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線上STEAM實作來學習AI—從表情來分析情緒

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【本篇報導由科技應用與人力資源發展學系  張玉山特聘教授研究團隊提供】

  基於創新創意與人工智慧(AI)教育的重要性,以及COVID-19下的線上學習迫切需求,本研究在探討STEAM實作學習對線上AI學習與創意表現的影響,並透過臉部表情來分析創意情緒的影響。本研究以一所公立大學的25位職前教師為對象,進行不相等組前後測準實驗設計的實驗研究。實驗教學的主題為AI學習,實驗組進行線上STEAM實作教學,對照組進行體驗式教學。研究結果包括:1. STEAM線上實作學習對AI概念的關係連接、舉例、及總分的線上學習表現都有顯著的正面效果;對AI態度有更加正面的效果,尤其在AI程序及產出等內涵的正面態度,更為明顯;2. STEAM實作學習對線上AI創意表現有大的效果量的正面影響,尤其在新奇、精緻、可行等;3. 學生在STEAM實作學習的線上AI學習中,在設計繪圖階段的憤怒情緒較高,代表學生非常專注與投入其中。本研究依據研究結果,提出教學實務建議與後續研究的建議。


  

  基於創新創意與人工智慧(AI)教育的重要性,以及COVID-19下的線上學習迫切需求,本研究在探討STEAM實作學習對線上AI學習與創意表現的影響,並透過臉部表情來分析創意情緒的影響,學習模組如圖1。本研究的主要結論如下:

  1. STEAM實作學習對AI概念的關係連接、舉例、及總分的線上學習表現都有顯著的正面效果。但是對於AI概念的階層與交叉關係連接沒有效果,可能是這兩類的難度較高,需要較高層級的學習,才能達到。此外,STEAM實作學習對AI態度有更加正面的效果,尤其在AI程序及產出等內涵的正面態度,更為明顯。此外對AI應用的態度,也有更加正面的效果。在教學實務上,應該增加AI學習的時間,讓AI學習可以加深加廣。此外,STEAM實作學習值得推廣採用,即使是線上學習的狀況,也是很有效果的。
  2. STEAM實作學習對線上AI創意表現有大的效果量的正面影響,尤其在新奇、精緻、可行等方面都是。但是在價值方面沒有效果,可能是學生在AI專業度不足,需要更多的學習。可見就算是都在線上學習,透過STEAM實作學習,還是可以有效激發AI創造力。在教學實務上,可以透過網路資源的應用,增加學生專業知識。
  3. 學生在STEAM實作學習的線上AI學習中,在設計繪圖階段的憤怒情緒較高,代表學生非常專注與投入其中。但是在了解情境、創意發想、設計繪圖等階段的恐懼情緒及快樂情緒較低,可能是因為樂趣性不足。在教學實務上,建議能在STEAM實作的AI學習過程中,增加實用又有趣的軟體體驗活動,提高學習的樂趣。
 

圖1:AI語音控制的學習模組----投影幕
圖1:AI語音控制的學習模組----投影幕
 

 

原文出處:Chang, Y. S., Wang, Y. Y., & Ku, Y. T. (2023). Influence of online STEAM hands-on learning on AI learning, creativity, and creative emotions. Interactive Learning Environments, 32(8), 4719–4738. https://doi.org/10.1080/10494820.2023.2205898

張玉山 特聘教授 | 科技應用與人力資源發展學系

本校科技應用與人力資源發展學系教授,研究專長是創造力教育及科技教育。所帶領的研究團隊致力於科技教材教具研發,並推廣到中小學。近年對AI教育及AR/VR教學應用,也有具體的研發成果。