STEAM / STEM AI 教學課程

課程名稱：STEAM / STEM AI 探索與創新：綜合教學課程

 

課程簡介：

本課程以 STEAM 或 STEM 教育理念為基礎，結合人工智慧 (AI) 的核心概念與技術，旨在培養學生的跨領域知識、創造力、解決問題能力與創新思維。課程結合理論學習、動手實作、專題研究與藝術設計，讓學生在探索 AI 奧秘的同時，也能培養跨學科素養與團隊合作能力。課程強調 AI 的實際應用與社會影響，鼓勵學生利用 AI 解決生活中的問題，並為未來的科技發展做出貢獻。

 

課程目標：

• 了解 AI 的基本概念、發展歷程與應用領域。
• 掌握 AI 的核心技術原理，如機器學習、深度學習、自然語言處理。
• 學習使用程式語言 (如 Python) 進行 AI 應用開發。
• 培養跨領域知識、邏輯思維、創造力、解決問題能力與創新思維。
• 了解 AI 的倫理議題與社會影響。
• 具備獨立進行 AI 專題研究與設計的能力。
• 培養團隊合作、溝通表達與專案管理能力。
• 將 AI 與藝術設計結合，創造獨特的 AI 應用。

 

課程對象：

• 對 AI 技術感興趣的學生 (建議年齡 10 歲以上，可根據年齡調整課程內容)。
• 希望培養跨領域知識與創新思維的學生。
• 希望將 AI 與其他學科結合應用的學生。
• 希望在未來 AI 時代更具競爭力的學生。
• 對科學、科技、工程、藝術或數學有興趣的學生。

 

課程大綱 (可根據 STEAM 或 STEM 框架調整)：

第一單元：AI 啟蒙與基礎 (約 8 小時)

• 1.1 什麼是 AI？
  • 用生活化的例子解釋 AI 的概念：語音助手、推薦系統、自動駕駛。
  • 介紹 AI 的不同類型：機器學習、深度學習、自然語言處理。
  • 討論 AI 的優點與缺點。
• 1.2 AI 的發展歷史
  • 介紹 AI 的重要里程碑與發展趨勢。
  • 討論 AI 對社會的影響。
  • 引導學生思考 AI 的未來。
• 1.3 AI 與生活
  • 探討 AI 在不同領域的應用：醫療、教育、交通、娛樂。
  • 鼓勵學生發現生活中的 AI 應用。
  • 分享對 AI 的看法與感受。
• 1.4 邏輯思維與問題解決
  • 培養邏輯思維能力：分析問題、制定解決方案。
  • 學習使用流程圖、思維導圖等工具。
  • 練習解決簡單的邏輯問題。
• 1.5 實作練習：
  • 玩 AI 相關的互動遊戲。
  • 設計一個簡單的 AI 應用場景。
  • 分享對 AI 的理解與看法。

 

第二單元：程式設計與 AI 工具 (約 12 小時)

• 2.1 程式設計入門 (Python)
  • 介紹 Python 的基本語法與資料型態。
  • 學習安裝 Python 環境與相關套件。
  • 練習編寫簡單的 Python 程式。
• 2.2 AI 工具介紹
  • 介紹常用的 AI 工具與平台：Google Teachable Machine、Scratch AI、TensorFlow Playground。
  • 學習如何使用 AI 工具進行簡單的機器學習。
  • 體驗 AI 的基本原理。
• 2.3 數據處理與分析
  • 學習如何收集、整理、分析數據。
  • 使用 Python 進行簡單的數據處理。
  • 了解數據在 AI 中的重要性。
• 2.4 實作練習：
  • 使用 Python 編寫簡單的程式。
  • 使用 AI 工具進行機器學習實驗。
  • 分享程式碼與實驗結果。

 

第三單元：機器學習與深度學習 (約 16 小時)

