全台最會應用 AI 的大學!清大奈微所推行 AI 教學輔助系統,提供學生更完善之學習情境,有效提升學習效果

清大奈微所力推 AI 教學輔助系統

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Posted by TechOrange 科技報橘 on Wednesday, 20 June 2018

 

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老師拿著名冊一個個唱名或在簽到表上簽名,這些常見的上課點名方式如今都已經過時了,清大奈米工程與微系統研究所(簡稱奈微所)葉哲良特聘教授,以應用 AI 人工智慧概念開發出一套教學輔助系統,並實際應用在奈微所必修課程「書報討論」上。

這套系統可透過臉部辨識技術自動紀錄學生的出缺勤狀況,語音辨識技術協助記錄上課內容供學生課後複習,並可分析學生在課堂中互動參與頻率,雖然系統目前還在實驗階段,卻已獲得修課學生的一致肯定,對學生上課的專心度及與講師的互動,都有正面且顯著地提升。

清華大學葉哲良教授。
清華大學葉哲良教授。

AI 巔覆傳統授課形式,促進老師與學生的互動

清大奈微所自成立以來一直致力於國際化,曾經多次遠赴海外舉辦招生說明會,目前外籍生比例高達 25~40%,為了滿足這些外籍生的上課需求,奈微所需要開設一些全英文教學課程,「書報討論」這門基礎必修課即成為最好的實施場域,由開課老師邀請國內外相關領域的專業人士來台演講,分享自身的研究與經驗。

葉哲良教授坦承擔任「書報討論」開課老師後,才發現傳統授課方式的不足,開課老師除了要找講師、課堂點名及改報告外,還要設法鼓勵學生在課堂上與講師互動、提問。

「這樣不只增加老師教學負擔,也無法清楚瞭解學生的學習成效,我希望找到一個方法,可以增加講師與學生在課堂上的互動,就算老師沒有介入太多,學生也能自動自發地去學習。」葉哲良教授充滿感性地說,眼神充滿著改革的熱情,而 AI 技術的成熟發展,讓葉哲良教授的願望成真。

AI 協助分析學生上課表現,上課專不專心都是評分標準!

AI 教學輔助系統畫面。
AI 教學輔助系統畫面。

在葉哲良教授所規劃的 AI 教學輔助系統中,學生不必再寫報告,改由出席率、上課專心度、與講師互動程度三項指標,共同計算學期成績。而這三項指標的資料來源,是系統透過攝影機影像進行臉部辨識,除了紀錄出席學生的姓名、座位選擇狀況,並從臉部表情去分析上課專心程度。

當講師演講完進入 QA 時間,助教會用手機錄下學生的提問內容,藉由語音辨識 App 將聲音即時轉譯成文字,再將檔案寄送給每一位學生,由學生去檢視與修正問題,藉由這個過程再一次重溫課堂上講師所分享的內容。

語音輔助紀錄系統操作示意圖。
語音輔助紀錄系統操作示意圖。

應用臉部、語音辨識技術到課堂,提升教學品質

AI 教學輔助系統除了反應第一線教師的需求,背後的技術支援是來自於國家實驗研究院儀器科技研究中心(簡稱儀科中心)。

儀科中心楊燿州主任表示,儀科中心長期研究臉部辨識、語音辨識等 AI 技術,一直積極與台灣各個組織合作推廣 AI 應用,當初在瞭解 AI 教學輔助系統需求後,便成立專案團隊,協助將所需的 AI 技術整合在系統內,從而建立起整個使用情境,希望透過這套系統幫助老師清楚掌握學生學習的狀況,進而提高學生的注意力和興趣。

學生在課堂上發問踴躍,增加教學相長的機會

AI 教學輔助系統從今年 2 月上線以來,葉哲良教授認為最明顯的改變有二點,首先問問題的學生人數倍增,上學期時,平均每堂課只有 2-3 個人提問,在導入 AI 教學輔助系統後,提問人數爆增至 10-20 個,學生熱烈的提問,不只讓講師感受到學生學習的熱情,更營造出積極學習的上課氛圍。

另外,學生的專心度則可瞭解講師的演講品質,作為未來選擇演講者之評估。

從學習的角度來看,上課學生也普遍認同 AI 教學輔助系統的效益,奈微所碩一學生林子琪認為,以前上課時間過了 30 分鐘後,免不了會注意力不集中或分心,但是 AI 教學輔助系統就像是個隱形小老師,隨時督促自己要認真上課。遠從印度來求學的 Muhammad Shahbaz Beg 則表示,因為電子檔裡可以同時看到同學提問的題目與答案,所以更容易回想起課堂內容,也就能吸收更多知識。

藉由 AI 教學輔助系統,學生能夠更加集中精神於課堂上,也能夠透過即時的資料輔助,達到更好的學習效果。
藉由 AI 教學輔助系統,學生能夠更加集中精神於課堂上,也能夠透過即時的資料輔助,達到更好的學習效果。

清大奈微所李昇憲所長指出,書報討論這門課開立以來,一直是單向的演講,AI 教學輔助系統讓它變成雙向互動的形式,他期許未來這套系統若發展成熟的話,可實際應用到奈微所其他課程,甚至推行到其他系所像動機系,「我認為,這對教學來說是個很有幫助的工具,」李昇憲所長語氣肯定地說。

人工智慧技術在近年來快速地成長,各個國家、各大企業都在探討 AI 應用的可能,目前最為人所熟悉的就是,和棋王比賽或是駕駛無人車,這些應用雖然酷炫卻距離生活太遙遠,而這套 AI 教學輔助系統讓民眾看見,原來人工智慧應用也能如此貼近生活。

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(本文提供合作夥伴轉載。)

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