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隨時上網的數位時代,現代人該具備哪些素養能力?

Research Portal(科技政策觀點)_96
・2019/05/23 ・9799字 ・閱讀時間約 20 分鐘 ・SR值 686 ・十二年級

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  • 作者/羅良慧

當科技突飛猛進,是否該重新定義「教育本質」?

透過教育,我們希望培養學子面對未來的關鍵能力。

霍華德.加德納 (Howard Gardner) 為哈佛大學教育研究所教授,他提出多元智能 (multiple intelligences) 理論,認為每個人的智能組成光譜不同,任何人都可以透過自己的優勢智能,去學習其他面向的智能。加德納亦提出建議,認為二十一世紀的年輕人最重要的關鍵能力應包含:解決重要問題、問出好問題、創造有趣的作品,以及與同儕相互合作的能力7

為使人們對未來做好準備,成為成功的 21 世紀個人、公民和工作者,2002 年由許多國際級企業,包含蘋果、思科、微軟、戴爾電腦等公司,與美國教育部共同創立了 21 世紀關鍵能力聯盟 (Partnership for 21st century skills,P21),提倡教育革新與投入研究以發展新世紀的學習架構,該聯盟 2008 年在教育研究與創新中心  (Centre for Educational Research and Innovation, CERI) 於經濟合作暨發展組織 (Organisation for Economic Co-operation and Development, OECD) 總部辦理的「21世紀的學習:研究,創新和政策 (21ST century learning: research , innovation and policy)」國際會議上,提出未來人才所需的三大面向關鍵能力:

學習與創新的能力 (learning & innovation skills)、數位素養能力 (information, media & technology skills)、生活與工作的能力 (life & career skills)

就其中的數位素養能力而言,包含資訊素養 (information literacy)、媒體素養 (media literacy)、資訊和通訊科技素養 (information, communications & technology literacy)2,19,20

隨時上網的時代,數位素養尤其重要

關於數位素養能力,或稱為使用資通訊科技的能力,近年來亦是主要國家在研擬教育政策時相當重視的主題,美國相關研究指出,科學、科技、工程與數學 (Science, Technology, Engineering, Mathematics, STEM) 等學科整合之素養與能力的培育,對於美國保持未來經濟競爭力與創新能力有密切相關,因此美國在 2013 年公布的「新世代科學標準」(The Next Generation Science Standards,NGSS) 之中,即對美國 K-12 階段(即大學前的教育階段)的科學教育課程與教學進行了相當程度的整合,此份標準亦成為美國各州政府設定 STEM 課程目標的重要依據23

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因著科技的進步,各國紛紛提出學子們需具有4C 能力以外,,更需要擁有使用資通訊科技的能力。圖/pixabay

此外,日本文部科學省對日本的科技教育則提出以下的目標:「了解生活中必要之基本知識與技能,對於生活與科技的關係有更深入的了解,進而培養出具有創造力與實踐能力之生活能力與態度」。其課程綱要包含了「材料的加工」、「能源的轉換」、「生物的培育」、以及「資訊科技」四大類的相關基本知識與技能,期經由實踐與體驗式的製造學習活動,對於科技、社會與環境之間的互動關係有更深入的理解,養成能夠正確使用、評價科技的能力與態度4

再者,參採我國民國 102 年教育部人才培育白皮書、105 年 2016-2020 資訊教育總藍圖指出,國家以人才為本,未來我國人才應具備 6 項關鍵能力,分別為:

  1. 全球移動力
  2. 就業力
  3. 創新力
  4. 跨域力
  5. 資訊力
  6. 公民力。

更進一步地來看,6 項關鍵力的內涵為具語文能力、國際與多元文化視野及經營世界膽識之「全球移動力」;具學以致用、即可就業及解決問題之「就業力」;具獨特、原創、可開發新領域及新機會之「創新力」;具跨專業、多重領域的溝通、分析及綜合評斷之「跨域力」;具使用資訊工具、掌握資訊及行動學習之「資訊力」;具自我負責、尊重差異、主動參與社會及增進公眾利益之「公民力」5,6

綜整觀之,傳統教育所重視的 3R 能力,即「讀 (reading)、寫 (writing)、算 (arithmetic)」,在面對工作及生活等應用已日漸不足,因此各國紛紛提出學子們需具有4C 能力,亦即為「批判性思考與問題解決 (critical thinking and problem solving)、有效溝通 (effective communication)、團隊共創 (collaboration and building)、創造與創新 (creativity and innovation)」之外,更需要擁有使用資通訊科技的能力10

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有鑑於數位素養能力的養成日益重要,參採前述美、日的教育政策的規劃內容與方向也反映了此一趨勢,因此,強化資通訊科技融入教學以協助學子們培育相關能力與技術確有其必要性,同時這些需求衝擊了教學現場的現在並持續地影響未來。資通訊科技融入教學帶來的衝擊,不僅僅影響學習者的學習內容與能力的養成,同時也影響了教育者的教學內容與型態,各國亦希望政策的推動可回應趨勢發展以培育出具有未來競爭力的人才,本文試就資通訊科技對教育帶來的影響與衝擊進行觀察,進而剖析挖掘可能的問題及隱憂,以嘗試提出初步的因應建議。

