子來看,就算是沒有專業課程及課堂培訓,但若是學生有興趣鑽研,就算是中小學生也能學習及應用 AI ,畢竟科技趨勢及發展不待人。香港有致力於推動資訊科技教育的機構及組織,他們合力籌辦了「 AI 大比拼 – 天氣預測比賽」,並配合工作坊,重要的是將教材免費公開,務求培養中學生有實質接觸最新科技的實質機會。

中小學生能學 AI

「 AI 大比拼 – 天氣預測比賽」是由香港教育城、香港天文台、香港氣象學會及、 Microsoft 合辦,比賽會讓中學生利用人工智能作設計方式,天文台提供過往真實氣象數據作為基礎,學生需預測九龍灣零碳天地於指定時間的氣溫。

香港教育城行政總監鄭弼亮表示,是次比賽有多重意義,鑑於近年教育城主辦編程的比賽經驗,當中很多學生都期望設計作品能真正學以致用,他個人亦認為真正的設計,既是難得經驗,也更能令學生提升學習動機、參與感及興趣。

此外, AI 的設計往往涉及範圍內容多且廣,因此更需要通過協作以取得成果。當然,最重要的是人工智能是最新最先進的技術,由於計劃裡有專業的 IT 公司協助,學生可通過世界上最先進的技術及設備,有真正接觸新科技工具的應用及學習。綜合以上三個元素,期望學生能通過此比賽有一個良好的學習經歷。

AI 大比拼 - 天氣預測比賽: https://www.hkedcity.net/coding/zh-hant/AI_challenge

AI 大比拼 – 天氣預測比賽: https://www.hkedcity.net/coding/zh-hant/AI_challenge

香港教育城行政總監鄭弼亮講解 AI 比賽內容,他指出學生對能設計真正成品往往會更學習動機。

香港教育城行政總監鄭弼亮講解 AI 比賽內容,他指出學生對能設計真正成品往往會更學習動機。

AI 比賽引導學生

不過,更重要的是 AI 正改變人類生活,因此教育界應注視。他以三個層面解釋,最簡單是基本層面,如小學生只需知道有應用 AI 即可,讓學生了解最新科技對生活影響。進一步是應用層,高小至初中學生能接觸或簡單應用較佳。至於最後一層是可成為設計者,為社會提供各種解決方案。他進一步透露,目前也正與大學及商業機構接觸,期望為學生推出更多 AI 課程。

用真實天文台數據

至於選擇天文的原因是大眾近年對天文預測有十分多爭議及討論,但其實天文是一門嚴謹的科學,相信能藉此讓學生及公眾進一步理解當中的設計及原理。

香港天文台科學主任林學賢博士接著分享講解,以現時天文台的預測系統而言,其實涉及十分多的數據,包括本地及外國資料,經綜合分析才公布。以現時的科技及技術,天文台能作公布提醒及預測。他講解近年天文台就以 Pattern recognition 方式,通過電腦分析雷達圖等多項影像數據及數字數據,對雨雲走向的準確度有明顯提升,與過往相比,新的系統能預計暴雨時間長達兩小時,而 10 分鐘內的走向更是十分準確。

香港天文台科學主任林學賢博士表示天文台所發出的預測訊息,是經由大量數據運算及分析。

香港天文台科學主任林學賢博士表示天文台所發出的預測訊息,是經由大量數據運算及分析。

至於這次比賽選擇零炭天地的原因是,零炭天地於去年安裝了新型智慧燈柱。內有溫度和濕度測量,加上香港過往十年內,十四個站每小時數據的氣溫、濕度、風速和雨量等數據,合共逾 600 萬粒數據供同學應用、學習和體驗,藉能讓學生有真正的實踐機會,也期望藉此讓大眾了解天文科學的真正運作。

零炭天地內有三支智慧燈柱,最新是圖中柱高較接近地面的燈柱。

零炭天地內有三支智慧燈柱,最新是圖中柱高較接近地面的燈柱。

圖中的智慧燈柱是為奧運馬術比賽而設,當中黑色膠球是用作模擬人體感溫。

圖中的智慧燈柱是為奧運馬術比賽而設,當中黑色膠球是用作模擬人體感溫。

為了科學的準確性,大多或以上智慧柱等類型設備有兩支,並會因應環境而設計,例如高低不一。

為了科學的準確性,大多或以上智慧柱等類型設備有兩支,並會因應環境而設計,例如高低不一。

林博士指出天文台的颱風預測,近年既有參考外地,也整合本地數據,五日內的預測準確度十分高。

林博士指出天文台的颱風預測,近年既有參考外地,也整合本地數據,五日內的預測準確度十分高。

AI 教材及工作坊內容簡介

AI 涉及多項技術,一般人熟悉的有程式和數據部份,但若運算的是真正大數據,也並非普通一部通電腦可以執行,部分程式還需要運算力高的電腦執行。「 AI 大比拼 – 天氣預測比賽」就有 Microsoft 提供技術支援,包括網上資料庫儲存和運作平台,他們也參與舉辦工作坊,並配合可用拖拉方式組合 AI 模組的 Azure Machine Learning Studio ,而當日的教材及影片已可於網上任意瀏覽。

若是看不明白圖文教材,還有兩段網上影片,合共只要花 1 小時 15 分鐘就可以有初步概念。

若是看不明白圖文教材,還有兩段網上影片,合共只要花 1 小時 15 分鐘就可以有初步概念。

早前有舉辦工作坊,有 20 間學校過百學生參與, AI 題材對學生有一定吸引力。

早前有舉辦工作坊,有 20 間學校過百學生參與, AI 題材對學生有一定吸引力。

免費淺嘗 ML

工作坊裡面的內容分為數個部分,其中一個主要部份是由 Microsoft 提供的教材,他們提供一個銷售檸檬水的數據庫,並撰寫了一份 32 頁的圖文教材,任何人仕只要有 Microsoft 帳號,下載資料後可按照教材進行操作,就可獲得建立分析模型的經歷及數據模型,接著就是自行進一步分析。若是不明所以,還有廣東話影片教學,是一個很好的初次接觸體驗。筆者試用後,對 AI 認知有大大的提升。不過,這裡有少少提醒,這次比賽並沒有程式或平台限制,以上教材及資料僅供參考。

觀看上述資料後,大概五分鐘就可以作一次初步體驗,原因之一是這次平台主要是靠拖拉式操作,毋須程式設計背景。

觀看上述資料後,大概五分鐘就可以作一次初步體驗,原因之一是這次平台主要是靠拖拉式操作,毋須程式設計背景。

自學 AI 好時機

無論大家是否有參與比賽,只要對 AI 有興趣,這次比賽所提供「可用數據」、「網上教材」,以及影片均十分有參考價值。事實上,這次比賽有重大意義,於數碼時代資訊洪流中,能學會自學也是重要的生活技能。雖然不是每個人都適合當程式設計師,但提早認識及接觸實用性高的新科技,必然有所助益。