AIoT 智能家居與物聯網實作課程
從智能感應、物聯網通訊到人工智能及數據應用，讓學生親手探索未來智慧生活。
課程簡介｜Overview
人工智能、物聯網及自動化技術正逐步融入日常生活。智能照明、環境監察、家居保安、遙距控制及人面辨識，都是智慧生活中常見的應用。
本課程以智能家居為主題，結合 Micro:bit、感應器、物聯網通訊、人工智能及數據應用，引導學生由生活情境出發，理解智能裝置如何感知環境、傳送資料、作出判斷及執行相應行動。
學生將透過實作活動建立智能家居模型及不同功能，從中培養運算思維、邏輯分析、解難能力、創意設計及科技應用能力。課程重點並非單純模仿程式或組裝硬件，而是鼓勵學生理解系統背後的運作原理，思考如何利用科技解決真實生活問題。
學習對象｜Audience
課程適合高小至初中學生，亦可因應學校的課程需要、學生年級及已有知識，調整內容深度及實作要求。
特別適合以下學生：
- 對人工智能、智能家居或物聯網感興趣的學生
- 希望透過實作方式學習編程及科技應用的學生
- 具備基本 Micro:bit 經驗，並希望進一步挑戰綜合應用的學生
- 喜歡觀察、設計、測試及解決問題的學生
學習成效｜Learning Outcomes
完成課程後，學生將能夠：
- 理解智能家居及物聯網的基本概念和日常應用
- 認識智能裝置如何透過感應器收集環境資訊
- 理解不同裝置之間傳送及接收資料的基本原理
- 運用積木編程建立簡單的控制及自動化功能
- 根據環境條件設計合適的智能家居反應
- 認識人工智能人面辨識的基本原理及應用限制
- 理解數據收集、整理、分析及視覺化的基本流程
- 綜合運用硬件、編程、人工智能及數據概念完成科技作品
- 透過測試及改良，提升系統的穩定性及實用性
- 思考科技應用中的安全、私隱及負責任使用問題
課程內容｜Content
一、智能家居與智慧生活
從生活中的智能設備出發，認識智能家居在環境控制、生活便利、家居安全及長者照顧等方面的應用，並了解建立智能家居系統所需的主要元素。
二、感應器與智能裝置
認識不同感應器及輸出裝置的功能，了解智能系統如何感知光度、溫度、濕度、距離及其他環境變化，並透過裝置作出相應反應。
三、編程控制與自動化
學習利用積木編程建立條件判斷及自動化功能，讓智能裝置根據環境數據，自動執行照明、提示或其他控制任務。
四、物聯網通訊
認識物聯網的基本架構及通訊概念，了解感應器、智能裝置、網絡及平台之間如何互相連接、傳送資料和接收指令。
五、遙距監察與控制
探索如何透過物聯網監察環境資訊，並從另一裝置發出控制指令，理解智能家居遙距操作及跨裝置協作的基本原理。
六、人工智能人面辨識
認識人面辨識的基本流程及常見應用，並將人工智能視覺辨識技術融入智能家居或身份驗證情境。
七、數據收集與視覺化
了解智能裝置如何持續產生數據，並學習把不同位置或不同感應器的資料進行整理、比較及視覺化展示。
八、智能家居綜合應用
學生按課程程度，綜合感應器、編程、物聯網、人工智能及數據概念，設計及完善具實際用途的智能家居功能。
教學方式｜Teaching Methods
- 生活情境及科技案例導入
- 教師概念講解及操作示範
- 學生個人或小組實作
- 任務導向及問題解決活動
- 系統測試、觀察及改良
- 按學生能力提供基礎、進階及延伸挑戰
學生的學習得着｜Student Benefits
課程讓學生將抽象的編程及科技概念，轉化為可以觀察和操作的實體作品。學生不但能看到裝置運作，更需要分析系統為何作出某種反應，並思考如何改善設計。
透過課程，學生可逐步培養以下能力：
- 運算思維：把複雜問題分拆成資料輸入、條件判斷及動作輸出。
- 解難能力：從接駁、程式、網絡及數據等不同方向找出問題原因。
- 邏輯思考：理解不同條件、訊息及裝置之間的因果關係。
- 創意設計：把所學技術應用到不同生活需要及智能場景。
- 數據素養：理解數據如何被收集、整理、展示及用作判斷。
- 科技素養：建立對人工智能、物聯網及自動化科技的整體認識。
- 協作與表達：在小組活動中分工、測試及講解作品設計。
學習成果｜Student Work
學生將按所屬級別及課程安排，完成智能家居模型、環境監察、自動化控制、物聯網通訊、人工智能辨識或數據展示等實作任務。
學習成果著重學生能否理解系統的運作流程、完成指定功能、進行測試，並就作品提出改良方向，而不只是完成既定組裝步驟。
課程特色｜Course Features
- 結合 AI、IoT、編程、電子硬件及數據應用
- 以智能家居及真實生活問題作為學習情境
- 由基礎感應逐步發展至聯網、控制及智能應用
- 重視理解、測試及改良，而非只跟隨步驟製作
- 可按不同年級及能力設計分層任務
- 同時培養科技能力、創意思維及負責任使用科技的態度
課程安排｜Arrangement
課程可配合學校的教學目標，以 STEM 工作坊、課後興趣班、專題課程或校本科技活動形式進行。
實際教學內容、學習深度、課堂進度及課程時數，將因應學校期望、學生年級、已有知識、學習能力及掌握程度作出靈活調整。教師亦可按學生的學習情況，安排基礎鞏固、進階應用或延伸專題。