第一節課

下載與安裝程式

教師說明PAIA是透過遊戲競技場來學習「人工智慧」，先介紹官方網站，再到台南市程式設計教學網站，下載桌面板程式，告知學生為了將來多人競賽，請注意版本，本次採用2.4.1版本，不能更新，否外無法多人對戰。

安裝程式並開啟，並說明注意事項，強調如何開啟資料夾及載入資料夾。             

自動訓練程式磚塊說明與訓練

教師明開啟程式分為兩種，因文字種式python沒有教過，等將來高中時再回來看，開驅磚塊模式，聲讓學生在不修改任何設定下直接玩遊戲進行訓練，開啟操作資料夾，產生感測器及轉速兩個資料檔。

開始說明程式，首先說明剛看到的是第一筆資料，它是呼叫函式積木產生的，它的變數為資料計數，開始設為1，接下來要訓練請改為2，如果不更改資料1會被新資料取代。

教學生如何讀輪子的轉速知道左右轉，並特別說明後退為什麼不是直線後退，必需向左或向右後退，其原因為如果直線後退感測器讀到的值就會直線再前進，一直前進後退就會無退循環。

教授學生自動訓練，要給簡單規則，本次採用先循左邊牆壁，再循右邊牆的規則前進。同學可以自行更感測器感測的距離，進行第2次第3次遊遊戲，接著再更改關卡。

最後介紹AlphaGo，也是透過不斷的自我強化式學習，按規則自我學習開始非常慢，但每天不斷的學習一年365天，一天24小時不斷的學習改進，幾天後就會勝過人工訓練出來的人工智慧模型，例如AlphaGo的原型訓練一陣子就勝過深藍電腦。可惜paia迷宮車按規則自動動訓練無強化功能，所以好像是按程式設計在前進，所以訓練出的自駕模型不一定比手動訓練的模型好。

第二節課

手動程式訓練並查看收集的資料

載入上次自動訓練資料檔，開啟第二個程式人工訓練(manual)，教師解說程式，並請同學開啟應用資料夾，解說上次訓練的資料檔，同學需記好序號，這些是自動訓練模式產出的資料檔，勾選程式副檔名觀看副檔名為pickle，解說這個python內建的模組產出的檔（序列化），只有電腦看得檔，最主要是將資料最小化傳輸方便，人類看不懂，如果要看得懂必需存成csv檔。第二程式我們開啟積木產生csv檔，看一看我們存了那些資料來訓練模型。

解說資料檔

開啟csv資料檔，可以看到特徵檔依順記錄五個感測器的數值，前面兩筆皆為-1，因為是訓練開始的資料，無法及時手動控制，為無效資料，在產生自駕車模型，會把它排除。接著觀看目的檔，記錄左、右輪的轉速，請同學觀看左右輪只有幾種狀況，同學能觀察出5種，教師解說，PAIA迷宮車只要簡易的AI系統，它依序號記錄感測器數值，再依序號產生左右輪的速度，但輪子的速度只有左、右轉，前進、後退及自動前進五種，回到程式磚塊，教師解說輪子為什麼只有5種速度。

最後以alphogo影片為例，解說強化式學習。PAIA自動學習模式，沒有強化式學習的功能，每次只記錄感測器特徴值，如果可以記錄其特徴值多一個輸入入變項，例如位置或時間及檢查點效果會更好，或許多一點特徴值就可變成強化式機器學習。

第三節課

四個程式解說

      教師解說PAIA的遊戲都有4種模式，前面我們已經操作過的程式1為自動訓練模式，程式2為手動訓練模式，兩個程式最重要的是取得訓練資料，當訓練的資料是好的就保留，不好就覆蓋過去，特別注意資料計數是否要更改，如果忘記更改把好的資料覆蓋掉，無法重新取回。程式3為產生模型檔，將程式1和2產生的資料放進AI演算法產生模型，此程式可決定放幾筆資料？放那些幾資料？還有要用那種AI演算法（k-最近鄰居，決策樹.....）？並可微調演算法的參數，開始執行程式產生模型檔。

學生在執行後產生錯誤，通常是資料給錯（使用者沒有該筆資料），不是資料不足，就是資料未連續。

程式4自駕模式

          程式4為自駕模式，學生於程式3產生模型檔時，請學生不要更改模型檔的名字，開啟程式4開執玩遊戲就會進入自駕模式，教師在示範時，舉起雙手，說明現在為自駕模式，教師端沒有控制，當車子順利走到終點，請學生打開資料夾位置，更名模型檔為model-g1，如果無法通過，可以更到模型3更改放入的資料檔或AI選算法，再產生的模型檔，將舊的檔案覆蓋，到程式4自駕玩遊戲，是否可以順利通過，如能順利通過就將模型檔更名，如還不能過關，建議從第2關再建立資料，執行程式3，自駕程式4周而復始直到過關。

