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智慧科教館

以智慧學習平台虛實整合使用者端行動感知環境、 跨領域教育內容與服務整合, 可形塑智慧互動導覽與自主學習的終身學習環境。
 
 
透過知識資訊適性分類系統,把蒐集到的觀眾數據作有效運用,以達到個人化服務的目的。
▲透過知識資訊適性分類系統,把蒐集到的觀眾數據作有效運用,以達到個人化服務的目的。
 
近年臺灣科學教育館(以下簡稱科教館)以科學教育參觀前、中、後學習歷程與行動化生活創新服務串聯為發展主軸,建置「科教館行動導覽APP」,提供參觀前的720度室內街景、展區展品介紹及參觀資訊;導入室內定位導引技術,發展參觀中科技創新的智慧展示與趣味探索終身學習休閒環境,提供智慧行動導覽、個人化學習歷程紀錄、擴增實境、實境解謎遊戲;參觀後提供個人化學習歷程追蹤、再次瀏覽學習,以及至「臺灣網路科教館」資源網站延伸學習。
 
以這個智慧學習平台虛實整合使用者端行動感知環境、跨領域教育內容與服務整合,形塑智慧互動導覽與自主學習的終身學習環境。然而建構良善智慧學習環境仍需多元服務的支持,目前各多元服務系統彼此獨立,系統裡的觀眾樣貌無法關聯,更有非自建平台的社群媒體,面臨品質、完整度、數據規模與外部資料串接的不足,以及面對未來智慧感測環境產生的各項多元數據,實是數據分析與評估的一大挑戰。
 
因此需整體通盤考量科教館現有的各服務系統、介面環境與可能發展的面向,分析評估其修正與去留適用性,並從觀眾的角度出發,依服務特性設計出順暢的流程、清楚的架構,以及易用好懂的整合性規畫,依以下3個步驟推動。
 
步驟一:進行科技創新服務的全面分析,從館外尋找趨勢下的創新應用,以及從館內全面檢視現況尋找問題。
蒐集國內外適用科教館場域的案例─包含:多元支付、智慧進場感應;物聯網、感測器布建;數據蒐集場景及方式;應用大數據預測消費行為;創造粉絲、會員及學員高度參與;上述科技創新及整合應用的資安防護。
 
全面檢視館內現況尋找問題─發展智慧科教館不僅考慮科技的創新性,仍需考慮到最終的服務對象是觀眾,必須以觀眾為本,了解觀眾的行為與需求,依其需求規劃基礎建設和服務類型,才能創造出觀眾願意回流的科教館。 
採用顧客體驗旅程地圖方式打造最佳體驗旅程,角色原型分為成人、老師、學生及親子4種族群,需求調查以問卷輔以訪談方式進行,包含接收訊息管道、購買行為、進場設計、參觀服務、回饋機制。藉由訪談者和受訪者之間的口語交談,交換意見,採用質化和量化混合的研究方法蒐集資料、分析資料及詮釋結果。
 
步驟二:依據全面分析結果擬定與現況最契合的實作與方案。
 
辦理虛實整合主題式教師研習(106年實作)─ 透過虛實整合主題式教師研習課程,提升教師教學能力與自製教材能力,並搭配高互動的學習空間,落實民眾體驗新科技生活與智慧學習的機會,提升教育學習服務品質與效益。
 
建構高互動的虛實整合學習空間(106 年實作)─平板同步車應用在既有的實驗室及兒童探索館,讓學生與教師間能資訊同步及即時互動教學,並邀請專家學者至館內進行「虛實整合學習空間建置諮詢創意工坊」,針對科教館預設空間給予實質建議。
 
打造實驗教育虛實整合空間─多功能智慧型教室空間的建置(107年建置),整合專家學者建議,107年度重新打造多功能智慧教室空間,這個空間的兩大區域特色分別是:
 
