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科大研究揭示AI教師課前互動堪比真人教師 有助提升學生大腦同步及學習成效

BasTech

科大研究揭示AI教師課前互動堪比真人教師 有助提升學生大腦同步及學習成效
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科大研究揭示AI教師課前互動堪比真人教師 有助提升學生大腦同步及學習成效

2026年05月07日 09:50 最後更新:10:03

香港科技大學一項突破性神經科學研究發現,學生在觀看線上教學影片前,若先與教師進行簡短對話,無論對方是真人還是人工智能(AI),都能有效促進大腦活動同步,從而提升整體學習效果。這項研究首次從神經科學層面提供實證,顯示AI教師在提升網上學習成效方面,可媲美真人教師。

學生實驗示意圖。57名大學生隨機分為三組進行實驗,研究團隊同步記錄三組學生的眼動及大腦神經反應數據,並比較其課後學習成績。

學生實驗示意圖。57名大學生隨機分為三組進行實驗,研究團隊同步記錄三組學生的眼動及大腦神經反應數據,並比較其課後學習成績。

研究方法:三組學生對比

研究團隊招募了57名大學生,並將他們隨機分為三組進行實驗。第一組為「無互動組」,直接觀看14分鐘的教學影片;第二組為「真人教師互動組」,在觀看影片前先與真人教師進行約8至10分鐘的簡短對話;第三組為「AI教師互動組」,則與一名外觀和聲音高度擬真的AI教師進行相同時長的對話。該AI教師基於GPT-4模型,具備語音辨識、內容生成及語音合成等功能,學生清楚知道互動對象是AI。所有學生隨後在磁力共振掃描器內觀看相同影片,團隊同步記錄其眼動及大腦神經反應數據,並比較課後成績。

研究結果:互動顯著提升學習成效

研究結果相當顯著。無論是與真人還是AI教師交流過的學生,在觀看影片時,其大腦中負責資訊處理、認知資源分配和社交情感反應等區域的神經活動,均呈現更高程度的同步性。在記憶、理解及知識傳遞三個層面上,兩組學生的學習成效在統計上並無顯著差異,且均明顯優於未進行課前互動的學生。

領導研究的科大人文社會科學學院院長李平教授解釋,社交互動——即使只是短暫且由AI促成——也能從根本上影響大腦為學習作好準備的方式。這顯示AI互動同樣能有效提升學生對較具挑戰性內容的理解能力。

科大人文社會科學學院院長兼心理學及認知科學講座教授李平教授(右)與論文第一作者、科大博士後研究員彭穎瀅博士(左)合照。李教授領導的研究團隊發現,學生在觀看線上教學視像前,若先與真人或AI教師進行簡短對話,可有效促進學生的大腦活動同步,提升整體學習效果。

科大人文社會科學學院院長兼心理學及認知科學講座教授李平教授(右)與論文第一作者、科大博士後研究員彭穎瀅博士(左)合照。李教授領導的研究團隊發現,學生在觀看線上教學視像前,若先與真人或AI教師進行簡短對話,可有效促進學生的大腦活動同步,提升整體學習效果。

殊途同歸:不同互動路徑達致相近效果

儘管學習成果相當,但研究發現兩種互動模式的神經處理路徑存在差異。與真人教師互動的學生,在課堂中展現出更高度一致的視覺專注力分配,這種共享的視覺專注會透過負責社交感知與語言處理的腦區(顳上溝)轉化為更佳的學習成效,同時涉及強烈的社交情感處理。

而與AI互動的學生,其感知到的社交親近感較低,視線專注程度也較弱,但其大腦活動同步主要支持由上而下的認知處理。論文第一作者彭穎瀅博士指出,這揭示了「眼—腦—行為」之間多階段、互為影響的層級關係:專注力集中於相同內容會提高大腦同步,而同步的大腦活動又會進一步促進專注力的一致性,兩者相互強化。

對未來教育的啟示

這項研究預示着教育的社會及情感功能可能迎來轉變。李平教授指出,即使AI教師,若能察覺學生細微反應並作出關切回應,將有助學生在數碼課堂中感受到被看見、被聽見,從而建立真實的社交情感連結。研究結果顯示,AI無須完美複製真人互動,只要具備足夠的社會情感回應能力,並結合其在知識檢索與個人化學習方面的運算優勢,已足以有效支援學習。

隨著AI高速發展,深入瞭解AI如何塑造人類認知歷程,以及人類大腦如何適應AI,對發展兼具可擴展性與社交情感內涵的學習環境至關重要,有助確保AI能增強而非取代以人為本的學習模式。

海洋公園全新景點隆重登場,首個爬行類動物主題展館「爬行探索基地」今天開幕,保證令人眼界大開!這個位於高峰樂園的全新沉浸式展館,誠邀訪客進入神秘的爬行世界,探索這些常被誤解動物的非凡之處,從而領略守護生物多樣性的重要。全新展館將於明天舉辦「海洋公園全年會員」獨家預覽,並於 8 月 21 日(星期五)起正式向公眾開放。

香港特別行政區政府官員與海洋公園主席龐建貽等代表為全新展館「爬行探索基地」剪綵

香港特別行政區政府官員與海洋公園主席龐建貽等代表為全新展館「爬行探索基地」剪綵

為慶祝新展館誕生,公園為「爬行探索基地」舉行揭幕禮,並邀得香港特別行政區政府漁農自然護理署(漁護署)署長黎堅明及旅遊事務副專員朱瑞雯,聯同海洋公園公司主席龐建貽,以及海洋公園公司其他代表,包括行政總裁黃嗣輝、動物及保育執行總監祝效忠、教育執行總監李美盈和營業、市務及演藝節目執行總監蕭學軍主持揭幕儀式。