有問題,何不問問辜狗大神?科技改變衝擊傳統教學現場

OECD 在《改變教育的趨勢2016》報告中調查了 OECD 國家的資通訊科技使用樣態,以網路用戶佔全國人口比例的平均百分比來看,OECD 國家整體平均值從2006 年的 61%增加到 2013年的 79%,其中最高為北歐國家的 95%,最低為墨西哥和土耳其的 50%,隨著各國寬頻等基礎建設的完備程度,上述百分比應會持續提高。

此外,雲端科技的興起,提升了行動裝置存取網路上的資訊與使用各項服務的便利性,也使得行動網路用戶數上升,OECD 國家中約 64%的網路用戶每天都在使用行動裝置,如韓國更是高達 83%的網路用戶亦是行動網路用戶20。全球各地的行動用戶數量都持續呈現成長態勢,依《愛立信行動趨勢報告2015》推估,東北亞地區(包括中國大陸、日本、韓國、台灣及香港)在 2014 年行動用戶數為 15.5 億,約占全球行動市場的 20%,至 2020 年估計可成長至 20 億用戶數16

有問題,何不問問辜狗大神?圖/pexels

目前的資通訊科技無庸置疑已可提供人們即時蒐尋問題與提供答案的需求,讓學習的時間與空間更加地開放,資訊來源也更加多元,但即蒐即答的模式是否改變學習者的心態?亦是否連帶改變了人們對教育的認知與對教育者的期待?學習的環境是否可為學習者奠定使用資通訊技術的能力?再者,已成為生活中無處不在的資通訊技術也意味著 STEM 教育的重要度提升,各國科技教育政策中亦逐漸加強 STEM 教學內容的作法是可驗證此點,但是每位學習者是否具有均等的機會來接觸並學習這些資通訊技能呢?

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由於學習者的認知心態、技能內涵及學習機會正逐漸地被資通訊科技的廣泛應用影響而改變,並且這些改變將會驅動教學現場及教育者隨之作出改變。

為更清楚地描繪科技驅動對未來學習環境造成的影響,中國慧科研究院發佈 2017 年教育科技融合趨勢前瞻報告,提出五大教育變動趨勢,分別為:

  1. 【無邊界教育】
    教育主受體將去邊界化,使教育者與學習者可不受時間、空間等限制進行交流和溝通。藉由翻轉課堂、大規模開放式線上課程(Massive Open Online Courses, MOOCs)等形式,帶來高效率且個人化的互動學習,亦促使教學與實踐的去邊界化。
  2. 【主動學習空間】
    未來的主動學習空間將具備全適性和可調控性兩大特徵,前者指借助新科技改善了教學設備,為學習者提供更加便捷的學習條件,後者說明主動學習空間不僅能滿足學習者的多種學習偏好,同時又便於教育者教學指導的特性。
  3. 【超課件 (hyper-courseware)】
    相較於傳統文本升級的「超文本 (hypertext)」,超課件將大量運用雲端科技、大數據和人工智能等新技術,除可與網路連外,超課件內容的創造者即為學習者,會依學習者的學習行為和教育者的教學行為進行內容的管理與優化。
  4. 【數字化評估閉環】
    在大數據等新技術驅動下,教育的數字化評估將聚焦於學習者個人,不僅包含長期的學習歷程的個人化評量外,亦可接續紀錄個人進入職場後的表現。評估紀錄提供了完整的個人技能學習內容與精熟度等資訊,不僅讓學習者與就業者檢視自我與培養自學的能力,也讓教育者與企業主可以更精準的掌握個人狀態,給予適性教學內容與找尋適合的人才。
  5. 【網格化學習】
    傳統的學習是以小組、班級為單位進行群體的教學與討論,但行動網路時代下學習者所面對的世界將是多元且多面向的,不論是學習的內容與管道、共同學習的同學等,將可由學習者透過智慧行動裝置在學習空間環境中與全世界產生多維度的連續性交流與互動13

科技所賜,翻轉教育、自主學習正夯!

如前所述,科技開創了更多元的資訊與服務提供模式,影響衝擊了教育供給端的教育者以及需求端的學習者,也讓教育者與學習者所共處的教學現場有了不同的樣貌,本文試分為學習與教學二個面向,就資通訊科技融入教育可為學習者帶來的主要變化簡要說明如下1,8,12,21

一、學習面向

【1.跨領域多元化,免費資源隨手可得】

透過網路與資通訊技術等協助,學習資源更易取得也可跨領域重新組合,配合學習者的需求及學習成效自定進度,達成個人化的學習模式,免費教育資源網站可汗學院 (Khan Academy) 的興起即為一例,當個人使用者在網站註冊後將有專屬的知識地圖,可依學習者的學習需求安排個人的學習歷程,網站提供的課程主題涵蓋數學、科學、歷史與藝術等,內容符合由小學到大學的程度,也搭配相對應的習題。對學習者而言,此種教育資源網站的出現,將可翻轉教學內容的規劃思維,或可改以學習者的視角重新檢視調整學習內容,使學習歷程更加符合學習者的個人需求。

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【2.彈性學習,自己目標自己訂】

各種學習的介面與設備亦因資通訊科技的發展讓學習者可實踐學習的自主性,換言之,教育者的教學內容,學校功能、教師功能亦會被解構,對學習者而言,可改以更具彈性的方式提供教育的內容,如透過網路的自主學習平台,線上課程等,學習者不僅可自我調適學習內容難易,亦可自訂學習目標與進度,或是以網路資源協助課前預習及課後的複習。整體而言,因應學習者的個人化需求引發的自主學習方式,藉由科技得以實踐,進而影響教學現場的組織管理與成員角色的調整。

法國電影小王子中,主角的學習規劃似乎已經被家長訂定好了,
如果他生在數位時代,是否能自己彈性安排學習呢?

