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教育型机器人的作中学

VEX机器人竞赛的颁奖典礼一景,本文作者林一平(左一)获邀上台与得奖学生合影。

科幻小说作家Isaac Asimov创造「机器人学」(Robotics)这个词汇。他创作9篇短篇小说,收录于《我,机器人》(I, Robot),描绘「正电子」(positronic)的发展,并探讨这项技术的道德含义。

正电子类似人类,是拥有人工智能(AI)形式的机器人。

机器人要模拟人类行为,很自然地会与AI结合,接下来又会衍伸出许多人文的议题。我演讲时会问听众: 「人类和机器人结婚有意义吗?」Asimov「机器人学」的框架极为宏大,包括机械工程学、资通讯电机学、心理学、社会学,甚至人类学。因此机器人相关的教育专题会成为STEM教育的很好实践方式。

STEM是一项跨领域、科目整合的教学方式,核心着重于科学(Science)、 科技(Technology)、工程(Engineering)及数学(Math),后续也延伸包含艺术(Art)。2023年12月,台湾教育界人士对108课纲的做法有许多争议。我认为,解决方案是融合式的减法教育,其实就是STEM的精神。我更强调「作中学」的重要性,其中的实践方式是让学生进行融合不同学科的实作专题。很多人要我举出实例,当中一例是我发展的EduTalk平台。

另一个例子则是在新竹县亚太美国学校举行亚太区的教育型机器人竞赛(VEX robotics signature events)。该赛事由机器人教育与竞赛基金会(The Robotics Education & Competition Foundation) 主办。这是全球最大的初中和高中机器人计划,每年会以一场游戏的形式呈现一个激动人心的工程挑战。在老师和导师的指导下,学生们全年参与构建创新机器人并进行竞争。VEX机器人竞赛可以在多个方面实践STEM教育。

首先, VEX这一类的机器人竞赛透过提供亲身参与的机会,激发年轻学生参与设计、建造和程序设计机器人的经验。这种参与方式能从小引起对STEM领域的兴趣,鼓励他们进一步深入研究。参与竞赛的学员将应用科学和工程原理,获得实际的经验。这种实践式的学习方法,有助于弥合理论知识和实际应用之间的差距。

这些竞赛也同时强调团队合作,分享看法,并善用多样的技能解决复杂问题。这些合作经验增进跨学科团队共同参与创新项目。参与机器人竞赛的学生可轮流在团队中担任领导角色,有助于培养领导能力、专案管理技巧和责任感。参与机器人竞争需要参与者以有创造性的方式应对挑战并解决问题,从中培养批判性思维、适应性和韧性。参与学生会与来自产业的专业人士、导师和评审互动。这种接触使他们了解当前产业实践、标准和技术进步,为学生应对专业STEM领域的期望做好准备。

在这次比赛战况激烈。冠亚军一直平手。在闭幕典礼时,朱家明校长邀请我颁奖。颁奖时,我讲5分钟鼓励学生的话。我放了3部影片,是我的研究团队及夥伴进行整合AI及机器手臂的成果,希望借此扩大学生们的视野。最后我给学生一句话: 「享受进行专案的乐趣,快乐的玩耍吧。」学生不只要「作中学」,更要「学中乐」。(现为国立阳明交通大学资工系终身讲座教授暨华邦电子讲座)
 
 
 
 
 


科幻小说作家Isaac Asimov。

现为国立阳明交通大学资工系终身讲座教授暨华邦电子讲座,曾任科技部次长,为ACM Fellow、IEEE Fellow、AAAS Fellow及IET Fellow。研究兴趣为物联网、移动计算及系统模拟,发展出一套物联网系统IoTtalk,广泛应用于智能农业、智能教育、智能校园等领域/场域。兴趣多元,喜好艺术、绘画、写作,遨游于科技与人文间自得其乐,着有<闪文集>、<大桥骤雨>。