本章將針對研究題目闡述研究背景與動機，進而說明研究目的，並 界定研究範圍，最後為所用到的幾個專有名詞提出解釋，依序為本研究 進行初步之說明。本章共分四節，第一節是研究背景與動機、第二節是 研究目的與待答問題、第三節是研究範圍、第四節是名詞解釋。
第一節 研究背景與動機
本節將敘述人工智慧在當代的發展，包含科技應用面與教育教材，
以建立本研究的研究背景，同時引述國內外相關文獻，找出理論基礎與 尚值得研究的問題點，作為本研究之研究目標。
一、研究背景
人工智慧（Artificial Intelligence，以下簡稱 AI）是一種科學技術的 全新革命，人類的物質生活與經濟產業正因它發生了全命性的改變。不 論是零售業、服務業、金融業、醫療生技、工業機器人、自動駕駛技術 等，都可以看到AI 應用的身影，不只衍生商機，也引領著全球發展的 風潮（行政院新聞傳播處，2017）。在日益進步的人工智慧發展下，近 如人類的產業、經濟、日常生活各層面，遠至生物醫學、太空技術皆有 不斐的應用成果（Yu, Beam, & Kohane, 2018；Liu, 2019）。無論是技術研
文明重要的角色，之所以被稱作第四次工業革命，正因為與前三次革命 相比，它將對人類未來產業發展和生活模式帶來更巨大之影響（Skilton,
& Hovsepian, 2017）。為了發展 AI 產業，我國政府亦宣示 2017 年為台灣 AI 元年，科技部發佈了《人工智慧推動策略》、教育部也提出《人工智 慧技術及應用人才培育計畫》，旨在積極培育未來 AI 跨領域人才（教育 部，2017），希望能在這波浪潮之下，緊跟世界產業趨勢，做好迎接未 來的準備。
我國除了發展 AI 相關產業與技術之外，扎根教育亦是當務之急。
科技的發展突飛猛進，AI 的應用發展也漸漸普及在人們的生活當中，各 行各業中均有全新突破，不論是交通、娛樂、醫療或是服務業，皆有機 會可以看見 AI 涉入的蹤跡，必須承認這項科技已經改變人們的生活、
工作，甚至思考模式，它將會為全人類的政治、教育或經濟帶來一場不 同過往的變革（李開復、王詠剛，2017）。今後人類所面臨的生活環境 與工作場域，將與 AI 密不可分，因此，AI 的基本認知、能力、及態度 的培養，將是各級教育與課程中，必須達成的教育目標（張玉山，2019），
一來建立國民對 AI 的基礎了解，二來培養國家未來的科技人才，才不 會在AI 的時代中被淘汰。
我國行政院（2017）亦指出，AI 時代的學習內容並不是重點，如何 應用AI 技術更關重大，AI 教育在未來必然會產生革命性改變（行政院
新聞傳播處，2017）。AI 發展產生教育界革命性的影響，告別傳統填鴨 式教育，背誦學習的課程會減少，課室的多元性將獲得提升，不會只是 培養出一群考試機器。次之，AI 不但可以讓學生記錄學習內容，透過 AI 協助，能讓學習更有效、成長更快，教師也得以藉學生回饋來分析學 生的學習，檢視教學策略，進而獲得成長（行政院新聞傳播處，2017）。
正因處在這樣的時代中，所以學習 AI 就顯得刻不容緩。在這個資 訊爆炸的21 世紀，數據的來源性越來越多，多到已經超過人類傳統上 可以辨識的能力，所以我們需要了解 AI 的工具、演算法如何使用在形 象識別、語音辨識、自動化、或是日常生活裡常發生的狀況中，幫助人 們可以更快、更準確地做出認知與決策（李傑，2019）。
AI 過去談的很多，但並未有系統性的整理與解析，片面與破碎的概 念就像是散亂的拼圖（陳信希，2019）。在 AI 的時代，不只是知識經濟、
更是智慧經濟時代，因此當代的我們必須具備應用 AI 的知識、態度、
及技能，才得以將 AI 的價值擴展到實務層面。
二、研究動機
學習AI 固然重要，然而目前國內外對 AI 的研究，大部分還是著重 在技術研發、系統發展或是產業應用，對於教育端的研究，還是起步階 段，「如何讓AI 課程落實在素養教育」依舊是一個模糊的問題，卻是當
代教育潮流下不可忽視的議題。
學習AI 這類的科技課程，即是一種訓練學生高階思考能力的過程。
我國教育部（2017）在科技領域課程手冊中亦提到，十二年國教科技領 域之課程目標依據總綱核心素養訂定，將培養學生的「科技素養」視為 焦點，進而建構學生科技的高階思考能力，包含批判思考、創造思考、