【3.教室內到教室外,虛實交錯的同儕互動】

資通訊科技的發展對學習者而言,不僅帶來學習內容與方式的衝擊,與同儕的互動也發生了改變。過往學習者彼此之間多為同處在教學現場面對面一起學習討論,但線上課程或虛擬教室的發展,將使得同儕間面對面的共同學習與互動型式更為多樣,從原本難以得知共同修習課程的同學為何人,或是僅能以電子郵件進行書面溝通的狀況,到透過各種通訊技術的幫助,使學習者可更方便、更直接的與遠距同學交流互動,進一步地協助學習者提升團體合作、協力分工及領導溝通等技能,同時也更加豐富了學習者的學習歷程。

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二、教學面向

【1.與時俱進,教材隨時提昇、汰換

為提供更好的教學內容與品質,教育者需時常更新教材內容並不斷提升自我技能。因此,網路資源的取用便利性不僅可減輕教育者準備教材的負荷,資通訊科技更可協助教育者以更豐富多樣的教材和教法來引起學習者的動機或更投入學習,進而帶動不同的教學模式,讓教與學的方式更為多元,亦讓整體教學及學習的效果更為提昇。

【2.善用大數據,調整教學進度、內容

為妥適展現與評量學習者的才能與努力,資通訊科技結合大數據分析可打造出全方位且長期性評估學習者學習歷程的方式。亦因可完整紀錄學習者的個人學習歷程檔案,教育者得以即時評比學習者在學習「前」與「後」產生的進步與變化,亦可善用這些數據分析資訊,適時調整教學進度與內容規劃,以達到「因材適性」的教學理想。

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【3.教學場域加廣,跨越教室限制

如前述虛實並存的同儕互動,對教育者而言,亦有與學習者面對面接觸或是透過視訊網路等不同的教學互動模式,因此資通訊技術的發展不但使學習的場域無限寬廣,也便利學習者可更直接地與教育者交流回饋,並可支援教學行政以協助教育者瞭解並掌握學習者的狀態,給予適合的學習建議或調整課堂的教學進度,讓教與學的互動與回饋更加地順暢。

雲端真的那麼神嗎?學習行為跟不上科技改變的速度時…

資通訊科技發展帶動新的教與學的型態,如前所述,不論是學習的彈性、自主與虛實交錯,以及教學的多元、即時與交流溝通,這些應用型態對學習者而言充滿著契機與風險,亦伴隨著許多尚未浮現或未知的問題與隱憂,值得我們加以關注及早因應。此處以學習者的視角,試就學習環境的數位落差、教學技能的與時俱進以及網路世界的真假莫辨三方面,說明資通訊科技改變未來教育的樣貌將可能引發的問題與隱憂。

城鄉差異大,硬體設施並非人人皆有

科技進步帶動生活方式的改變,但在社會體系中像是經濟發展、教育程度,與城鄉之間等不對等因素卻讓群體之間產生數位落差 (digital divide) 的現象,消弭數位落差的根本意義在於減少資訊富人 (information rich) 與資訊貧窮者 (information poor) 11。因為數位落差不僅因不同群體位處在不同的空間如城市或鄉村,其科技融入實體環境程度不同形成的差距,更會因各群體間擁有社會資本或文化資本的不均等而加大彼此的差距,繼而成為社會經濟發展的阻礙,更可能造成社會階層化的差異擴大。

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因此,面對資通訊科技深入學習環境的未來趨勢,不僅應配合教學需求來規劃實體設備的可取得性,更有必要探討在不同區域與情境下的學習者,所接受到的教學方式與教材內容是否存在數位落差,且這些因素所引起的數位落差,是否可透過教育者來拉近及改善的,或仍是一道難以協助學習者跨越的鴻溝。

換言之,學習環境的數位落差,不僅是有形的實體設備,更有可能是無形教學方式與教材內容,也就是消弭數位落差並非僅從補足經費與購置設備即可達成,更應從教學方式與教材內容本身的改善來消弭學習者的立足點不平等1,3

不只設備提昇,教育者科技能力也要晉級

各式新穎的科技軟硬體紛紛導入教學現場,亦是教育者另類的「學無止盡」。圖/pixabay

就學習者而言,當觀察與體驗到科技對學習環境的衝擊時,除了關注教學環境的軟硬體受到的影響外,教育者的教學技能否與時俱進,亦將對學習者造成更深遠的影響。因此,提供教育者充分的支援與培訓有其關鍵性,教育者個人會使用新科技設備並非代表即可以新科技設備教學,教育者從會用到會教,這中間需要挹注更多的資源來支持師資養成與培訓,若貿然導入科技於教學現場,未必能立即提高教學品質或精進教學技巧,或許會因對設備器材的不熟稔而妨礙教育者的授課進程

因此,各式新穎的科技軟硬體紛紛導入教學現場,亦是教育者另類的「學無止盡」,如果讓教育者憑藉過往的經驗來使用這些科技,或是自我摸索如何導入課堂,難以將各種科技採系統化方式整合運用,也難以對教學方式作出更好的改變,所能產生的功能與效益也有限14,22

再者,如何提高教育者的學習動機,使其有意願持續培育自我的數位素養與資訊力,這將是能否落實提升教育者科技調適能力的重要因素,若沒有合宜的機制觸發教育者的改變,科技仍非融入教育之中,而學習者競爭力的提升,仍無法因大量科技元素導入的量變引發關鍵競爭力的質變18。另一方面,前述亦提及未來自主學習將成為主流的學習型態,為讓學習者可順利面對此種趨勢,以資訊力掌握不受限時間、空間的學習模式,教育者更是迫切地需要培育科技的使用能力,以進一步地教育、引導出可適應未來科技的學習者。

資訊大爆炸,誰真誰假如何辨識?

