näkemys - Human-Computer Interaction - # 批判性 AI 素養教學

趣味屋鏡子還是同溫層？透過隱喻教學培養批判性 AI 素養的方法論

Q: 文章探討了如何利用隱喻來促進學生對 AI 的理解，那麼除了隱喻之外，還有哪些教學方法可以有效地培養學生的 AI 素養？

除了隱喻之外，還有許多教學方法可以有效地培養學生的 AI 素養，以下列舉幾種： 專案式學習 (Project-based Learning)： 讓學生參與實際的 AI 專案，例如設計簡單的聊天機器人、圖像識別應用等，從實踐中學習 AI 的基本原理和應用。 案例分析 (Case Study)： 分析真實世界中 AI 的應用案例，探討 AI 的優勢、限制、倫理挑戰等議題，培養學生的批判性思維和問題解決能力。 遊戲化學習 (Gamification)： 利用遊戲化的方式，例如 AI 編程遊戲、模擬 AI 決策情境等，提升學生學習 AI 的興趣和參與度。 數據素養培養 (Data Literacy)： 讓學生了解數據的類型、收集、分析和解讀，以及數據在 AI 中的重要性，培養學生對數據的敏感度和批判性思考能力。 跨學科整合 (Interdisciplinary Integration)： 將 AI 與其他學科領域結合，例如社會科學、倫理學、藝術等，探討 AI 的社會影響和人文關懷，培養學生的綜合素養。 邀請專家演講 (Guest Speaker)： 邀請 AI 領域的專家學者到課堂上分享經驗和見解，讓學生了解 AI 的最新發展和未來趨勢。 總之，培養學生的 AI 素養需要多元化的教學方法，並且要根據學生的年齡、學習背景和興趣進行調整，才能達到最佳的教學效果。

Q: 文章主張 AI 系統可能強化既有的偏見，但 AI 是否也能被用來挑戰和消除偏見？

的確，AI 系統可能強化既有的偏見，因為 AI 的訓練數據往往反映了人類社會中存在的偏見。然而，AI 也能被用來挑戰和消除偏見，關鍵在於如何設計和應用 AI 系統。 以下是一些 AI 如何被用來挑戰和消除偏見的例子： 數據偏差修正 (Data Bias Correction)： 開發演算法來識別和修正訓練數據中的偏差，例如使用反事實學習 (counterfactual learning) 來模擬不同群體的數據分佈。 公平性約束 (Fairness Constraints)： 在 AI 模型的設計中加入公平性約束，例如要求模型在不同群體上的預測結果要盡可能一致。 偏見審查 (Bias Auditing)： 定期審查 AI 系統的決策過程和結果，識別潛在的偏見並進行修正。 多元化團隊 (Diverse Teams)： 建立多元化的 AI 開發團隊，包含不同性別、種族、文化背景的人才，以減少設計過程中產生偏見的可能性。 教育和意識提升 (Education and Awareness Raising)： 教育大眾了解 AI 偏見的成因和影響，提升人們對 AI 倫理的意識。 AI 本身並非解決偏見的萬靈丹，但透過上述方法，我們可以利用 AI 來挑戰和消除偏見，創造更加公平、公正的社會。

