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 岩心標本知多少?!梁勝雄、范力仁

 臆測生物學謝甫宜、謝秉璋


 科普旅遊實務——白冷圳 陳正治、蘇明俊、林芷伊

 疫情下的物理探究實作競賽 張智淳、余進忠、蘇萬生



 
 
 
有件事情需要我們想想,牛頓時代沒有細分的系所,大師輩出;現在領域、系、所,分了又分,許多學者論文動輒百篇,然大師依舊屈指可數。以前的醫師是把個脈可以像CSI做診斷;現在的醫師當然也是分科很細,採用許多尖端儀器協助診斷病因。是我們分工更細更多,也將有限的資源更為弱化,卻又某天驀然回首說我們要跨域,因為我們發現思路變窄,視野不廣,覺得需要有互相支持的專業;要跨域要先能夠溝通,要有共同的語言則要透過基礎科學。基礎科學是慢慢地磨,教育扎根的工作跟挖下水道一樣,看不到亮點,卻影響甚鉅;而應用科學有賴於扎實的基礎科學養成,才能有成長及開花結果的機會。大家看到光鮮亮麗的成就背後都有著長久的積累,而非像阿拉丁神燈摸一摸就可以馬上有成果有亮點的。拋開社會上的功利及收割,我們是要規劃長久的未來,偶爾解決當下的問題!

本期專題的主題——STEAM策略下的AI與機器人教育,呼應最近的新聞——2021年有12校增設人工智慧系,以及半導體學院設立等等。值得思考的是這些新設系所學位學程算不算個領域?或是資工系、電機系、機械系裡的某個組?暑假到了,好多的AI營隊、機器人營隊等等,都打著STEAM的招牌,這好像在一個科展作品中用了雷切、3D列印、Arduino等當紅設施;我們要如何判斷這是AI?還是機械領域裡面的自動控制?我們每天一定會使用的沖水馬桶浮球自動止住出水就是自動控制。

一個機器加了感測器(感官)及致動器(肌肉)的設施,還是需要一個控制器(大腦),控制器當然就需要透過程式來實現學習、決策、判斷及下達指令,這樣就是個閉迴路控制系統。學習使用Scratch寫程式,就會有運算思維嗎?寫了程式就必然會用到演算法嗎?如何透過工人智慧的精神去學習人工智慧?是不是應該有很細緻的規劃及引導才能竟其功。

若要問寫程式最多的系所,很多人都會回答是資工系。然而,大家看看超級電腦放在氣象局,就應該知道跟流體力學有關的科系如大氣、機械、航太、水利、造船等才是需要龐大計算資源的。

專題主題及教學現場文章中,蘇文鈺老師分享其機器學習歷程的演進,從早期AI的提出電腦跑不動到現在電腦速度夠快可以實現AI,到組織學會並開發PAIA平台,服務學生程式學習進行AI/ML的操作。汪殿杰老師透過自身實作經驗,分享如何透過Google協作平台於疫情期間的許多教學作為以及遠距授課的各種樣態、作法及解決方案,還有許多經驗數字值得讀者參考、值得讀者學習。

「市面上充斥著各式各樣的相關科普產品,大多處於AI體驗階段…」AI知識學習與STEAM有何關係?AI機器人有哪些競賽?是純粹機器人還是有人工智慧的機器人?有哪些值得反思的地方?在國小校園如何遇見AI?在國小階段就有機會體驗、操作、思考AI與生活的關係,這很值得探究及評量其成效,學習其作法;在運算思維及程式設計的基本能力建立上會遇到那些困難?林育沖校長分享其經驗。曾振富校長也為大家介紹台北市中小學AI教育的推動軌跡及教材開發。AI-STEAM教學實例一文就可以讓我們省思,S.T.E.A.M.與STEAM的差異,有AI跟無AI的STEAM有那些本質上的差異;當我們在學習過程中發現有模糊不清之處,要回歸到定義,理解基本定義,才能有足夠的判斷能力。

市面上許多的補習班及營隊透過STEAM、AI名稱招生,有必要仔細檢驗這裡面的課程內容,不然漸漸的、慢慢滴,定義好像就積非成是了。AI人工智慧的學習是需要完整的知識體系,現存許多跟自動控制有關、有智慧製造或是智慧決策等功能的組件,都可以跟人工智慧有關係,能不能以人工智慧稱呼考驗大家的智慧。因此許多市面上或是牽拖點關係的都是需要回歸定義,不然只是先導的幾個初階學習,如知識學習、名詞學習。許多自動控制的學習被誤解成是人工智慧。

教學現場以線上方式推動科技教育會面臨哪些問題? 以學生為中心的課程設計,透過自發互動共好的理念,讓學生有主動參與學習的機會,如何讓Brainstorming 的教學方式,很有效率及有成效的進行?我的第一堂AI課剛好給大家檢視如何看懂感測元件的使用說明書以及結合程式來做判斷;如何透過演算法訓練好感測器都是需要學習的。國小機器人課程學習可以建立運算思維以及學習演算法嗎?機器人組件組裝及課程是如何連結到演算法、運算思維、以及STEAM的?想知道疫情期間如何突破線上課程的限制進行探究與實作的教學——「宅配教材X視訊教學」——謝甫宜老師團隊說給你聽。

科學新知有兩篇文章——您知道什麼是岩心標本嗎?您知道岩心標本如何解讀嗎?您知道全國最大典藏岩心標本的地方在哪裡嗎?岩心箱中的岩心排列是按照甚麼法則放置? 中央地調所豐富的岩心收藏值得探究,且看岩心標本知多少一一道來。融合浪漫與理性、創意與邏輯、紊亂與秩序的臆測生物學,在介紹優雅的古生物意象及演化為師之餘,也介紹許多值得一讀的書籍及書中珍貴的插圖。

特約專欄中,極端氣候的出現,認識氣候變遷帶來的影響,災難防制已成顯學,劉淑雯老師為您介紹優質的教育資源。如何透過STEAM教育理念作為核心,配合創意思考及翻轉教育激發的學生思考能力,來達成有效能的學習模式,COVID-19 創疫課程讓你有感;建構符合防疫的線上課程,透過與STEAM的密切磨合耦合,吸引學生興趣,更是學生學習系統設計,開拓眼界的機會。三歲小畫家讓您對於期望值有更深入的理解,務必嘗試,必然有解。

疫情下的許多變通考驗大家的智慧,中華民國物理教育學會余進忠理事長團隊舉辦第四屆全國高中探究實作競賽,鉅細靡遺地解決繁雜問題,令人佩服,整個經驗也值得傳承學習。




總召編輯委員 - 李旺龍


 
 
 






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   物理科 吳仲卿 陳耀榮 李柏翰 盧玉玲

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   生物科 王美芬 蕭世輝 陳建志 郭淑妙

   地球科學 許民陽 王郁軒 李文禮 謝隆欽

   科技科 張玉山 汪殿杰 林育沖 趙珩宇

   數學科 李源順 鄧家駿 溫世展 張宮明

   跨領域學科 李名揚 連信仲

   特約專欄 游森棚 黃琴扉 陳正改 劉淑雯

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編輯:佟冠誼 林博雅

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