在網路廣泛應用的學習環境中,學習者如青少年和兒童等,可謂是網路使用的大戶,不論是上網查資料、玩遊戲,或是使用影音與社交軟體等服務,對這些從出生就是數位原民的學習者們而言,網路已是生活的一部份,為使學習者具有數位素養與資訊力以適應未來生活所需,接觸網路、使用網路在所難免,因此科技引發的負面問題,像是網路霸凌、網路駭客和網路身份盜竊等事件正日益增加21

另一方面,過於依賴網路使用且沉溺於網路世界,造成學習者的網路成癮或是真實生活中人際關係的疏離,亦是令人擔憂且不得不正視的問題。這是因為在實際社會中傳統教育方式對人際關係技巧的訓練,必須透過社會支援網絡密集地與人互動及學習,才能使個體獲得社會支援。但是網路世界無法提供這項功能,恐造成個人過分依賴虛擬人際關係而抹煞真實的人際處理技巧,使得日後在處理真實人際關係時出現退縮的情形15

整體看來,網路犯罪或是網路成癮的受害者有很高比例是來自於年輕的學習者們,因此,不僅父母得在家庭中耳提面命這些可能的危害,教育者更需要在學校內多方引導學習者了解虛擬網路世界的優缺點。對教育者而言,如期待打造更好的學習環境,讓這些科技可以在教學現場上使用,發揮正面的效益提升學習者的學習效率,並減少及預防這些網路的負面影響干擾到學習者,我們需要對科技衝擊未來學習環境可能引發的問題作更全面的盤點與探討,進而研擬因應的對策。

雖然網路很方便,但網路霸凌、駭客和資料盜竊等問題卻也隨之而來。圖/pixabay

數位時代有利也有弊,我們可以怎麼做…?!

我們借助資通訊科技打開了學習的邊界,提供學習者不受時間、空間限制的學習新型態,進一步也開放了教材內容的多元性,以及賦予內容創造者更大的選擇彈性,藉由本篇文章所探討之資通訊科技影響未來教育並對學習環境可能引發的問題與隱憂,本文初步提出下述建議供我國未來教育政策規劃的參考:

公私協力,加速科技汰換,軟體硬體都升級

在科技快速發展下,學習環境軟硬體設備的汰舊換新頻率勢必更加頻繁,若以政府預算來支應全部所需,將面臨僧多粥少的問題,再加上城鄉之間的數位落差,資源配置更難以符合眾人的期待。公部門宜邀請有意願、有能力的社群組織、民間企業等,形成夥伴關係以擴大社會整體對教育的投資,鼓勵企業提供實體學習場域、資助社群建置網路學習平台,或是開放各種學習資源等,透過公私協力,讓處在校園中的學子們有更多管道學習到課程外的內容,也帶給教師們新的刺激與更多的支持力量。

再者,學用落差的現象亦可能因新興技術出現而日益加劇,未來當學子們進入職場仍需重新學習新的技能方能順利就業工作。因此,規劃建立公私協力機制,通暢職場實習管道並聘用企業講師,讓企業師資走入校園,或讓學子至企業現場實習,以企業的力量改善了整體的研發環境進而降低學用落差,使教學內容與未來的生活及就業有更好的連結外,也讓學子們的學習環境不僅侷限在學校,更可延伸到企業,讓學有所用的目標得以實踐,也讓無邊界的學習,從虛擬的網路世界到實體的日常生活皆得以實現。

支持一線教育者,提供完善進修規劃

在少子化的趨勢下,為符合師生比等規定,教師的聘用人數也受到了相關的規範,常見教師除教學外,亦得身兼校內行政工作,或多或少地佔用了備課的時間,亦逐漸影響了教學的品質,最後受害的仍是學生。

現今為提升教育者的科技素養與資訊力,以帶動學子們的相關能力,教育者們在授課之餘更需投注時間與心力來自我學習與在職培訓,且學習與培訓的內容與強度是否可達到教學所需的能力,這些都將關聯到提升學習品質的有效程度,或仍只是徒具形式。換言之,如未能設身處地考量學校教師所面臨的兼任行政職等困境,僅一昧地要求教師得進俢受訓,致使教師們的參與意願不高,也不易收到訓練的成效,因此,建議學校等公部門可評量如何連結民間的力量來推動教育改革,以進一步爭取合理的資源配置,讓教師專注教學並可持續參與系統化的培訓,使提升的知識與技能得以回饋教學的內容,方可使師資培訓的成效得以發揮。

或是如前所述,學校可規劃與企業建立長期性的產學合作機制,讓產業的人才需求可反應在學校的課程設計之中,亦使教學內容可追上職場的未來變化,縮小學用落差的現象,除了推動企業教師進入教學現場,協助學子銜接就業外,如何擴大同儕間的合作學習帶動創意的發生,更是教育者在教學現場宜著墨並強化的部份,如同史丹佛大學項下哈索普拉特納設計學院 (Hasso Plattner Institute of Design at Stanford,簡稱為Stanford d. School),透過設計思考讓來自各界的學生跨領域合作學習,以培育未來的創新人才、思考家與實踐者17,相信這也是未來教育的核心價值。

跟上科技腳步,法律規範不能落後!