          告知學生下次要多人競賽，比賽的結果作為成績的依據，剛才的操作只要經典迷宮的第1關，上課時將關決定輸贏，請學生必需訓練到第3關，比賽的規則為先比過的關數，再比過的速度。

第四節課

確認模型檔效果

學生將上次訓練好的模型檔下載並載入，打開程式4先自駕1次，如果第1~3關都能到報終點的同學，不用再更改，可測試其它的遊戲，若無法通過檢驗的同學，開啟程式2手動訓練，取得新資料，本次訓練只有10分鐘，同學們只要第1~3關每筆資料含兩次訓練過程，每關產生兩筆資料，共6筆資料，接著打開程式3訓練模型，打開程式4測試自駕，如果效果比較好，將公共資料夾的模型檔刪除，重新上傳模型檔。

解說自駕模式

教師解說自駕程式的執行方式是，先讓車子移動1點時間，取得感測器特徴值，再呼叫模型檔，將特徴值數值放入模型檔演算，得到車輪速度後再傳回自駕程式，決定車子要前進、後退、左轉及右轉。

多人競賽模組

教學生如何開啟多人PK模組，此程式與主程式必需放在同一資夾，開啟程式後指定資料夾，資料夾裏面含選手資料夾，每個選手除了模型檔，需從程式4下載自駕程式，此檔案為python檔，python為文字程式設計語言，九年級時才會學習，同學先下載放到資料夾即可。

多人競賽開始

開始將學生亂數分組，下載共用資料夾，逐一檢查個人資夾是否含所需兩個檔案，開始經典迷宮1比賽，同學熱烈又加油，很快就有前兩名到報終點，但大部份的同學未到達終點，記錄名次作為給分的依據。每組取前兩名進行複賽，第2關過關的只剩兩位同學，再進行第3關及第4關到第5關所有班級都闖關失敗。

同學如果有興趣可以把桌面版程式放到雲端，回家好好訓練，有空時再較量。

第五節課

自制迷宮

示範開啟地圖檔案資料夾，請學生依照步驟開啟，教師介紹地圖有三種經典迷宮、移動迷宮及小試身手。參加校外競賽迷宮地圖由主辦單位提供自制地圖。所以地圖是可以自己建構，建構完地圖，請同學用手動訓練是否可以過關，如果連手動都無法過關，表示所建置的地圖無法使用，需加以修改。

安裝及啟動程式

教師提醒學生安裝只要會點next即可以，如果什麼都沒改最後按確定就可以起動程式，啟動程式教師說明程式介面的功能，學生開啟新地圖繪制即可啟用，啟用完介面功能如果不完整，請開啟檢視勾選所需

繪制地圖並匯入資料夾

教師說明繪制地圖應注意事項，例圖塊像素、匯入圖塊時記得勾選在地圖上使用。再說明圖塊的意義，迷宮地地圖需包含1個目標，1車子起點，及2~3個檢查點，最後就開始設計磚塊位置，磚塊放置需遵守至少中間空3格，如果設計容易過關的迷宮請空5格。

設計完開始存檔，教師示範存檔，叮嚀學生務必存成.json資料交換檔，此處只能手動輸入檔名(包括.json)，請學生務必專心不可打錯。

將檔案複制到地圖資料夾（教師示範要慢一點），教師說明PAIA程式只認識三種迷宮格式，請同學將檔名更改為經典迷宮6。開啟程式2進行手動訓練，開始遊戲，選擇經典迷宮6，就可以看到自制地圖。

學生經過一翻操作，開遊玩遊戲看到自制地圖都覺得很有成就感，教師告知學生，設計優良的地圖，老師會保留下來，作為學弟妹的競賽地圖。

第五節課

測試自制迷宮

學生打開程式2，選擇自制迷宮(經典6)，開始手動訓練，教師觀察學生操作，有些學生地圖走道設計太窄自走車無法通過，教師開啟該學生視窗，示範遇到種狀況需修改，修改需開啟專用繪圖程式，匯入所繪制地圖，匯入後因路徑關係會找不到範例圖塊，所以必需重新匯入圖塊，修改完再將檔案上傳並修改檔案名稱後，重新取得訓練資料，如沒有問題打開程式3產生模型，再打開程式4自駕測試是否可以到達終點，如此周需復始的修改就能產生一個好的競賽地圖，本次因時間關係，只讓學生熟悉迷宮制作流程。

繳交地圖後，請學生觀看AI相關書籍，作為本學生度AI計劃程的結尾，並說明如果對AI書籍有興趣，可以到圖書館借閱。

AI計劃購置相關書籍

學生認識本校AI書籍