Section A: Project Information
透過收集老師和學生的繪圖數據，批量輸入訓練以AI模型，善用繪畫三角形AI批改工具協助提升教師批改的客觀準確度，以及減輕家長對批改的疑惑及讓學生有自學修正的機會。以AI批改三角形作切入點研究數學圖形與空間的批改模型，提供研究方向和基礎以進行將來的更多繪圖類批改工具研究，例如多邊形、圖形和角度等。
Section B: Participant Information
| Title | First Name | Last Name | Organisation/Institution | Faculty/Department/Unit | Phone Number | Contact Person / Team Leader | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Miss. | TSZ WAI | YUEN | Chinese Y.M.C.A. Primary School | Chinese Y.M.C.A. Primary School | ytw@cymcaps.edu.hk | 60353050 |
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Section C: Project Details
小學數學教育課程分為五個範疇，包括「數」、「圖形與空間」、「度量」、 「數據處理」和「代數」。當中有些範疇的課業和測考批改的爭議性較少，例如數的運算和代數的計算等。但是前線的小學數學老師經常遇上「圖形與空間」的批改問題，例如在方格紙或釘點紙上用直尺繪畫多邊形。老師經常會遇上初小的學生未能精準地繪畫多邊形，例如出現疊線、沒有對點、線條過長或過短、線條不夠直等等，讓老師批改時難以用客觀的基準判斷分數。如果能開發一套有效的方案去協助老師批改繪圖題能減輕老師的工作量及學生和家長的疑惑。這次計劃以16點釘點紙上繪畫三角形為目的，因為這是小一的課程首次接觸在釘點紙上繪畫多邊形。
本設計希望應用人工智能技術，指導人工智能認識16點釘點紙上的三角形，然後透過鏡頭分析學生畫的三角形與基準的相似度，以求出影像是否符合評分標準。這個方案有助小學數學教育提升批改及回饋的效能。此解決方案的核心功能是讓各持分者能以較客觀方式判斷圖形繪畫是否準確。老師、家長和小學生可以透過這技術作指標練習更佳的繪圖技巧。讓前線老師批改課業及方案的AI作對比，以測量AI指標的效能和以AI用作評估準則的有效性。如果能開發成功就能以AI批改繪圖題。
此方案需要使用teachable machine來訓練AI系統。首先以排列和組合的公式計算16點釘點紙上可以繪製的三角形數量。以英文編配各釘點位置的名稱，計算組合的數量(C_3^16=560)於16釘點中，取3點可組成一個三角形，然後刪去3點連成一直線的組合，得出514個組合。於釘點紙上繪製各組合的三角形及將圖像取樣輸入至teachable machine訓練。完成訓練後，再在釘點紙畫出不同的線條組合作測試，檢查訓練後的檔案準確度。之後用學生實際的繪圖作測試，檢查是否成功判斷三角形。
坊間已有不少對數範疇的批改功能AI，但是對於圖形與空間的資源較少。此方案可以讓家長和學生在家反覆練習，透過提升與基準的相似度，讓學生和家長更有成功感。以及讓老師在批改時更有依據。減少出現不同人批改時的落差。
此方案可擴展至不同的釘點數量、方格紙或白紙以滿足不斷增長的用戶需求。以及將功能延伸至其他多邊形，甚至圖形和角度的題目。如果當使用者使用時能收取他們的數據和回饋，便能提升長期使用者參與並適應不斷變化的使用者需求。例如當發現整體學生水平變化時，收取的取樣便能協助制定常模參照修正評分標準。
我希望方案可以喚起對弱勢學生的關注，包括社經地位較低、家庭支援較弱的學生，他們可以有自學和自我檢查的方法去提升能力。另外，亦希望透過研究和開發AI批改的功能，令批改更具客觀性，減少老師和家長之間因批改而出現的爭議，增強測檢考試的評分公平性。特別是面對小三及小六TSA及高年級的呈分試批改項目。
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