因應科技的進步,法律道德等規範也該跟上腳步!圖/pixabay

水能載舟,亦能覆舟,科技的確帶給人們許多的便利,其中影響學習環境最為顯著的部份就是網路的普遍化,校園網路的完備程度亦為教育體系發展的重要指標22,但是網路的使用特性也提供有心人士擁有不當使用的機會,即使網路使用者有良好的自我管理能力不主動接觸或涉及不適當的網站,有意藉由網路犯罪的人士仍可借助網路快速傳播的特性,主動攻擊或引誘網路使用者,對於需大量使用網路進行學習活動的學子們而言,的確造成了一定程度的風險。

同時,也因這些犯罪行為並非發生在現實的生活中,有時身旁的家人、同學與師長等也未必能察覺,建議在課程編排與教材內容中,應納入提升法律素養的相關內容並適時更新資訊,讓學子們對新型態的網路犯罪有一定程度的認知與瞭解,以提升自我的警覺心與保護力。

再者,對於網路沉癮的問題,如何串連家庭、學校與社會共同形成防治系統,並規劃改善國內的休閒活動設施與場地,以增加多樣化的的休閒體育活動場所等,讓人們有更多的可能可以走出虛擬網路世界,與真實的人、事、物互動9,應是在推動資訊科技融入教育之際,同時也應配套規劃的相關措施,讓學習者可充分地應用學習環境中的科技達成己身能力的提升,而非未蒙科技之利,就已先受其害。

教育的核心是人才培育,人才是國家發展與提升國際競爭力的關鍵,完善的人才培育包含培養人民健全心智與體魄,以具有獨立思考及創造能力,以及養成生活所需技能、就業所需專業知能,以促進社會與經濟發展。因此,在資通訊科技融入教育已成趨勢的當下,未來教育勢必將作出改變,需培養出具有運用資訊科技進行學習或是解決所面對問題的能力的人才,也就是未來學子除了掌握傳統的專業學科領域知識外,更需加入數位素養能力的養成,因此,不論是教學方式或學習環境等,亦需配合人才培育目標進行轉變,才能培養出符合目標的未來人才。本文嘗試對「科技 X 教育」的下一步該如何進行作一初探與反思,期有助於對未來教育樣貌的形塑,並能作出更好的回應與準備。

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Research Portal(科技政策觀點)_96
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Research Portal(科技政策觀點)為科技政策研究與資訊中心(STPI)以重要議題導向分析全球科技政策與科技發展趨勢,呈現研究觀點與產出精華。

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拆解邊緣AI熱潮:伺服器如何提供穩固的運算基石?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/05/21 ・5071字 ・閱讀時間約 10 分鐘

本文與 研華科技 合作,泛科學企劃執行。

每次 NVIDIA 執行長黃仁勳公開發言,總能牽動整個 AI 產業的神經。然而,我們不妨設想一個更深層的問題——如今的 AI 幾乎都倚賴網路連線,那如果哪天「網路斷了」,會發生什麼事?

想像你正在自駕車打個盹,系統突然警示:「網路連線中斷」,車輛開始偏離路線,而前方竟是萬丈深谷。又或者家庭機器人被駭,開始暴走跳舞,甚至舉起刀具向你走來。

這會是黃仁勳期待的未來嗎?當然不是!也因為如此,「邊緣 AI」成為業界關注重點。不靠雲端,AI 就能在現場即時反應,不只更安全、低延遲,還能讓數據當場變現,不再淪為沉沒成本。

什麼是邊緣 AI ?

邊緣 AI,乍聽之下,好像是「孤單站在角落的人工智慧」,但事實上,它正是我們身邊最可靠、最即時的親密數位夥伴呀。

當前,像是企業、醫院、學校內部的伺服器,個人電腦,甚至手機等裝置,都可以成為「邊緣節點」。當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。簡單來說,就是將原本集中在遠端資料中心的運算能力,「搬家」到更靠近數據源頭的地方。

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那麼,為什麼需要這樣做?資料放在雲端,集中管理不是更方便嗎?對,就是不好。

當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。/ 圖片來源:MotionArray

第一個不好是物理限制:「延遲」。
即使光速已經非常快,數據從你家旁邊的路口傳到幾千公里外的雲端機房,再把分析結果傳回來,中間還要經過各種網路節點轉來轉去…這樣一來一回,就算只是幾十毫秒的延遲,對於需要「即刻反應」的 AI 應用,比如說工廠裡要精密控制的機械手臂、或者自駕車要判斷路況時,每一毫秒都攸關安全與精度,這點延遲都是無法接受的!這是物理距離與網路架構先天上的限制,無法繞過去。

第二個挑戰,是資訊科學跟工程上的考量:「頻寬」與「成本」。
你可以想像網路頻寬就像水管的粗細。隨著高解析影像與感測器數據不斷來回傳送,湧入的資料數據量就像超級大的水流,一下子就把水管塞爆!要避免流量爆炸,你就要一直擴充水管,也就是擴增頻寬,然而這樣的基礎建設成本是很驚人的。如果能在邊緣就先處理,把重要資訊「濃縮」過後再傳回雲端,是不是就能減輕頻寬負擔,也能節省大量費用呢?