Q: 如果將 AI 比喻為一面鏡子，那麼我們如何確保這面鏡子能夠真實地反映世界，而不是扭曲或複製我們自身的偏見？

如果將 AI 比喻為一面鏡子，要確保這面鏡子真實反映世界，而不是扭曲或複製偏見，我們需要從以下幾個方面著手： 確保數據的多元性和代表性 (Data Diversity and Representation)： AI 的訓練數據應該盡可能多元化，包含來自不同群體、背景和觀點的數據，避免單一數據來源造成的偏見。 開發更先進的算法 (Advanced Algorithms)： 研究和開發更先進的 AI 算法，能夠自動識別和減輕數據和模型中的偏見，例如因果推論 (causal inference) 和公平性機器學習 (fair machine learning)。 建立透明和可解釋的 AI 系統 (Transparent and Explainable AI)： 設計透明和可解釋的 AI 系統，讓使用者了解 AI 決策的依據和過程，便於發現和修正潛在的偏見。 加強 AI 倫理規範和監管 (AI Ethics and Regulation)： 制定和完善 AI 倫理規範和法律法規，規範 AI 的開發和應用，防止 AI 被用於歧視和不公平的目的。 持續監測和評估 (Continuous Monitoring and Evaluation)： 持續監測和評估 AI 系統的運行狀況，及時發現和修正系統中出現的偏見和問題。 打造一面真實反映世界的 AI 鏡子，需要社會各界的共同努力，包括科學家、工程師、政策制定者、倫理學家以及每一位 AI 使用者。只有透過持續的反思、改進和監督，才能讓 AI 真正造福人類社會。

Keskeiset käsitteet

本文主張利用隱喻來解釋 AI 系統，例如將其比喻為哈哈鏡、同溫層、地圖或黑盒子，可以有效促進學生對 AI 技術的理解，並培養其批判性思考能力。

Tiivistelmä

文章類型

這篇文章屬於學術論文，包含摘要、引言、方法論、學習活動設計和結論等部分。

文章摘要

背景

隨著人工智慧 (AI) 技術，特別是生成式 AI (GenAI) 的快速發展與普及，教育機構面臨著調整教學方法的迫切需求。AI 素養成為教育領域的重要議題，各國政府和教育機構都意識到培養學生應對 AI 時代的能力至關重要。

批判性 AI 素養 (CAIL)

本文提出的 CAIL 概念，強調學生不僅要了解 AI 技術的基礎知識，更要能批判性地分析和參與 AI 系統，了解其社會影響、內含的權力結構、限制、偏見以及對社會、環境和經濟的廣泛影響。

隱喻在 AI 教育中的應用

文章主張隱喻是促進 CAIL 學習的有效工具，並以概念隱喻理論 (CMT) 為基礎，說明隱喻如何幫助學生理解複雜的 AI 概念。文章回顧了隱喻在教育中的應用，以及與 AI 相關的隱喻研究。

方法論

文章提出了一套選擇適當隱喻的標準，並根據 UNESCO 的 AI 能力框架設計了相應的學習活動。

四個關鍵隱喻

文章選取了四個關鍵隱喻：

AI 如同哈哈鏡： 說明 AI 系統可能扭曲現實，並探討 AI 輸出中的偏見問題。
AI 如同同溫層： 說明 AI 系統可能強化既有的想法、偏見或概念，並探討過濾氣泡效應和演算法建議的影響。
AI 如同地圖： 說明 AI 如何透過數據選擇、分類和強調來呈現知識，並探討 AI 輸出中的權力和代表性問題。
AI 如同黑盒子： 說明 AI 系統的透明度限制，以及驗證 AI 生成資訊的重要性。

學習活動設計

文章針對每個隱喻設計了學習活動，引導學生透過實作和討論來理解 AI 的概念和社會影響。

結論

文章認為透過隱喻教學可以有效促進學生對 AI 的理解和批判性思考，並呼籲未來進行更多相關研究，以驗證和改進這種教學方法。

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Funhouse Mirror or Echo Chamber? A Methodological Approach to Teaching Critical AI Literacy Through Metaphors