問題解決、系統性思考、邏輯與運算思維等。
配合科技素養的落實，新興科技的範疇即包含了 AI 課程，亦被歸 類在「科技應用專題」課程的學習內容中，旨在培養學生探索科技領域 新知之能力，運用科技工具存取資料、進行分析與運算，並透過實作學 習整合軟硬體，讓學生選擇有興趣的議題、主動求知、定義需求，整合 科技原理與實作技能，結合工程設計思考流程來解決現實世界問題，進 而完成知能並進的專題作品（教育部，2019）。
為了推廣 AI 教育，同時將 AI 奠基於中小學課室，培育學生成為未 來世代的 AI 人才，教育部（2019）籌組專家學者團隊，執行「AI 技術 應用與人材培育計畫—中小學分項：中小學推廣教育計畫」，發展中小 學 AI 教材教案示範例。其 AI 課程之架構如圖 1-1 所示。
因 AI 範疇廣袤、分支非常多，編篡團隊根據運算資源及硬體設備、
核心技術面、應用面等三個面向劃分 AI 技術範疇，以支持 AI 運作最基 本需求的運算資源及硬體設備為基礎，延伸出「機器學習」、「深度學
習」……等核心構面，最外圈再以上述基礎發展出生活應用子項（教育 部，2019）。該教材目前先以「機器學習」和「深度學習」兩大主題開 發完整教案與教材，同時預計在之後的階段繼續開發「資料探勘」與「搜 尋演算法」等主題之教材。
圖1-1 教育部 AI 教材 資料來源：出自教育部（2019）
然在建立 AI 產業願景、教育藍圖、或發展 AI 教材時，鮮少人去討 論學習 AI 能如何提升國民素養？而科技素養在強調「學生生活經驗或 問題解決需求」時，AI 又扮演了什麼樣的角色？研究者從我國線上資料 庫搜索，幾乎沒有找到國內有相關文獻在探討 AI 素養（以下簡稱 AI 素
養）或學習 AI，大多 AI 相關研究致力於各領域的應用、演算法的創新、
引進AI 與傳統方法進行比較……等，教育方面只有提及加入實作活動 可以幫助學生學習 AI，但對於學生的實際能力提升或態度轉變，並無著 墨。而科技課程與 AI 課程之間的連結性也略顯薄弱，雖然人們普遍會 將AI 與科技做聯想，但是在教育上的相關性尚未有完整的描述或研究。
再者，什麼要素會影響學生學習上的表現，包含科技態度、技能表 現等等，一直是科技教育工作者所關心的議題，其中性別的差異即是最 常拿來探討的一個變項（
Weber & Custer, 2005
）。在PATT 的研究曾經 指出，不同性別的人們對於科技產品所抱有的態度會存在差異，且大部 分研究都顯示男性會較女性有較高的科技興趣（Voke & Yip, 1999;
Voke, Yip, & Lo, 2003
）。而國內的學者針對我國國中生進行施測的結果 也顯示，國中男生對於科技的態度，尤其是興趣構面的分數皆高於女生（游光昭、韓豐年、徐毅穎、林坤誼
，2005；洪國峰，2016
）。由此可 知，不同性別可能會影響學生在素養上之表現，如果科技素養的研究上 有此差異，那在 AI 素養上是否也會有此差異？男、女生在 AI 興趣或是 技能的表現上是否也會有不同之處？除此之外，透過不同管道吸收新知與資訊，也會影響個人在科技素 養上的表現（Durant, Evans, & Thomas, 1989；洪國峰，
2016
）。當學習 者具備高度的興趣時，會主動透過各式管道來吸收新知與資訊，所以在知識和技能方面的表現也會較優異。簡單來說，接觸資訊的機會越多，
獲得的新知越多，在素養表現上也會較佳，反之不常透過管道吸收資訊 者其在素養的表現自然相對較低。黃臺珠（2014）經研究發現，我國大 部分民眾最主要還是透過「電視節目」來接收科技相關資訊與新知，次 之是網路媒體與報章雜誌等，但反觀網路進步、智慧型手機成熟的現代，
在時空環境的變動下，學生的資訊來源是否會有所改變？而透過不同管 道吸收新知與資訊的學生在素養的表現上是否又真的有所差異？
基於想了解在當代教育浪潮下，何謂 AI 素養？AI 素養的培養與相 對成熟的科技素養之間又有什麼相關性？不同性別和不同資訊來源是 否會影響個人 AI 素養表現？故研究者將「AI 素養測驗發展及其與科技 素養之相關研究」選為個人研究主題，希望藉此機會定義 AI 素養，開 發一份信、效度俱足的研究工具，進一步研究我國當代高中生的 AI 素 養表現，並探究 A 素養與科技素養之間的相關性。