第三個挑戰:系統「可靠性」與「韌性」。
如果所有運算都仰賴遠端的雲端時,一旦網路不穩、甚至斷線,那怎麼辦?很多關鍵應用,像是公共安全監控或是重要設備的預警系統,可不能這樣「看天吃飯」啊!邊緣處理讓系統更獨立,就算暫時斷線,本地的 AI 還是能繼續運作與即時反應,這在工程上是非常重要的考量。

所以你看,邊緣運算不是科學家們沒事找事做,它是順應數據特性和實際應用需求,一個非常合理的科學與工程上的最佳化選擇,是我們想要抓住即時數據價值,非走不可的一條路!

邊緣 AI 的實戰魅力:從工廠到倉儲,再到你的工作桌

知道要把 AI 算力搬到邊緣了,接下來的問題就是─邊緣 AI 究竟強在哪裡呢?它強就強在能夠做到「深度感知(Deep Perception)」!

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所謂深度感知,並非僅僅是對數據進行簡單的加加減減,而是透過如深度神經網路這類複雜的 AI 模型,從原始數據裡面,去「理解」出更高層次、更具意義的資訊。

研華科技為例,旗下已有多項邊緣 AI 的實戰應用。以工業瑕疵檢測為例,利用物件偵測模型,快速將工業產品中的瑕疵挑出來,而且由於 AI 模型可以使用同一套參數去檢測,因此品管上能達到一致性,減少人為疏漏。尤其在高產能工廠中,檢測速度必須快、狠、準。研華這套 AI 系統每分鐘最高可處理 8,000 件產品,替工廠節省大量人力,同時確保品質穩定。這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。

這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。/ 圖片提供:研華科技

此外,在智慧倉儲場域,研華與威剛合作,研華與威剛聯手合作,在 MIC-732AO 伺服器上搭載輝達的 Nova Orin 開發平台,打造倉儲系統的 AMR(Autonomous Mobile Robot) 自走車。這跟過去在倉儲系統中使用的自動導引車 AGV 技術不一樣,AMR 不需要事先規劃好路線,靠著感測器偵測,就能輕鬆避開障礙物,識別路線,並且將貨物載到指定地點存放。

當然,還有語言模型的應用。例如結合檢索增強生成 ( RAG ) 跟上下文學習 ( in-context learning ),除了可以做備忘錄跟排程規劃以外,還能將實務上碰到的問題記錄下來,等到之後碰到類似的問題時,就能詢問 AI 並得到解答。

你或許會問,那為什麼不直接使用 ChatGPT 就好了?其實,對許多企業來說,內部資料往往具有高度機密性與商業價值,有些場域甚至連手機都禁止員工帶入,自然無法將資料上傳雲端。對於重視資安,又希望運用 AI 提升效率的企業與工廠而言,自行部署大型語言模型(self-hosted LLM)才是理想選擇。而這樣的應用,並不需要龐大的設備。研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。

但問題也接著浮現:要在這麼小的設備上跑大型 AI 模型,會不會太吃資源?這正是目前 AI 領域最前沿、最火熱的研究方向之一:如何幫 AI 模型進行「科學瘦身」,又不減智慧。接下來,我們就來看看科學家是怎麼幫 AI 減重的。

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語言模型瘦身術之一:量化(Quantization)—用更精簡的數位方式來表示知識

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。這其實跟圖片壓縮有點像:有些畫面細節我們肉眼根本看不出來,刪掉也不影響整體感覺,卻能大幅減少檔案大小。

模型量化的原理也是如此,只不過對象是模型裡面的參數。這些參數原先通常都是以「浮點數」表示,什麼是浮點數?其實就是你我都熟知的小數。舉例來說,圓周率是個無窮不循環小數,唸下去就會是3.141592653…但實際運算時,我們常常用 3.14 或甚至直接用 3,也能得到夠用的結果。降低模型參數中浮點數的精度就是這個意思! 

然而,量化並不是那麼容易的事情。而且實際上,降低精度多少還是會影響到模型表現的。因此在設計時,工程師會精密調整,確保效能在可接受範圍內,達成「瘦身不減智」的目標。

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。/ 圖片來源:MotionArray

模型剪枝(Model Pruning)—基於重要性的結構精簡

建立一個 AI 模型,其實就是在搭建一整套類神經網路系統,並訓練類神經元中彼此關聯的參數。然而,在這麼多參數中,總會有一些參數明明佔了一個位置,卻對整體模型沒有貢獻。既然如此,不如果斷將這些「冗餘」移除。

這就像種植作物的時候,總會雜草叢生,但這些雜草並不是我們想要的作物,這時候我們就會動手清理雜草。在語言模型中也會有這樣的雜草存在,而動手去清理這些不需要的連結參數或神經元的技術,就稱為 AI 模型的模型剪枝(Model Pruning)。

