108年教案競賽國中新興科技組金牌獎-AI DRAW 就對了!
設計者 許宜婷, 教案對象 國中
設計單位 桃園市立建國國中, 教案分級 進階
教案類別 資訊科技應用,
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發布日期 2022-02-17 發布單位 科技教育教材與成果普及計畫 瀏覽次數 2339
教材簡介

  本課程旨在導入新興科技的課程目標,培養學生能透過手機或特定裝置探知人工智慧、大數據、機器學習等科技素養,強調數位時代的資訊方法與理解,和具備深度學習能力的公民責任。從認識人工智慧的發展及演變,學習人工智慧的發展技術及應用,並了解深度學習為模擬人類神經網路的運作方式衍生出的計算模型,由於硬體成熟、大數據發展、演算法精進和機器學習技術成功等進步,已廣泛地應用於生活層面。藉由Google限時塗鴉遊戲「Quick, Draw!」,將繪圖資料輸入到全世界最大的塗鴉資料集,帶領學生體驗類神經網路辨識塗鴉的機器學習原理。

  為延續生活科技之基本理念「做、用、想」的基本理念,在了解變分自編碼器的演算法能把不同類別的圖片進行編碼後,帶領學生以iPad於「Sumo Paint」網路平臺上繪圖並將其輸入VAE進行學習,實作類神經網路之強大學習能力與預測能力。接著說明監督式學習和非監督式學習的機器學習方式,同時以「Teachable Machine」和「Move Mirror」讓學生體驗兩者之差異;最後,帶入機器學習與深度學習之流程差異,引導學生對於大量數據、特徵擷取等方向進行思考討論。

  以學生機器學習實作資料討論類神經網路操作原理與實作結果,於機器學習VAE實作結果討論表中,計算經過編碼後的「貓、狗、鳥、豬」分群中心、自己與組員之間的歐幾里德距離。透過歐幾里德求距離的方法計算各學生之間繪圖的相似性,並探討根據計算的距離遠近評估相似度是否準確,以及演算法結果可以透過增加訓練資料量、測試不同演算法等方式進行改善。

  接著使用六頂思考帽法為基礎,藉與AI相應之教學活動內容,帶領學生探討人工智慧快速發展所帶來的道德安全與倫理上的議題。而為深入研究人工智慧之課程內涵,本課程將採用小組合作討論為單位,藉由心智圖法來進行分析及思考,引導學生主動進行溝通與組織,以期將自身所學的知識與理論應用於日常生活當中。

108年教案競賽國中新興科技組金牌獎-AI DRAW 就對了!-
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國立彰化師範大學
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