學員分享
▲學員分享
 
授課區 教室設置包含資訊講桌,可統一操作控制設備開關、音量、投影機切換,能同步投影在兩個牆面,學生無論坐在哪個方位都能全視角觀課;梯形課桌可依照課程方式變換課桌椅形式;富有科技未來感的智能薄膜玻璃,原理是通電時呈現透明狀,不通電時呈現霧狀,因此可因應上課情形隨時控制窗戶成透明或霧面。
 
劇院區 主要特色是劇院區的牆面應用高階投影機投射整面牆面,學習者於課程中能有像在劇院般的深刻感受。
 
106年度所採購的平板同步車搭配多功能智慧型教室空間規畫,期能提供新形態的智慧學習空間,讓參與者感受及體驗多元應用的虛實整合學習氛圍。
 
虛實整合主題式課程營隊(106 及107 年實作)─ 打破原本以學科主題的分類,把課程教案與活動以跨領域跨學科方式重新組合,同時納入以「體驗」、「探索」為主的學習歷程,嘗試提供不同以往的科學學習經驗。106年度嘗試把科教館部分寒暑假營隊課程採用科技融入、虛實整合的方式進行。107年度發展新興科技應用創新主題式課程,基於資訊科技的迅速發展,嘗試把科技的便利性、輔助性優點融入科學領域相關課程。
 
在「科學家的祕密」課程中介紹:發明家亨利福特先生探索如何打造出大家都負擔的起的車子,以及他與愛迪生友誼的故事。藉AR科技輔助引導學生運用身邊的東西來設計氣球車,學習者在課程中會學到設計的流程,以及如何運用所學改良他們的氣球車。
 
以三大階段「體驗─探索─實作」進行這項課程。

使用AR APP投射右下角的Merge Cube小方塊
▲使用AR APP投射右下角的Merge Cube小方塊
 
體驗階段 首先帶領學習者應用AR的APP,開啟APP後直接投射Merge Cube小方塊,從IPAD的螢幕上,能直接透視汽車零件結構以及不同的車體架構的一個擴增實境體驗,激發學習者的好奇心。
 
探索階段 這階段學習者會透過AR觀察不同的車體架構,同時教師介紹福特這位科學家發明汽車的過程,強調設計過程須遵循步驟: 製作、測試、評估和重新設計。學習者會以小組為單位,進行討論思考如何運用手邊現有材料設計出車子。
 
實作階段 在實作前,教師向學習者解釋當發明家解決問題或構思解決方案時,心中會有預設的產出功能或結果,這些功能或結果都是「標準」。因此教師會規定氣球車的一些「標準」,如必須被氣球推動,車子跑得愈遠愈好等條件。而在設計過程中,教師須傳達沒有絕對或完美的方法設計車子,希望學習者不要限制自己的創造力及解決問題的能力,儘量多方嘗試。
 
小組在腦力激盪的實作過程產出成品後,進行汽球車競賽,檢測是否有達到標準。小組輪流分享,相互交流設計的想法。
 
科教館這場域提供可實際操作,探究活動的探索,提升科學素養以培養解決科學問題的能力的課程,帶給學習者多元體驗新科技生活與智慧學習的機會,以提升教育學習服務品質與效益。
 
服務整合系統(107年建置)─藉由調解中介軟體整合新舊系統功能與資料庫,幫助應用程式處理異質性輸入出介面、通訊資料格式、處理程序、資料庫等轉換、解譯和整合。
 
小組實作與作品
▲小組實作與作品
 
調解中介軟體利用傳譯轉換功能解決相互不匹配系統之間的互通性,扮演中介的角色。二大主要功能是介接新舊系統,以及利用「虛實整合服務系統」提供所有會員與學員於跨服務間資料存取及串聯協定,並記錄每一位會員於數位與實體科教館的學習行為及活動參與歷程,同時把各會員線上瀏覽或參與館內實體活動的行為紀錄進行分析及行為樣本的探勘,推薦個人、同好群及全體會員相似行為樣本的跨領域內容與服務資源。
 