by Jasper Roe (... klo arxiv.org 11-25-2024

https://arxiv.org/pdf/2411.14730.pdf

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專案式學習 (Project-based Learning)： 讓學生參與實際的 AI 專案，例如設計簡單的聊天機器人、圖像識別應用等，從實踐中學習 AI 的基本原理和應用。
案例分析 (Case Study)： 分析真實世界中 AI 的應用案例，探討 AI 的優勢、限制、倫理挑戰等議題，培養學生的批判性思維和問題解決能力。
遊戲化學習 (Gamification)： 利用遊戲化的方式，例如 AI 編程遊戲、模擬 AI 決策情境等，提升學生學習 AI 的興趣和參與度。
數據素養培養 (Data Literacy)： 讓學生了解數據的類型、收集、分析和解讀，以及數據在 AI 中的重要性，培養學生對數據的敏感度和批判性思考能力。
跨學科整合 (Interdisciplinary Integration)： 將 AI 與其他學科領域結合，例如社會科學、倫理學、藝術等，探討 AI 的社會影響和人文關懷，培養學生的綜合素養。
邀請專家演講 (Guest Speaker)： 邀請 AI 領域的專家學者到課堂上分享經驗和見解，讓學生了解 AI 的最新發展和未來趨勢。
總之，培養學生的 AI 素養需要多元化的教學方法，並且要根據學生的年齡、學習背景和興趣進行調整，才能達到最佳的教學效果。

文章主張 AI 系統可能強化既有的偏見，但 AI 是否也能被用來挑戰和消除偏見？

的確，AI 系統可能強化既有的偏見，因為 AI 的訓練數據往往反映了人類社會中存在的偏見。然而，AI 也能被用來挑戰和消除偏見，關鍵在於如何設計和應用 AI 系統。
以下是一些 AI 如何被用來挑戰和消除偏見的例子：

數據偏差修正 (Data Bias Correction)：  開發演算法來識別和修正訓練數據中的偏差，例如使用反事實學習 (counterfactual learning) 來模擬不同群體的數據分佈。
公平性約束 (Fairness Constraints)： 在 AI 模型的設計中加入公平性約束，例如要求模型在不同群體上的預測結果要盡可能一致。
偏見審查 (Bias Auditing)：  定期審查 AI 系統的決策過程和結果，識別潛在的偏見並進行修正。
多元化團隊 (Diverse Teams)：  建立多元化的 AI 開發團隊，包含不同性別、種族、文化背景的人才，以減少設計過程中產生偏見的可能性。
教育和意識提升 (Education and Awareness Raising)：  教育大眾了解 AI 偏見的成因和影響，提升人們對 AI 倫理的意識。
AI 本身並非解決偏見的萬靈丹，但透過上述方法，我們可以利用 AI 來挑戰和消除偏見，創造更加公平、公正的社會。

如果將 AI 比喻為一面鏡子，那麼我們如何確保這面鏡子能夠真實地反映世界，而不是扭曲或複製我們自身的偏見？

如果將 AI 比喻為一面鏡子，要確保這面鏡子真實反映世界，而不是扭曲或複製偏見，我們需要從以下幾個方面著手：

確保數據的多元性和代表性 (Data Diversity and Representation)：  AI 的訓練數據應該盡可能多元化，包含來自不同群體、背景和觀點的數據，避免單一數據來源造成的偏見。
開發更先進的算法 (Advanced Algorithms)：  研究和開發更先進的 AI 算法，能夠自動識別和減輕數據和模型中的偏見，例如因果推論 (causal inference) 和公平性機器學習 (fair machine learning)。
建立透明和可解釋的 AI 系統 (Transparent and Explainable AI)：  設計透明和可解釋的 AI 系統，讓使用者了解 AI 決策的依據和過程，便於發現和修正潛在的偏見。
加強 AI 倫理規範和監管 (AI Ethics and Regulation)：  制定和完善 AI 倫理規範和法律法規，規範 AI 的開發和應用，防止 AI 被用於歧視和不公平的目的。
持續監測和評估 (Continuous Monitoring and Evaluation)：  持續監測和評估 AI 系統的運行狀況，及時發現和修正系統中出現的偏見和問題。
打造一面真實反映世界的 AI 鏡子，需要社會各界的共同努力，包括科學家、工程師、政策制定者、倫理學家以及每一位 AI 使用者。只有透過持續的反思、改進和監督，才能讓 AI 真正造福人類社會。