國家安全 x AI：用模擬攻防戰設計切入跨學科STEM教學

教學概覽

跨學科STEM課程設計的一大難題，是「找不到有意義的共通主題」。這堂結合AI與公民科的課程，正正針對這個挑戰，圍繞《總體國家安全觀》中的「人工智能安全」議題，讓教師能以清晰的方向，設計一堂技術與價值兼備的模擬攻防活動。

本課程以「AI與國家安全」為主題，分為兩個層次：入門版讓老師無需任何器材，即可以模擬任務帶領學生思考科技在現代社會的雙面角色；進階版則可配合 EDU A.I.提供的 UGOT 模組化機械人，進行真實場景模擬。整個設計高度互動，具備明確學科對接性與真實應用情境，是公民科結合AI與科技教育的理想範例。

適合年級/學生程度

• 中學初中至高中（中一至中五）

• 對應科目：

• 國家安全、公民與社會發展科、公民科、科技教育、數學、電腦（CL）、資訊與通訊科技（ICT）

所需時間

• 可彈性調整，視乎是否採用進階方案

• 入門活動：1–2 節課（40–80分鐘）

• 進階模擬：6–10 節課（含機械人操作與比賽）

涉及的STEAM範疇

• 科學 (S)：了解AI決策過程、感測與反應邏輯

• 技術 (T)：AI演算法、機械控制、圖形化或Python編程

• 工程 (E)：模組化機械結構與場景建構

• 數學 (M)：運算邏輯、判斷優化、路徑規劃

兩階段課堂建議設計：教師可彈性選擇入門或進階方案

🔹【階段一】入門模擬活動（無需額外裝置）

透過小組討論與思辨活動，學生將體驗AI如何影響國家安全，並發展邏輯推理與倫理判斷。

• 教師可參考 EDU A.I. 的【免費教學資源】社交媒體與個人資料保護—網絡安全教案，引導學生分析不同AI技術（如人臉識別、無人巡邏）對社會及網絡安全的利與弊。

此階段聚焦於AI與國家安全概念建立，適合資源有限或希望簡單導入主題的老師。

🔹【階段二】進階模擬方案（配合 EDU A.I. 的AI課程）

配合 EDUA.I. 提供的專業工具，讓學生實際操作UGOT機械人，體驗 AI 控制與物理攻防演練：

• 組裝與訓練：模組化組裝UGOT機械人，理解結構設計與感測器應用。

• 編程實作：以圖形化或Python語言編寫防禦策略、巡邏路線與對抗指令。

• 模擬比賽：設置攻防戰場，兩組學生分別扮演「防禦系統」與「入侵者」，運用AI策略展開攻防對決。

此階段強化實作與團隊合作，讓學生將理論轉化為應用，激發參與熱情與思維訓練。

學習目標與課程連結

• 認識人工智能技術的應用與風險（公民與社會發展科）

• 掌握圖形化／Python編程邏輯與控制結構（科技教育／ICT）

• 分析資訊科技對個人私隱、國家安全與社會治理的影響

• 培養跨學科整合思維、協作解難與批判性思考能力

活動步驟（以進階方案為例）

1. 課題引入（10–15分鐘）

• 教師介紹總體國家安全觀與AI相關議題

• 分析生成式AI的雙面性與政策管理原則

2. 組裝與操作訓練（2–4課節）

• 學生分組組裝UGOT機械人，學習模組化邏輯與感測器原理

• 進行基礎操控測試，如移動、巡邏、障礙偵測

3. AI策略設計與編程（2–4課節）

• 設定比賽任務（如防守總部、掃描入侵者等）

• 使用圖形化或Python進行策略程式設計與模擬測試

4. 模擬比賽與反思（1–2課節）

• 進行攻防對戰，學生實地演練AI戰術與危機應變

• 小組回顧策略、團隊合作與AI設計效果

• 教師總結：從技術到價值觀的反思

關鍵教學點與討論問題

公民與社會發展科連結

• 哪些AI技術應受限於政策？如何平衡效率與倫理？

• 國家安全與個人私隱是否一定矛盾？如何思辨其關係？

• AI軍事應用如何影響國際關係與主權？

AI技術探討

• AI的決策是否可預測？風險來自哪裡？

• 如何設計「道德AI」？是否真的可能？

• 在無人參與的自動決策中，責任應由誰承擔？

給老師的提示

• 結合數學科進行路徑優化與運算設計

• 公民科進一步探討《生成式人工智能服務管理暫行辦法》對未來社會的影響

• 可發展為STEAM展覽活動，展示策略設計圖與比賽記錄影片