海洋公園公司主席龐建貽表示︰「我們很高興推出『爬行探索基地』這個全新展館。透過生動有趣的互動元素,再配合寓教於樂的講解,訪客將可以全新角度觀賞充滿魅力的爬行類動物。我們衷心感謝漁農自然護理署予以信任與支持,將日常執法充公及拯救的非本地物種,交託海洋公園照顧,義務為動物提供一個安全的家及最專業的護理。我們希望讓大眾更了解各個物種的特性、棲息地及生態圈,期望啟發大家更懂得與大自然和諧共存,攜手守護生物多樣性。」

拆解迷思 欣賞大自然奇觀

海洋公園「爬行探索基地」

海洋公園「爬行探索基地」

海洋公園全新展館「爬行探索基地」展區環境

海洋公園全新展館「爬行探索基地」展區環境

「爬行探索基地」展出充滿魅力的爬行動物

「爬行探索基地」展出充滿魅力的爬行動物

以拆解迷思為主題的「爬行探索基地」,旨在打破大眾對這群常被誤解的冷血動物之刻板印象,展現牠們既迷人又惹人喜愛的一面。事實上,牠們當中許多是性情溫和,有些更肩負控制害蟲的重要角色。訪客將穿梭於為一眾爬行類動物大使精心設計的棲息地,了解牠們獨特的個性與故事。

訪客可近距離親睹令人歎為觀止的爬行類動物,當中包括犀牛鬣蜥——牠體型龐大、外表有如迷你恐龍,但實際上卻是極度溫順且喜愛植物的「柔情暴龍哥」;另外還有瀕危的國家一級保護動物瑤山鱷蜥(被親切地暱稱為「淡定僵太公」),經常在樹枝上靜止不動;訪客還能找到「360 全知龍」七彩變色龍的蹤影,牠擁有 360 度全知視覺,能隨時上演絢麗多彩的「變裝秀」;性情溫順的藍舌石龍子則會吐出藍舌來嚇退掠食者;而水上跑步高手「水上飛帆哥」斑帆蜥,尾部豎立大型帆狀結構,就像一條迷你史前飛龍。從外形酷似蛇類的帝王蛇蜥,到宛如披上勇士堅固鎧甲的巨型角蜥,展館的每一個角落都展現出動物非凡的適應能力。

外型如迷你恐龍的犀牛鬣蜥

外型如迷你恐龍的犀牛鬣蜥

瀕危的國家一級保護動物瑤山鱷蜥

瀕危的國家一級保護動物瑤山鱷蜥

擁有全知視覺的七彩變色龍

擁有全知視覺的七彩變色龍

性情溫順且會吐出藍色舌頭的藍舌石龍子

性情溫順且會吐出藍色舌頭的藍舌石龍子

擁有獨特帆狀結構的斑帆蜥

擁有獨特帆狀結構的斑帆蜥

保育與合作的成果

在精彩絕倫的展示背後,「爬行探索基地」肩負深遠使命。展館中部分爬行類動物大使過去曾被漁護署在非法野生動物貿易中救出並充公。海洋公園為這些動物提供安全的庇護所,並將牠們的經歷轉化為具影響力的教育展示。展館讓公園得以啟發訪客明白非法野生動物貿易所帶來的影響,並成為負責任的寵物主人。

香港特別行政區政府漁農自然護理署署長黎堅明指出,漁護署與海洋公園長期保持緊密合作,攜手推動爬行動物的保育與生物多樣性保護。「爬行探索基地」的開幕不僅是海洋公園在保育與教育方面不斷拓展的新一步,也延續了園方在珍稀瀕危動物保育上的卓越成就。漁護署捐贈的犀牛鬣蜥及藍舌石龍子會在「爬行探索基地」展出,向市民及遊客傳遞保護生物多樣性及拒絕非法貿易的信息,並提醒公眾切勿非法管有瀕危爬行動物。

沉浸式趣味學習體驗

全新展館將變成一個互動學習的遊樂場。一家大小可參與每日舉辦的「動物趣談——爬行明星與雨林萌友」,近距離親睹最新登場的動物大使,並由護理員分享牠們的點滴;又或在「爬爬記者會」,按下展館內的特別對講機按鈕,與照顧這些爬行類動物的專家進行即場對話。精通科技的探索者更可透過「SEEK by iNaturalist」流動應用程式,將參觀過程化為數碼尋寶之旅,辨識動物及解鎖徽章。

將鱗光奇趣帶回家

為慶祝新展館登場,海洋公園推出了一系列獨家精品,產品巧妙糅合鱗光質感與毛茸茸觸感,更特別融入海洋公園超人氣的大熊貓元素,打造出別出心裁的風格,絕對是大小粉絲不容錯過的必買紀念品!

糅合大熊貓與爬行動物元素的獨家毛公仔

糅合大熊貓與爬行動物元素的獨家毛公仔

爬行探索基地主題鑰匙扣與徽章精品

爬行探索基地主題鑰匙扣與徽章精品

融入爬行動物設計的兒童服飾系列

融入爬行動物設計的兒童服飾系列

爬行類動物主題探險帽精品

爬行類動物主題探險帽精品

印有變色龍大熊貓圖案的精美T恤

印有變色龍大熊貓圖案的精美T恤

海洋公園爬行類主題帆布手提袋

海洋公園爬行類主題帆布手提袋

立即前往海洋公園拜訪全城最具魅力的爬行類動物團隊!無論你是資深的爬行類動物愛好者,還是想前來破解迷思,「爬行探索基地」都會為你帶來一場充滿驚喜、大開眼界的探索之旅!

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