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模型剪枝的效果,大概能把100變成70這樣的程度,說多也不是太多。雖然這樣的縮減對於提升效率已具幫助,但若我們要的是一個更小幾個數量級的模型,僅靠剪枝仍不足以應對。最後還是需要從源頭著手,採取更治本的方法:一開始就打造一個很小的模型,並讓它去學習大模型的知識。這項技術被稱為「知識蒸餾」,是目前 AI 模型壓縮領域中最具潛力的方法之一。

知識蒸餾(Knowledge Distillation)—讓小模型學習大師的「精髓」

想像一下,一位經驗豐富、見多識廣的老師傅,就是那個龐大而強悍的 AI 模型。現在,他要培養一位年輕學徒—小型 AI 模型。與其只是告訴小型模型正確答案,老師傅 (大模型) 會更直接傳授他做判斷時的「思考過程」跟「眉角」,例如「為什麼我會這樣想?」、「其他選項的可能性有多少?」。這樣一來,小小的學徒模型,用它有限的「腦容量」,也能學到老師傅的「智慧精髓」,表現就能大幅提升!這是一種很高級的訓練技巧,跟遷移學習有關。

舉個例子,當大型語言模型在收到「晚餐:鳳梨」這組輸入時,它下一個會接的詞語跟機率分別為「炒飯:50%,蝦球:30%,披薩:15%,汁:5%」。在知識蒸餾的過程中,它可以把這套機率表一起教給小語言模型,讓小語言模型不必透過自己訓練,也能輕鬆得到這個推理過程。如今,許多高效的小型語言模型正是透過這項技術訓練而成,讓我們得以在資源有限的邊緣設備上,也能部署愈來愈強大的小模型 AI。

但是!即使模型經過了這些科學方法的優化,變得比較「苗條」了,要真正在邊緣環境中處理如潮水般湧現的資料,並且高速、即時、穩定地運作,仍然需要一個夠強的「引擎」來驅動它們。也就是說,要把這些經過科學千錘百鍊、但依然需要大量計算的 AI 模型,真正放到邊緣的現場去發揮作用,就需要一個強大的「硬體平台」來承載。

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邊緣 AI 的強心臟:SKY-602E3 的三大關鍵

像研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,就是扮演「邊緣 AI 引擎」的關鍵角色!那麼,它到底厲害在哪?

一、核心算力
它最多可安裝 4 張雙寬度 GPU 顯示卡。為什麼 GPU 這麼重要?因為 GPU 的設計,天生就擅長做「平行計算」,這正好就是 AI 模型裡面那種海量數學運算最需要的!

你想想看,那麼多數據要同時處理,就像要請一大堆人同時算數學一樣,GPU 就是那個最有效率的工具人!而且,有多張 GPU,代表可以同時跑更多不同的 AI 任務,或者處理更大流量的數據。這是確保那些科學研究成果,在邊緣能真正「跑起來」、「跑得快」、而且「能同時做更多事」的物理基礎!

二、工程適應性——塔式設計。
邊緣環境通常不是那種恆溫恆濕的標準機房,有時是在工廠角落、辦公室一隅、或某個研究實驗室。這種塔式的機箱設計,體積相對緊湊,散熱空間也比較好(這對高功耗的 GPU 很重要!),部署起來比傳統機架式伺服器更有彈性。這就是把高性能計算,進行「工程化」,讓它能適應台灣多樣化的邊緣應用場景。

三、可靠性
SKY-602E3 用的是伺服器等級的主機板、ECC 糾錯記憶體、還有備援電源供應器等等。這些聽起來很硬的規格,背後代表的是嚴謹的工程可靠性設計。畢竟在邊緣現場,系統穩定壓倒一切!你總不希望 AI 分析跑到一半就掛掉吧?這些設計確保了部署在現場的 AI 系統,能夠長時間、穩定地運作,把實驗室裡的科學成果,可靠地轉化成實際的應用價值。

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研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。/ 圖片提供:研華科技

台灣製造 × 在地智慧:打造專屬的邊緣 AI 解決方案

研華科技攜手八維智能,能幫助企業或機構提供客製化的AI解決方案。他們的技術能力涵蓋了自然語言處理、電腦視覺、預測性大數據分析、全端軟體開發與部署,及AI軟硬體整合。

無論是大小型語言模型的微調、工業瑕疵檢測的模型訓練、大數據分析,還是其他 AI 相關的服務,都能交給研華與八維智能來協助完成。他們甚至提供 GPU 與伺服器的租借服務,讓企業在啟動 AI 專案前,大幅降低前期投入門檻,靈活又實用。

台灣有著獨特的產業結構,從精密製造、城市交通管理,到因應高齡化社會的智慧醫療與公共安全,都是邊緣 AI 的理想應用場域。更重要的是,這些情境中許多關鍵資訊都具有高度的「時效性」。像是產線上的一處異常、道路上的突發狀況、醫療設備的即刻警示,這些都需要分秒必爭的即時回應。

如果我們還需要將數據送上雲端分析、再等待回傳結果,往往已經錯失最佳反應時機。這也是為什麼邊緣 AI,不只是一項技術創新,更是一條把尖端 AI 科學落地、真正發揮產業生產力與社會價值的關鍵路徑。讓數據在生成的那一刻、在事件發生的現場,就能被有效的「理解」與「利用」,是將數據垃圾變成數據黃金的賢者之石!

