人工智能（AI）已廣泛融入我們日常生活的各個領域，從翻譯系統工具，到人臉及語音識別技術，甚至延伸至無人駕駛車輛，這些技術不僅徹底改變了我們的工作與生活模式，更推動社會邁向更加智能化的未來。得益於雲端計算能力的提升、大數據技術的進步，以及機器學習（machine learning）的迅速發展，生成式AI近年來快速崛起，成為科技領域的新焦點。AI技術的廣泛應用，為學生和教師創造更多元化和高效的學習與教學體驗。這技術正在逐步革新傳統的教學模式，為教育領域帶來前所未有的機遇與挑戰。
應用AI以輔助教學
AI工具能幫助教師快速生成符合課程目標的教學資源，並根據學生的學習需求提供個性化內容，從而使學習過程更加高效且精準。通過分析學生的知識水平、學習進度和興趣，AI工具（如ChatGPT）可以自動設計適合不同學生的教材、練習題，以及與教學內容相關的問題引導。例如，教師可以利用AI快速設計針對性練習，幫助基礎薄弱的學生鞏固概念，同時為進度較快的學生提供挑戰性問題，實現分層教學。這種個性化的教學內容可以有效提升學生的學習效率，幫助他們更好地掌握課程中的核心知識。這些功能顯著減輕了教師的備課壓力，使教師能把更多精力投入教學設計與師生互動，從而為教學創新帶來更多可能性。
iPort融入初中科學課程
iPort是由香港中文大學團隊開發的AI教學套件，毋須使用複雜的硬件搭建，結合iTrain訓練的AI模型，可幫助師生輕鬆實現AI物聯網（AIoT）的應用。在初中科學課堂中，教師可把iPort融入相關單元，設計創新的教學活動，幫助學生掌握科學知識與技能，並提升其解決問題的能力。
以「觀察生物」單元為例，教師可指導學生蒐集突顯脊椎動物特徵的圖片（如魚類的鰭與鱗片、鳥類的羽毛與喙），利用iTrain平台訓練圖片識別模型，並把訓練完成的AI模型上傳至iPort編程平台。學生隨後可透過iPort平台上簡單設置顯示詞彙提示及聲音等效果，進行即時生物分類，並結合課堂學習製作檢索表，進一步探索生物分類的規律，甚至進行生態研究。這些活動把傳統的理論學習轉化為實踐操作，教師還可設計小組合作的專題項目，進一步激發學生的創造力與跨學科思維。例如，指導學生基於iPort平台設計創新應用場景，如警報系統、無線手勢控制小車、AI聲控燈光系統開關、智能寵物餵飼器等。
在專題設計、實驗與展示過程中，學生需要綜合運用STEM的知識，培養跨學科思維與團隊合作能力。透過這些教學活動，學生不僅能學習基本科學知識，還能理解AI模型的工作原理，把科學原理與技術應用結合，解決實際問題。iPort的應用使課堂更加互動化、實踐化，幫助學生在AI與IoT的探索中發展創新能力，為未來的STEM學習與發展奠定基礎。
AI輔助教學的專業能力
在推動AI輔助教學的過程中，教師的角色正從傳統的知識傳授者轉型為學習促進者，而其專業能力成為AI教學成功的關鍵。因此，提升教師在AI教學領域的能力已成為教育改革中不可忽視的重點。
隨着AI技術的快速發展，教師需要掌握相關知識與應用技巧，才能在課堂中有效運用AI工具，為學生提供專業的指導與支持。教師可透過參與專業培訓、實踐與反思，不斷提升AI輔助教學的應用能力。同時，與同儕分享經驗並進行專業交流，能進一步幫助教師探索AI技術在教育中的多元應用場景及可能面臨的挑戰。例如，教師可以利用教育論壇或專業社群，分享AI輔助教學的成功案例與實踐經驗，促進教學創新並提升自身的專業水平。
為支援教師將AI融入教學，教育局近期推出了「『智』為學理」撥款計劃，選取初中科學科作為試點，鼓勵學校安排教師參與專業培訓與課堂實踐，提升科學教師運用AI技術的能力，進一步推動教學創新。教師可報讀專為中學科學科教師及STEM統籌人員設計的AI教育進深課程與專業培訓工作坊，學習最新的AI教育技術。這些課程能幫助教師應對不斷變化的教學需求，提升專業能力，並為AI教學的未來發展奠定堅實基礎。
撰文︰李婷欣老師
EduAIR STEM Education Officer
曾任中學科學教育學習領域統籌、生物科及綜合科學科科主任
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