整合程式單一簽入讓多個獨立的軟體系統平台的簽入頁面可以整合在單一網頁,用戶使用單一帳號和密碼登入就可訪問連結的一個或多個系統,而不需使用不同的帳號和密碼,也可以於每個系統無縫登入某些特製的服務(如會員服務)。
 
智慧客服Chatbot(預計108年建置)─目前最常使用文字搜尋及點選的方式與顧客聊天得知喜好,再結合通訊軟體發送更具個人化特色的商品推薦、優惠給顧客。現階段自動化、靜態的機械式客服無法與人心產生連結,顧客期待更快、更有效率的解決方案之際,可以結合各式載體使民眾能方便透過語音輸入與機器人對話,得到想得知的訊息,改變消費者行為,讓民眾主動告知他想要知道的內容與有興趣的服務,這種對話式的服務能創造更多額外價值。
 
不過機器人的AI智慧並非與生俱來,也無法獨當一面,需要倚靠大量資料訓練才能成就一個優良的AI。而AI能做什麼事情與提供給它的資料息息相關,因此在建置AI聊天機器人時,依據科教館的服務邏輯設計選單式客服,這能令觀眾與機器人的對話限縮在某一情境下,幫助聊天機器人更精準地給出回答。
 
由於學員與會員身分可能重疊,因此在功能選單上建置會員∕學員中心一次全部呈現,但依科教館會員、賽恩斯會員、網路科教館會員與實驗室學員不同的身分所能享受的權限顯示所需的資訊,同時會員會採取分級制度與紅利積點回饋機制。
 
活動、課程及衍生商品報名或訂購功能提供網站會員查詢活動、課程及衍生商品,能立即報名或訂購,並提供線上金流服務。
 
後台管理系統提供相關管理人員進行活動、課程及衍生商品發布管理、報表查詢、顧客關係管理及行銷管理分析,後續可結合ICT設備(如智慧路燈、電子看版、行動導覽APP)、官網等進行即時推播服務。
 
機器人輔助客服(107年建置)─人型機器人是應用於展場、實驗室、服務台等實體場景的載體,透過智慧客服建構的全方位自主服務平台,把服務人員的回答標準化建立至知識管理系統,有效讓人型機器人運用。而人型機器人接收到的問題也能回饋至知識管理系統,透過大數據分析了解觀眾的問題,協助改善服務品質,讓科教館比客戶更了解其需求。
 
影像人流辨識(預計108年建置)─利用具有邊緣計算能力的智慧攝影,在拍攝時直接一筆一筆萃取個人明顯特徵,像是性別、年齡、駐留時間等,再把資料掃入資料庫,以減少儲存影片和傳送的時間,想辦法在「準確」和「有效率」間取得平衡。在不打擾觀眾的前提下,透過影像視覺數據,考量個人隱私及個資問題去識別化後,計算展區客流量、動線和熱門展品,部分區域規劃以人臉辨識方式提取有關年齡、性別、情緒等資訊。
 
開放與協作的服務系統(預計109年建置)─於107年建置靈活可擴充的服務整合系統,讓數據資料能共享進而創造更大價值,形成科普學習生態圈,讓收集的觀眾參觀歷程能與其他博物館共享資料。加盟「跨館所學習履歷及推薦服務」,提供使用者綁定館所會員身分、「跨館所學習履歷及推薦服務的會員身分」機制,以及單一簽入服務,以利無縫介接並把學習紀錄寫入跨館所學習履歷及推薦服務平台。
 
知識資訊適性分類系統(預計109年建置)─支援科教館數位學習和服務整合系統的課程、活動等適性推薦,透過知識資訊適性分類系統,把蒐集到的觀眾數據作有效運用,以達到個人化服務的目的。 
 
步驟三:面對未來創新科技的發展,為使具有各類豐富博物館管理經驗的同仁能更加純熟地應用數位科技進行館藏的推廣、展覽規畫及課程研發,就五大類型知能規劃教育培訓活動:物聯網技術與應用、互動數據收集與分析、數位行銷實務觀念與工具應用、應用STEM精神開發課程、Tinkering工作坊引導員。
 
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