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113 年度廣電媒體專業素養培訓課程完成全臺巡迴共創優質媒體閱聽環境
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/01/07 ・911字 ・閱讀時間約 1 分鐘

國家通訊傳播委員會(下稱 NCC)為健全廣電事業發展、提升從業人員專業素養,促使廣電事業製播優質節目及傳遞正確資訊,今(113)年援例舉辦「廣電媒體專業素養」培訓課程。本趟知識列車自今年 8 月從高雄出發,9 月開往花蓮,11 月抵達臺中、臺北,讓專業培訓資源遍及全臺,促進廣電媒體業者產製優質節目與營造更優質的媒體環境。

圖 1. 國家通訊傳播委員會翁柏宗代理主任委員致詞

提供 4 大場次 7 大主題的豐富課程內容,累計近 900 名媒體業者參與實體課程

本培訓活動已邁入第 16 年,吸引近 300 家媒體業者報名,逾 900 位媒體朋友共襄盛舉。提供一個媒體從業人員與專家學者交流對談的平台。

今年於北中南東 4 大場次安排 7 大主題多元課程,包含「廣播事業營運發展」、「性別平權」、「權益維護」、「多元文化」、「內容自律」、「事實查證工具應用」、「法規宣導」。從廣電營運發展出發,綜覽現今廣電生態及未來發展;接著探討性別、消費者保護、兒少與自殺防治等議題,並透過法規政令與申訴程序交流課程,加強法學專業。同時,提供事實查證與公平原則訓練,強化業者分辨假訊息的能力,妥善發揮媒體專業,落實事實查核並遏止假訊息。

圖 2. 財團法人公共電視文化事業基金會 胡元輝董事長分享「電視事業營運發展」

課程專業且切合產業現況,業者給予正面回饋

今年度的專業訓練課程,邀請產、學界、非營利組織等講師分享多元議題,業者積極提問,針對實務上遇到的案例與講師交流、討論,課後多給予正面回饋,如「培訓內容貼合實際面臨情形」、「課程內容豐富,講者專業度高」等。

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廣電媒體產業需要與時俱進,NCC 作為主管機關,將持續提供豐富多元的課程資源,與業者共同成長。期待未來能與業者持續相互砥礪,攜手打造優質視聽環境!

圖 3. 台灣事實查核中心 羅世宏董事長分享「從廣播/電視節目探討內容自律機制」
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NCC 推動公民培力活動,攜手各界強化媒體素養
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/01/07 ・1140字 ・閱讀時間約 2 分鐘

隨著全球數位化進程持續發展,大眾接收資訊的方式不斷演變。影音媒體平台及自媒體的興起,使每個人不僅是訊息的接收者,更是內容的生產者。多元的訊息管道帶來豐富資訊,同時也對內容管理提出新挑戰。

國家通訊傳播委員會(NCC)順應全球數位匯流與監理革新的發展趨勢,致力於促進通訊傳播的健康發展,保障大眾權益、尊重弱勢族群、推動多元文化均衡發展。今年度(113 年),NCC 持續推行「公民培力推廣計畫」,深化媒體素養教育。

多方協作,廣泛推廣媒體素養

今年公民培力推廣計畫持續與廣電媒體產業、公民團體及學術機構合作,包括好事聯播網(人人廣播電臺、連花廣播電臺)、正聲廣播、鳳鳴廣播、豐盟有線電視,以及國立臺灣師範大學、朝陽科技大學、臺灣新聞記者協會、財團法人基督教芥菜種會、財團法人花蓮縣光之島文化藝術基金會等共 10 個單位。在北、中、南、東、離島五大區域自 7 月至 12 月舉辦了共 22 場媒體識讀活動,超過 1,500 人次參與,對象涵蓋媒體專業人士、銀髮族、身障者、新住民、兒童及青少年等,全面推動媒體素養意識。

多元形式,深植媒體素養意識

活動形式豐富多樣,且針對不同族群設計專屬課程:

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人人廣播電臺與連花廣播電臺今年以市集活動搭配民眾互動問答,以「防制假訊息」為主題,向大眾推廣辨識資訊的重要性。

圖 1. 人人廣播電臺於「聖誕好事集音樂會」安排防制假訊息問答與民眾互動

鳳鳴廣播電臺以「消費者保護」為題,向銀髮族進行消保宣導,期望提升民眾維護自我權益之意識。

圖 2. 鳳鳴廣播電臺舉辦「聰明消費不心煩」,宣導消費者保護之重要性

國立臺灣師範大學大眾傳播研究所至嘉義溪口國中舉辦媒體素養暑期營隊,讓偏鄉地區的學生也能享有充分教育資源,透過寓教於樂的方式,訓練資訊閱聽能力。

圖 3. 國立臺灣師範大學大眾傳播研究所於嘉義溪口國中辦理暑期營隊,以為期 3 天活動宣導媒體識讀的重要性

此外,各單位亦舉辦多場主題講座與互動活動,與地方社區、校園及大眾連結,成功散播媒體素養種子,參與者課後給予正面回饋,表示受益良多。

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建立媒體素養基礎,邁向優質社會

 NCC 每年持續推動公民培力活動,幫助閱聽者增進對媒體資訊的辨識、思考與評估能力。透過多元族群及不同年齡層的全面參與,媒體素養教育的種子得以深植,進一步促進全民媒體素養,攜手打造更優質的社會環境。

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