• 3.1 機器學習基礎
  • 介紹機器學習的基本概念：監督式學習、非監督式學習。
  • 學習使用簡單的機器學習演算法：線性回歸、邏輯回歸、決策樹。
  • 了解機器學習如何從數據中學習。
• 3.2 深度學習基礎
  • 介紹深度學習的基本概念：神經網路、反向傳播。
  • 了解深度學習與機器學習的區別。
  • 體驗深度學習的強大功能。
• 3.3 圖像識別與處理
  • 介紹圖像識別的基本原理。
  • 學習使用 AI 工具進行圖像分類、物體檢測。
  • 了解圖像處理在 AI 中的應用。
• 3.4 自然語言處理
  • 介紹自然語言處理的基本原理。
  • 學習使用 AI 工具進行文本分析、語音識別。
  • 了解自然語言處理在 AI 中的應用。
• 3.5 實作練習：
  • 使用機器學習演算法解決簡單的問題。
  • 使用深度學習模型進行圖像識別。
  • 使用自然語言處理工具進行文本分析。
  • 分享實驗結果與心得。

 

第四單元：AI 專題研究與設計 (約 16 小時)

• 4.1 專題研究主題選擇
  • 引導學生選擇感興趣的 AI 專題研究主題。
  • 鼓勵學生將 AI 與其他學科結合。
  • 提供專題研究的參考方向。
• 4.2 專題研究規劃
  • 學習如何制定專題研究計畫。
  • 學習如何收集、整理、分析數據。
  • 學習如何設計 AI 應用模型。
• 4.3 專題設計與實作
  • 鼓勵學生發揮創意，設計獨特的 AI 應用。
  • 提供技術支援與指導。
  • 鼓勵學生團隊合作，共同完成專題。
• 4.4 專題成果展示
  • 展示專題研究成果。
  • 分享專題研究過程與心得。
  • 互相學習與交流。
• 4.5 實作練習：
  • 完成 AI 專題研究計畫。
  • 設計並實作 AI 應用模型。
  • 展示專題成果，並分享心得。

 

第五單元：AI 倫理與未來 (約 8 小時)

• 5.1 AI 倫理議題
  • 討論 AI 可能帶來的倫理問題：偏見、歧視、隱私、安全。
  • 引導學生思考如何負責任地使用 AI。
  • 培養學生的道德意識與社會責任感。
• 5.2 AI 的社會影響
  • 探討 AI 對社會的影響：就業、教育、醫療、交通。
  • 鼓勵學生思考如何利用 AI 創造更美好的未來。
  • 分享對 AI 未來的想像。
• 5.3 AI 與藝術 (STEAM 選項)
  • 探討 AI 如何與藝術結合。
  • 鼓勵學生利用 AI 進行藝術創作。
  • 分享 AI 藝術的成果。
• 5.4 AI 的未來發展
  • 探討 AI 的未來發展趨勢與挑戰。
  • 鼓勵學生發想 AI 的創新應用。
  • 分享對 AI 未來的想像。
• 5.5 實作練習：
  • 分組討論 AI 的倫理議題。
  • 設計一個 AI 的創新應用。
  • 分享對 AI 未來的想像與看法。

 

課程總結：

• 複習課程重點與學習內容。
• 鼓勵學生持續探索 AI 的奧秘。
• 提供課程後續支援與資源。
• 分享學生專題成果與學習心得。

 

注意事項：

• 課程內容可根據學生的年齡、程度與興趣進行調整。
• 課程中將穿插實作練習、專題研究與案例分析，讓學生能將所學應用於實際。
• 鼓勵學生積極發問與分享經驗，共同學習成長。
• 課程可根據 STEAM 或 STEM 框架調整側重點。

*可選擇上門、到校、到企業等彈性小班AI教學模式

**以上AI課程由知名香港AI教學先行者 「香港AI學院」 提供課程內容及技術的支援，以確保 「AI課程」 高性價比的品質水平。